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Foto: Universität Zürich
 
Sportmedizin 26. Dezember 2011

Gehirn schützt vor Muskel - Überforderung

Bei ermüdenden Aufgaben wird die Muskelleistung reduziert.

Lange Zeit wurde die Erforschung der Muskelermüdung weitgehend auf Veränderungen im Muskel selbst beschränkt. Ein gemeinsames Forschungsprojekt der Uni Zürich und der ETH Zürich hat nun den Fokus auf die Erforschung des Gehirns gelegt.

Erstmals wurden neuronale Prozesse aufgedeckt, die dafür verantwortlich sind, dass sich die Muskelaktivität im Laufe einer ermüdenden Aufgabe reduziert. Die Forscher konnten zeigen, dass Nervenimpulse aus dem Muskel im Verlauf einer ermüdenden Tätigkeit das primäre motorische Areal hemmen.

Nachweisen konnten sie dies anhand von Messungen bei Probanden, die Oberschenkelkontraktionen solange wiederholt haben, bis sie die nötige Kraft nicht mehr erreichten. Wurde dieselbe Übung unter Spinalanästhesie durchgeführt, fielen die ermüdungsbedingten Hemmprozesse signifikant schwächer aus.

Danach konnten die Forschenden mit Hilfe funktioneller MRT jene Hirnregionen lokalisieren, welche kurz vor dem Abbruch einer anstrengenden Aufgabe einen Aktivitätsanstieg verzeichnen und die also in die Signalisation des Abbruchs involviert sind. Es sind dies der Thalamus und der insuläre Kortex – beides Areale, die unter anderem Informationen analysieren, welche dem Organismus Bedrohung wie Schmerz oder Hunger vermitteln.

Dass die hemmenden Einflüsse auf die motorische Aktivität tatsächlich via insulärem Kortex vermittelt werden, konnte jüngst gezeigt werden: Die Forschenden haben bei Tests mit dem Fahrradergometer festgestellt, dass die Kommunikation zwischen dem insulären Kortex und dem primären motorischen Areal mit fortschreitender Ermüdung intensiver wurde.

„Dies kann als Beleg dafür gelten, dass das gefundene neuronale System nicht nur das Gehirn informiert, sondern auch tatsächlich regulierend auf die motorische Aktivität einwirkt“, resümiert Lea Hilty. Nun soll nach Gründen für die reduzierte muskuläre Leistungsfähigkeit bei verschiedenen Krankheiten geforscht werden. 

ETH und Uni Zürich / PH, Ärzte Woche 50 /2011

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