Einfluss von Ausdauertraining auf die Insulinempfindlichkeit bei genetischer Prädisposition für hohe und niedrige körperliche Leistungsfähigkeit von weiblichen Ratten

Einer der häufigsten Stoffwechselerkrankungen der Industrieländer ist Diabetes mellitus. Diese Erkrankung nimmt in der Mortalitätsstatistik den dritten Rang ein und betrifft ca. 4% der Bevölkerung. Sie charakterisiert eine Abnahme der Insulinempfindlichkeit, wodurch es ohne Behandlung zu einer verminderten Reaktion auf das Insulin kommt. Die daraus folgende Hyperglykämie stellt einen erheblichen Risikofaktor für Folgeerkrankungen wie arterielle Hypertonie, Arteriosklerose und vielen weiteren Herz-Kreislauferkrankungen dar. All diese Krankheiten können durch genetische Einflussfaktoren bedingt sein. Zudem hat die Genetik einen Einfluss auf den Phänotyp und auf die sportlichen Leistungsmöglichkeiten. Inwieweit die genetisch bedingte körperliche Leistungsfähigkeit durch Training gesteigert werden kann und wie sich dieses auf die Insulinempfindlichkeit auswirkt, wurde an weiblichen Ratten getestet. Für den Versuch wurden weibliche Ratten mit hoher (HCR) und niedriger (LCR) körperlicher Leistungsfähigkeit verwendet, wobei beide Gruppen nochmals in Trainings- und Kontrolltiere aufgeteilt wurden. Das vierwöchige aerobe Intervalltraining wurde je 5 Tage die Woche absolviert. Alle Tiere wurden einen Tag vor der Durchführung der hyperinsulinämen, euglykämen Klemme operiert, wobei die Zugänge für den Versuch geschaffen wurden. Falls die Klemme nicht durchgehend am wachen Tier möglich war, wurden die Tiere ab der ersten Blutentnahme in Narkose gelegt. Beim Betrachten der Tiere wurden phänotypische Unterschiede deutlich. So sind die HCR kleiner und wogen weniger. In der hyperinsulinämen, euglykämen Klemme fiel bei den LCR eine höhere Ganzkörperglukoseaufnahme während der basalen Phase auf. Die im Anschluss durchgeführte konstante Blutzuckereinstellung machte deutlich, dass diese Gruppe auch eine höhere Infusionsrate der 40%-Glukose im Vergleich zu den HCR benötigte. Als Reaktion auf das Insulin wurde eine gesteigerte Glykolyse bei HCR festgestellt. Die Glukoseaufnahme in allen getesteten Geweben war ebenfalls bei den HCR höher. Im Training legten HCR bereits zu Beginn eine fast dreimal so lange Strecke zurück. Alle trainierten Tiere konnten sich im Laufe des vierwöchigen aeroben Intervalltrainings ihre Laufleistung erhöhen, wobei die LCR eine etwas größere Leistungssteigerung im Vergleich zur Ausgangssituation hatten. Die körperliche Beanspruchung beeinflusste auch die Organe. Das Training reduzierte das Ovarfett bei allen Tieren. Die Herzmasse nahm vor allem bei HCR zu. Sowohl der basale Ganzkörperglukoseumsatz als auch die Glukoseinfusionsrate waren bei HCR höher. Auf das Insulin reagierten die trainierten HCR ebenfalls sensibler im Vergleich zu den trainierten LCR. Alle trainierten Tiere erhöhten die hepatische Glukosespeicherung, allerdings HCR mehr als LCR. Auch eine erhöhte Glukoseaufnahme ins Gewebe zeigte sich bei allen trainierten Tieren, wobei die Aufnahme besonders im Muskel- und Fettgewebe erhöht war. Auch hier reagierten HCR sensibler auf das Ausdauertraining. Das Training verbesserte die Insulinempfindlichkeit sowohl bei hoher als auch bei niedriger genetisch prädisponierter Leistungsfähigkeit. Bei HCR hatte das Training einen größeren Einfluss auf die Insulinempfindlichkeit. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die genetisch bedingte körperliche Leistungsfähigkeit den Grundstein für die Insulinempfindlichkeit legt. Ausdauertraining kann die Insulinempfindlichkeit verbessern. Es ist jedoch nicht in der Lage, Unterschiede durch genetisch bestimmte Leistungsfähigkeit auszugleichen.