November 2020 | Lesezeit 6 Minuten


Was im Gehirn passiert, wenn man Sport treibt

Nach einem langen Tag am Schreibtisch möchten die meisten Menschen nur noch eines, nämlich auf dem Sofa liegen.

„Nach dem ganzen Denksport habe ich mir jetzt auch wirklich eine Pause verdient“ ist da eine willkommene Ausrede.

Dass die Rückenschmerzen auf diese Art und Weise nicht besser werden, ist den meisten wohl bewusst, aber auch das Gehirn profitiert stark von sportlicher Ertüchtigung.

In diesem Artikel soll es vor allem darum gehen, welchen Einfluss sportliche Betätigung auf das menschliche Gehirn hat und wieso das so ist.

Vorab ist es wichtig im Hinterkopf zu behalten, dass verschiedene Versuchsreihen mit verschiedenen sportlichen Übungen durchgeführt worden sind.

Ebenso waren die Übungsdauer und die Intensität unterschiedlich. Aufgrund der fehlenden Standardbedingungen für die Experimente muss man beim Vergleichen der Ergebnisse etwas vorsichtig sein.

Frau beim Joggen

Regelmäßiger Sport macht nicht nur unseren Körper leistungsfähiger, sondern trainiert gleichzeitig auch unser Gehirn - ein Grund mehr, sich öfter aufzuraffen.

Veränderte Blutversorgung während der sportlichen Aktivität

Um die Leistung während sportlicher Aktivitäten optimieren zu können, muss eine Umverteilung der Durchblutung von verschiedenen Organen stattfinden. Dabei werden natürlich vor allem die Skelettmuskulatur sowie die Koronararterien mit deutlich mehr Blut versorgt.

Im selben Zug wird die Aktivität des Verdauungstrakts gesenkt. Im Rahmen dieser sympathischen Aktivität wird allerdings auch die Durchblutung des Gehirns gesteigert.

Zwar ist die Erhöhung hier nicht so deutlich wie in der quergestreiften Muskulatur, sie ist aber dennoch signifikant. Dadurch können auch im Gehirn die Stoffwechselprozesse gesteigert werden

Veränderung der Neurotransmitterkonzentration nach einer einmaligen Sporteinheit

Viele Studien haben bereits gezeigt, dass sich schon eine einmalige Sporteinheit positiv auf Lernprozesse im Gehirn und auf die Stimmung auswirken kann, allerdings beziehen sich viele der Experimente auf Nagetiere wie etwa Ratten.

Des Weiteren wurden Studien mit Menschen oftmals mit Jugendlichen durchgeführt. Deren Gehirn befindet sich noch in der Entwicklung, weshalb sich eventuell manche der beobachteten Veränderungen stärker auf die Neuroplastizität auswirken, als es bei Erwachsenen der Fall wäre.

Im Folgenden werden die Effekte von einigen bekannten Neurotransmittern erläutert.

Laktat, Glutamat und Glutamin

Bekanntlich steigt der Laktatspiegel im Blut der Peripherie an, wenn beim Sport die Schwelle zwischen aerober und anaerober Glykolyse überschritten wird.

Es konnte allerdings beobachtet werden, dass der Laktatspiegel im Gehirn ebenfalls steigt. Zum einen, weil es die Blut-Hirn-Schranke passieren kann, zum anderen, weil es auch von den Astrozyten selbst gebildet wird.

In Folge dessen wird Laktat weiter zu Glutamat und Glutamin verarbeitet, da es den Grundstein für diesen Stoffwechselweg bildet.

Aufwendige Studien haben nun mit Hilfe von Magnetresonanzspektroskopie gezeigt, dass sich der Spiegel von Laktat, Glutamat und Glutamin um ungefähr 20 % erhöhen kann, wenn die Person gerade Sport treibt.

Die erhöhte Menge dieser drei Stoffe scheint besonders bei regelmäßiger sportlicher Aktivität eine positive Auswirkung auf den Hippocampus zu haben. Die Neuroplastizität ist in dieser Region erhöht, wodurch sich das Erinnerungs- und Lernvermögen verbessert.

Dieser Effekt wurde bisher aber nur in Tierversuchen nachgewiesen.

Cortisol

Genauso wie Laktat ist auch das Stresshormon Cortisol leicht mit sportlicher Aktivität in Verbindung zu bringen.

Produziert wird es in der Nebennierenrinde, die Freisetzung wird über die hypothalamo-hypophysiale Achse gesteuert.

Das Steroidhormon ist vor allem für seine Wirkung auf den Blutzuckerspiegel bekannt, es kann allerdings die Blut-Hirn-Schranke passieren. Im zentralen Nervensystem angelangt, wirkt es vor allem auf den präfrontalen Cortex, die Amygdala und den Hippocampus, es spielt also besonders bei der Gedächtnisbildung eine große Rolle.

Interessanterweise konnte beobachtet werden, dass diese Wirkung davon abhängig ist, wie stark der Cortisolspiegel im zentralen Nervensystem ansteigt.

Offenbar werden Lernprozesse nur bei einem mäßigen Anstieg unterstützt. Eine zu hohe Intensität scheint dagegen eher kontraproduktiv zu sein.

Dopamin

Ähnliche Effekte konnten auch bei Dopamin beobachtet werden.

Der Neurotransmitter muss direkt im zentralen Nervensystem produziert werden, da er die Blut-Hirn-Schranke nicht überwinden kann.

In einem Experiment sollten Jugendliche einen kognitiven Test absolvieren, bei dem voraussehbare Szenarien erkannt werden sollten. Dieser Test wurde einmal nach einem Workout und einmal nach einer Weile vor dem Fernseher durchgeführt. Natürlich fanden die beiden Tests an verschiedenen Tagen statt.

Wie sich dabei herausstellte, schnitten die Jugendlichen nach dem Sport deutlich besser ab. Man geht also auch im Fall von Dopamin davon aus, dass die erhöhte Konzentration durch sportliche Aktivität die kognitive Leistung verbessert.

Andere Tests konnten diese Vermutung allerdings noch nicht bestätigen.

Serotonin

Was den Neurotransmitter Serotonin angeht, so sind sich die Forscher noch nicht ganz einig.

Verschiedene Studien mit Ratten haben zum Teil einen Anstieg im zentralen Nervensystem beobachten können, andere aber nicht.

Es wird vermutet, dass eine längere Dauer oder eine höhere Intensität der Sporteinheit nötig ist, um den Serotoninspiegel zu erhöhen.

Während es bei den vorigen Stoffen vor allem darum ging, die Lernprozesse im Gehirn zu verbessern, so geht es bei Serotonin eher um das Verhalten.

Insbesondere der Serotoninspiegel fällt sehr häufig im Zusammenhang mit Depressionen, die Erhöhung des Serotoninspiegels ist die Basis für einige Antidepressiva. Dem zu Folge könnte das Risiko für Depressionen durch eine Sporteinheit gesenkt werden, umgekehrt könnte Sport unterstützend auf die Therapie wirken.

Zusätzlich scheint die Erhöhung der Serotoninwerte während der Sporteinheit auch eine Rolle bei der Ermüdung zu spielen.

Adrenalin und Noradrenalin

Dass diese beiden Katecholamine bei sympathischer Aktivität in der Peripherie ansteigen, scheint offensichtlich.

Wie bei den anderen Neurotransmittern auch, konnte ein erhöhter Spiegel dieser Botenstoffe im Gehirn von Ratten beobachtet werden.

Wie groß der Anstieg ist, ist von den einzelnen Hirnregionen abhängig. Bei Menschen dagegen konnte man bisher nur nachweisen, dass sich mehr Noradrenalin im zerebrospinalen Liquor befindet, wenn die Person sich sportlich betätigt.

Da man weiß, dass vor allem Noradrenalin ein wichtiger Transmitter für kognitive Prozesse im Gehirn ist, geht man davon aus, dass auch hier eine Verbesserung durch den Sport entsteht.

Genaue Studien und Beweise dafür gibt es allerdings noch nicht.

Auswirkungen von regelmäßigem Sport

Während sich das Gehirn bei Jugendlichen noch in der Entwicklung befindet, so ist diese bei Erwachsenen weitestgehend abgeschlossen. Bei Letzteren findet man aber dennoch positive Veränderungen, hauptsächlich im Gyrus dentatus des Hippocampus. Dort finden Erinnerungs- und Lernprozesse statt.

Die sogenannte Neurogenese wird an eben diesen Stellen durch Ausdauersport gesteigert. Wenn regelmäßig Sport getrieben wird, kann dieser Effekt sogar vervielfacht werden.

Neben der Neurogenese konnten bei den Versuchstieren aber auch noch weitere positive Veränderungen beobachtet werden - so scheinen auch das Überleben der vorhandenen Zellen und die Zelldifferenzierung gefördert zu werden.

Diese Erkenntnisse wurden, wie auch schon zuvor, aus Ratten gewonnen, die Sporteinheit bestand aus Laufradlaufen.

Im Rahmen dieses Experiments wurde auch beobachtet, wie sich die Neurogenese über einen längeren Zeitraum entwickelt hat. Dabei wurde herausgefunden, dass die Rate an Veränderungen bereits nach drei Tagen am größten war. In der darauffolgenden Zeit war die Entwicklung zwar weiterhin positiv, erreicht aber nie wieder den Höchstwert des dritten Tages.

Macht es einen Unterschied, welchen Sport man treibt?

Ja, davon wird ausgegangen. Zunächst einmal beziehen sich die allermeisten Studien und Experimente auf verschiedene Formen des Ausdauersports.

Wird das Experiment mit Tieren durchgeführt, so kommt meist das Laufrad zum Einsatz, wenn Menschen die Studienteilnehmer sind, so werden meist Laufbänder oder Fahrräder eingesetzt.

Aber auch innerhalb der verschiedenen Ausdauersportarten scheint es Unterschiede zu geben.

In einer kürzeren Studie wurden zum Beispiel verschiedene Sportler gebeten, zunächst ihre eigene präferierte Sportart durchzuführen, anschließend wurden dann die Sportarten getauscht.

Während der Trainingseinheit wurden EEGs von allen Teilnehmern der Studie gemacht.

Schlussendlich kamen die Forscher zu der Erkenntnis, dass man den größten positiven Effekt auf psychische und physiologische Prozesse vor allem dann erreicht, wenn die individuell bevorzugte Sportart durchgeführt wird.

Auch bei den Nagern war es scheinbar wichtig, dass diese sich freiwillig im Laufrad bewegten.

Aus diesen Ergebnissen kann man ableiten, dass wohl jeder mit seiner Lieblingssportart am besten aufgehoben ist. Es muss sich also kein Radfahrer zum Joggen zwingen oder umgekehrt.

Evolution – Der Grund, weshalb das Gehirn mit Sport besser funktioniert

Alle oben genannten Studien beschreiben die Ergebnisse, wie man sie heutzutage bei einem Experiment messen kann.

Es stellt sich aber auch die Frage, wieso diese Studien zu genau solchen Ergebnissen kommen. Diese Frage kann mit der Evolutionstheorie nach Darwin beantwortet werden. Sie besagt bekanntlich, dass die am besten angepassten Individuen einer Art überleben, wodurch der Genpool sich so verändert, dass möglichst viele vorteilhafte Gene enthalten sind.

Im Laufe der Evolution entwickelten sich sowohl das menschliche Gehirn als auch der menschliche Körper parallel. Beide haben einen wichtigen Anteil an der Überlebensfähigkeit.

Das komplexe und gut ausgebildete Gehirn ermöglichte den frühen Menschen soziales Gruppenverhalten, welches beispielsweise gegenseitige Unterstützung oder auch die Fortpflanzung ermöglichte.

Darüber hinaus konnte der Mensch auf diese Weise Jagdstrategien und entsprechende Werkzeuge entwickeln.

Auf der anderen Seite nutzt eine gute Jagdstrategie natürlich nichts, wenn keine Ausdauer oder entsprechende physische Fähigkeiten vorhanden sind.

Demzufolge sind die am besten angepassten Individuen diejenigen, bei denen sowohl Gehirn als auch Körper gut entwickelt sind.

Da das menschliche Gehirn entwicklungsgeschichtlich so eng mit der körperlichen Aktivität verbunden ist vermutet man, dass das Gehirn schlicht nicht an einen so bewegungsarmen Alltag gewöhnt ist, wie ihn heutzutage viele haben.

Zwar sind die Standardbedingungen der Experimente nicht genormt, viele Experimente wurden noch nicht mit Menschen durchgeführt und einige Dinge haben sich auch noch nicht endgültig belegen lassen, dennoch kann man schon einige Schlüsse ziehen.

Zum einen scheint es sicher zu sein, dass sportliche Aktivität die Neuroplastizität im Gehirn, vor allem im Hippocampus, steigert. Das hilft dabei, Gelerntes zu verarbeiten und abzuspeichern. Wer diesen Effekt erzielen möchte, muss allerdings eine bestimmte Intensität erreichen, darf sich aber auch nicht überanstrengen.

Dazu kommt noch, dass Sport auch einen positiven Effekt auf die Psyche hat. In diesem Zusammenhang ist es besonders wichtig, dass jeder Einzelne Spaß an der Aktivität hat.

Wer sich also nur gerade so durch sein Programm quält, dem ist in diesem Zusammenhang auch nicht wirklich geholfen.


Ich möchte kostenlos und unverbindlich den was-heilt Info-Newsletter erhalten und stimme der Verarbeitung meiner Daten gemäß Datenschutzerklärung zu. Ich kann diesen Wunsch jederzeit widerrufen.

Neueste Beiträge:


Beliebt:

Empfohlen:


Ich möchte kostenlos und unverbindlich den was-heilt Info-Newsletter erhalten und stimme der Verarbeitung meiner Daten gemäß Datenschutzerklärung zu. Ich kann diesen Wunsch jederzeit widerrufen.

Die wichtigsten Fortbildungen für Deine Praxis

Pflichtunterweisung Hygiene für 1 Euro 14 Tage testen!

  • Interaktive Module, Übungen und Vorlagen für schnelle Umsetzung in der Praxis
  • Erledige essenzielle Themen in nur zwei Stunden pro Monat
  • Mach Schluss mit langwieriger Recherche und verbring mehr Zeit mit Dingen die Dir wichtig sind!

Empfohlen: 

Beliebt: