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Antioxidative Effekte von körperlichem Training

17.10.2005
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Antioxidative Effekte von körperlichem Training

von Tatsiana Suvorava und Georg Kojda, Düsseldorf

Eines der wichtigsten Ziele in der Präventivmedizin ist es, die Progredienz kardiovaskulärer Erkrankungen zu verzögern. Zu den wesentlichen Maßnahmen im Rahmen der pharmazeutischen Betreuung zählt die Vermittlung von Informationen zu Ernährung, Rauchstopp und ausreichender körperlicher Bewegung.

Diese Übersichtsarbeit stellt die molekularen Grundlagen und klinischen Belege dar, wie regelmäßige körperliche Bewegung prognostisch wirksam wird. Dabei wird klar, dass die allseits geforderte bessere Führung von Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen durch kooperative pharmazeutische Betreuung sinnvoll und effizient unterstützt werden kann.

Viele offizielle Stellen im Gesundheitswesen, Krankenkassen sowie engagierte Ärzte und Apotheker fordern mehr Aufklärung und Anleitung zu einer gesunden Lebensführung. Während in den siebziger Jahren im Wesentlichen der Aspekt der Gesundheit im Vordergrund stand (Trimm Dich), überwiegt heute seitens der Behörden und Krankenkassen die Erwartung, Kosten im Gesundheitswesen einzusparen. Aus Sicht der Gesundheitsberufe macht dies keinen Unterschied, denn es war und ist für jeden Heilberufler eine wichtige Aufgabe, den Patienten die Vorteile einer gesunden Lebensführung nahe zu bringen. Zu den wichtigsten Maßnahmen zählt die Vermittlung von Informationen zu Ernährung, Rauchstopp und ausreichender körperlicher Bewegung, denn damit kann man Erkrankungen wie Übergewicht, Altersdiabetes, metabolisches Syndrom, chronisch-obstruktive Bronchialerkrankung (COPD), Herzinfarkt und Schlaganfall vorbeugen.

Eine einfache, effektive und kostengünstige Maßnahme ist regelmäßige körperliche Bewegung. Große klinische Studien haben wiederholt gezeigt, dass mäßiges, aber regelmäßiges Bewegungstraining Schwere und Sterblichkeit kardiovaskulärer Erkrankungen wie koronare Herzkrankheit (KHK) (1), Hypertonie (2), Herzinsuffizienz (3) und periphere arterielle Verschlusskrankheit (4) deutlich vermindern kann (Kasten).

 

Mäßige, aber regelmäßige Bewegung ... ...senkt das kardiovaskuläre Risiko sowie die Notwendigkeit einer Pharmakotherapie und kann deshalb zur Kostensenkung im Gesundheitswesen beitragen.

...hat nach heutigen Erkenntnissen wahrscheinlich ähnlich ausgeprägte Effekte auf die Morbidität und Mortalität kardiovaskulärer Erkrankungen wie beispielsweise die Therapie mit Statinen, Betablockern, ACE-Hemmern oder AT1-Blockern.

...verzögert ebenfalls Eintritt und Progredienz nicht kardiovaskulärer Erkrankungen wie Osteoporose, Arthrose und benigne Prostatahyperplasie.

  

Es ließ sich ebenfalls nachweisen, dass regelmäßige körperliche Bewegung auch bei älteren gesunden Frauen und Männern das Auftreten kardiovaskulärer Erkrankungen verzögert. Eine Studie von Hakim und Mitarbeitern mit 707 männlichen Rentnern (über 65 Jahre, Nichtraucher) erbrachte, dass regelmäßiges leichtes Training die Gesamtsterblichkeit während der zwölf Jahre dauernden Beobachtungsphase um mehr als 40 Prozent reduzierte (5). Eine Untersuchung bei 73.743 Frauen im Alter zwischen 50 und 79 Jahren zeigte ein ähnliches Ergebnis. In dieser Studie reduzierte leichtes körperliches Training (Gehen) das kardiovaskuläre Risiko um 30 Prozent (6). Primäre Endpunkte der Studie waren koronare Herzkrankheit, Revaskularisation in der Carotis und den Koronararterien, Herzinfarkt, Herzinsuffizienz, Schlaganfall und kardiovaskulärer Tod. Der jeweils höchste mediane Energieverbrauch in MET-h (metabolisches Äquivalent mal Zeiteinheit) entspricht etwa drei Stunden Gehen mit 6 km/h oder etwa 14 Stunden Laufen mit 15 km/h (Training) pro Woche.

Die bisherigen Erkenntnisse zur prophylaktischen Pharmakotherapie kardiovaskulärer Erkrankungen zeigen, dass in der Primärprävention bis zu einem Lebensalter von etwa 65 Jahren mit einer evidenzbasierten Pharmakotherapie kaum mehr erreicht werden kann als mit einem Programm zur körperlichen Bewegung! Insofern unterstützt die Studie von Manson und Mitarbeitern (6) die stete Forderung vieler nationaler und internationaler Fachgesellschaften, vor und während einer Pharmakotherapie zur Prophylaxe kardiovaskulärer Erkrankungen alle Maßnahmen zur gesunden Lebensführung zu nutzen (Kasten). Selbstverständlich sollten nicht nur Patienten, sondern auch (noch) Gesunde auf eine gesunde Lebensführung achten, also auch regelmäßig körperliches Training betreiben.

Training und vaskuläres NO

NO (Stickstoffmonoxid) ist ein wichtiger und gefäßprotektiv wirksamer endogener Mediator. Für die Entdeckung der endothelabhängigen Relaxation sowie der zu Grunde liegenden molekularen Mechanismen wurde im Jahr 1998 der Nobelpreis an Robert Furchgott, Ferid Murad und Louis Ignarro verliehen. In dem so genannten »Furchgott-Experiment« konnte der New Yorker Pharmakologe 1980 erstmals nachweisen, dass die Endothelzellschicht eines Blutgefäßes einen Faktor produziert, der die Gefäßfunktion (hier die Vasorelaxation) ganz entscheidend beeinflusst.

Spätere Forschungsarbeiten zeigten dann, dass es sich um Stickstoffmonoxid handelt, welches durch eine endotheliale NO-Synthase aus der Aminosäure L-Arginin gebildet wird. Rasch wurde klar, dass sich eine Fehlfunktion dieses Enzyms (endotheliale Dysfunktion) bei nahezu allen kardiovaskulären Erkrankungen und auch bei Diabetes nachweisen lässt (7). Weitere Untersuchungen, unter anderem durch den Frankfurter Kardiologen Professor Dr. A. Zeiher, ergaben gute Evidenzen dafür, dass der Schweregrad der endothelialen Dysfunktion mit der Häufigkeit kardiovaskulärer Ereignisse korreliert, also einen typischen Risikofaktor darstellt.

Moderates körperliches Training kann den Schweregrad einer endothelialen Dysfunktion vermindern. Vor etwa zehn Jahren machte William Sessa, Boyer Center für Molekulare Medizin, Universität Yale, USA, die Entdeckung, dass körperliches Training die durch endogenes NO vermittelte endothelabhängige Vasorelaxation verbessert, und konnte eine trainingsinduzierte Hochregulation des NO-bildenden Enzyms endotheliale NO-Synthase (eNOS) nachweisen. Dieser Befund wurde von vielen Arbeitsgruppen weltweit bestätigt und gilt heute als eine für die kardiovaskuläre Protektion wichtige vaskuläre Adaptation an regelmäßige körperliche Bewegung (7).

Grundlagenwissenschaftliche experimentelle und klinische Untersuchungen haben unser Wissen über die Veränderungen, die regelmäßige körperliche Bewegung im Herz-Kreislauf-System auslöst, in den letzten zehn Jahren deutlich erweitert. Dabei hat sich herausgestellt, dass körperliches Training zu einer Umprogrammierung von Zellen innerhalb des Herz-Kreislauf-Systems führt. Diese Umprogrammierung ist durch eine veränderte Bildung zellulärer Proteine und Enzyme gekennzeichnet, deren Aktivität insgesamt dazu führt, dass kardiovaskuläres Gewebe resistenter, zum Beispiel gegenüber atherosklerotischen Veränderungen, wird, die letztlich zu schweren kardiovaskulären Erkrankungen führen.

In untrainierten Gefäßen reduziert endotheliales NO unter anderem den Tonus der glatten Muskulatur und reguliert dadurch auch die Scherbelastung der Gefäßwand durch das strömende Blut. Nach Beginn von moderatem Training kommt es durch die intermittierende trainingsinduzierte Erhöhung der vaskulären Scherbelastung zu einer Hochregulation der eNOS, verbunden mit vermehrter Ausschüttung von NO. Länger anhaltendes regelmäßiges moderates Training führt zu einer Veränderung des Expressionsmusters von mehr als 100 funktionell bedeutsamen Genen in vaskulären Zellen. Dies ist verbunden mit einer Änderung der Gefäßarchitektur, unter anderem einer Erhöhung des Gefäßdurchmessers, sodass bei moderatem Dauertraining die Scherbelastung strukturell kompensiert und die erhöhte NO-Bildung normalisiert wird. Diese Veränderungen führen letztlich zu einer Verbesserung der Organdurchblutung. Für eine weiterführende Diskussion dieses »Gefäßremodelings« sei der Leser auf ausführliche Übersichtsarbeiten zu diesem Thema verwiesen (7-10).

Von besonderer Bedeutung erscheint die Induktion von Enzymen, die gefäßprotektive Mediatoren bilden. Als eines der wichtigsten dieser Enzyme im Blutgefäßsystem gilt die endotheliale Stickstoffmonoxid-Synthase. Sie bildet den gefäßprotektiven endogenen Mediator NO. Dieser Botenstoff sorgt zum Beispiel dafür, dass die Anhaftung zirkulierender Blutzellen, zum Beispiel Thrombozyten und Leukozyten, an die Gefäßwand sowie ein abnormes, den Blutfluss behinderndes Dickenwachstum der Blutgefäße vermindert wird. Darüber hinaus ist NO auch an der durch Training induzierten Bildung von antioxidativen Enzymen wie den Superoxiddismutasen beteiligt, durch deren Aktivität die Gefährlichkeit von vaskulärem oxidativen Stress abnimmt (siehe unten).

Die Effekte von körperlichem Training auf die Endothelfunktion lassen sich auch klinisch nachweisen. Der Arbeitsgruppe des Kardiologen Rainer Hambrecht in Leipzig gelang es erstmals, die tierexperimentellen Befunde klinisch mit verschiedenen Methoden zu bestätigen. Sie wiesen an einer kleinen Gruppe von hospitalisierten Patienten mit koronarer Herzkrankheit nach vier Wochen moderatem Training eine signifikante Verbesserung der koronaren NO-abhängigen Endothelfunktion sowie eine 30-prozentige Steigerung der Koronarreserve nach (11). Ähnlich günstige Effekte von körperlichem Training erhielten Hambrecht und Mitarbeiter bei Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz, die für sechs Monate zu Hause trainierten. Bei diesen Patienten kam es zu einer Abnahme von Kardiomegalie und peripherem Widerstand sowie zu einer Erhöhung des kardialen Schlagvolumens (12).

Molekulare Mechanismen

Die Effekte von körperlichem Training sind keineswegs Placeboeffekte. Intensive Forschung der letzten Jahre hat klar aufgezeigt, dass Training unter anderem profunde Veränderungen innerhalb des Gefäßsystems verursacht, die sich durch gezielte molekulare Untersuchungen nachweisen lassen. Betrachtet man die akuten Änderungen innerhalb des kardiovaskulären Systems, die sich durch eine Einheit körperlichen Trainings ergeben, so fällt zweierlei sofort ins Auge: ein Anstieg der Herzfrequenz (physikalische Kräfte) und ein Anstieg der Bildung von Sauerstoffradikalen (oxidativer Stress), der sich im Wesentlichen aus der vermehrten ATP-Produktion ergibt.

Physikalische Kräfte: Die physikalischen Kräfte, die durch den pulsierenden Blutstrom auf die Blutgefäße einwirken, werden durch die Zellen der Blutgefäßwand sehr sensibel registriert. Es handelt sich im Wesentlichen um drei verschiedene Kräfte:

  • Scherung: Kräfte, die durch den Blutfluss induziert werden;
  • Druck: die permanente Druckbelastung durch den Blutdruck;
  • pulsatile Dehnung: Veränderungen durch pulsatile Druckwellen (Herzschlag).

Alle diese Kräfte sind während der Dauer des körperlichen Trainings deutlich erhöht. Es war schon früh bekannt, dass Scherung ein wichtiger Stimulus für die Regulation der Funktion und der Expression der endothelialen NO-Synthase ist (13). Auch wenn daher die Vermutung nahe liegt, dass Scherung eine wichtige Rolle für die Verbesserung der Endothelfunktion durch Training spielt, erforderte der Nachweis dieses Zusammenhangs eine aufwendige molekulare Untersuchung. Schließlich zeigten Experimente mit transgenen Mäusen, denen es an der genetischen Information für das wichtige und unter anderem auch endothelial exprimierte Protein c-Src mangelt, dass Scherung tatsächlich zum Effekt körperlichen Trainings auf die Endothelfunktion beiträgt (14).

Das Protein c-Src kann die Scherkraft, die auf die Endothelzelle einwirkt, in zelluläre Signale übersetzen, die letztlich auch dazu führen, das vermehrt endotheliale NO-Synthase gebildet wird. So führte Training nur bei den Kontrolltieren, nicht aber bei den transgenen Tieren zu einer Verdoppelung des endothelialen Gehalts an NO-Synthase. Diese Befunde stimmen mit Ergebnissen aus kultivierten Endothelzellen überein, nach welchen das Protein c-Src eine tragende Rolle für die Anregung der Transkription und Translation (Verlängerung der Stabilität der entsprechenden messenger-RNA) der endothelialen NOS durch Scherung spielt (15). Man muss daher heute davon ausgehen, dass die Effekte von Training auf die Bildung und Wirkung des gefäßprotektiven Faktors NO unter Beteiligung einer scherungsinduzierten Aktivierung von c-Src ablaufen.

Ob und inwieweit Druck und pulsatile Dehnung eine Rolle für trainingsinduzierte Gefäßeffekte spielen, ist derzeit nicht bekannt, jedoch sehr wahrscheinlich.

Oxidativer Stress: Ein weiterer Mechanismus, der an den Effekten von Training auf die Endothelfunktion beteiligt ist, scheint durch eine Triggerfunktion von kurzzeitigem vaskulären oxidativen Stress getragen zu werden. Auch hier waren aufwendige molekulare Untersuchungen sowie die Verwendung transgener Tiere notwendig, um einige harte Daten zu sammeln, die diese Hypothese unterstützen.

Zu den wichtigsten Quellen kardiovaskulärer reaktiver Sauerstoffverbindungen, die für die Dauer körperlichen Trainings aktiviert werden, zählen die vermehrte ATP-Bildung und die Scherkräfte. Während bei der ATP-Synthese eine nicht enzymatische Bildung von Superoxid (und nachfolgend Wasserstoffperoxid) durch einen Elektronentransfer von Coenzym Q auf molekularen Sauerstoff im Rahmen der Atmungskettenphosphorylierung erfolgt (16), erhöhen Scherkräfte die enzymatische Bildung von Superoxid durch Aktivierung der endothelialen NAD(P)H-Oxidase (17, 18). Allerdings ist Superoxid ein Anion und kann als solches Zellmembranen nur schlecht überwinden. Dagegen ist Wasserstoffperoxid, das durch die rasche, von Superoxiddismutase abhängige Dismutierung von Superoxid entsteht, nicht geladen und kann daher alle Zellen innerhalb der Gefäßwand durch Diffusion erreichen. Wasserstoffperoxid wird ebenfalls ­ allerdings langsamer als Superoxid ­ enzymatisch in weniger oxidativ wirksame Verbindungen, hauptsächlich Wasser, umgesetzt. Hieran sind die Katalase und die Glutathionperoxidase beteiligt.

Setzt man kultivierte Endothelzellen einer erhöhten Konzentration von Wasserstoffperoxid aus, so lässt sich bereits nach einigen Stunden eine Hochregulation der Expression und der Aktivität der NO-Synthase beobachten (19, 20). Diese ersten Befunde legten nahe, dass ähnliche Mechanismen auch an der Verbesserung der Endothelfunktion in vivo beteiligt sein könnten.

Um dies im lebenden Organismus untersuchen zu können, war es notwendig, die Bildung und/oder den Abbau von Wasserstoffperoxid im Gefäßsystem gezielt zu verändern. Dies erfolgte durch eine vaskulär spezifische Überexpression der Katalase, die durch Verwendung eines modifizierten Promotors für die Proteinkinase Tie-2 erreicht wurde (21). Der Phänotypus zeigte eine Verdopplung des Katalase-Gehalts in allen Blutgefäßen, während nicht vaskuläre Gewebe keine Veränderung aufwiesen. Damit verbunden war eine deutliche Senkung der Gleichgewichtskonzentration von Wasserstoffperoxid im Gefäßgewebe. Wurden diese transgenen Tiere für drei Wochen einem moderaten körperlichen Training unterzogen, blieb im Gegensatz zu den transgen negativen Geschwistertieren die sonst nachweisbare Hochregulation der endothelialen NO-Synthase aus.

Diese Ergebnisse legen nahe, dass Wasserstoffperoxid an der Induktion der endothelialen NO-Synthase durch körperliches Training beteiligt ist.

Vaskuläre antioxidative Kapazität

Die bisherigen Betrachtungen haben Mechanismen aufgezeigt, die wahrscheinlich der Hochregulation der endothelialen NO-Synthase durch Training zu Grunde liegen. Damit erklärt sich aber nur bedingt, über welche Mechanismen die offensichtlich kardiovaskulär protektive Wirkung von Training vermittelt wird. Eine weitere Frage war und ist die duale Rolle von vaskulärem oxidativen Stress. Einerseits scheint oxidativem Stress eine positive Triggerfunktion zuzukommen (siehe oben), andererseits ist seit langem bekannt, dass er eher pathogen und eben nicht ein protektiv wirkt.

Eine plausible Erklärungsmöglichkeit besteht darin, zwischen kurzfristigem und permanentem vaskulären oxidativen Stress zu unterscheiden. Die zu Grunde liegende Hypothese ist denkbar einfach: Ein kurzzeitiger (zum Beispiel 30 bis 60 min), sich wiederholender regelmäßiger Anstieg von vaskulärem oxidativen Stress durch Training induziert eine längerfristige (mehrere Tage) Erhöhung der antioxidativen Kapazität, die unter anderem durch eine vermehrte Expression antioxidativer Enzyme in der Gefäßwand vermittelt wird (7). Bei dauerhaftem moderaten körperlichen Training an mehreren Tagen in der Woche würde sich auf diese Weise ein antioxidativer Gefäßschutz entwickeln, der dazu beitragen könnte, dass die Pathogenität typischer Risikofaktoren für eine kardiovaskuläre Erkrankung abgeschwächt wird. Mehrere experimentelle und klinische Untersuchungen der letzten Jahre scheinen diese Hypothese zu bestätigen.

Die antioxidative Kapazität der Gefäßwand wird nicht nur durch die endotheliale NO-Synthase, sondern auch durch viele andere Faktoren bestimmt. Hierzu zählt unter anderem die Hochregulation von Enzymen wie Superoxiddismutase und Katalase, die reaktive Sauerstoffverbindungen entgiften. Während kürzlich publizierte Ergebnisse keine Hinweise auf eine Veränderung der Expression und Aktivität der Katalase durch körperliches Training ergaben (21), zeigen frühere Befunde, dass Superoxiddismutasen (SOD) durch körperliches Training hochreguliert werden (22).

Es werden drei Formen der SODs unterschieden: die Cu/Zn-SOD (SOD1), die mitochondriale Mn-SOD (SOD2) und die extrazelluläre SOD (SOD3). Studien an Mäusen wiesen nach, dass Training eine nahezu dreifache Erhöhung des Proteingehalts der glattmuskulär assoziierten SOD3 induziert und dass dieser Effekt streng NO-abhängig ist, das heißt dass er der Hochregulation der endothelialen NO-Synthase nachfolgt (22). Einige Jahre später wurde publiziert, dass körperliches Training auch eine Hochregulation der SOD1 in Endothelzellen von Yucatan-Minischweinen induziert (23).

Eine kürzlich publizierte klinische Studie, durchgeführt an männlichen Patienten mit stabiler koronarer Herzkrankheit, lieferte Hinweise dafür, dass solche antioxidativen vaskulären Reaktionen auch beim Menschen eine Rolle spielen. So ließ sich an Gefäßexplantaten nachweisen, dass die vaskuläre Expression prooxidativer Proteine wie Angiotensin-(AT1)-Rezeptor sowie Untereinheiten der NAP(P)H-Oxidase durch Training herunterreguliert wird. Diese Veränderungen gingen auch mit einer Verminderung der Bildung vaskulärer reaktiver Sauerstoffverbindungen und einer Verbesserung der Endothelfunktion einher (24).

Praktische Hinweise zum Training

Körperliches Training lässt sich also als eine effektive antioxidative Therapie auffassen, deren Effizienz die von Vitamin E, welches nach großen klinischen Studien keine kardiovaskulär protektive Wirkung hat, nachweislich und deutlich übertrifft. Der Leser mag sich jetzt fragen, wie und wie oft er ein moderates Bewegungstraining durchführen muss, um den gewünschten antioxidativen Effekt zu erzielen, ob es für Kreislaufkranke Beschränkungen gibt und wie lange es bei Bewegungsmangel dauert, bis sich die Effekte wieder zurückbilden, beziehungsweise warum Bewegungsmangel ein kardiovaskulärer Risikofaktor ist.

Wie oft und wie lange trainieren? Zur ersten Frage kann inzwischen eine relativ eindeutige Antwort gegeben werden, denn experimentelle und klinische Studien haben gezeigt, dass sich die günstigen Effekte auf Genexpression und Funktion bereits nach drei bis vier Wochen einstellen (11, 22-25). Hierfür ist ein nur moderates Training mit einem wöchentlichen Energieverbrauch von nicht mehr als etwa 15 MET-h (metabolisches Äquivalent mal Stunde) erforderlich (6). Dies entspricht 2,5 km normalem Gehen bei einer Geschwindigkeit von 6 km/h, eine Leistung, die selbst Menschen im Rentenalter (ohne Gehbehinderungen) ohne große Mühe erbringen können.

Beschränkungen für Kreislaufkranke? Die zweite Frage ist nicht so leicht pauschal zu beantworten, denn Kreislaufkranke, die im Allgemeinen besonders von Training profitieren, dürfen nur mit Vorsicht trainieren (7, 26). So kommt es durch Training zu einer akuten Belastung des kardiovaskulären Systems mit vermehrtem oxidativen Stress, einer Belastung, der Kreislaufkranke bei Überanstrengung möglicherweise nicht gewachsen sind und die eventuell fatale Folgen haben kann. Es ist daher unbedingt erforderlich, dass zum Beispiel Patienten mit Herzinsuffizienz, koronarer Herzkrankheit, Bluthochdruck, Schlaganfall oder Diabetes mellitus zu Beginn des Trainings den Rat eines Arztes und eines speziell geschulten Bewegungstherapeuten einholen, um ihre individuelle Belastungsschwelle festzulegen. Diese Schwelle darf keinesfalls überschritten werden.

Wie lange hält der Trainingseffekt? Zur dritten Frage ist kürzlich eine tierexperimentelle Studie erschienen, deren Ergebnisse selbstverständlich nur bedingt auf die Verhältnisse beim Menschen übertragbar sind (27). In dieser Untersuchung wurden Mäuse, die in einer Gruppe in einem ausreichend großen Käfig lebten und sich durch Klettern, Laufen und Dominanzkämpfe normal bewegten, mit Mäusen verglichen, die singularisiert in kleineren Käfigen gehalten wurden. Bei diesen Tieren war der Bewegungsmangel schon bei regelmäßiger visueller Inspektion des Verhaltens auffällig. Nach fünf und neun Wochen wurde die Bewegungsintensität durch Messung der Zitratsynthaseaktivität im Herz- und Skelettmuskel quantifiziert, die vaskuläre Endothelfunktion gemessen und die Expression der endothelialen NO-Synthase bestimmt. Bereits nach fünf Wochen war die Zitratsynthaseaktivität bei den bewegungsarmen Tieren deutlich und signifikant verringert. Gleichzeitig entwickelte sich eine endotheliale Dysfunktion in den sonst jungen und gesunden Tieren. Molekularen Untersuchungen zufolge trug eine Verringerung der Expression der endothelialen NO-Synthase zur Entwicklung der endothelialen Dysfunktion bei.

Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Entwicklung einer endothelialen Dysfunktion einen der molekularen Mechanismen darstellt, die Bewegungsarmut ­ auch bei jungen Gesunden ­ zu einem Risikofaktor für später möglicherweise eintretende kardiovaskuläre Erkrankungen macht.

Gerade deshalb erscheint es auch in der Apotheke wichtig, den Nutzen von körperlicher Bewegung zu betonen. Dies kann in den täglichen Beratungsgesprächen geschehen, aber auch zum Beispiel durch Aktionen mit Druckmaterialien und Informationen zu Herz-Kreislauf-Sportgruppen, eventuell kombiniert mit günstigen Angeboten für sporttaugliche Herzfrequenzmessgeräte, Elektrolytgetränke und anderes. In jedem Fall kann die/der beratende Kollege/in sicher sein, dass er/sie dem Patienten einen wertvollen Rat mit auf den Weg gegeben hat (Kasten).

 

Am Ball bleiben Die positiven Effekte von moderatem körperlichen Training, zum Beispiel auf die Endothelfunktion, sind schon nach einigen Wochen nachweisbar, bilden sich jedoch bei Bewegungsarmut im selben Zeitraum auch wieder zurück. Es ist daher wichtig‚ am Ball zu bleiben. Bei Gesunden hilft körperliches Training, die Gefäßgesundheit zu erhalten, bei Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen hilft es, die Gefäßgesundheit zu verbessern.

  

Zusammenfassung

Bewegungsarmut ist ein gut bekannter Risikofaktor für die Entwicklung kardiovaskulärer Erkrankungen wie Herzinfarkt und Schlaganfall. Körperliches Training dagegen löst ein durch Angiogenese und Arteriogenese getragenes Remodeling von Blutgefäßen aus, welches mit funktionellen Änderungen einhergeht und die Organdurchblutung verbessern kann.

Physikalische Kräfte wie Scherung, Druck und zyklische Dehnung verändern die Expression vaskulärer Gene, die antioxidative und antiatherogene Wirkungen vermitteln. So induziert körperliches Training die Hochregulation der endothelialen NO-Synthase und der extrazellulären Superoxiddismutase, während die Expression und Aktivität potenziell atherogener Proteine wie Untereinheiten der vaskulären NAD(P)H-Oxidase deutlich vermindert wird. Diese Zusammenhänge ließen sich sowohl experimentell als auch klinisch nachweisen. Hierfür genügt schon eine wenige Wochen andauernde regelmäßige moderate Bewegungsintensität. Die Effekte bilden sich allerdings genauso schnell wieder zurück, weshalb auch hier die Compliance eine große Rolle spielt.

Die positiven Wirkungen von körperlichem Training auf die kardiovaskuläre Sterblichkeit von Patienten mit KHK und Herzinsuffizienz sowie von jüngeren und älteren Frauen und Männern lassen sich bei vergleichender Betrachtung der publizierten klinischen Studien durchaus mit den Effekten einer Pharmakotherapie, zum Beispiel mit Statinen, vergleichen. Es erscheint daher sinnvoll, auch in Apotheken auf den Wert dieses präventivmedizinischen Ansatzes hinzuweisen.

 

Literatur

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Die Autoren

Tatsiana Suvorava studierte Biologie an der Universität in Minsk, Belarus (Weißrussland), und erwarb den Master of Science in Physiologie. Anschließend absolvierte sie ihr Doktorat am Institut für Radiobiologie, Department für Kardiovaskuläre Physiologie. Von Februar 2003 bis September 2004 verbrachte sie einen Forschungsaufenthalt am Institut für Pharmakologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, unter anderem als Stipendiatin des Deutschen Akademischen Austauschdienstes, und befasste sich dort mit dem Thema körperliche Bewegung und vaskulärer oxidativer Stress. Derzeit ist Dr. Suvorava als Forscherin am Department für Physiologie der Medizinischen Universität in Minsk tätig.

Georg Kojda studierte Pharmazie in Bonn und Medizin in Köln und wurde 1990 im Fachgebiet Pharmakologie promoviert. 1997 folgten Habilitation und Venia Legendi sowie die Anerkennung zum Fachpharmakologen und zum Fachapotheker für Arzneimittelinformation. 1996 und 1998 verbrachte Kojda Forschungsaufenthalte an der Cardiology Division, Emory University, Atlanta (USA). Seit 2003 ist er Professor an der Medizinischen Fakultät des Universitätsklinikums Düsseldorf sowie seit 2005 Fortbildungsbeauftragter des Apothekerverbands Köln und der Apothekerkammer Nordrhein.

 

Korrespondenzautor:
Professor Dr. Georg Kojda
Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie
Universitätsklinikum
Heinrich-Heine-Universität
Moorenstraße 5
40225 Düsseldorf
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