Zum Einfluss von Ausdauer- und Krafttrainingsreizen auf die kognitive Leistungsfähigkeit unter besonderer Berücksichtigung neuro-biologischer Faktoren
Gespeichert in:
| Autor: | Zimmer, Philipp |
|---|---|
| Gutachter: | Bloch, Wilhelm; Reinsberger, Claus; Krüger, Karsten |
| Veröffentlicht: | Köln: 2019, 87 Bl., Lit. |
| Forschungseinrichtung: | Deutsche Sporthochschule Köln / Institut für Kreislaufforschung und Sportmedizin / Abteilung Molekulare und Zelluläre Sportmedizin |
| Hochschulschriftenvermerk: | Köln, Dt. Sporthochsch., Habil.-Schr. ., 2018 (kumulativ) |
| Format: | Literatur (SPOLIT) |
| Publikationstyp: | Monografie |
| Medienart: | Gedruckte Ressource Elektronische Ressource (online) |
| Dokumententyp: | Hochschulschrift Habilitationsschrift Graue Literatur |
| Sprache: | Deutsch |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | |
| Erfassungsnummer: | PU202001000089 |
| Quelle: | BISp |
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2024-09-03T15:52:16Z |
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2020-01-10T07:56:31Z |
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2019 |
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Zum Einfluss von Ausdauer- und Krafttrainingsreizen auf die kognitive Leistungsfähigkeit unter besonderer Berücksichtigung neuro-biologischer Faktoren |
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Zum Einfluss von Ausdauer- und Krafttrainingsreizen auf die kognitive Leistungsfähigkeit unter besonderer Berücksichtigung neuro-biologischer Faktoren Ausdauertraining Biologie Entzündung Hirnfunktion Immunologie Kognition Korrelation Krafttraining Krebserkrankung Leistung, kognitive Metabolit Multiple Sklerose Neurologie Sportmedizin Training, rehabilitatives Trainingsreiz Trainingswirkung |
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Zum Einfluss von Ausdauer- und Krafttrainingsreizen auf die kognitive Leistungsfähigkeit unter besonderer Berücksichtigung neuro-biologischer Faktoren |
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Die kognitive Leistungsfähigkeit spielt in unserer alternden, körperlich immer inaktiveren Dienstleistungsgesellschaft eine übergeordnete Rolle. Zahlreiche Studien legen einen positiven Zusammenhang zwischen der körperlichen Fitness und der kognitiven Leistungsfähigkeit über die gesamte Lebensspanne bei gesunden und vielen klinischen Populationen nahe. Ferner ist ein gesunder Lebensstil, der maßgeblich durch ausreichend Bewegung beeinflusst wird, mit einem verminderten Risiko für neurodegenerative Erkrankungen assoziiert. Letztlich weisen Studienergebnisse darauf hin, dass sowohl akute sportliche Belastungen als auch längere Trainingsinterventionen sich kurz-, bzw. langfristig positiv auf die kognitive Leistungsfähigkeit auswirken. Vor dem Hintergrund, dass Bewegungsinterventionen auch eine Vielzahl weiterer positiver Effekte hinsichtlich der psychischen und physischen Gesundheit haben, ist man bestrebt mehr über die zugrunde liegenden Mechanismen zu lernen. Das übergeordnete Ziel dieser Bestrebungen ist es Bewegungsempfehlungen für die Prävention und Rehabilitation zu optimieren. Es ist allerdings erwähnenswert, dass viele Studien im Kontext von sportlichen Interventionen und der kognitiven Leistungsfähigkeit gravierende methodische Limitationen aufweisen (abgesehen von den genutzten Erhebungsmethoden betrifft dies v. a. fragwürdige Kontrollgruppenparadigmen und kleinen Stichproben). Ein Teil meiner Arbeit widmet sich diesen methodischen Einschränkungen um letztlich die Aussagekraft zukünftiger Studien mit gesunden und klinischen Populationen (vorwiegend mit Krebs- und Multiple Sklerose PatientenInnen) zu optimieren. Für Akuteffekte von moderaten Ausdauerleistungen auf die kognitive Leistungsfähigkeit konnten wir zeigen, dass die am häufigsten eingesetzten Kontrollgruppenparadigmen (Lesen, Fernsehen, Dehnen, etc.) keine höheren oder niedrigeren Erwartungshaltungen provozieren. Im Gegensatz dazu zeigen sich hinsichtlich akuter intensiver Belastungen erniedrigte Erwartungshaltungen. Somit scheinen positive Effekte intensiver Ausdauerbelastungen auf die kognitive Leistungsfähigkeit durchaus eine physiologische Komponente zu haben. In klinischen Studien versuchen wir, wenn möglich Plazebogruppen zu etablieren. Der andere, überwiegende Teil meiner Arbeit zielt darauf ab biologische Mechanismen zu entschlüsseln, die letztlich die positiven Effekte von Bewegung und Sport auf die kognitive Leistungsfähigkeit und die Hirngesundheit von Krebs- und MS-Patienten vermitteln. In diesem Kontext stehen neben Entzündungsprozessen und dem Tryptophanmetabolismus auch neurotrophe Faktoren und das Laktat im Fokus der Untersuchungen. Für MS-PatientInnen konnten wir zeigen, dass ein dreiwöchiges in die stationäre Rehabilitation implementiertes hochintensives Intervalltraining die Serumkonzentration der Matrixmetalloprotease 2 reduziert. Dieses vorwiegend durch Entzündungen freigesetzte Protein verändert die Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke und ist bei MS-PatientInnen pathologisch erhöht. Parallel dazu konnten wir zeigen, dass der Kynurenin-Pfad, als ein Zweig des Tryptophanabbaus, durch akute Belastungen beeinflusst wird. Dies ist insofern interessant, als das dieser durch Entzündungsgeschehen manipulierbare Stoffwechselweg zahlreiche immun- und neuromodulatorische Metabolite hervorbringt und sowohl bei Krebs- als auch bei MS dereguliert ist. Somit ist meine Forschung nicht auf eine spezifische Erkrankung konzentriert, sondern fokussiert auf globale neuro-immunologische Pathomechanismen die unter Umständen positiv durch Bewegung und Sport beeinflussbar sind. Aktuell und zukünftig wollen wir v. a. ein besseres Verständnis über akute belastungsbedingte neuro-immunologische Effekte und deren Langzeitwirkung auf die kognitive Leistungsfähigkeit und die Hirngesundheit entwickeln. Cognitive performance represents a key ability in our ageing, physical inactive post-industrial society. Physical fitness isassociated with improved cognitive functioning across the whole life span in healthy individuals and various clinical populations. Additionally, a healthy lifestyle, including regular physical activity seems to decrease the risk for neurodegenerative disorders ±a major issue in view of our ageing population. Finally, evidence suggests that both, acute exercise and training interventions ameliorate the performance in specific cognitive domains. Against this backdrop and the fact that exercise has several other psychological and physicalbenefits, research focuses on a better mechanistic understanding of these effects in order to specify and improve exercise recommendations. So far, many studies in the context of exercise interventions and cognitive performance suffer from methodological limitations, such aslack of adequate control groups,small sample sizes and usage of inappropriate assessments.One part ofmy work aims to improve designs for trials investigating the influence of acute aerobic and resistance exercise and training on the cognitive performance of healthy subjects and clinical populations (especially cancer and multiple sclerosis(MS)).For acute studies, we have shown that the most frequently used control group paradigms (reading, watching TV, stretching, waiting,etc.) do not inducelower expectations regarding several cognitive domains compared to moderate aerobic exercise. For vigorous aerobic exercise, expectations were in favorfor some of the control groupparadigms, suggesting that improvements in cognitive performanceare not related to placebo effects and maybe driven by physiologicalalterations. In ongoing clinical trials, we have tried to establish placebo control groups in addition to waitlist controls.The second(main) part of my work aims to uncover some of the biological mechanism contributing to the positive effects of exercise on the cognitive performanceand brain healthin patients with cancer and MS. In this context studies focus on inflammatory processes, including blood brain barrier permeability, Tryptophan metabolism, neurotrophic factors as well as on lactate as fuel for the brain.In persons with MS, we have shown that high intensity interval training reduces serum levels of the matrix metalloproteinase 2. This protein is mainly driven by inflammation,increases the permeability of the blood brain barrier and is known to bepathological elevated in MS. In parallel we found effects of exercise on the Kynurenine-pathway, representing a catabolic branchin Tryptophan metabolism. This pathwayis closely related to inflammatory processesand produces several immune-and neuromodulating metabolites which are dysregulated in MS, cancer and various other disorders.Thereby my research is focused on neuro-immunologicalinteractions which are more or less commonly 8affected in all diseasesmentioned before.Currently we try to gain more knowledge on the relation between short-term effects of exercise and long-term adaption ofneuro-immunological markers and their relation to cognitive performance and brain health. |
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