Univ.-Prof. Dr. Karsten Krüger, Abteilung für Leistungsphysiologie und Sporttherapie Institut für Sportwissenschaft Kugelberg 62, 35394 Giessen
"Zusammenhänge von kognitiven Funktionen, psychischer Gesundheit und körperlicher Aktivität sind schon seit längerer Zeit bekannt und werden auch in der aktuellen Literatur stetig diskutiert und weiterentwickelt. Erste Erkenntnisse dazu erbrachten epidemiologische Studien, die einen Zusammenhang zwischen einem aktiven Lebensstil und kognitiven Funktionen, besonders bei älteren Probanden, zeigten. Aus den anfänglichen Daten konnten zunächt keine klaren Kausalzusammenhänge zwischen körperlicher Aktivität und Kognition hergestellt werden, da assoziative Studien dies nicht zulassen, und gleichzeitig andere Einflussfaktoren, wie eine gesunde Ernährung oder vermehrte soziale Interaktionen, nicht klar vom reinen Aktivitätseffekt getrennt werden konnten (Ravaglia et al. 2008). Randomisierte und kontrollierte Interventionsstudien belegten später, dass bereits einige Monate körperlicher Aktivität oder differenzierte Sportprogramme positive Effekte auf das Lernvermögen haben. Auch strukturelle Anpassungen im Gehirn konnten mittels bildgebender Verfahren gezeigt werden (Floel et al. 2011). Hier zeigte sich eine höhere Dichte der grauen Sustanz im präfrontalen Cortex, die mit den positiven kognitiven Veränderungen korrelierte. Dabei scheint es weniger bedeutsam, welche konkrete Art der Aktivität durchgeführt wird, sondern vielmehr wurden diese Prozesse durch die regelmäßige Gesamtaktivität im Alltag positiv stimuliert.
Auch akute Belastungen, d.h. einmalige Sportinterventionen, können temporär ein verbessertes Lernvermögen bewirken. Dies zeigte sich bezüglich des Kurz-und Langzeitgedächtnis. Hier waren besonders kurzzeitige Aktivitäten mit höherer Intensität effektiv, was auf die erhöhte Freisetzung von Neurotransmittern, wie dem Dopamin, von Wachstumsfaktoren, wie dem Insulin-like growth factor 1 (IGF-1), sowie Katecholaminen und Stoffwechsel-zwischenprodukten, wie dem Laktat, zurückzuführen ist (Winter et al. 2008).
Die Grundlagenforschung konnte zusätzlich belegen, dass regelmäßige körperliche Aktivitäten die Bildung neuer Nervenzellen, fachlich als Neurogenese bezeichnet, und die Entstehung neuer Nervenverbindungen, die Synaptogenese, positiv stimulieren (Cooper et al. 2018). Eine besonders Bedeutung scheint dabei der neurotrophe Wachstumsfaktor BDNF (vom engl: „Brain-derived neurotrophic factor“) zu haben, der durch körperliche Aktivität freigesetzt wird und das Wachstum von Neuronen stimuliert. Alle beschriebenen Prozesse scheinen mit dem Blick auf neurodegenerative und psychische Erkrankungen auch präventiv und therapeutisch wirksam zu sein. Betreffend psychischer Erkrankungen zeigen aktuelle Metaanalysen unter Einschluss zahlreicher randomisierter und kontrollierter Studien, dass körperliche Aktivität positive Wirkungen in der Prävention und Therapie depressiver Erkrankungen hat, wobei besonders die Verbesserung der Stimmungslage und Lebensqualität, sowie eine Erhöhung der Selbstwirksamkeit und des Selbstwertgefühls Moderatoren dieser Effekte darstellen (Hu et al. 2020). In einem systematischen Übersichtartikel aus der Cochrane Database wurden darüber hinaus positive Effekte des Sports beim Chronic Fatigue Syndrome (CFS)/der Myalgischen Enzephalomyelitis (ME) gezeigt, wobei sportliche Aktivitäten die anhaltende postexertionelle Müdigkeit und weitere kognitive Symptome linderten (Larun et al. 2019).
Bezüglich der zugrundeliegenden Mechanismen werden aktuell molekulare Faktoren diskutiert, die eine Muskel-Hirn-Achse definieren. Dabei handelt es sich um Botenstoffe wie das Irisin, das vom kontrahierenden Muskel als Myokin ins Blut freigesetzt wird und neuroprotektive Effekte bis ins Gehirn vermittelt. Irisin scheint auch eine präventive Wirkung gegen die Bildung von amyloiden Plaques und phosphorylierten TAU Proteinen zu haben, was den schützenden Effekt sportlicher Aktivitäten gegen Alzheimer-Erkrankungen begründen könnte (Lourenco et al. 2019, Bretland et al. 2021)."