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Risiko-Genvariante für schwache Sehnen und Bänder

Sehnen übertragen große Kräfte zwischen Muskeln und Knochen – mit einer menschlichen Achillessehne könnte man einen Kleinwagen ziehen. Ohne den Eiweißstoff „Sparc“ sind sie aber schwach entwickelt und reißen nach Belastung leicht, berichtet der Salzburger Forscher Andreas Traweger.

Gemeinsam mit einem internationalen Team untersuchte der Forscher die Achillessehnen von Mäusen ohne „Sparc“. Sie waren schwächer entwickelt als bei normalen Mäusen, hielten weniger Zugkraft am Knochenansatz aus und rissen öfter nach einem Tretmühlen-Lauf. „In unserer Studie konnten wir zeigen, dass die extrazelluläre Matrix schwächer ist, wenn dieser Eiweißstoff fehlt“, so Traweger: „Dadurch nehmen die eingebetteten Zellen auftretende Lasten wie eine Dehnung verstärkt wahr.“ Die Zellen fühlen sich demnach überbeansprucht, was bei den Sehnen Verfallserscheinungen hervorruft: Die Matrix wird samt Eiweißstoff-Fasern abgebaut und Entzündungen entstehen.

Die Forscher fanden auch heraus, dass Menschen mit Sehnen- und Bänderrissen häufig eine bestimmte Mutation im Sparc-Gen, der Vorlage des Sparc-Eiweißstoffes, haben. Sie führt dazu, dass der Eiweißstoff nicht gut in die extrazelluläre Matrix abgegeben werden kann.

Die Erkenntnisse sind in zweifacher Hinsicht klinisch relevant. Einerseits könnte man Sportler screenen, ob sie Träger dieser neu entdeckten Mutation und so einem erhöhten Risiko eines Sehnenrisses ausgesetzt sind. Andererseits finden bereits Untersuchungen im Tiermodell statt, die klären sollen, ob man durch die Gabe von Sparc-Eiweißstoff die Heilung von Sehnen begünstigen kann.

Referenz:
Paracelsus Universität Salzburg; University of Western Australia; Guangdong Academy, Uni Zürich
Science APA: Forscher fanden Risiko-Genvariante für schwache Sehnen und Bänder, 24.2.2021; Originalpublikation: Load-induced regulation of tendon homeostasis by SPARC, a genetic predisposition factor for tendon and ligament injuries, Science Tans Med 2021;
https://stm.sciencemag.org/content/13/582/eabe5738

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Sportmedizin Wissenschaft

Rodeln: Schwerste Verletzungen ohne Helm

Crashtests kennt man eigentlich nur von der Verkehrssicherheitsforschung. Das Kuratorium für Verkehrssicherheit hat nun gemeinsam mit der Technischen Universität Graz in einem computersimulierten Crashtest erstmalig Rodelunfälle untersucht. Mit alarmierenden Ergebnissen: Ohne Helm sind tödliche Kopfverletzungen bei Kollisionen z.B. mit einem Baum (die häufigste Todesursache) schon bei geringen Geschwindigkeiten möglich. Mehr als 2.200 Menschen verletzen sich jährlich bei Rodelunfällen in Österreich.

Die Simulationen zeigen deutlich: Bei Kindern, die ohne Helm rodeln, besteht bereits ab ca. 10 km/h ein erhebliches Risiko für schwere Kopfverletzungen. Ab einer Geschwindigkeit von ca. 20km/h steigt zu den Kopfverletzungen zudem das Risiko für Rippen- und Oberschenkelfrakturen. „Die Untersuchungen belegen, dass ein Helm das Kopfverletzungsrisiko deutlich reduziert – und zwar unabhängig von der Geschwindigkeit und unabhängig davon, ob die Person frontal oder seitlich gegen ein Hindernis prallt“, so Stefan Smit, Institut für Fahrzeugsicherheit.

Einfluss auf den Verletzungsgrad bei Kindern hat außerdem deren Sitzposition, wenn sie gemeinsam mit Erwachsenen rodeln: Sitzt das Kind vorne am Schlitten, besteht neben dem Kopfverletzungsrisiko auch ein erhebliches Risiko für Verletzungen des Thorax bzw. der Oberschenkel des Kindes: „In allen unseren Simulationsszenarien wurde das Kind durch den dahinter sitzenden Erwachsenen förmlich in den Baum ‚gedrückt‘. Während für den Kopf schon allein der Anprall am Baum kritisch ist, sind Thorax und Oberschenkel durch das Gewicht der erwachsenen Person und durch die Interaktion mit dem Schlitten so einer extremen zusätzlichen Belastung ausgesetzt.“ Sitzt das Kind hingegen hinten, hat es mit dem Rücken der erwachsenen Person einen zusätzlichen Aufprallschutz für den Kopf, zumal der Rücken naturgemäß weicher ist als ein Baum oder eine Liftsäule.

Referenzen: TU Graz
Pressemeldung TU Graz; https://www.tugraz.at/tu-graz/services/news-stories/medienservice/einzelansicht/article/rodelunfaelle-ohne-helm-schon-bei-geringen-geschwindigkeiten-schwerste-verletzungen/

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Neurologie Sportmedizin Wissenschaft

Sport pusht das Gedächtnis

Was dem Körper gut tut, gilt offenbar auch für das Gehirn. Neurowissenschaftler der Universität Genf wiesen nach, dass eine intensive körperliche Trainingseinheit von nur 15 Minuten das Gedächtnis und den Erwerb neuer motorischer Fähigkeiten verbessert. 

Um die Wirkung zu testen, mussten 15 junge Männer einen Gedächtnistest nach drei unterschiedlichen Szenarien durchführen: nach 30 Minuten mäßigen Radfahrens, nach 15 Minuten intensiver Bewegung oder nach einer Ruhephase. Danach wurden sie gebeten Aufgaben am Computer zu erledigen wobei auch getestet wurde, wie schnell gewisse Bewegungen erlernt wurden.

Zusätzlich zu den Ergebnissen dieses Tests beobachteten die Wissenschaftler Veränderungen in der Aktivierung bestimmter Gehirnstrukturen und führten Bluttests zur Messung der Endocannabinoidspiegel durch. Endocannabinoide werden bei körperlicher Anstrengung produziert und binden an spezifische Rezeptoren im Gehirn. Sie lösen ein Gefühl der Euphorie aus und binden auch am Hippocampus, dem Teil des Gehirns, das für die Gedächtnisleistung zuständig ist.

Die Analysen belegten eine Zunahme der Gedächtnisleistung mit Zunahme der körperlichen Aktivität. Diesem Muster folgte auch der Endocannabinoidspiegel: Je höher dieser nach intensiver körperlicher Anstrengung anstieg, desto besser waren auch die Leistungen des Gehirns. 

Die neuen Daten könnten zur Entwicklung neuer Strategien zur Verbesserung oder Erhaltung der Gedächtnisfunktion beitragen. Untersucht werden soll auch, inwieweit sich Gedächtnisdefizite bei  der Entwicklung von Alzheimer durch sportliche Aktivitäten bremsen lassen.

Referenzen:
Universität Genf
Effect of acute physical exercise on motor sequence memory, Scientific Reports 10, 2020; https://doi.org/10.1038/s41598-020-72108-1

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Leben Sportmedizin Wissenschaft

Sport senkt Mortalität weltweit

Körperliche Aktivität verhindert jedes Jahr weltweit 3,9 Millionen Todesfälle. Zu diesem Ergebnis kommt eine Untersuchung der Universitäten Cambridge und Edinburgh, die in der Zeitschrift „The Lancet Global Health“ veröffentlicht wurde.

Die Forscher verwendeten Daten aus 168 Ländern und bestimmten den Anteil der Bevölkerung, der die Empfehlungen zur körperlichen Aktivität der WHO erfüllte. Die Leitlinien inkludieren 150 Minuten moderate Aktivität oder 75 Minuten intensives Training pro Woche.

Je nach Land erfüllten unterschiedlich viele Menschen diese Vorgaben. Während sie in afrikanischen Ländern meist erreicht wurden (Mosambik 94%), lag die Zahl in Kuwait, mit 33%, am niedrigsten. Generell fanden sich die niedrigsten Werte in Amerika, während europäische Länder im Mittelfeld anzutreffen waren. Nationen mit niedrigem Einkommen schnitten in der Regel besser ab, als Länder, die wirtschaftlich höher angesiedelt sind. Insgesamt lag die Rate durch Sport verhinderter Todesfälle bei Männern höher als bei Frauen.

Referenz:
Use of the prevented fraction for the population to determine deaths averted by existing prevalence of physical activity: a descriptive study, The Lancet Global Health, July 2020. DOI 10.1016

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