Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Krafttraining aktiviert Muskelreparatur
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Krafttraining aktiviert Muskelreparatur
Ein interdisziplinäres Forschungsteam der Universitäten Hildesheim, Bonn und Freiburg hat untersucht, wie Muskeln auf Krafttraining reagieren. Die Ergebnisse können dazu beitragen, Trainingsprogramme für Athlet*innen und Patient*innen zu verbessern und einem Muskelverlust im Alter entgegenzuwirken. Die Studie erschien in der Fachzeitschrift „Nature Communications“.
Krafttraining ist entscheidend, um Muskelmasse aufzubauen und zu erhalten. Die intensive Belastung führt jedoch auch zu Schäden am krafterzeugenden, kontraktilen Apparat der Muskulatur. Ein interdisziplinäres Forschungsteam um Prof. Dr. Pitter Huesgen, Professor für Biochemie an der Fakultät für Biologie an der Universität Freiburg, Prof. Dr. Sebastian Gehlert, Professor für die Biowissenschaften des Sports an der Universität Hildesheim, und Prof. Dr. Jörg Höhfeld, Professor für Molekulare Zellbiologie an der Universität Bonn, hat nun untersucht, wie genau die Muskulatur mit diesen Schäden umgeht und sich an das Krafttraining anpasst. Die Ergebnisse bieten neue Einblicke in die beteiligten Mechanismen und die Rolle eines damit verbundenes Proteinnetzwerks. Sie können dabei unterstützen, Trainingsprogramme für Patient*innen und Athlet*innen zu optimieren sowie einem Muskelverlust im Alter entgegenzuwirken. Die Studie wurde in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Nature Communications“ veröffentlicht.
Krafttraining aktiviert Krafttraining aktiviert Reparatursystem der Muskeln
Das Forschungsteam hat bei freiwilligen Versuchsteilnehmer*innen vor und nach einem hochintensiven Krafttraining Muskelproben entnommen. Zudem haben die Wissenschaftler*innen untersucht, wie sich eine längere Phase reduzierter Trainingsintensität und eine Phase ohne Krafttraining auf die Muskeln auswirkt.
Mithilfe neuester Analyseverfahren wies das Team Veränderungen im kontraktilen Apparat des Muskels nach: Durch Krafttraining wird ein Proteinnetzwerk im Körper aktiviert, welches beschädigte Muskelbestandteile erkennt und abbaut. Außerdem fördert das Reparatursystem die Neubildung der Muskelbestandteile. So werden beschädigte und abgebaute Bestandteile ersetzt und der kontraktile Apparat – also der Teil der Muskeln, der für die Muskelkontraktion verhantwortlich ist – aufrechterhalten und verstärkt.
Fächerübergreifendes Teamwork macht Entdeckung möglich
Prof. Dr. Pitter Huesgen von der Universität Freiburg, erläutert: „Unsere Analyseverfahren haben es uns erlaubt, Muskelproteine zu identifizieren, die nach einem Krafttraining an den kontraktilen Apparat binden und dort ihre Schutz- und Reparaturaktivität entfalten.“ Die Muskelproben für die Studie hat Prof. Dr. Sebastian Gehlert an der Universität Hildesheim isoliert. Wie die darin enthaltenen Proteine konkret arbeiten, hat anschließend das Labor von Prof. Dr. Jörg Höhfeld am Institut für Zellbiologie der Universität Bonn untersucht. „Wir konnten in isolierten Muskelzellen zeigen, dass die Reparaturproteine zunächst beschädigte Muskelkomponenten erkennen und dann durch einen zellulären Abbauweg, die sogenannte Autophagie, entsorgen. Das macht den Weg frei für eine Reparatur der Muskeln und eine Anpassung an das Krafttraining“, erklärt Höhfeld.
Relevanz für Training und Rehabilitation
„Wir sehen nun, wie sich Trainingsintensität und Trainingsdauer auf das Reparatursystem und die Schädigung der Muskelfasern auswirken. So können wir die Abfolge von Trainingseinheiten bei Athlet*innen sowie Patient*innen im klinischen Kontext optimal anpassen“, betont Gehlert die Relevanz der Ergebnisse. Diese neuen Erkenntnisse bringt er nun sowohl in die Ausbildung von Sportwissenschaftler*innen als auch in die Trainingsoptimierung von Sportler*innen an Olympiastützpunkten sowie von Einsatzkräften der Polizei und Bundeswehr ein.
Förderung und beteiligte Institutionen
Die Studie entstand durch eine Kooperation von Wissenschaftler*innen der Universitäten Hildesheim, Bonn und Freiburg, sowie der Deutschen Sporthochschule in Köln und der Universität Duisburg-Essen. Sie wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt gefördert.
Originalpublikation: Kuppusamy, et al.: Fractionated proteomics identifies a protein network mitigating resistance exercise-induced damage in human skeletal muscle. „Nature Communications“, DOI: 10.1038/s41467-026-75501-y
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