Bei der Erforschung der Auswirkungen von Sport auf das Gedächtnis entdeckten Wissenschaftler der Universität Genf kompensatorische Mechanismen im Gehirn junger Menschen mit einem genetischen Risiko für die Alzheimer-Krankheit.
Die gesundheitlichen Vorteile von körperlicher Aktivität sind allgemein anerkannt, und die Vorteile für die kognitiven Fähigkeiten werden immer besser erforscht. Es könnte jedoch Ausnahmen geben. Neurowissenschaftler der Universität Genf haben in Zusammenarbeit mit den Universitätskliniken Genf (HUG) und Lausanne (UNIL) untersucht, wie sich Sport auf das Gedächtnis junger Erwachsener auswirkt, die eine genetische Variation aufweisen, die das Alzheimer-Risiko erhöht. Sie fanden heraus, dass diese Risikopersonen im Gegensatz zu Personen ohne diese genetische Mutation ein schlechteres assoziatives Gedächtnis haben. Die in der Fachzeitschrift Cerebral Cortex veröffentlichten Erkenntnisse weisen auch auf kompensatorische Mechanismen im Gehirn dieser jungen Erwachsenen hin, die jedoch keine klinischen Symptome der Krankheit aufweisen.
Während einer körperlichen Anstrengung produziert der Körper kleine Moleküle, die Endocannabinoide, die ein Wohlgefühl auslösen und den Hippocampus aktivieren, einen Bereich des Gehirns, der eine entscheidende Rolle für das Gedächtnis und die räumliche Navigation spielt. Die Neuronen in diesem Bereich der Großhirnrinde sind übrigens die ersten, die bei der Entstehung der Alzheimer-Krankheit degenerieren.
Kinga Igloi , wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Gruppe von Sophie Schwartz , ordentliche Professorin in der Abteilung für grundlegende Neurowissenschaften der medizinischen Fakultät und des Geneva Neuroscience Center der Universität Genf, untersucht die Auswirkungen von körperlicher Betätigung auf das Gedächtnis. In einer früheren Studie hatte ihre Arbeit gezeigt, dass eine 30-minütige Sporteinheit mit mäßiger Intensität die Gedächtnisleistung verbessert. In der vorliegenden Studie wollten die Forscher und Forscherinnen herausfinden, ob die Vorteile von Sport für das Gedächtnis auch bei jungen, gesunden Personen zu beobachten sind, die jedoch ein erhöhtes genetisches Risiko für die Alzheimer-Krankheit haben. Diese Personen, wie 20 % der Bevölkerung, tragen eine Variation des APoe-Gens, die das Alzheimer-Risiko um das Drei- bis Zwölffache erhöht und, wenn sich die Krankheit entwickelt, ihren Ausbruch um fast 15 Jahre vorverlegt (um 68 Jahre gegenüber 84 Jahren bei Personen, die diese Mutation nicht tragen).
Ein deutlicher Unterschied bei Gedächtnistests
Die Wissenschaftler baten 50 Personen zwischen 18 und 25 Jahren, die keine kognitiven Defizite aufwiesen, eine Aufgabe zu lösen, die ihr deklaratives Gedächtnis anspricht, das der Erinnerung an persönliche Ereignisse (wen ich gestern getroffen habe) oder an allgemeines Wissen (welche Stadt ist die Hauptstadt der Schweiz) entspricht und vom Hippocampus abhängt. Die Freiwilligen sollten Bilderserien lernen und dann entweder 30 Minuten lang mit mäßiger Geschwindigkeit auf dem Heimtrainer fahren oder sich 30 Minuten lang ausruhen. Schließlich wurde ihr Gedächtnis getestet, indem sie gebeten wurden, die Reihenfolge wiederzugeben, in der ihnen die Bilder gezeigt worden waren. Die Hälfte der Freiwilligen war Träger der Risikovariante des APoe-Gens, die andere Hälfte bildete die Kontrollgruppe. Während des Lernens und der Wiedergabephase wurden MRT-Aufnahmen des Gehirns gemacht, um die Intensität der Aktivierung des Hippocampus sichtbar zu machen. Außerdem wurde Blut abgenommen, um den Endocannabinoidspiegel zu messen.
’Zu unserer Überraschung zeigte die Risikogruppe bei dieser Gedächtnisaufgabe sowohl nach dem Radfahren als auch nach einer Ruhephase schlechtere Leistungen als die Kontrollgruppe, im Gegensatz zur Kontrollgruppe’, erklärt Kinga Igloi.
Eine Überkompensation des Gehirns
Bei den Individuen der Kontrollgruppe ging die Leistung nach dem Sport mit einer erhöhten Aktivierung des Hippocampus - der für das Gedächtnis entscheidenden Gehirnregion - und einem Anstieg des Endocannabinoidspiegels im Blut einher. Bei Risikopersonen hingegen zeigten die MRT-Messungen der Gehirnaktivität unter allen Testbedingungen eine Überaktivierung der Neuronen im Hippocampus. ’Diese Beobachtung deutet auf das Vorhandensein physiologischer Anpassungs- oder Kompensationsmechanismen hin. So würde das Gehirn dieser Personen mehr Regionen des Hippocampus mobilisieren, um niedrigere oder ähnliche Gedächtniswerte wie die Kontrollgruppe zu erreichen’, sagt Sophie Schwartz.
Die Wissenschaftler setzen nun ihre Verhaltens- und Bildgebungsstudien fort, um zu verstehen, ob andere Aufgaben, die andere Arten von Gedächtnis erfordern, ebenfalls eine neuronale Überkompensation bei gefährdeten Personen erfordern, selbst wenn sie jung sind.
Obwohl unsere Ergebnisse zeigen, dass Sport bei Risikopersonen keine Auswirkungen auf das Gedächtnis hat, sollten sie die positiven Auswirkungen von Sport auf die allgemeine synaptische Plastizität nicht in Frage stellen. Für alle Menschen, ob mit oder ohne Alzheimer-Risiko, bleibt Sport ein Leben lang vorteilhaft für die neuronale und kognitive Gesundheit", schlussfolgern die Autoren.
