Einführung
Die Gesundheit unseres Gehirns ist ein komplexes und vielschichtiges Thema, das von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst wird. In den letzten Jahren hat die Forschung zunehmend die Auswirkungen verschiedener Aktivitäten und Einflüsse auf die Gehirnstruktur und -funktion untersucht. Dieser Artikel beleuchtet die Zusammenhänge zwischen Boxen, Schäden an grauen Gehirnzellen und anderen Faktoren wie Sport, körperlicher Fitness und neurologischen Erkrankungen. Ziel ist es, ein umfassendes Verständnis der komplexen Wechselwirkungen zu vermitteln, die unsere Gehirngesundheit beeinflussen können.
Auswirkungen von Sport auf den Gehirnstoffwechsel und die graue Substanz
Aerobes Training und Neuroprotektion
Eine Studie aus dem Jahr 2017, veröffentlicht im Fachblatt Translational Psychiatry, untersuchte, wie Sport vor Demenz schützen könnte. Frühere Forschungen hatten bereits gezeigt, dass körperliche Aktivität vor neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer schützt, aber die Mechanismen dahinter waren unklar. Wissenschaftler der Goethe-Universität Frankfurt am Main führten eine randomisierte, kontrollierte Studie durch, um die Auswirkungen von regelmäßiger körperlicher Aktivität auf den Gehirnstoffwechsel und das Gedächtnis zu untersuchen.
Studiendesign und Ergebnisse
60 gesunde Studienteilnehmer im Alter von 65 bis 85 Jahren ohne Demenz wurden sportmedizinisch und neuropsychologisch untersucht, und ihr Gehirn wurde mittels MRT gescannt. Die Probanden absolvierten dann ein 12-wöchiges Trainingsprogramm, bei dem sie dreimal pro Woche für 30 Minuten auf einem Fahrradergometer trainierten. Die sportliche Anforderung wurde an die Leistungsfähigkeit der Probanden angepasst.
Nach dem Trainingsprogramm stellten die Forscher fest, dass das Sportprogramm positive Auswirkungen auf den Körper und den Gehirnstoffwechsel hatte. Regelmäßiger Sport verbesserte nicht nur die körperliche Fitness, sondern zeigte auch positive Auswirkungen auf den Gehirnstoffwechsel. Die wichtigsten Ergebnisse waren die Veränderung des zerebralen Metabolismus und seine Verbindung zum Wachstumsfaktor BDNF (Brain-derived neurotrophic factor) sowie Veränderungen im Volumen der grauen Substanz des Gehirns.
Cholin-Konzentrationen und Neurodegeneration
Interessanterweise entdeckten die Forscher, dass die zerebralen Cholin-Konzentrationen nach 12 Wochen aeroben Trainings in der Interventionsgruppe stabil blieben, während sie in der Kontrollgruppe anstiegen. Ein Anstieg der Cholin-Konzentrationen wird oft bei einem vermehrten Untergang von Neuronen beobachtet, wie beispielsweise bei Demenzerkrankungen wie Alzheimer. Die Forscher vermuten daher, dass die stabilen Cholin-Werte in der Interventionsgruppe auf eine neuroprotektive Wirkung von aeroben Übungen hindeuten könnten.
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Es wurde jedoch keine Veränderung des kortikalen Volumens der grauen Substanz des Gehirns als Reaktion auf aeroben Sport festgestellt. Dies deutet darauf hin, dass die positiven Auswirkungen des Sports möglicherweise eher auf Veränderungen im Gehirnstoffwechsel als auf strukturelle Veränderungen zurückzuführen sind.
Sport und die Verlangsamung des Hirnvolumenverlusts
Eine weitere Studie aus dem Jahr 2017 untersuchte die Auswirkungen aerober Bewegung auf das Volumen des Hippocampus, einer Hirnregion, die eine entscheidende Rolle für das Gedächtnis spielt. Es ist bekannt, dass das Gehirn ab dem 30. Lebensjahr um etwa fünf Prozent pro Jahrzehnt schrumpft. Studien an Mäusen und Ratten hatten gezeigt, dass körperliche Bewegung die Größe des Hippocampus vergrößert, aber die Ergebnisse beim Menschen waren bisher uneinheitlich.
Die Neurologen und Psychologen überprüften systematisch 14 klinische Studien, die mit Hilfe von Gehirnscans 737 Personen vor und nach aeroben Sportprogrammen oder unter Kontrollbedingungen untersuchten. Die Teilnehmer waren gesunde Erwachsene, Menschen mit leichter kognitiver Beeinträchtigung (Vorstufe von Demenz und Alzheimer) und Menschen mit einer klinischen Diagnose von psychischen Krankheiten einschließlich Depressionen und Schizophrenie. Die Interventionen dauerten zwischen drei und 24 Monaten mit einer Spanne von 2-5 Sitzungen pro Woche und umfassten stationäres Radfahren, Gehen und Laufbandlaufen.
Die Ergebnisse zeigten, dass Sport keinen Einfluss auf das Gesamtvolumen des Hippocampus hatte, aber die linke Region des Hippocampus war bei den sporttreibenden Teilnehmern deutlich vergrößert. Studienautor Joseph Firth erklärte, dass beim Sport ein chemischer, vom Gehirn abgeleiteter neurotropher Faktor (Wachstumsfaktor BDNF) produziert wird, der dazu beitragen kann, den altersbedingten Rückgang zu verhindern, indem er den Verfall des Gehirns verringert. Die Daten zeigten, dass der wirkliche Nutzen von Sport für das Gehirn nicht so sehr der Anstieg des Volumens des Hippocampus per se ist, sondern die Verlangsamung der Verringerung des Hirnvolumens.
Körperliche Fitness bei Kindern und das Volumen der grauen Substanz
Aerobe Kapazität und Gehirnstrukturen
Im Jahr 2017 konnten Forscher der Universität Granada zeigen, dass die körperliche Fitness von Kindern Auswirkungen auf deren Gehirnstrukturen haben kann, was wiederum Einfluss auf ihre schulischen Leistungen ausüben kann. Die Neuroforscher bestätigten, dass körperliche Fitness bei Kindern mit einem größeren Volumen an grauer Substanz in mehreren kortikalen und subkortikalen Hirnregionen verbunden ist.
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Insbesondere die aerobe Kapazität, die durch Ausdauersportarten wie Langstreckenlauf, Joggen oder Fahrradfahren trainiert werden kann, scheint mit einem größeren Volumen der grauen Substanz in den frontalen, subkortikalen und temporalen Regionen sowie dem Sulcus calcarinus verbunden zu sein. Diese Regionen sind wichtig für Exekutivfunktionen sowie für Lern-, motorische und visuelle Prozesse.
Studiendesign und Ergebnisse
Die in NeuroImage veröffentlichte sportwissenschaftliche Studie ist Teil des ActiveBrains-Projekts, einer randomisierten klinischen Studie mit mehr als 100 übergewichtigen / fettleibigen Kindern. Die Forschungsarbeit untersuchte u.a. Fragen wie: Unterscheidet sich das Gehirn von Kindern mit besserer körperlicher Fitness bzw. sportlicher Leistungsfähigkeit von dem von Kindern mit einer schlechteren, und ob dies ihre schulischen Leistungen beeinflusst.
Die Antwort war eindeutig: Ja, körperliche Fitness bei Kindern ist direkt mit wichtigen Unterschieden in der Gehirnstruktur verbunden, und solche Unterschiede spiegeln sich in der schulischen Leistung der Kinder wider. Darüber hinaus konnte die Forschungsarbeit die motorischen Fähigkeiten mit einem höheren Volumen an grauer Substanz in zwei für die Sprachverarbeitung und das Lesen wesentlichen Regionen verbinden: dem inferioren frontalen Gyrus und dem superioren temporalen Gyrus.
Muskelkraft und graue Substanz
Interessanterweise gab es keine eigenständige Verbindung zwischen der Muskelkraft und dem Volumen der grauen Substanz in irgendeiner Hirnregion. Dies deutet darauf hin, dass es vor allem die aerobe Fitness ist, die einen positiven Einfluss auf die Gehirnstruktur hat. Laut Studienleiterin Irene Esteban-Cornejo verbessert das Volumen der grauen Substanz in den kortikalen und subkortikalen Regionen, beeinflusst von der körperlichen Fitness, wiederum die schulische Leistung der Kinder.
Boxen und das Gehirn: Eine kritische Betrachtung
Die Risiken des Boxens für das Gehirn
Boxen ist eine Sportart, die bekanntermaßen mit einem erhöhten Risiko für Hirnschäden verbunden ist. Muhammad Ali, einer der berühmtesten Boxer der Geschichte, litt an geistigem Verfall und Demenz, was viele Menschen zu der Annahme veranlasste, dass seine Krankheit durch das Boxen verursacht wurde. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass ein systematischer Zusammenhang zwischen Boxen und Demenz nie eindeutig bewiesen wurde.
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Die Heidelberger Boxerstudie
Die "Heidelberger Boxerstudie" von Stefan Hähnel und seinen Kollegen untersuchte Amateurboxer auf winzige Blutungen im Gehirn und verglich die Ergebnisse mit denen von Nichtboxern. Die Forscher bedienten sich dabei der Kernspintomografie, um das Innere des Körpers zu durchleuchten. Bei starken Schlägen auf den Kopf können kleine Blutgefäße im Gehirn zerreißen, wodurch Blut ins Gehirn gelangt, das unter Umständen so langsam abgebaut wird, dass es noch Monate oder Jahre später nachweisbar ist. Besonders anfällig sei die Grenze zwischen grauer und weißer Hirnsubstanz.
In der Heidelberger Studie wurden 42 Boxer und 37 Nichtboxer untersucht. Bei drei Faustkämpfern fanden sich winzige Blutungen im Gehirn, bei den Nichtboxern keine einzige Hirnblutung. Obwohl dies nach einem klaren Ergebnis klingt, war der Unterschied statistisch nicht bedeutsam. Hähnel betonte, dass sie lediglich einen Trend entdeckt haben und mehr Boxer und Vergleichspersonen untersuchen müssten, um gesicherte Resultate zu bekommen.
Weitere Forschungsergebnisse
Eine Forschergruppe um Lijuan Zhang von der Cornell-Universität (New York) hat herausgefunden, dass die Gehirne von Profiboxern einen erhöhten Diffusionswert aufweisen, was als Hinweis auf eine subtile Hirnschädigung bei diesen Sportlern gewertet wird. Eine Studie von amerikanischen Neurowissenschaftlern um Kelly Jantzen von der Florida Atlantic University untersuchte Footballspieler, die sich während des Spiels eine Gehirnerschütterung zugezogen hatten. Das überraschende Ergebnis: Die verletzten Spieler absolvierten Mathematik- und Gedächtnisaufgaben zwar genauso gut wie ihre unverletzten Teamkollegen, aber sie mussten für die Lösung dieser Aufgaben mehr Hirnmasse einsetzen.
Gliosen und Schäden an der Trennwand
In der Fachliteratur ist geschildert, dass bei vielen Boxern die Trennwand zwischen linkem und rechtem Hirnwasserraum beschädigt ist. Berichtet wird auch, dass sie häufig Gliosen haben, Narben in der Hirnrinde, die entstehen, wenn sehr viele Nervenzellen absterben und von Versorgungszellen (Gliazellen) ersetzt werden. Das Problem bei beiden Effekten: Sie kommen auch bei Nichtboxern vor, und es ist nicht sicher bewiesen, dass sie bei Faustkämpfern gehäuft auftreten.
Die Forderung nach einem Verbot des Boxens
Die britische Ärztekammer forderte kürzlich, dass Amateur- und Profiboxen komplett untersagt werden sollten, da Boxen schwere Hirnschäden, Blutungen in Gehirn und Augen sowie Ohren- und Nasenverletzungen verursache. Es ist jedoch wichtig, die Beweislage kritisch zu prüfen und die komplexen Faktoren zu berücksichtigen, die zu Hirnschäden bei Boxern beitragen können.
Chronisch Traumatische Enzephalopathie (CTE)
Was ist CTE?
Chronisch Traumatische Enzephalopathie (CTE) ist eine neurodegenerative Gehirnerkrankung, die durch häufige Kopfverletzungen und daraus resultierende Nervenschädigung im Gehirn entsteht. Betroffen sind typischerweise Kontaktsportler wie Eishockeyspieler, Boxer oder Footballspieler, die im Laufe ihrer Karriere vermehrt Schläge oder Stürze auf den Kopf davontrugen. Interessant daran ist, dass Schäden im Gehirn auch ohne vorübergehende Symptome wie Gehirnerschütterungen zu langfristigen Beeinträchtigungen führen können.
Der Mechanismus der Hirnschädigung
Bei CTE kommt es zu einer Schädigung der Neuronen, insbesondere der langen, dünnen Fortsätze, die eine Signalweiterleitung über lange Strecken ermöglichen. Diese Fortsätze werden durch röhrenförmige Eiweißkomplexe stabilisiert, welche wiederum mit Hilfe von Tau-Proteinen in der Wand verankert sind. Kommt es nun zu einem traumatischen Stoß oder Schlag auf den Kopf, gerät das Gehirn ruckartig in Bewegung. Hierbei prallt es von innen gegen den Schädelknochen. Die langen Fortsätze der Neurone werden gedehnt oder gestaucht, wodurch sich die essenziellen Tau-Proteine lösen und der Proteinkomplex an Stabilität verliert.
Die freigesetzten Tau-Proteine akkumulieren sich zu eigentümlichen Klumpen, die wiederum andere, noch nicht gelöste Tau-Proteine aus ihrer Verbindung entfernen und mitreißen. Hierdurch kommt es zu einem Dominoeffekt, der über einen langen Zeitraum zahllose Zelltode zur Folge haben kann.
Langzeitfolgen von CTE
Viele Symptome treten erst Jahre nach Beginn der Sportkarriere auf. Die Betroffenen leiden unter Auffälligkeiten des Verhaltens wie Impulsivität, Aggressionen und Gewalttätigkeit. Auch Stimmungsstörungen wie Depressionen und Hoffnungslosigkeit gehören zur Symptomatik. In späten Stadien der Erkrankung entwickelt sich in allen Fällen das Bild einer Demenz, häufig in Kombination mit massiven optischen und motorischen Einschränkungen.
Diagnose und Therapie von CTE
Eine spezifische Therapie existiert für CTE gegenwärtig nicht. Ähnlich wie bei anderen Demenzformen versucht man allerdings, die Degeneration durch unterstützende Maßnahmen zu verlangsamen. Da CTE bislang nur postmortem im histologischen Hirnpräparat diagnostiziert werden kann, ist nicht klar, wie viele Profisportler wirklich an der Erkrankung leiden. Eine amerikanische Studie deutet jedoch darauf hin, dass fast alle Footballspieler betroffen sind.
Die Zukunft des Football
Seit sich die NFL öffentlich zu den Hirnschädigungen äußerte und vermehrte Kontrollen einführte, scheint das Bewusstsein für mögliche Folgen in der Bevölkerung angekommen zu sein. Immer weniger Eltern melden ihre Kinder beim Footballtraining an, immer mehr Highschool- und Uniteams suchen verzweifelt nach Nachwuchs. Noch erfreut sich zumindest der Profisport ungebremst hoher Popularität. Doch die Zukunft von American Football scheint ungewisser denn je.
Kopfbälle im Fußball: Ein unterschätztes Risiko?
Die Gefahren von Kopfbällen
Schon längst werden Gefahren für Kopf und Gehirn nicht mehr nur in Sportarten wie Boxen oder Football genau beobachtet, sondern auch im Fußball. Ein Thema hier: Kopfbälle. Bis zu 1500 Kopfbälle pro Jahr absolvieren Profis - je nach Position. Dr. Matthias Pawlowski, Oberarzt in der Klinik für Neurologie am UKM (Universitätsklinikum Münster), erläutert die Risiken und Folgen von Kopfbällen.
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tags: #boxen #graue #gehirnzellen