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Sport: Trainingseffekte abhängig von genetischer Ausstattung

Wenn zwei Menschen das gleiche Trainingsgsprogramm absolvieren, muss das nicht heißen, dass die gleichen Anstrengungen zum gleichen Ergebnis führen. Diese offensichtliche Tatsache kann durch unsere unterschiedliche genetische Ausstattung erklärt werden. Zu diesem Schluss kommen Forschende der Anglia Ruskin University, Cambridge.

Die Wissenschaftler analysierten die Ergebnisse von 3.012 Erwachsenen im Alter zwischen 18 und 55 Jahren – die zuvor noch nicht an einem Trainingstraining teilgenommen hatten – um festzustellen, wie unsere Gene drei wichtige Arten von körperlicher Betätigung beeinflussen: Muskelkraft, Herz-Kreislauf-Fitness und anaerobe Kraft. Durch die Kombination von Daten aus 24 separaten Studien entdeckten die Forscher, dass genetische Unterschiede für bis zu 72%ige Unterschiede in Bezug auf die Muskelkraft sorgten. Bei exakt gleich durchgeführten kardiovaskulären Fitnessübungen betrugen die Unterschiede bis zu 44%.

Die Forschenden isolierten auch 13 verschiedene Gene, die in Bezug auf die Trainingsergebnisse eine Rolle spielen. Daher sollte es möglich sein, die Effektivität eines Trainingsprogramms zu verbessern, indem man den Genotyp einer Person identifiziert und dann ein spezifisches Trainingsprogramm auf diese Person zuschneidet. Henry Chung, Hauptautor der Studie: „Dies könnte insbesondere denjenigen zugutekommen, die in kurzer Zeit Verbesserungen sehen müssen, wie beispielsweise Krankenhauspatienten oder Spitzensportler, bei denen geringfügige Verbesserungen den Unterschied zwischen Erfolg und Misserfolg ausmachen können.“

Referenz:
Anglia Ruskin University, Cambridge
Do exercise-associated genes explain phenotypic variance in the three components of fitness? A systematic review & meta-analysis, PLOS ONE 2021; https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0249501

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Stehen erhöht die Insulinsensitivität

Insulin ist ein Schlüsselhormon für den Energiestoffwechsel und die Blutzuckerregulation. Die normale Insulinfunktion im Körper kann z.B. durch Übergewicht gestört sein, was zu einer verminderten Insulinsensitivität und einem erhöhten Risiko für Typ-2-Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen führt. In einer finnischen Studie stellten Forschende fest, dass Stehen mit einer besseren Insulinsensitivität verbunden ist. Eine Erhöhung der täglichen Stehzeit könnte daher helfen, chronischen Erkrankungen vorzubeugen.

Der Lebensstil hat einen starken Einfluss auf die Insulinresistenz und die Entwicklung von Typ-2-Diabetes, und regelmäßige körperliche Aktivität spielt bekanntlich eine wichtige Rolle bei der Prävention dieser Erkrankung. In der Studie des Turku PET Center und des UKK-Instituts untersuchten die Forscher die Zusammenhänge zwischen Insulinresistenz und sitzendem Verhalten, körperlicher Aktivität und Fitness bei inaktiven Erwachsenen im erwerbsfähigen Alter mit einem erhöhten Risiko für Typ-2-Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Die Wissenschaftler stellten fest, dass das Stehen unabhängig von der täglichen körperlichen Aktivität oder Sitzzeit, dem Fitnessniveau oder dem Übergewicht mit einer besseren Insulinsensitivität verbunden ist. Dieser Zusammenhang wurde bisher nicht nachgewiesen.

Eine Erhöhung der täglichen Stehzeit könnte also bei der Prävention von Zivilisationskrankheiten helfen, auch wenn die Empfehlungen zu körperlicher Aktivität nicht eingehalten werden. Im nächsten Schritt soll jetzt untersucht werden, welchen Einfluss die Reduzierung der täglichen Sitzzeit um eine Stunde neben der Insulinsensitivität und der Blutzuckerregulation auf den Energiestoffwechsel und die Fettansammlung in der Leber und im gesamten Körper hat.

Referenz:
Universität Turku
Standing is associated with insulin sensitivity in adults with metabolic syndrome, Journal of Science and Medicine in Sport 2021; https://www.jsams.org/article/S1440-2440(21)00204-8/fulltext

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Pädiatrie Wissenschaft

Physische Aktivität der Mutter macht Baby fit

Bewegung während der Schwangerschaft tut offenbar nicht nur werdenden Müttern gut, auch Babys profitieren davon. Eine Studie der Universität Oslo belegt erstmals einen Zusammenhang zwischen der Lungenfunktion der Säuglinge und der körperlichen Aktivität der Mütter während der Schwangerschaft.

In die Studie einbezogen wurden die Daten von 814 Babys, die zwischen 2014 und 2016 in Oslo und Stockholm das Licht der Welt erblickten. Die Forscher baten die Frauen, in der 18. und 34. Schwangerschaftswoche Fragebögen zu ihrer Gesundheit, ihrem Lebensstil, sozioökonomischen Faktoren und ihrer Ernährung auszufüllen. Die Frauen gaben auch an, wie oft, wie lange und mit welcher Intensität sie trainierten. 120 Minuten sportlicher Aktivität pro Woche wurde als aktiv eingestuft; inaktive Mütter nahmen nur an Übungen mit geringer Aktivität teil oder machten überhaupt keine Bewegung. Als die Babys ungefähr drei Monate alt waren, wurden Lungenfunktionsmessungen durchgeführt.

Nach Auswertung der Daten konnten die Forscher zeigen, dass Babys von inaktiven Müttern eher in der Gruppe der Kinder mit der niedrigsten Lungenfunktion zu finden waren als Babys von aktiven Müttern. Frühere Studien belegen bereits, dass Personen mit niedriger Lungenfunktion im Säuglingsalter ein höheres Risiko für Asthma und andere obstruktive Lungenerkrankungen haben.

Referenz:
Universität Oslo
Physical Activity during Pregnancy is associated with lung function in offspring; International Congress of the European Respiratory Society 5.9.2021; https://medicalxpress.com/news/2021-09-physical-pregnancy-linked-lung-function.html

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Depression: Bewegung bringt das Gehirn auf Trab

Menschen mit Depressionen ziehen sich oft zurück und sind körperlich inaktiv. Um die Wirkung von Bewegung zu untersuchen, untersuchte eine Arbeitsgruppe der Ruhr-Universität Bochum 41 Betroffene, die in der Klinik behandelt wurden. Die Teilnehmenden wurden je einer von zwei Gruppen zugeteilt. Eine absolvierte ein abwechslungsreiches Sportprogramm in dem auch gezielt Motivation und soziales Miteinander gefördert wurde und negative Erfahrungen mit körperlicher Aktivität – Stichwort Schulsport – abgebaut wurden. Die andere Gruppe nahm an einem Kontrollprogramm ohne körperliche Aktivität teil.

Vor und nach dem Programm bestimmte das Studienteam jeweils die Schwere der depressiven Symptomatik wie Antriebs- und Interessenlosigkeit, Motivationsmangel und negative Gefühle. Darüber hinaus wurde die Veränderungsbereitschaft des Gehirns, die sogenannte Neuroplastizität mittels transkaranieller Magnetstimulation gemessen.
Die Ergebnisse zeigten, dass bei Depressiven die Veränderungsbereitschaft des Gehirns im Vergleich zu Gesunden niedriger ist. Nach dem Programm mit körperlicher Aktivität stieg diese Veränderungsbereitschaft signifikant an und erreichte die Werte von Gesunden. Zeitgleich gingen die Depressionssymptome zurück. Bei der Gruppe, die am Kontrollprogramm teilgenommen hatte, waren diese Veränderungen nicht so ausgeprägt.

Inwiefern die Veränderung der Symptome und die Veränderbarkeit des Gehirns kausal miteinander verknüpft sind, können wir aus diesen Daten nicht beantworten“, so  Studienleiterin Karin Rosenkranz: „Es ist bekannt, dass körperliche Aktivität dem Gehirn guttut, da sie zum Beispiel die Neubildung von Nervenzellverbindungen fördert. Dies könnte auch hier eine Rolle spielen.“

Referenz:
Ruhr-Universität Bochum
Physical activity reduces clinical symptoms and restores neuroplasticity in major depression, Frontiers in Psychiatry 2021;
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyt.2021.660642/full

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Sport unterstützt kognitive Entwicklung von Frühgeborenen

Ein zu früher Start ins Leben kann auch im Teenageralter noch Probleme bereiten, wobei sich kognitive Einschränkungen nach wenigen Jahren häufig auswachsen. Kinder, die bereits vor der 32. Schwangerschaftswoche geboren wurden, zeigen allerdings selbst beim Übergang zum Teenageralter noch Unterschiede: sie weisen eine schwächere Impulskontrolle auf. Dies kann zu Nachteilen in der schulischen Leistung führen und hängt mit Verhaltensauffälligkeiten und einer größeren Anfälligkeit für Suchterkrankungen zusammen. Ein schweizerisches Forschungsteam entdeckte jetzt aber, dass frühgeborene Kinder, die sehr gut entwickelte motorische Fertigkeiten hatten, den termingeborenen Kindern in Sachen Impulskontrolle praktisch in nichts nachstanden.

Sie verglichen eine Gruppe von 54 sehr frühgeborenen Kindern im Alter von 9 bis 13 Jahren mit einer Kontrollgruppe gleichaltriger termingeborener Kinder und ließen sie einen sogenannten „Go/NoGo“-Test durchführen, bei dem die Probanden auf ein Signal hin schnellstmöglich einen Knopf drücken müssen, bei einem anderen Signal jedoch nicht. Der Vergleich zeigte, dass die frühgeborenen Kinder durch veränderte Aufmerksamkeitsprozesse den Bewegungsimpuls schwerer unterdrücken konnten.Weitere Untersuchung belegten jedoch auch, dass eine Zunahme bei den motorischen Fertigkeiten, die Einschränkungen bei der Impulskontrolle ausgleichen können.

Die Forscher schließen aus den Ergebnissen, dass ein gezieltes Training der motorischen Geschicklichkeit auch die kognitiven Einschränkungen reduzieren könnte. Insbesondere bei jüngeren Kindern ist die Entwicklung der motorischen und der kognitiven Fähigkeiten eng verknüpft. Das Zeitfenster von 9 bis 13 Jahren könnte daher ein vielversprechender Zeitraum sein, um kognitive Einschränkungen bei sehr frühgeborenen Kindern auszugleichen.

Referenz:
Universität Basel
Very preterm birth and cognitive control: The mediating roles of motor skills and physical fitness, Developmental Cognitive Neuroscience 2021, Doi: 10.1016/j.dcn.2021.100956

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Leben Wissenschaft

Arbeitsweg als Fitnessstudio

Wer Alternativen zu geschlossen Fitnessstudios sucht: Pendeln zur Arbeit zu Fuss, mit Velo und öffentlichen Verkehrsmitteln (ÖV) steigert die Lebensqualität und die Leistungsfähigkeit und senkt das Risiko für Herz-Kreislauf-Krankheiten ähnlich wie das Training im Fitnesscenter. Zu diesem Schluss kommen Forscher des Universitätsspitals Zürich und der Universität Salzburg, die zusätzlich einen „Pendlerrechner“ entwickelt haben, mit dessen Hilfe Routenempfehlungen für Arbeitswege erstellt werden können. Dabei wird die Pendelstrecke so optimiert, dass durch den Anteil aktiver Mobilität ein gesundheitlicher Effekt zu erwarten ist.

Über 70 Mitarbeiter der Landeskliniken Salzburg, die mit dem Auto zur Arbeit fuhren, nahmen für ein Jahr an dieser klinischen Studie teil. Ein Drittel der Gruppe legte einen Teil des Weges zur Arbeit regelmässig mit dem Fahrrad zurück. Ein weiteres Drittel ging einen Teil der Strecke zu Fuss und nutzte zudem verstärkt die öffentlichen Verkehrsmittel. Eine Kontrollgruppe änderte nichts an ihrem Verhalten. Ihre Mobilität wurde mittels online-Mobilitätstagebuch und GPS-fähigen Fitnessuhren dokumentiert.

Nach einem Jahr konnte eine deutliche Steigerung der an einem Fahrradergometer gemessenen Leistungsfähigkeit in der Fahrrad- und der Fussgängergruppe nachgewiesen werden. Diese Leistungszunahme war vergleichbar einer Leistungssteigerung in einem Fitnessstudio. Sie führte zu einer Verbesserung der Lebensqualität in Bezug auf Vitalität, mentale Gesundheit, körperliche Funktionalität und kardiovaskuläres Risiko. Wobei es sich hierbei um dosisabhängige Effekte handelt:  jene Probanden, die mehr Kilometer gesund unterwegs waren, zeigten grössere Effekte.  Dies konnte erzielt werden, ohne dass sich die Gesamtdauer des Arbeitsweges relevant verlängerte.

Referenzen
Universität Zürich, Universität Salzburg; Active commuting as a novel option to counteract sedentary lifestyle; Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports, Special Issue 30:S1; https://onlinelibrary.wiley.com/toc/16000838/2020/30/S1

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