Prävention, Therapie und Sportslife für ... - MedicalSportsNetwork

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Sarah Breitbach
> Dipl.-Sportwissenschaftlerin
> Wissenschaftliche Mitarbeiterin an der
Johannes Gutenberg-Universität Mainz,
Abteilung Sportmedizin
> Promotion in der Forschungsgruppe
„Molekulare Belastungsphysiologie”
unter Leitung von Prof. Dr. Dr. Perikles Simon
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nommen wäre dies bereits gegeben,
sollte man Kaderathleten routinemäßig
und ohne Anhalt für eine Erkrankung
einem DNA-Screening auf Polymorphismen
unterziehen, die mit Erkrankungen
assoziiert sind. Prinzipiell wäre
es zwar möglich, Athleten zum Beispiel
gezielt auf das Vorliegen von Genpolymorphismen
für Herz-Kreislauf-Erkrankungen
hin zu untersuchen. Aber
auch dabei würden sich wesentliche,
ethisch orientierte Fragen ergeben:
Wird der Datenschutz eingehalten oder
Missbrauch betrieben? Wie geht ein
Athlet wohl damit um, wenn eine genetisch
veranlagte Krankheit entdeckt
wird? Soll man ihm also das Ergebnis
der DNA-Testung überhaupt mitteilen?
Molekulare Marker sportlicher
Leistungsfähigkeit: vom Laktat
zur Metabolomik
Eine in den letzten Jahren stark auf-
kommende molekulare Diagnosemethode
ist die Metabolomik. Mithilfe der
Metabolomik kann man viele tausend
Metaboliten screenen, die auf physiologische
Reize hin eine Konzentrationsänderung
durchlaufen. Dabei wird ein
Profil der biochemischen Zusammensetzung
von Biofluiden, Körperzellen
und -geweben erstellt, mit Erfassung
der Konzentrationen von Aminosäuren,
organischen Säuren, Aminen, Sacchariden,
Fettsäuren etc. Da sie nicht nur das
Endprodukt der Genexpression, sondern
auch einen wichtigen Teil des inneren
Regulationssystems darstellen, werden
sie als Resultat der Interaktion des
Genoms mit seiner Umwelt betrachtet.
Somit können auch die molekularen
Anpassungsvorgänge des Organismus
gemessen und in den Zusammenhang
mit sportlicher Belastung, Beanspruchung
und Leistungsfähigkeit gebracht
werden. Das daraus ableitbare Ionenfluss-Chromatogramm
des Serums charakterisiert
schließlich eine Art „metabolischen
Fingerabdruck”. Simon et al.
2007 wiesen erstmals anhand einer
Metabolomanalyse nach Ausdauertraining
Folgendes nach: Sie detektierten spezifische
Biomarker der Belastungsreaktion
und der Erholung und konnten diese
geschlechts-, gruppen- und individualspezifischen
metabolischen Profilen
zuordnen. Lehmann et al. identifizierten
im Rahmen derselben Studie mittelkettige
Acylcarnitine als dominierende Biomarker
für die Fettverbrennung unterstützende,
moderate Belastungen. Durch den positiven
Effekt der Acylcarnitine auf das
Muskelgewebe wurden eine metabolische
Adaptation des Organismus an
körperliche Aktivität postuliert sowie
deren möglichen gesundheitsförderlichen
Auswirkungen hervorgehoben.
Yan et al. ermittelten 2009 anhand des
metabolischen Phänotyps signifikante
Unterschiede im Leistungsniveau von
Ruderern. Die Assoziationen des metabolischen
Profils mit der sportlichen
Leistungsfähigkeit zeigten sich im Vergleich
von Ruderern nach dreijähriger
mit solchen nach siebenjähriger Trainingserfahrung.
Die Athleten jüngeren
Trainingsalters zeigten nach unterschiedlichen
Trainingsintervallen signifikant
geringere Konzentrationen von
Harnsäure, Threonsäure und β-D-
Methyl gluko pyrano siden sowie höhere
Mengen an Glutaminsäuren und Valinen.
Diese Studien bezeichnen interessante
Ansätze für die Sportwissenschaft, da
sie im Vergleich zur genetischen Testung
weniger ethische Fragen aufwerfen
und auch Ergebnisse liefern können,
die sich prinzipiell klinisch, diagnostisch
oder sogar therapeutisch verwenden lassen.
Mit modernen Verfahren der molekularen
Diagnostik liegt man physiologisch
betrachtet auf einer sehr
interessanten Ebene zwischen der genetischen
Determination des Phänotypus
und seiner reinen Beeinflussbarkeit
durch Umweltfaktoren. Bislang weiß
man allerdings genauso wenig wie bei
der Anwendung der genetischen Tests,
welche Varianzanteile einer sportlichen
Leistung oder gar dessen Trainierbarkeit
durch molekulare Parameter aufgeklärt
werden können. Man kann nicht einmal
durch die seit über 30 Jahren im Einsatz
befindliche Leistungsdiagnostik mittels
Laktat – ebenfalls ein Metabolit – eine
diesbezüglich gesicherte Aussage treffen.
Fazit
Dennoch steht zu hoffen, dass man insbesondere
mithilfe der Forschungsarbeit
an molekularen Markern Abläufe des
Körpers besser verstehen lernt und die
Effekte des Sports auf den Körper wesentlich
präziser erfassen kann. Auch
wenn letztlich „nur Abfallprodukte“ ermittelt
werden, so erschließt sich aus der
molekularen Testung gegenüber der genetischen
Screenings theoretisch ein viel
höheres Nutzenpotenzial.
Literatur bei der Autorin
nn breitba@uni-mainz.de
medicalsports network 01.11