Forschung: Bessere Gesundheit durch eine „Cardio-Pille“

Wissenschaftler glauben, dass sie der Entwicklung von Medikamenten einen Schritt näher gekommen sind, die die Wirkung von Herz-Kreislauf-Übungen im Körper nachahmen können. Diese „Cardio-Pille“ könnte beispielsweise die gesundheitlichen Auswirkungen von beispielsweise Laufen auch Menschen zugänglich machen, die körperlich nicht in der Lage sind, sich ausreichend zu bewegen.

Cardio-Pille

Es ist viel einfacher, an Ihrer Gesundheit zu arbeiten, wenn Sie gesund sind. Bei starkem Übergewicht oder altersbedingter Immobilität ist ausreichend Bewegung zwar notwendiger, aber schwieriger. Als Fitness-Fan klingt das natürlich wie eine Schimpferei in der Kirche, aber die Gesundheit von Millionen Menschen weltweit würde davon profitieren. kann von Vorteil sein, wenn eine Pille die Wirkung von Cardio hervorrufen kann. Sicherlich will natürlich niemand ein neues Staplertor.

Frühere Arbeiten identifizierten die Funktionsweise eines genetischen Netzwerks, das während des Laufens aktiviert wird. Forscher des Salk Institute haben dies erweitert und nun herausgefunden, wie man diesen Effekt mit einer chemischen Substanz aktivieren kann[1,2].

Es ist bekannt, dass Menschen ihre aerobe Ausdauer durch Training verbessern können... Die Frage für uns war: Wie funktioniert Ausdauer? Und wenn wir die Wissenschaft wirklich verstehen, können wir dann das Training durch ein Medikament ersetzen?
Ronald Evans, Howard Hughes Medical Institute

Herz-Kreislauf-Training zielt auf die Verbesserung des Herz-Kreislauf-Systems ab. Darüber hinaus führt es zu einer besseren Ausdauer. Die Forscher erklären, dass Muskeln mehr Fett und weniger Kohlenhydrate verbrennen, wenn Menschen fitter werden. Den Forschern zufolge soll sich Ausdauer daher in der Fähigkeit des Körpers ausdrücken, Fett zu verbrennen.

Ich verfolge diesen Gedankengang nicht ganz, weil mir zum Beispiel die Rolle der maximalen Sauerstoffaufnahme fehlt. Das Herz, das den Muskeln mehr Blut, Glukose und Sauerstoff zuführen kann. Das macht die Entwicklungen im Labor selbst jedoch nicht weniger interessant.

Die vorherige Arbeit umfasste die Forschung des Evans Lab an einem genetischen Netzwerk namens PPAR delta (PPARD). Mäuse, die gentechnisch verändert wurden, um dieses Netzwerk kontinuierlich aktiv zu halten, konnten weite Strecken zurücklegen, entwickelten kein Übergewicht und reagierten sehr empfindlich auf Insulin. Alles Merkmale einer guten Gesundheit. Sie fanden außerdem heraus, dass eine Verbindung namens GW1516 auch das genetische PPARD-Netzwerk aktivierte. Eine Dosis von GW1516 führte zu den gleichen Auswirkungen auf Gewicht und Insulinsensitivität. Allerdings steigerte sich die Ausdauer nicht.

Obwohl dies bereits ein äußerst wünschenswerter Effekt ist, setzten die Salk-Forscher die Studie fort. Sie verabreichten normalen Mäusen eine höhere Dosis GW1516 und das über einen längeren Zeitraum (8 Wochen statt 4). Normalerweise waren die Mäuse inaktiv, nun wurden sie einem Fitnesstest unterzogen. Die Mäuse, die GW1516 erhalten hatten, konnten 270 Minuten laufen, während Mäuse, die GW1516 nicht erhalten hatten, nur 160 Minuten laufen konnten. Ein Unterschied von 70 %.

In beiden Fällen begann die Erschöpfung, als der Blutzuckerspiegel auf 70 mg/dl sank, was darauf hindeutet, dass ein niedriger Zuckerspiegel die Ursache für die Müdigkeit ist.

Um zu verstehen, was auf molekularer Ebene geschah, verglichen die Forscher die Genexpression in einer großen Muskelgruppe der Mäuse. Sie fanden 975 Gene, die auf die Verabreichung von GW1516 reagierten. Einige wurden aktiviert, andere unterdrückt. Aktiver gewordene Gene werden mit einer höheren Fettverbrennung in Verbindung gebracht. Überraschenderweise wurden die Gene unterdrückt, die die Kohlenhydratverbrennung steigern. Dies führte zu einer Verschiebung der Verbrennung von Kohlenhydraten zu Fetten. Die Forscher vermuten, dass dies als Mechanismus zur Speicherung von Zucker im Gehirn geschieht.

Das experimentelle Medikament ahmte nicht alle Wirkungen des Cardiotrainings nach. Beispielsweise nahm die Zahl der Mitochondrien (Kraftwerke) in der Muskelzelle und die Zahl der Blutgefäße nicht zu. Darüber hinaus nahm die Art der Muskelfasern, die Fett verbrennen, im Vergleich zu den Muskelfasertypen, die hauptsächlich Zucker verbrennen, nicht zu. Dies würde also zeigen, dass diese Anpassungen der Muskulatur normalerweise nicht (vollständig) für die Verbesserung des Zustands verantwortlich sind.

„Sport aktiviert PPARD, aber wir zeigen, dass Sie dasselbe auch ohne mechanisches Training erreichen können. Das bedeutet, dass Sie Ihre Ausdauer auf das gleiche Niveau wie jemand im Training verbessern können, ohne all die körperliche Anstrengung“,
Weiwei Fan, Salk Institute

Die Auswirkungen von Cardio ohne Training. Pharmaunternehmen sollen inzwischen an der Entwicklung klinischer Studien am Menschen interessiert sein.

Referenzen

Weiwei Fan, Wanda Waizenegger, Chun Shi Lin, Vincenzo Sorrentino, Ming-Xiao He, Christopher E. Wall, Hao Li, Christopher Liddle, Ruth T. Yu, Annette R. Atkins, Johan Auwerx, Michael Downes, Ronald M. Evans. PPARδ fördert die Laufausdauer durch den Erhalt von Glukose. Zellstoffwechsel, 2017; 25 (5): 1186 DOI: 10.1016/j.cmet.2017.04.006
Zellstoffwechsel am 2. Mai 2017