Zusammenfassung

Die Glykolyse wurde und wird in der Sportmedizin primär immer noch als Stoffwechselweg angesehen der lediglich die anaerob laktazide Energieversorgung des Skelettmuskels bestimmt. In Krebszellen jedoch, welche eine erhöhte lakatazide Umsatzrate haben (Warburgeffekt), wurde beobachtet, dass diese schneller wachsen und proliferieren als gewöhnliche Zellen. Es mehren sich daher die Hinweise, dass wesentliche Zwischenmetabolite der Glykolyse auch eine zentrale Rolle bei der Versorgung des Zellwachstums einnehmen. Insbesondere die Metaboliten Phosphoglyceratdehydrogenase (PHGDH) als auch die PyruvatkinaseM2 (PKM-2) haben eine wesentliche Funktion bei der Umleitung des glykolytischen Flusses in Richtung einer vermehrten Herstellung von Nukleotiden und der Synthese von Aminosäuren und können somit erhöhtes Wachstum und Proliferation sicherstellen. Wir sind uns sicher, dass die Glykolyse auch für den Skelettmuskel eine wesentliche, wachstumsstimulierende Rolle übernimmt, indem ein trainingsbedingt erhöhter glykolytischer Fluß und Lakatproduktion zu einer Zunahme dieser Metaboliten führt.
Im vorliegenden Untersuchungsansatz soll vor und nach einer akuten Krafttrainingseinheit die Skelettmuskulatur auf die Akkumulation dieser Moleküle mittels umfangreicher Untersuchung des Metaboloms untersucht werden. Dies kann Hinweise darauf geben, dass intensive, glykolytische Belastung zu einer Verbesserung der Wachstumssituation des Muskels führt und Trainingskonzeptionen für den Muskelaufbau somit neu bewertet werden müssen.
1. Applikation eines die Proteinsynthese stimulierenden Krafttrainingsprotokolls
2. Entnahme von Muskelbiopsien vor und nach der Trainingsbelastung
3. Untersuchung der skelettmuskulären Signalgebung der Proteinsynthese und quantitative Analyse von Skelettmuskelmetaboliten des glykolytischen Energiestoffwechsels im Hinblick auf die gezielte Produktion von Protein- und Nukleotidvorstufen
4. Publikation und Transfer von Ergebnissen in Forschung und Lehre
Der vorliegende Untersuchungsansatz ist der erste, der im humanen Skelettmuskel wesentliche Metaboliten des glykolytischen Stoffwechsels in Zusammenhang mit der Synthese von Aminosäuren und Nukleotidvorläufern bringt, die für die Proteinsynthese des Skelettmuskels von besonderer Bedeutung sind. Das hier dargestellte Forschungsvorhaben ist primär von explorativem Charakter ermöglicht jedoch eine fundamentale Erweiterung des Wissens um die Relevanz von glykolytisch-laktaziden Stoffwechselprozessen für eine wachstumsfördernde Umgebung des belasteten Skelettmuskels.
Das hier dargestellte Forschungsvorhaben erweitert ferner das Wissen um die Bedeutung energieliefernder Systeme im Skelettmuskel und birgt die Möglichkeit weitere Studien zu konzipieren, die auf Basis der gelieferten Erkenntnisse neue Hypothesen für weitere grundlagenbezogene sowie praxisrelevante Studien für die Sportwissenschaft generieren. Hierzu gehört insbesondere auch die Variation von Trainingsintensitäten und Umfängen im Ausdauer-, und Mannschaftssport für die Optimierung von Anpassungsprozessen im Skelettmuskel.
Neben der Publikation der entstehenden Datensätze in Fachzeitschriften, steht ebenso ein weitreichender Transfer in die Lehre an der DSHS Köln sowie in Trainerfortbildungen (bspw. Olympiastützpunkt Rheinland) im Vordergrund.