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Eine umfassende Studie bestätigt, dass molekulare Veränderungen innerhalb von nur 2 Minuten nach einer Trainingseinheit eintreten. Diese Untersuchungsergebnisse könnten auch zur Vorbeugung des akuten Atemnotsyndroms (ARDS) beitragen, einer tödlichen Komplikation und Haupttodesursache für COVID-19-Patienten. Schon eine einzige Sitzung kann bemerkenswerte 9.815 Moleküle in Ihrem Blut verändern.

Auf einen Blick
  1. In der bisher umfassendsten Studie über die molekularen Veränderungen, die in Ihrem Körper aufgrund von Bewegung auftreten, wird »eine orchestrierte Choreographie biologischer Prozesse« nachgewiesen.
  2. Eine Übungseinheit von 8 bis 12 Minuten führt zu Veränderungen von bemerkenswerten 9.815 Molekülen in Ihrem Blut.
  3. Es sind Veränderungen im Zusammenhang mit Energiestoffwechsel, oxidativem Stress, Entzündung, Gewebereparatur und Wachstumsfaktorreaktion dokumentiert.
  4. In den ersten 2 Minuten nach dem Training stiegen die molekularen Marker für Entzündung, Gewebeheilung und oxidativen Stress, einem Nebenprodukt des Stoffwechsels, stark an.
  5. Es wurde eine starke Wechselwirkung zwischen einer Reihe von Molekülen und dem individuellen aeroben Fitness-Level eines Menschen festgestellt. Dies veranlasste die Forscher zu der Vermutung, dass es möglich sein könnte, einen Bluttest zur Überwachung des Fitness-Levels einzusetzen.

Bewegung tut weit mehr für Ihren Körper, als nur Ihre Herzfrequenz zu erhöhen und Sie ins Schwitzen zu bringen. Physische Aktivität führt zu einer molekularen Reaktion in Ihrem ganzen Organismus, einschließlich Veränderungen von Entzündungsmarkern und Stoffwechselwegen.

Dies vermittelt einen flüchtigen Eindruck davon, warum der sehr einfache Akt des Bewegens mit so vielen Vorteilen für Ihre körperliche und geistige Gesundheit verbunden ist – von der Stärkung Ihres Immunsystems bis zum Schutz der kognitiven Funktionen.

Kurz gesagt:

Ihr Körper ist für Bewegung geschaffen, und sie trägt sehr zu seinem Wohlergehen bei.

Sollten daran immer noch Zweifel bestehen: Forscher der Universität Stanford haben herausgefunden, dass eine Trainingseinheit zu Veränderungen an bemerkenswerten 9.815 Molekülen in Ihrem Blut führt.1

»Omiks« enthüllen eine beeindruckende molekulare Choreographie der Übung

Der Begriff »Omik« wird im Bereich der Biowissenschaften verwendet, um die Untersuchung großer Mengen biologischer Moleküle zu beschreiben.2 Die Proteomik beispielsweise bezieht sich auf die Untersuchung von Proteinen innerhalb einer Zelle, während die Metabolomik sich auf Moleküle im Blut bezieht, die den Stoffwechsel beeinflussen, und die Genomik sich mit Molekülen befasst, die mit der Genexpression zusammenhängen.3

Während frühere Omik-Studien untersucht haben, wie sich körperliche Betätigung auf bestimmte Bereiche wie die Metabolomik auswirkt, ging die vorgestellte Studie, die in Cell veröffentlicht wurde, noch einen Schritt weiter.

»Wir führten ein multiomisches Längsschnittprofil von mononuklearen Plasma- und peripheren Blutzellen, einschliesslich Metabolom, Lipidom, Immunom, Proteom und Transkriptom, von 36 gut charakterisierten Freiwilligen vor und nach einer kontrollierten Runde symptombegrenzter Bewegung durch«, erklärten die Forscher.4

Mit anderen Worten: Die bisher umfassendste Studie über die molekularen Veränderungen innerhalb des Organismus aufgrund von physischer Anstrengung, die einen beispiellosen Einblick in die Details der physiologischen Reaktion des Körpers bietet, zeigt, dass »eine orchestrierte Choreographie biologischer Prozesse« stattfindet. Diese betreffen unter anderem:5

  • den Energiestoffwechsel,
  • oxidativen Stress,
  • Entzündungsvorgänge,
  • die Gewebereparatur,
  • die Reaktion auf den Wachstumsfaktor.

An der Studie nahmen 36 Probanden im Alter zwischen 40 und 75 Jahren mit unterschiedlichen Fitness- und Gesundheitslevels teil, darunter auch einige, die insulinresistent waren. Die Freiwilligen absolvierten einen 8- bis 12-minütigen Ausdauertest auf dem Laufband, wobei vor und 2 Minuten nach der Sitzung sowie 15, 30 und 60 Minuten später Blut abgenommen wurde.6

Blutabnahmen fanden auch vor und nach einer Ruhephase statt, die als Kontrolle diente. »Jeder weiß, dass Bewegung gut für Sie ist, aber wir wissen nicht wirklich, was das auf molekularer Ebene antreibt«, sagte Dr. Michael Snyder, Professor und Lehrstuhlinhaber für Genetik an der Universität Stanford, in einer Pressemitteilung. »Unser Ziel war es anfangs, eine sehr umfassende Analyse dessen durchzuführen, was im Körper kurz nach dem Training passiert.«7

Insgesamt wurden 17.662 Moleküle gemessen, von denen sich 9.815 als Reaktion auf das Training veränderten, wobei einige Werte nach oben und andere nach unten gingen. Bestimmte Moleküle schossen unmittelbar nach dem Training nach oben, fielen dann aber schnell wieder ab, während andere eine Stunde lang erhöht blieben. »Es war wie eine Symphonie«, sagte Snyder der New York Times. »Zuerst kommen die Blechbläser, dann die Streicher, dann all die anderen Instrumente, die darin einstimmen«, so der Genetiker gegenüber der Zeitung.

Molekulare Veränderungen variieren je nach Zeitpunkt und Gesundheitszustand

Ein faszinierendes Ergebnis war, wie unterschiedlich die Stoffwechselveränderungen bei den einzelnen Personen je nach ihrem Gesundheitszustand waren, besonders im Zusammenhang mit der Insulinresistenz, die bei praktisch allen chronischen Krankheiten eine Rolle spielt. Bei Personen mit Insulinresistenz wurde eine verminderte Entzündungsreaktion festgestellt, und nach körperlicher Anstrengung kam es zu einer gedämpften Immunantwort.

Signifikante Unterschiede wurden auch in Abhängigkeit vom Zeitpunkt der Blutentnahme festgestellt. Eine »intensive Aufwallung der molekularen Aktivität« im Körper beschrieben die Forscher in den ersten 2 Minuten nach dem Training. In dieser Zeit stiegen die molekularen Marker von Entzündung, Gewebeheilung und oxidativem Stress, der ein Nebenprodukt des Stoffwechsels ist, stark an.

Darüber hinaus deuteten die molekularen Marker in den ersten Minuten darauf hin, dass der Körper dazu neigte, zur Energiegewinnung Aminosäuren zu verstoffwechseln, aber etwa 15 Minuten nach dem Training stieg er auf den Glukosezucker um. »Der Körper baut Glykogen (eine Form von gespeicherter Glukose) als Teil seiner Erholungsreaktion auf das Training ab, deshalb sehen wir es erst etwas später ansteigen«, sagte Snyder.9

Könnte ein Bluttest Ihren Fitness-Level aufzeigen?

Es wurde ein starker Zusammenhang zwischen einer Reihe von Molekülen und dem aeroben Fitness-Level einer Person festgestellt, was die Forscher zu der Vermutung veranlasste, dass es möglich sein könnte, einen Bluttest zur Überwachung des Fitness-Levels einzusetzen.

Der menschliche Körper ist für ein Leben mit Bewegung geschaffen. Ohne Bewegung wird er nicht ausreichend mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt.
©blicsejo – stock.adobe.com

Beim Ausdauertest auf dem Laufband wurde der Spitzenwert V02 gemessen, der ein Maß für die Fähigkeit des Körpers ist, Sauerstoff zu transportieren und zu verbrauchen, und Auskunft über die aerobe Fitness gibt. Bei denjenigen, die bei diesem Test besser abschnitten, standen Tausende von Molekülen im Zusammenhang mit ihrer aeroben Kondition.

Dazu gehörten Moleküle, die als Marker für Immunität, Stoffwechsel und Muskelaktivität dienen. »Zum jetzigen Zeitpunkt verstehen wir den Zusammenhang zwischen einigen dieser Marker und ihrer Beziehung zu einer besseren Fitness noch nicht vollständig«, sagte Snyder, und eine solche molekulare Profilerstellung wäre zu teuer und zu umfangreich, als dass Ärzte sie zu diesem Zeitpunkt in Kliniken einsetzen könnten.

Mit weiterer Forschung könnte es jedoch möglich sein zu erkennen, welche Biomarker für die Bestimmung des Fitness-Levels am nützlichsten sind, und zwar auf der Grundlage derjenigen, die am stärksten mit den VO2-Spitzenwerten korrelieren.10

»Das brachte uns auf die Idee, einen Test zu entwickeln, um den Fitness-Level einer Person vorherzusagen«, sagte Dr. Kévin Contrepois, Autor der Studie und Direktor für Metabolomik und Lipidomik der Abteilung für Genetik in Stanford. »Aerobe Fitness ist einer der besten Gradmesser für die Langlebigkeit, daher wäre ein einfacher Bluttest, der diese Informationen liefern kann, für die Überwachung der persönlichen Gesundheit wertvoll.«11

Während es andere Fitnesstests gibt – die Griffstärke Ihrer Hand kann zum Beispiel mit Ihrem Herzinfarkt- und Schlaganfallrisiko in Verbindung stehen –, würde ein Bluttest es Ihnen ermöglichen zu überwachen, wie Veränderungen in Ihrer Fitnessroutine funktionieren, und sich entsprechend anzupassen.

Verlängern Sie Ihre Lebenserwartung in nur wenigen Minuten pro Tag

Die Ergebnisse der vorgestellten Studie sind beeindruckend, was zum Teil auf das Ausmaß der Veränderungen zurückzuführen ist, die durch nur eine kurze Übungssitzung ausgelöst wurden. »Ich hatte gedacht, was können nur etwa 9 Minuten Übung schon groß verändern?« sagte Snyder. »Wie sich herausstellt, offenbar sehr viel.«12

Wenn es um Ihre Gesundheit geht, ist Bewegung eine der effektivsten Formen der Nutzung Ihrer Zeit. Die durch Bewegung hervorgerufenen biochemischen Veränderungen sind gut bekannt und können unter anderem die folgenden Verläufe beeinflussen und das Krebsrisiko beeinflussen:13

Insulin-ähnlicher Wachstumsfaktor Epigenetische Effekte auf Genexpression und DNA-Reparatur HIF 1-alpha
Oxidativer Stress und antioxidative Stoffwechselwege HitzeschockproteineTestosteron
Negativer Regulator der Myostatin-Immunität ImmunitätChronische Entzündung und Prostaglandine
Energiestoffwechsel Insulinresistenz

Die Forschung hat auch gezeigt, dass 15 Minuten Bewegung pro Tag oder durchschnittlich 92 Minuten pro Woche die Gesamtmortalität um 14 Prozent senkt und die Lebenserwartung im Vergleich zur Inaktivität um 3 Jahre verlängert.14 Dies traf sogar auf Menschen mit Risikofaktoren für Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu, und jede zusätzliche Viertelstunde täglicher Bewegung reduzierte die Gesamtsterblichkeit um weitere 4 Prozent.

Auf der anderen Seite hatten Menschen, die nicht aktiv waren, ein um 17 Prozent höheres Sterblichkeitsrisiko im Vergleich zu Menschen, die sich bloße 15 Minuten täglich körperlich betätigten. Das bedeutet, dass man nicht 2 Stunden auf dem Laufband oder im Fitnessstudio verbringen muss, um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten – vorteilhafte Veränderungen vollziehen sich in weitaus kürzerer Zeit. Die Forscher sind immer noch dabei, das Ausmaß dieser Veränderungen zu bestimmen, doch wenn dieses 9.815 Moleküle betrifft, genügt es zu sagen, dass sie signifikant sind.

Zeitmangel ist eine der häufigsten Ausreden, nicht zu trainieren, aber die Veränderungen in der vorgestellten Studie traten nach etwa 10 Minuten auf. Andere Studien haben Trainingsvorteile nach nur 7 Minuten Aktivität mittlerer Intensität festgestellt, darunter Verbesserungen der Muskelkraft, der Ausdauer und der aeroben Fitness.15

Ein Beispiel für ein Training im Parcour-Stil, das von Brett Klika, einem Leistungstrainer für das Human Performance Institute in Orlando, Florida, und Chris Jordan, dem Direktor für Übungsphysiologie am Human Performance Institute, entwickelt wurde, lautet wie folgt:16

Jede Übung wird etwa 30 Sekunden lang ausgeführt, wobei 10 Sekunden für Übergänge vorgesehen sind. Dies ergibt ein etwa 7-minütiges Training, das zwei- oder dreimal wiederholt werden kann. Die Übungen sollten in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden, da sie so ausgewählt wurden, dass die gegnerischen Muskelgruppen abwechselnd ruhen und arbeiten können. Sie sind ein Beispiel dafür, wie Sie zu Hause und/oder mit nur sehr wenig Zeit fit werden können:

  1. Hampelmann (ganzer Körper)
  2. Wandsitz (Unterkörper)
  3. Liegestütz (Oberkörper)
  4. Sit-up (Körpermitte)
  5. Aufstieg auf den Stuhl (ganzer Körper)
  6. Kniebeuge (Unterkörper)
  7. Trizeps Dip auf einem Stuhl (Oberkörper)
  8. Planke (Körpermitte)
  9. Marschieren auf der Stelle (ganzer Körper)
  10. Ausfallschritt (Unterkörper)
  11. Liegestütz und Rotation (Oberkörper)
  12. Seitstütz (Körpermitte)

Eine neue Ära der Bewegungswissenschaft

Wenn die Forscherinnen und Forscher eingehender untersuchen, wie sich die Molekularbiologie mit der Bewegungsphysiologie überschneidet, wird es spannende Fortschritte im Verständnis der Bedeutung körperlicher Betätigung für die menschliche Gesundheit geben. Die Trainingswissenschaft ist in eine neue Ära eingetreten,17 und mit Hilfe der Metabolomik und anderer Omik-Technologien werden Forscher wahrscheinlich in der Lage sein, zu individuelleren Trainingsinterventionen überzugehen, statt zu allgemeinen Empfehlungen wie »mindestens 150 Minuten Sport pro Woche« zu betreiben.

Bereits jetzt werden von der National Football League und anderen großen Berufssportorganisationen für die Erholung und Rehabilitation spezialisiertere Techniken wie das Training der Blutflussrestriktion (BFR) eingesetzt. BFR-Training verbessert die Kraft und baut mit sehr leichten Gewichten Muskeln auf, während es metabolisch gesehen Ihr Risiko für Sarkopenie und die meisten anderen altersbedingten Krankheiten senkt, was es besonders für ältere Menschen nützlich macht.

Andere Übungsarten wie Yoga, mit seiner einzigartigen Kombination aus körperlicher Bewegung, Atemarbeit und Meditation, können besonders vorteilhaft für die Gehirnfunktion sein,18 während andere gezieltere Übungen, wie zum Beispiel Kreuzheben, ebenfalls ihren Platz haben.

Die Forscher der Stanford-Universität planen im Anschluss an ihre Studie festzustellen, ob molekulare Daten verwendet werden könnten, um zu bestimmen, welche Übungsarten, wie zum Beispiel Kraft- oder Ausdauertraining, für den Einzelnen am besten geeignet sind. Denn manche Personen haben beispielsweise eine höhere aerobe Ausdauer, während andere ein molekulares Profil aufweisen, das eine andere Art von Training begünstigen könnte.19

Da eine solche individualisierte Zielbestimmung derzeit nicht verfügbar ist, ist es wichtig, sich zu vergegenwärtigen, wie groß die Wirkung des Trainings auf den Körper auf individueller Ebene ist. Es ist sinnvoll, dieses enorme gesundheitsfördernde Potenzial zu nutzen, indem Sie aktiv werden und körperliche Fitness zu einem regelmäßigen Bestandteil Ihres Lebens machen.

Dieser Artikel erschien erstmal am 03. Juli 2020 auf Mercola.com.

Quellen & weiterführende Informationen

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