Zum Einfluss von Ausdauer- und Krafttrainingsreizen auf die kognitive Leistungsfähigkeit unter besonderer Berücksichtigung neuro-biologischer Faktoren

Die kognitive Leistungsfähigkeit spielt in unserer alternden, körperlich immer inaktiveren Dienstleistungsgesellschaft eine übergeordnete Rolle. Zahlreiche Studien legen einen positiven Zusammenhang zwischen der körperlichen Fitness und der kognitiven Leistungsfähigkeit über die gesamte Lebensspanne bei gesunden und vielen klinischen Populationen nahe. Ferner ist ein gesunder Lebensstil, der maßgeblich durch ausreichend Bewegung beeinflusst wird, mit einem verminderten Risiko für neurodegenerative Erkrankungen assoziiert. Letztlich weisen Studienergebnisse darauf hin, dass sowohl akute sportliche Belastungen als auch längere Trainingsinterventionen sich kurz-, bzw. langfristig positiv auf die kognitive Leistungsfähigkeit auswirken. Vor dem Hintergrund, dass Bewegungsinterventionen auch eine Vielzahl weiterer positiver Effekte hinsichtlich der psychischen und physischen Gesundheit haben, ist man bestrebt mehr über die zugrunde liegenden Mechanismen zu lernen. Das übergeordnete Ziel dieser Bestrebungen ist es Bewegungsempfehlungen für die Prävention und Rehabilitation zu optimieren. Es ist allerdings erwähnenswert, dass viele Studien im Kontext von sportlichen Interventionen und der kognitiven Leistungsfähigkeit gravierende methodische Limitationen aufweisen (abgesehen von den genutzten Erhebungsmethoden betrifft dies v. a. fragwürdige Kontrollgruppenparadigmen und kleinen Stichproben).
Ein Teil meiner Arbeit widmet sich diesen methodischen Einschränkungen um letztlich die Aussagekraft zukünftiger Studien mit gesunden und klinischen Populationen (vorwiegend mit Krebs- und Multiple Sklerose PatientenInnen) zu optimieren. Für Akuteffekte von moderaten Ausdauerleistungen auf die kognitive Leistungsfähigkeit konnten wir zeigen, dass die am häufigsten eingesetzten Kontrollgruppenparadigmen (Lesen, Fernsehen, Dehnen, etc.) keine höheren oder niedrigeren Erwartungshaltungen provozieren. Im Gegensatz dazu zeigen sich hinsichtlich akuter intensiver Belastungen erniedrigte Erwartungshaltungen. Somit scheinen positive Effekte intensiver Ausdauerbelastungen auf die kognitive Leistungsfähigkeit durchaus eine physiologische Komponente zu haben. In klinischen Studien versuchen wir, wenn möglich Plazebogruppen zu etablieren.
Der andere, überwiegende Teil meiner Arbeit zielt darauf ab biologische Mechanismen zu entschlüsseln, die letztlich die positiven Effekte von Bewegung und Sport auf die kognitive Leistungsfähigkeit und die Hirngesundheit von Krebs- und MS-Patienten vermitteln. In diesem Kontext stehen neben Entzündungsprozessen und dem Tryptophanmetabolismus auch neurotrophe Faktoren und das Laktat im Fokus der Untersuchungen. Für MS-PatientInnen konnten wir zeigen, dass ein dreiwöchiges in die stationäre Rehabilitation implementiertes hochintensives Intervalltraining die Serumkonzentration der Matrixmetalloprotease 2 reduziert. Dieses vorwiegend durch Entzündungen freigesetzte Protein verändert die Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke und ist bei MS-PatientInnen pathologisch erhöht. Parallel dazu konnten wir zeigen, dass der Kynurenin-Pfad, als ein Zweig des Tryptophanabbaus, durch akute Belastungen beeinflusst wird. Dies ist insofern interessant, als das dieser durch Entzündungsgeschehen manipulierbare Stoffwechselweg zahlreiche immun- und neuromodulatorische Metabolite hervorbringt und sowohl bei Krebs- als auch bei MS dereguliert ist. Somit ist meine Forschung nicht auf eine spezifische Erkrankung konzentriert, sondern fokussiert auf globale neuro-immunologische Pathomechanismen die unter Umständen positiv durch Bewegung und Sport beeinflussbar sind. Aktuell und zukünftig wollen wir v. a. ein besseres Verständnis über akute belastungsbedingte neuro-immunologische Effekte und deren Langzeitwirkung auf die kognitive Leistungsfähigkeit und die Hirngesundheit entwickeln.