Forscher haben einen Mechanismus in unseren Zellen entdeckt, der für die Energieerzeugung in den Muskeln unerlässlich ist. Diese Entdeckung könnte zu neuen Behandlungsmethoden für Muskelerkrankungen führen. Darüber hinaus zeigen Forschungen, dass die Muskeln des Körpers mechanischen Druck wahrnehmen, wodurch Muskelsteifheit gelindert werden könnte.
Bewegung kann alternative Prozesse aktivieren, die die Energiekapazität des Muskels wiederherstellen
Obwohl allgemein bekannt ist, dass körperliche Betätigung gut für uns ist, sind viele der zugrunde liegenden molekularen Mechanismen noch nicht bekannt. Jetzt haben Forscher der Universität Kopenhagen neue Erkenntnisse gewonnen, die uns helfen werden, die gesundheitlichen Auswirkungen körperlicher Betätigung zu verstehen – und vielleicht den Weg für neue Behandlungsmethoden für viele Muskelerkrankungen ebnen.„Wir haben einen neuen, wichtigen Mechanismus für die Energieproduktion der Muskelzellen identifiziert und gezeigt, dass er durch körperliche Betätigung aktiviert wird – unabhängig von Alter, Geschlecht und Gesundheitszustand“, sagt Associate Professor Lykke Sylow vom Department of Biomedical Sciences, der korrespondierende Autor der neuen Studie.
In der Studie zeigen die Forscher, dass ein bestimmtes Protein eine Schlüsselrolle bei der Energieproduktion in der Energiefabrik der Zellen, den Mitochondrien, spielt. Und sie waren überrascht, dass es durch Fitnesstraining (sogenanntes aerobes Training) tatsächlich möglich ist, die Rolle dieses Proteins bei der Energieproduktion zu umgehen. Ihre Forschung zeigt, dass Bewegung genetischen Fehlern bei der muskulären Energieproduktion entgegenwirken kann. Wenn dieses Protein fehlt, kann Bewegung alternative Prozesse aktivieren, die die Energiekapazität des Muskels wiederherstellen und den genetischen Fehler umgehen.
Eine Möglichkeit zur Entwicklung innovativer Behandlungsmethoden
Die Forscher wissen noch nicht genau, wie Bewegung diesen Prozess umgeht, aber ihre Entdeckung könnte den Weg für neue Behandlungsmöglichkeiten für eine Reihe von Erkrankungen, die die Muskeln betreffen, ebnen. Ihre Entdeckung könnte es ermöglichen, ein Medikament zu entwickeln, das die gesundheitlichen Vorteile von körperlicher Bewegung bei Menschen nachahmt, die nicht in der Lage sind, Sport zu treiben. Laut den Forschern eröffnet dies die Möglichkeit, neue Behandlungsmethoden für mehr als 200 verschiedene Erkrankungen zu entwickeln, die mit Defekten in der Energieproduktion der Muskeln zusammenhängen. Dazu gehören seltene mitochondriale Erbkrankheiten sowie häufiger auftretende Krankheiten wie Diabetes, Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und neurodegenerative Erkrankungen, bei denen eine verminderte Muskelfunktion mit einer erhöhten Sterblichkeit verbunden ist.
Der Verlust von Muskelmasse ist zwar normal, kann jedoch für einige Patientengruppen, darunter Krebspatienten, potenziell tödlich sein. Wenn Krebspatienten Muskelmasse verlieren, können sie möglicherweise nicht die bestmögliche Behandlung erhalten. Es kann sie daran hindern, die optimale Chemotherapie zur Abtötung eines Tumors zu erhalten, weil die Behandlung für Patienten, die nicht über genügend Muskelmasse verfügen, zu toxisch ist. Es besteht also ein enger Zusammenhang zwischen Muskelmasse und körperlicher Aktivität einerseits und der Überlebenschance bei Krebs andererseits.
Verbesserung der Lebensqualität
Jenes Protein, das für den neu entdeckten mitochondrialen Mechanismus von entscheidender Bedeutung ist, ist als SLIRP bekannt. In der Studie zeigen die Forscher auch, dass SLIRP Gene in den Mitochondrien stabilisiert. SLIRP ist unter anderem dafür verantwortlich, sogenannte mRNA in Proteine zu übersetzen, die für gesunde, energieproduzierende Mitochondrien unerlässlich sind. Fehlt SLIRP jedoch, werden die Mitochondrien geschädigt und können nicht mehr ausreichend Energie produzieren. Dies ist der Prozess, den körperliche Betätigung verhindern kann.
Das neue Wissen bringt die Forscher einen Schritt näher an die Entwicklung von Medikamenten, die auf die Mitochondrien abzielen und einige der gesundheitlichen Vorteile von körperlicher Betätigung nachahmen. Und das könnte einen großen Unterschied machen. Es wäre großartig, wenn man einen Teil dieser Muskelmagie auch ohne Bewegung erreichen könnten. Dies könnte laut den Forschern die Lebensqualität und Gesundheit vieler Patienten wirklich verbessern.
Die Druckmessung durch Muskeln ist ein vielversprechendes neues Ziel für Behandlungen
Eine weitere Studie , die von der Universität Umeå in Schweden durchgeführt wurde, zeigt, dass die Muskeln des Körpers mechanischen Druck wahrnehmen. Diese neue Entdeckung hat wichtige Auswirkungen auf die Bewegungsneurologie und könnte die Gestaltung von Trainings- und Rehabilitationsmaßnahmen zur Linderung von Muskelkater verbessern. Die Ergebnisse liefern einen wichtigen Puzzlestein zum Verständnis der Informationen, die das Nervensystem von den Muskeln erhält.
Die Studie konzentrierte sich auf Muskelspindeln, die die wichtigsten sensorischen Rezeptoren für die Propriozeption sind. Dies ist der „verborgene sechste Sinn“ für den mechanischen Zustand des Körpers und ist für die richtige Bewegungskontrolle von entscheidender Bedeutung. In der Studie übten die Forscher bei wachen Freiwilligen unterschiedliche Druckstärken auf die Unterarmmuskulatur aus und zeichneten dabei die Signale der Nervenfasern der Muskelspindeln auf, die sich in dem gedrückten Muskel befinden. Wenn die Hände der Teilnehmer ruhig waren, reagierten die Muskelspindeln stark auf den Muskeldruck, was darauf hindeutet, dass Druck allein ein ausreichender Reiz für diese Rezeptoren ist. Die Studie zeigte auch, dass bei Bewegung der Hand der Druck die Reaktion der Spindeln auf Muskeldehnung deutlich verstärkte. Diese Erkenntnis stellt das gängige Verständnis in Frage, dass Muskelspindeln nur auf Dehnung reagieren.
Diese Entdeckungen könnten zu bedeutenden Fortschritten bei der Behandlung neuromuskulärer Erkrankungen, der Optimierung des sportlichen Trainings und der Verfeinerung von Physiotherapieverfahren führen. Ein besseres Verständnis der Druckerkennung durch Muskelspindeln könnte beispielsweise neue Methoden zur Behandlung von Muskelkrämpfen oder zur Verbesserung der Muskelregeneration nach Verletzungen liefern. Die Forscher stellten außerdem fest, dass die Aktivität der Spindeln schnell unter das normale Niveau absank, wenn sie den Druck auf die Muskeln plötzlich entfernten. Da Spindelsignale reflexartig die Muskelkontraktion und -steifheit erhöhen, sind schwächere Spindelsignale in der Regel mit einer geringeren Muskelsteifheit verbunden. Aufgrund dieser Erkenntnis schlugen die Forscher die „Triple-8“-Technik zur schnellen Linderung von Muskelsteifheit vor. Bei der „Triple-Eight“-Technik wird ein kleiner Gegenstand oder der Finger verwendet, um acht Sekunden lang leichten bis mäßigen Druck auf einen schmerzenden oder steifen Muskelbereich auszuüben, den Druck acht Sekunden lang zu lösen und ihn dann erneut acht Sekunden lang auszuüben. Anschließend wird der entspannte Muskel langsam gedehnt. Laut den Forscherm kann jeder diese Technik anwenden, um Muskelsteifheit schnell zu lindern.