Sportwissenschaft Muskelspiele

 

Ist Gendoping schon weit verbreitet im Leistungssport?

 

Vor acht Jahren hat die Weltantidopingagentur (Wada) die Möglichkeit, durch Gabe von fremden Genen, Zellen oder Wirkstoffen, die leistungsfördernde Erbanlagen aktivieren, das Potential von Sportlern zu optimieren, als „reale Gefahr“ identifiziert. Vor der Olympiade in Peking vor vier Jahren wurde über „Gendoping-Spiele“ spekuliert. Und jetzt, vier Jahre später? Wird wieder spekuliert. Was jedoch fehlt, ist ein positiver Nachweis. Der allerdings ist eher theoretischer Natur, denn nach wie vor sind die von der Wada akkreditierten Analyselabors noch nicht verpflichtet, spezielle Gendopingtests vorzunehmen. „Es gibt diese Forderung und auch neue Analyseverfahren, aber die Datenlage, aus der folgt, dass Gendoping verbreitet ist, ist für die Wada noch nicht ausreichend“, sagt Wilhelm Schänzer, Biochemiker und Leiter des Dopinglabors an der Sporthochschule Köln. Die biochemischen Grundlagen für routinefähige Standardtests müssten erst geschaffen werden. Für den Testbetrieb optimiert wird derzeit beispielsweise ein von Perikles Simon in Tübingen und Mainz entwickeltes und vor anderthalb Jahren präsentiertes Verfahren, sehr spezifische kurzkettige Ribonukleinsäuren - Abschnitte aus dem Genkonstrukt, das eingeschleust werden soll - nachzuweisen. Die Dopingjäger, sagt Schänzer, wollen effizient sein, deshalb konzentriere man sich derzeit weiter auf klassische Steroidhormone, Wachstumshormone und körpereigene Hormone (die alle übrigens auch direkt oder indirekt in Gennetzwerke intervenieren) - so etwa auf das Blutbildungshormon Erythropoietin Epo, das in diversen biochemischen - vermeintlich nicht nachweisbaren - Varianten erzeugt wird. „Die frage, ob das neue Gendoping wirklich wirksam ist, vermutet man derzeit nur“, so Schänzer, plausibel gezeigt wurde es aber ausschließlich in Tierexperimenten. Tatsächlich gibt es Dutzende Kandidaten. IGF-1, eine zentrale verbindung im Insulin-Stoffwechsel, wird als Dopingmittel vermutet - die Unterscheidung von körpereigenem zu künstlich zugeführtem IGF-1 ist jedoch bislang nicht möglich. Weiter entwickelt wurden in der Grundlagenforschung auch Signalstoffe aus der TGF-Beta-Gruppe.

Das berüchtigte Myostatin-Gen zählt in diesen Kreis, dessen Inaktivierung bei Mäusen zu einer Vervierfachung der Muskelmasse in kürzester Zeit geführt hatte. Japanische Forscher haben jetzt das komplexe Zusammenspiel von Clenbuterol, einem anabolen Doping-Klassiker, mit Myostatin und IGF während des Muskelwachstums im Körper identifiziert. (“Cell Biochem. Funct.“, doi: 10.1002/cbf.2848) Bei Gendoping agieren die Biochemiker heute mehr denn je im Grenzbereich von natürlichen zu künstlich forcierten Stoffwechselprozessen. Schänzer: „Der erste Schritt der Implementierung im Kontrollbereich ist noch nicht geschafft.“ (jom)

Eine Olympiade für Über-Menschen?

    Welche Leistungen wären theoretisch möglich, wenn Doping bei den Olympischen Spielen in London nicht reglementiert wäre? Eine Antwort auf diese Frage versucht ein aktuelles Dossier in der Zeitschrift "Nature" zu geben. Anabole Steroide sind nicht ohne Grund verboten. Helfen sie doch dabei, ein langes und beschwerliches Training abzukürzen. Die Präparate simulieren die Wirkungsweise des männlichen Sexualhormons Testosteron und sorgen dadurch für Muskelwachstum und einen enormen Kraftschub. Um mehr Ausdauer zu erreichen, kann die Anzahl roter Blutkörperchen künstlich erhöht werden. Diese zeichnen sich für den Sauerstofftransport verantwortlich und gewährleisten somit die Funktion der Muskeln. Ein simpler Trick ist dabei das Blutdoping. Zusätzliche Blutzellen werden der Blutbahn zugeführt, Studien wiesen eine konditionelle Verbesserung von 34 Prozent nach. Auf anderer Basis, aber mit ähnlichem Ergebnis, finden auch sogenannte HIF-Stabilisatoren Anwendung. Durch das Gendoping werden ganze Gene an- oder abgeschaltet. Ein simples Eiweiß kann - zumindest theoretisch - dafür sorgen, dass die Produktion roter Blutzellen hochreguliert wird. Ebenfalls beeinflusst ist dabei die Synthese von Erythropoietin, eine Verbindung, die ebenfalls für mehr rote Blutzellen sorgt. Man kann aber auch ganz neue Gene in den Körper einschleusen (siehe nebenstehender Artikel). Von solchen biochemischen Eingriffen zu handfesten medizinischen Behandlungen, die eine Optimierung - die Fachwelt spricht gerne von "Enhancement" - ebenfalls ermöglichen: Eine Operation kann für die letzten Prozentpunkte sorgen, um im Wettbewerb die Nase vorne zu haben.

Nach einer Sehnenoperation haben Baseball-Werfer von einer subjektiven Leistungsverbesserung gesprochen. Dabei wurde ein beschädigtes Ellbogenband durch eine Kniesehne ersetzt. Das Ergebnis soll ein härterer Wurf sein. Cineastisch muten dagegen folgende Ideen an: Durch ein Hauttransplantat bildet Gewebe zwischen den Fingern und Zehen eine Art Schwimmhaut und kann damit einen entscheidenden Vorteil in den Wasserdisziplinen erbringen. Im Nano-Bereich wird an mikroskopisch kleinen Teilchen geforscht, die dem Blut beigemengt, eine permanente Energiebereitstellung gewährleisten sollen. (gies)

Warum sollen Sportler Funktionswäsche tragen?

 Funktionsbekleidung, die Druck auf das Gewebe ausübt und die Durchblutung fördern soll, ist seit Jahren ein Thema der Sportindustrie. Ist solche Wäsche wirklich in der Lage, wie von den Herstellern suggeriert, die Leistungsfähigkeit zu erhöhen und die Muskelregeneration zu fördern? Britische Forscher um Carl Heneghan vom Zentrums für Evidenzbasierte Medizin an der Universität Oxford haben diese Frage geklärt ("British Medical Journal", Bd. 345, S. e4848). Fazit: Die Leistungsfähigkeit lässt sich mit Kompressionswäsche vermutlich nicht steigern. In den meisten Studien gelang dies jedenfalls nicht oder nur in geringem Maße. Besser scheint die Druckbekleidung abzuschneiden, wenn es um die Erholung der Muskulatur nach körperlicher Belastung geht. Hier fanden die Forscher positive Effekte. Allerdings mussten die Probanden der einschlägigen Studien die Wäsche meist einen Tag lang tragen, um entsprechende Wirkungen zu erzielen. Heiß-kalte Wechselbäder und Massagen konnten den Erholungsprozess genauso gut fördern. (N.v.L.)

Was macht eine Sportart gefährlicher als andere?

    Geht es nach Sportwissenschaftlern, dann ist Fußball die gefährlichste Sportart. Das Projekt "Sicherheit im Sport" des Forschungsbereichs Sportmedizin der Ruhr-Universität Bochum erbrachte, dass von insgesamt 25 000 zwischen 2005 und 2009 ausgewerteten Sportunfällen die Hälfte Fußballspieler betraf. Zwölf Prozent der Verletzungen erlitten Handballspieler, jeweils vier Prozent Turner und Volleyballspieler, und jeweils etwa zwei Prozent entstanden beim Judo, Basketball, Reiten und bei der Gymnastik.

Doch das sind nur die nackten Zahlen; Fußball erscheint dabei so gefährlich, weil so viele Menschen die Sportart ausüben. Gefährliche Trendsportarten wie beispielsweise Base-Jumping entziehen sich häufig der statistischen Analyse, weil die Teilnehmer nicht in Vereinen organisiert sind. Thomas Henke vom Bochumer Lehrstuhl schätzt die Zahl der jährlichen Sportunfälle in Deutschland auf etwa zwei Millionen. Henke empfiehlt, zur Abschätzung der Gefährlichkeit einer Sportart die Zahl der Verletzungen jeweils auf tausend Stunden Ausübung der Sportart zu beziehen. Dabei zeige sich, dass die Sportarten, in denen der direkte Zweikampf zur Spielidee gehört, also etwa Fußball, Basketball und Handball, besonders unfallträchtig sind. Der alpine Skisport beispielsweise liege deutlich dahinter. Erforscht werden inzwischen vermehrt auch die Möglichkeiten, Unfälle zu verhüten. "Aus der Literatur ergibt sich, dass es überwiegend Trainingsmaßnahmen sind, die Verletzungen verhindern", bilanziert Henkes Kollege Christian Klein aus Bochum. Der Mediziner und Sportwissenschaftler Jens Kleinert vom Institut für Sportpsychologie an der Deutschen Sporthochschule in Köln stellte zudem in einer Studie im "International Journal of Sport and Exercise Psychology" (doi:10.1080/ 1612197X.2007.9671840) fest, dass psychologische Faktoren bei der Entstehung von Sportverletzungen eine bedeutende Rolle spielen. Er ließ Bewerber für das Sportstudium in Köln vor der Eignungsprüfung und Fußballerinnen, die in überregionalen Leistungsklassen spielten, vor Wettkämpfen Auskunft über ihre Stimmungslage und über die Einschätzung der eigenen aktuellen Leistungsfähigkeit geben. Sportler, die auf der einen Seite besonders motiviert waren und sich als kommunikativ und gesellig in der Situation einschätzten, zugleich aber das Gefühl hatten, nicht völlig ausgeruht und gesund sowie wenig selbstsicher zu sein, hatten ein erhöhtes Risiko, sich im darauffolgenden Wettkampf oder Eignungstest eine Verletzung zuzuziehen. Bis zu 28 Prozent der Verletzungen sind Kleinert zufolge durch die Stimmungslage der Sportler vor dem Wettkampf erklärbar. (huch)

Müssen Sportler wirklich nach festen Regeln trinken?

    An Empfehlungen, wie viel Flüssigkeit man beim Sport zu sich nehmen sollte, besteht kein Mangel. Zumeist handelt es sich dabei allerdings um Mythen und nicht um wissenschaftlich fundierte Realitäten. Zu diesem Ergebnis kommen nun auch britische Wissenschaftler nach Durchsicht der einschlägigen Fachliteratur. In der Analyse sind Carl Heneghan und weitere Forscher vom Zentrum für Evidenzbasierte Medizin der University of Oxford der Frage nachgegangen, welche Belege es für die vielzitierte Aussage gibt: "Man sollte trinken, bevor man Durst hat". Wie sie im "British Medical Journal" (Bd. 345, S. e4848) berichten, fanden sie keine stichhaltigen Beweise für diese - nicht zuletzt der Getränkeindustrie dienliche - Behauptung. Einige Studien kamen sogar zu einem gegenteiligen Resultat. Athleten, die ausschließlich nach einem Durstgefühl tranken, erzielten bessere Resultate als Sportler, die häufiger zur Wasserflasche griffen.

In die gleiche Richtung weist auch eine Untersuchung bei Radfahrern. Flüssigkeitsverluste von bis zu vier Prozent der Körpergewichts führten zu keiner Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit, solche von bis zu 2,3 Prozent steigerten diese sogar. Zu große Trinkmengen können sogar schaden, wie insbesondere bei unerfahrenen Marathonläufern häufig beobachtet wird. Denn sie bergen die Gefahr, dass der Natriumgehalt im Blut zu stark absinkt und in der Folge Flüssigkeit ins Gewebe austritt. Im Ernstfall führt eine solche Hyponatriämie zu schweren, mitunter lebensbedrohlichen Ödemen in der Lunge und dem Gehirn. Was viele nicht ahnen: An den Folgen einer zu hohen Flüssigkeitsaufnahme versterben weitaus mehr Sportler als einer zu geringen. (N.v.L.)

Wozu trainieren, wenn das Material den Meister macht?

    Wenn im Sport die Rekorde purzeln, spielt oft das Material eine entscheidende Rolle. Besonders deutlich wird dies im Stabhochsprung. Bei der Olympiade 1896 übersprang der Sieger 3,30 Meter - er stemmte sich mit Hilfe einer Holzstange empor. Seine Nachfolger nutzten elastische Bambusstäbe. Stahl und Alu waren die Werkstoffe der Wahl in den fünfziger Jahren, bis 1960 die modernen Sprungstäbe aus Glasfaser eingeführt wurden. Jeder Materialwechsel brachte einen Leistungssprung und neue Bestmarken. Die heute gebräuchlichen Sprungstäbe bestehen aus Glasfasern und Kohlenstofffasern. Sie sind sehr leicht, dabei aber recht fest und extrem biegsam. Das geringe Gewicht erlaubt es den Athleten, eine sehr hohe Anlaufgeschwindigkeit zu erreichen - ein extrem wichtiger Faktor für hohe Sprünge, wie Forscher von der Brunel University ermittelt haben ("Journal of Sports Science and Medicine", Bd. 11, S. 245). Da der Stab so flexibel ist, kann der Sportler beim Einstich seine Anlaufenergie auf das Gerät übertragen und sich von diesem quasi über die Latte katapultieren lassen. Den aktuellen Weltrekord darin hält seit dem Jahr 2000 der Ukrainer Sergey Bubka mit einer überflogenen Höhe von 6,14 Metern. In ähnlicher Weise haben Hochleistungswerkstoffe auch die Entwicklung in anderen Disziplinen vorangetrieben, ob beim Tennis, Snowboarden oder Speerwurf ("Nature Materials", Bd. 11, S. 655). Doch nicht in jeder Sportart sind die Athleten mit dem Ersatz für Holz, Leder oder Naturfasern einverstanden. Vor sechs Jahren wollte die amerikanische Profi-Basketball-Liga neue Mikrofaser-Basketbälle einführen, die mehr Kontrolle und Ballgefühl ermöglichen. Doch die Spieler widersetzten sich erfolgreich, das Kunstmaterial soll winzige Hautverletzungen verursachen. In der Tat zeigen Aufnahmen eines Laserrastermikroskops, dass das Material zwar fast wie Leder strukturiert ist, aber etwas rauer ist. (ubi.)

Gibt es immer noch zu viele Sportmuffel?

    Was an sportlichen Leistungen maximal möglich ist, kann man theoretisch abschätzen, was hingegen Sportabstinenz bringt, ist ziemlich klar: Reihenweise Krankheiten. Wissenschaftler haben jetzt versucht, dieses Gesundheitsrisiko in Zahlen auszudrücken ("Lancet", doi: 10.1016/ S0140-6736(12) 61031-9). Nach ihren Berechnungen ist Bewegungsmangel verantwortlich für rund sechs Prozent der Herzleiden, für sieben Prozent der Diabetes-Typ-2-Erkrankungen und für jeweils zehn Prozent der Darm- und Brustkrebsfälle weltweit. Mangelnde körperliche Aktivität war nach ihren Berechnungen der Grund für 5,3 Millionen von weltweit 57 Millionen Todesfällen im Jahr 2008. Damit ist Bewegungsmangel vergleichbar mit der Wirkung des Rauchens.

Die neuen Untersuchungen zeigen, dass innerhalb Europas die meisten Sportmuffel auf der Insel Malta leben. 71 Prozent der Erwachsenen ab 15 Jahre machen dort nicht ausreichend Sport. In Großbritannien betreiben 63 Prozent der Erwachsenen zu wenig Sport und in Italien sind es 55 Prozent. Auch wenn es sonst zurzeit viele Klagen über die Griechen gibt, in Sachen Sport haben sie die Nase vorne. Nur 16 Prozent der erwachsenen Griechen sind körperlich nicht ausreichend aktiv. Außerdem fanden die Wissenschaftler um Pedro Hallal heraus, dass Inaktivität besonders in Ländern mit hohem Einkommen gestiegen ist. Ein Drittel der erwachsenen Weltbevölkerung gilt als inaktiv. Unter den 13- bis 15-Jährigen trifft das sogar für achtzig Prozent zu. Als Inaktiv gilt, wer weniger als dreimal in der Woche einer kräftigen oder fünfmal in der Woche einer leichten körperlichen Aktivität für etwa eine halbe Stunde nachgeht. (luci)   

Haben Energiedrinks ihren Namen verdient?

    Vollmundig sind die Versprechungen in der Auslage. Doch halten sie, was auf der oftmals grellen Verpackung für "Energiegetränke" zu finden ist? Essen und Trinken mit Zusatzfunktionen - Functional food - wirbt mit einem positiven Effekt auf den Körper und das sportliche Leistungsvermögen. Solche Aussagen unterliegen den Auflagen der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit und müssen wissenschaftlich nachgewiesen sein - dachte man zumindest bislang. Eine Gruppe um Matthew Thompson vond er Universität Oxford hat die vorliegenden wissenschaflichen Studien unter die Lupe genommen und erhebliche Mängel in Studienqualität, Studiendesign und Interpretation der Ergebnisse gefunden ("British Medical Journal", doi: 10.1136/bmj.e4753). Dazu akzeptierte man sogar eine von den Getränkeherstellern selbst angegebene Auswahl an Studien - also die vermeintlich aussagekräftigsten Untersuchungen. Dabei zeigte sich: Standards, welche die Studien vergleichbar machen, fehlen grundsätzlich. Ein hoher Anteil der eingereichten Studien war außerdem von "geringer Qualität". Auch war die Probandenauswahl in manchen Fällen weder repräsentativ für die Gesellschaft, noch zahlenmäßig groß genug, um statistisch gefestigte Aussagen treffen zu können. Trotz einer Kennzeichnung durch die Behörde ist also nicht gewährleistet, dass der erwünschte Effekt eintritt. (gies)

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