Sport und körperliche Aktivität sind seit langem für ihre positiven Auswirkungen auf das körperliche Wohlbefinden bekannt. In den letzten Jahren hat die Forschung jedoch zunehmend die tiefgreifenden Auswirkungen von Sport auf das Gehirn und die Neuronen, die Nervenzellen, die als Kommunikationssystem des Körpers dienen, aufgedeckt. Dieser Artikel untersucht die vielfältigen Wege, auf denen Sport die neuronale Gesundheit und Funktion beeinflusst, von der Förderung der Neurogenese bis zur Verbesserung der kognitiven Fähigkeiten und der psychischen Gesundheit.
Neurogenese und neuronale Plastizität
Einer der bemerkenswertesten Effekte von Sport auf das Gehirn ist seine Fähigkeit, die Neurogenese zu stimulieren, d. h. die Bildung neuer Nervenzellen. Insbesondere aerobes Training hat sich als wirksam erwiesen, um die Neurogenese im Hippocampus zu fördern, einer Hirnregion, die für das Gedächtnis und das Lernen von entscheidender Bedeutung ist. Professor Dr. Gerd Kempermann vom Forschungszentrum für Regenerative Therapien Dresden und Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen betont, dass körperliche Aktivität die Nervenzellneubildung im Hippocampus stimuliert.
Neben der Neurogenese fördert Sport auch die neuronale Plastizität, die Fähigkeit des Gehirns, sich im Laufe des Lebens neu zu organisieren und anzupassen. Durch körperliche Aktivität werden Botenstoffe im Gehirn verändert, was zur Ausschüttung von Wachstumsfaktoren führt. So entstehen neue Verknüpfungen im Gehirn, die auch die Denkleistung stabilisieren. Diese Neuroplastizität ermöglicht es dem Gehirn, sich an neue Erfahrungen anzupassen, neue Fähigkeiten zu erlernen und sich von Verletzungen zu erholen.
Wachstumsfaktoren und ihre Rolle
Mehrere Wachstumsfaktoren spielen eine entscheidende Rolle bei den positiven Auswirkungen von Sport auf die Neuronen. Zu den wichtigsten gehören:
Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF): BDNF ist ein Protein, das das Wachstum, das Überleben und die Differenzierung von Neuronen fördert. Es spielt eine entscheidende Rolle bei der Neuroplastizität, dem Lernen und dem Gedächtnis. Studien haben gezeigt, dass körperliche Aktivität die BDNF-Expression im Gehirn erhöht, was zu einer verbesserten kognitiven Funktion und einem Schutz vor neurodegenerativen Erkrankungen beiträgt. Bei Mäusen konnte infolge akuter körperlicher Belastungen ein drei bis vierfacher Anstieg der BDNF mRNA Expression in verschiedenen Hirnarealen festgestellt werden.
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Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF): VEGF ist ein Protein, das das Wachstum von Blutgefäßen fördert. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Angiogenese, der Bildung neuer Blutgefäße, die für die Versorgung des Gehirns mit Sauerstoff und Nährstoffen unerlässlich ist. Studien haben gezeigt, dass körperliche Aktivität die VEGF-Expression im Gehirn erhöht, was zu einer verbesserten Durchblutung und einer besseren neuronalen Gesundheit führt.
Insulin-like Growth Factor 1 (IGF-1): IGF-1 ist ein Protein, das das Wachstum und die Entwicklung von Zellen fördert. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Neurogenese und der neuronalen Plastizität. Studien haben gezeigt, dass körperliche Aktivität die IGF-1-Expression im Gehirn erhöht, was zu einer verbesserten kognitiven Funktion und einem Schutz vor neurodegenerativen Erkrankungen beiträgt.
Auswirkungen auf kognitive Funktionen
Sport hat nachweislich eine Vielzahl von kognitiven Funktionen verbessert, darunter:
Gedächtnis: Regelmäßige körperliche Aktivität vergrößert den Hippocampus, einen Teil des Gehirns, der für unser Erinnerungsvermögen zuständig ist. Durch die erhöhte Durchblutung des Gehirns beim Sport verändern sich die Botenstoffe im Gehirn. Diese führen unter anderem dazu, dass Wachstumsfaktoren ausgeschüttet werden. So entstehen neue Verknüpfungen im Gehirn, die auch die Denkleistung stabilisieren.
Aufmerksamkeit: Sport kann die Aufmerksamkeit und Konzentration verbessern, indem er die Durchblutung des Gehirns erhöht und die Ausschüttung von Neurotransmittern wie Dopamin und Noradrenalin fördert.
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Exekutive Funktionen: Exekutive Funktionen umfassen kognitive Prozesse wie Planung, Entscheidungsfindung und Problemlösung. Sport kann diese Funktionen verbessern, indem er die Durchblutung des präfrontalen Kortex erhöht, einer Hirnregion, die für exekutive Funktionen zuständig ist.
Auswirkungen auf die psychische Gesundheit
Neben den kognitiven Vorteilen hat Sport auch nachweislich positive Auswirkungen auf die psychische Gesundheit. Bewegung regt nicht nur die Durchblutung des Gehirns an sondern wird auch noch im Bewegungszentum verarbeitet. Dadurch geht der präfrontale Cortex in eine Art Ruhezustand und und kann sich so rebooten. Regelmäßige körperliche Aktivität - insbesondere aerobes Training - beeinflusst den zentralen Dopamin‑ und Serotoninstoffwechsel. Bewegungstherapie reduzierte depressive Symptome signifikant (Hedges' g ≈ -0,47). Die Effekte waren vergleichbar mit Psychotherapie und Antidepressiva.
Sport bei neurologischen Erkrankungen
Neben einem generellen neuroprotektiven Effekt lassen diese Studienergebnisse erahnen, welch großen Stellenwert die Bewegungstherapie bei neurologischen, bzw. neurodegenerativen Erkrankungen, wie Alzheimer, Parkinson und der multiplen Sklerose spielen kann.
Die Rolle der Muskeln
Lange zweifelten Neuroforschende an, dass Muskeln einen Einfluss auf das Gehirn haben. Ja, dass die Kraftpakete das Denkorgan sogar gesund und leistungsfähig halten können und gewisse altersassoziierte Leiden zeitlich aufschieben. Wissenschaftliche Studien zeigen deutlich, dass sich Bewegung und muskuläre Aktivität auf die kognitiven Fähigkeiten auswirken. Einerseits liegt dies, so die gültige Hypothese, an einer besseren Durchblutung von Gehirnarealen, die durch Muskelarbeit eintritt. Bereits bei einer moderaten Belastung von nur etwa 100 Watt steigt die Blutversorgung des Hirns etwa um 30 Prozent an. Zum anderen setzen aktive Muskeln einen Wachstumsfaktor frei: Der BDNF, zu deutsch Brain Derived Neurotrophic Factor. Von diesem wird angenommen, dass er Nervenzellen positiv stimuliert und so dafür sorgt, dass sich das Gehirn neu verdrahtet und verschaltet, Neuroplastizität entsteht.
Praktische Implikationen
Die Erkenntnisse über die Auswirkungen von Sport auf Neuronen haben wichtige praktische Implikationen für Menschen jeden Alters und jeder Lebenslage. Regelmäßige körperliche Aktivität kann dazu beitragen, die kognitive Funktion zu verbessern, die psychische Gesundheit zu fördern und das Risiko neurodegenerativer Erkrankungen zu verringern.
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Es ist nie zu spät, mit Sport zu beginnen. Sogar in einem schwer erkrankten Zustand gibt es immer noch einen positiven Nutzen. Auch alte Menschen, die schon sehr eingeschränkt sind und durch eine bessere körperliche Fitness ihre Sturzneigung verringern, erhöhen dadurch ihre Lebensqualität. Hier erreicht man indirekt sehr viel, auch wenn objektiv der Zuwachs an körperlicher Fitness eher gering ist.