Abstract des Autors

Im Rahmen der vorliegenden Übersichtsarbeit soll die aktuelle Datenlage zum Einfluss von körperlicher Aktivität und Sport auf das zentrale Nervensystem (ZNS) erläutert und diskutiert werden. Für die hier beschriebenen molekularen und zellulären Parameter gelten dabei zwei Voraussetzungen. Zum einen muss bekannt sein, dass diese sensitiv auf Belastung reagieren und zum anderen muss ein direkter oder indirekter Zusammenhang zu funktionellen und strukturellen Anpassungen im ZNS bestehen. Wenngleich schon länger bekannt ist, dass körperliche Aktivität sich positiv auf das Hirnvolumen, die Hirnleistungsfähigkeit (z.B. kognitive Fähigkeiten) und die Entstehung neurodegenerativer Erkrankungen auswirkt, werden die zugrundeliegenden Mechanismen erst in jüngerer Vergangenheit aufgedeckt. Dieser Umstand ist natürlich auch der schwierigen Zugänglichkeit des ZNS geschuldet. Man weiß heute, dass in Abhängigkeit von Belastungsart, Dauer und Intensität sowohl zentral als auch peripher neurotrophe Faktoren ausgeschüttet werden, die u.a. die Neurogenese, z.B. in der für Gedächtnisleistung relevanten Hippocampusformation anregen. Darüber hinaus werden diesen Wachstumsfaktoren teilweise ein neuroprotektiver Effekt, sowie ein Einfluss auf den Stoffwechsel von Neuronen zugesprochen. Neben der Beeinflussung der Wachstumsfaktoren, scheint auch die Funktion des dopaminergen nigrastrialen Systems, das einen wesentlichen Einfluss auf die o.g. Funktionen des ZNS hat, durch Sport beeinflusst zu werden. Seit bekannt ist, dass Laktat nicht nur zentral produziert wird, sondern auch die Bluthirnschranke über spezifische Transporter überqueren kann, stellt sich ferner die Frage, ob es als zentraler Brennstoff funktionelle Anpassungen des ZNS vor und nach Belastung erklären könnte. Abschließend wird der mittelfristige, antientzündliche Effekt von Sport mit Blick auf die Entstehung neurodegerativer Erkrankungen und die kognitive Leistungsfähigkeit besprochen. Verf.-Referat

Abstract des Autors

Within the present review we discuss recent research in the context of physical activity/sports and the central nervous system (cns). For all described molecular and cellular factors we presume two major concerns. On the one hand it should be known that the described factors react sensitive on an exercise stimulus and on the other hand a more or less direct relationship of the factor in the context of functional and/or structural adaptions of the cns is necessary. Although it is well established that regular physicial activity is associated with increased brain volume, enhanced perfomances in cognitive tasks as well as with a risk reduction for common neurodegenerative diseases (e.g. Parkinson and Alzheimer), the knowledge of the underlying mechanisms is still sparse. This gap in knowledge is mainly based on methodically difficulties regarding the accessibility of the cns. Today we know that exercise can stimulate the expression of neurotrophic factors, which contribute to fundamental processes like neurogenesis in the hippocampus, depending on exercise mode, duration and intensity. Furthermore, growth factors, such as the brain-derived neurotrophic factor have also been characterized as neuroprotective agents which have the potential to alter the metabolic state of adult neurons. Beside growth factors, the function of the dopaminergic nigrastriatic system, which is strongly involved in cns functions named above, can be modulated by exercise. Additionally, research has shown that lactate is not only produced in the cns but also has the ability to cross the blood-brain-barrier using specific transporters. The question rises if it acts as an energy substrate for the brain which may explain functional adaptions of the cns with regards to exercise. Finally we discuss the midterm anti-inflammatory effect of exercise in the context of neurodegerative diseases and cognitive functions. Verf.-Referat