Gibt es eines Tages eine Tablette für eine bessere Kondition?

Das Protein PPAR-delta (Peroxisome Proliferator-Activated Receptor delta) ist im Zusammenhang mit der Marathon-Maus bekannt geworden. Es ist ein Rezeptor im Zellkern, der veranlaßt, daß vermehrt mitochondrienreiche und ausdauerfähige Typ-1-Muskelfasern gebildet werden. Mäuse mit übermäßig aktiven PPAR-delta-Rezeptoren konnten deutlich länger laufen als normale Mäuse.

Abgesehen von der ungewöhnlichen Ausdauer waren die Mäuse vor allem gegen die negativen metabolischen Konsequenzen einer Diät mit hohem Fettgehalt gewappnet: Weder legten sie stark an Gewicht zu, noch entwickelten sie eine Insulinresistenz oder gar Typ-2-Diabetes (PLoS Biol 2 / 10, 2004, e294). Die US-Forscher, die diesen Zusammenhang entdeckten, führen das auf eine gesteigerte Fettverbrennung in der Skelettmuskulatur zurück. Dies beruht auf einer veränderten Aktivität mehrerer Gene, die von PPAR-delta gesteuert wird.

Radprofis haben viel PPAR-delta in der Muskulatur

Um diesen Zusammenhang bei Menschen zu überprüfen, untersuchten wir die Menge an PPAR-delta bei Radprofis und Querschnittsgelähmten sowie Gesunden mit normaler körperlicher Aktivität ohne besonderes Training. Diese Gruppen hatten eine unterschiedlich zusammengesetzte Muskulatur. Wobei Radprofis die größte Menge an Typ-1-Muskulatur hatten und Querschnittsgelähmte die geringste.

Die Menge des PPAR-delta-Rezeptors im Skelettmuskel war in der Gruppe der intensiv trainierten Radprofis doppelt so hoch wie im Muskel der Untrainierten in der Kontrollgruppe (D.K. Krämer et al, Acta Physiologica, in press). Querschnittsgelähmte hatten nur ein Drittel der Menge PPAR-delta verglichen mit den Untrainierten.

Die Menge an PPAR-delta korrelierte also mit der Menge an Typ-1-Muskelfasern. Eine erhöhte Menge an PPAR-delta scheint daher auch bei Menschen mit erhöhter Leistungsfähigkeit assoziiert zu sein. Ob jedoch das Training die Ursache für die Unterschiede ist, oder ob die Unterschiede - zumindest teilweise - angeboren sind, ist noch zu klärt.

Nicht alle Typ-2-Diabetiker sprechen aber gleichermaßen positiv auf körperliche Aktivität an. In einer weiteren Untersuchung wollten wir genauer definieren, wieviel körperliche Aktivität erforderlich ist, um metabolische Verbesserungen zu erzielen. Wir ermunterten die Studienteilnehmer, insgesamt 2,5 Stunden pro Woche spazieren zu gehen. Zu Beginn und am Ende der Studie vier Monate später wurden mehrere klinisch relevante Parameter wie Cholesterinwerte und Blutdruck bestimmt.

Außerdem entnahmen wir Muskelproben und untersuchten sie auf Veränderungen in der Genaktivität und der Eiweißzusammensetzung. Nach Ende der Studie hatte die eine Hälfte der Teilnehmer eine deutlich verbesserte Insulinsensitivität, einen niedrigeren Blutdruck und verbesserte Blutfettwerte als zu Beginn der Studie (T. Fritz, D. K. Krämer et al., Diabet Metab Res Rev; in press).

Die übrigen Teilnehmer hatten dagegen keine verbesserten Werte, obwohl sie pro Woche körperlich genauso viel leisteten wie die erste Gruppe. Die Analyse der Muskelbiopsien zeigte, daß bei den Teilnehmern mit verbesserter Insulinsensitivität die PPAR-delta Menge zugenommen hatte. Die Aktivierung von PPAR-delta scheint somit eine wichtige Komponente bei der Erhöhung der Insulinsensitivität durch Sport zu sein. Außerdem kann PPAR-delta bei manchen Menschen besser aktiviert werden als bei anderen. Das beruht möglicherweise auf genetischen Unterschieden.

Welche Variante des PPAR-delta-Gens Menschen in die Wiege gelegt wurde, entscheidet mit darüber, wie leistungsfähig sie sind und wie sich sportliche Aktivität auf den Stoffwechsel und auf Typ-2-Diabetes auswirkt. Denn je nach Variante des PPAR-delta-Gens reagieren Menschen mit verringerter Glukosetoleranz unterschiedlich auf körperliches Training.

David Kitz Krämer ist Doktorand am Karolinska-Institutet in Stockholm und erforscht PPAR-delta im Zusammenhang mit Diabetes mellitus Typ 2 und körperlicher Aktivität.