Skelettmuskelhypertrophie und -atrophie beeinflussen Gesundheitsprobleme wie Übergewicht, Diabetes und Krebs, die eine enorme sozioökonomische Belastung für die Gesellschaft darstellen. Laut World Health Organization (WHO) sind weltweit rund 2,5 Milliarden Menschen übergewichtig, 529 Millionen Menschen leiden an Diabetes und jedes Jahr werden 19 Millionen neue Fälle von Krebs diagnostiziert.
Prof. Dr. Henning Wackerhage, Leiter der Professur für Sportbiologie, ist Sprecher und Koordinator der HyperMet-Forschungsgruppe, die sich aus internationalen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus den Bereichen der Biomedizin, Medizin, Physik, Stoffwechselforschung und Computerbiologie zusammensetzt. Das Forschungsprojekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit einer Summe von 4,5 Millionen Euro für die nächsten vier Jahre gefördert, mit optionaler Anschlussförderung für weitere vier Jahre. Insgesamt neun Teilprojekte werden in dem Vorhaben realisiert. Die Ergebnisse sollen helfen, die beschriebene Problematik zu lösen bzw. zu reduzieren.
Das Ziel des Konsortiums ist es, die Auswirkungen von Skelettmuskelhypertrophie und -atrophie auf die metabolische Gesundheit auf drei Ebenen (intramuskulär, Metabolitenaustausch, Interorgan-Stoffwechsel) mit Hilfe fortschrittlicher Methoden der Stoffwechselforschung zu untersuchen. Die meisten Studien zur Hypertrophie und Atrophie der Skelettmuskulatur sind konzentriert auf das DNA-RNA-Protein-System. Skelettmuskelhypertrophie und -atrophie erfordern jedoch, wie bei Krebserkrankungen, eine sogenannte „metabolische Umprogrammierung“, die Anpassung der Stoffwechselwege in den Zellen. Wie dies funktioniert und welche Folgen es für den Stoffwechsel eines Menschen hat, ist noch nicht ausreichend erforscht. Hier will die Forschungsgruppe einen Beitrag leisten.
„Das DFG-Projekt ist von großer Bedeutung für das Department Health and Sport Sciences, weil es das erste Mal vorkommt, dass ein Sportwissenschaftler eine Sprecherschaft in einem DFG-geförderten Forschungsverbund übernimmt. Für mich persönlich und für unser Team ist es ein Meilenstein, da wir nun die Möglichkeit haben, mit hochkarätiger Forschung einen wesentlichen Beitrag dazu zu leisten, um zu verstehen wie Muskelhypertrophie und -atrophie unseren Stoffwechsel beeinflussen – denn unsere zentrale Forschungsidee ist stark und wichtig“, so Prof. Wackerhage.
Der Sportbiologe setzt sich in seinem Teilprojekt insbesondere mit den Auswirkungen der Skelettmuskelhypertrophie und -atrophie auf den Stoffwechsel, den Austausch von Metaboliten und das organische Schicksal von Glukose auseinander. Es soll untersucht werden, welche kritischen Stellen im Stoffwechsel für das Muskelwachstum und die Muskelatrophie verantwortlich sind. „Dazu werden verschiedene Metaboliten wie Glukose, Laktat und Aminosäuren markiert und ihre Rolle in wachsendem oder abbauendem Muskelgewebe analysiert“, so Prof. Wackerhage.
Mit speziellen Experimenten, wie einem einseitigen Krafttraining und der Untersuchung von arteriellen und venösen Blutproben, soll gemessen werden, welche Metabolite von wachsenden und atrophierenden Muskeln aufgenommen und abgegeben werden. „Ziel ist es, den Stoffwechsel von Muskeln besser zu verstehen und potenzielle Krankheitsmechanismen zu identifizieren, die durch die Muskelhypertrophie oder -atrophie beeinflusst werden“, ergänzt Wackerhage.
Abschließend wird der Fokus in der zweiten Förderperiode auf Interventionen beim Menschen gelegt, um zu erforschen, wie stark sich die Stimulation von Muskelhypertrophie auf Stoffwechselkrankheiten auswirkt. „Ein Beispiel sind Studien an Personen mit niedrigen Testosteronwerten oder Adipositas, die durch Krafttraining und mögliche hormonelle Unterstützung zu Muskelaufbau motiviert werden sollen, um Fettmasse zu reduzieren und metabolische Probleme, wie hohen Blutzucker zu verbessern. Das Ziel ist es, durch den gezielten Aufbau von Muskelmasse positive Effekte auf den Stoffwechsel zu erzielen und Lebensstilveränderungen zu fördern“, erläutert Prof. Wackerhage.
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Kontakt:
Prof. Dr. Henning Wackerhage
Professur für Sportbiologie
Georg-Brauchle Ring 60/62
80992 München
Tel.: 089 289 24480
E-Mail: Henning.Wackerhage(at)tum.de
Text: Bastian Daneyko
Foto: HyperMet/Privat