EXGENESIS-Projekt beleuchtet, inwieweit sich regelmäßige sportliche Betätigung auf das Wohlbefinden auswirkt
In Europa feiern chronische Beeinträchtigungen der Gesundheit, wie beispielsweise Herzerkrankungen, Fettleibigkeit und Typ-2-Diabetes, fröhliche Urständ und Forscher versuchen herauszufinden, welche Maßnahmen erforderlich sind, um effektiv gegen dieses Problem vorzugehen. Für das EXGENESIS-Projekt ("Health benefits of exercise: identification of genes and signalling pathways involved in effects of exercise on insulin resistance, obesity and the metabolic syndrome" - gesundheitliche Vorteile durch sportliche Betätigung: Die Identifizierung von Genen und Signalwegen, die an den Auswirkungen sportlicher Betätigung auf Insulinresistenz, Fettleibigkeit und das Stoffwechsel-Syndrom beteiligt sind) war ein Ausbau unserer Kenntnisse rund um die Mechanismen, welche den positiven Auswirkungen sportlicher Betätigung zugrunde liegen, von grundlegender Bedeutung. Für das über das Sechste Rahmenprogramm (RP6) unterstützte Projekt wurden 12,7 Millionen EUR bereitgestellt. Durch sportliche Aktivität und gesunde Ernährung kann sich der Mensch vor Krankheiten schützen. Die molekularen Mechanismen, welche den positiven Effekten der sportlichen Betätigung zugrunde liegen, lagen bisher jedoch im Dunkeln. Das aus 25 Mitgliedern bestehende EXGENESIS-Konsortium nutzt verschiedene multidisziplinäre Ansätze, um diese Vorgänge zu verdeutlichen. "Es war bereits bekannt, dass eine regelmäßige sportliche Aktivität vor der Entwicklung von Insulinresistenz und Typ-2-Diabetes schützt; die diesem Prozess zugrunde liegenden molekularen Mechanismen waren bisher jedoch noch weitgehend unerforscht", erklärte Professor Grahame Hardie, Leiter der Abteilung Molekularphysiologie am College of Life Sciences der Universität Dundee, Großbritannien. "Wir dachten, dass wir durch die Aufdeckung einiger Signalwege, insbesondere des AMPK-Signalwegs (AMP-aktivierte Proteinkinase), welche durch Muskelaktivität aktiviert werden, am Beginn einer Antwort stehen", sagte er gegenüber CORDIS News. Personen, die regelmäßig Sport treiben, können das Risiko, an Typ-2-Diabetes zu erkranken, um bis zu 50 % senken. Sport kann außerdem, wie Forschungen belegen, die Lebenserwartung eines Menschen um bis zu fünf Jahre verlängern. Professor Hardie mekrte an, dass der AMPK-Signalweg kürzlich als mutmaßliches Ziel für das bestehende Medikament Metformin identifiziert wurde, ein derzeit vorrangig verordnetes Arzneimittel für Typ-2-Diabetes, welches aus einem klassischen Pflanzenstoff gewonnen wird. Im Rahmen von EXGENESIS, einer multidisziplinären Studie, die von der Zusammenarbeit unterschiedlicher Universitäten, Forschungsinstitutionen, Krankenhäuser sowie kleiner und mittelgroßer Unternehmen (KMU) profitiert, konnten seit Projektbeginn im Jahr 2005 bereits verschiedene Leistungen und Entdeckungen erzielt werden. "Man untersuchte die Zusammenhänge zwischen körperlicher Aktivität und Insulinresistenz, Typ-2-Diabetes und Glukosehomöostase und nutzte dazu Ansätze, die sich über grundlegende biochemische und molekulare Systeme bis hin zu Studien an Tiermodellen und freiwilligen Probanden erstreckten. Die Studien am Menschen umfassten physiologische und epidemiologische Untersuchungen gesunder Testpersonen und Personen mit erhöhtem Risiko, an Typ-2-Diabetes zu erkranken", sagte Professor Hardie. Im Bereich der genetischen Epidemiologie konnten die Projektpartner mindestens 16 neue, für Typ-2-Diabetes prädisponierte Gene identifizieren. "Interessant ist dabei, dass - bei bekannter Funktion - die meisten dieser Gene mit der Steuerung der Insulinsekretion in Verbindung zu stehen scheinen, wobei einige einen potenziellen Einfluss auf die Insulintätigkeit und Insulinresistenz ausüben", sagten die Universitätsforscher. "Dies unterstützt die Idee, dass die Hauptstörung der Insulinresistenz bei Typ-2-Diabetes vorrangig auf Umwelteinflüsse, einschließlich körperlicher Inaktivität, anstatt auf genetische Faktoren zurückgeführt werden kann", fügte er hinzu. Dank ihrer Arbeit wissen die Forscher nun in molekularen Einzelheiten, wie AMPK während der sportlichen Betätigung mittels zweier Mechanismen aktiviert wird. "Einer umfasst einen Anstieg der Kalziumionen, welcher bekanntermaßen zu Beginn der Muskelkontraktion auftritt", erklärte Professor Hardie gegenüber CORDIS News. "Der andere umfasst einen Anstieg des Signalmoleküls AMP (Adenosinmonophosphat), welcher später auftreten kann, wenn der Muskel seinen ATP-Vorrat aufbraucht und zu ermüden beginnt." Die Projektpartner konnten erfolgreich ein molekulares Modell der AMPK-Struktur in Verbindung mit AMP aufstellen. "Diese Einblicke können eventuell die Entwicklung neuer Medikamente nach sich ziehen, welche die positiven Auswirkungen sportlicher Betätigung nachahmen", betonte Professor Hardie. "Wir verstehen nun außerdem besser, wie die AMPK-Aktivierung die Glukoseaufnahme im Muskel anregt", fügte er hinzu. "Dies ist besonders wichtig, da eine erhöhte Glukoseaufnahme einen der positiven Effekte der sportlichen Betätigung darstellt, insbesondere bei Testpersonen mit Typ-2-Diabetes, die einen hohen Blutzuckerspiegel aufweisen." Gegen Ende des Projekts, im Dezember 2009, werden die EXGENESIS-Partner ihre erzielten Ergebnisse in Form wissenschaftlicher Publikationen und sonstiger Mittel verbreiten. "Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse durch die Entwicklung neuer Medikamente, durch eine bessere Gestaltung sportlicher Übungsprogramme, durch eine optimierte Ausrichtung der Behandlungsoptionen auf 'Risiko'-Gruppen und durch Anregung der europäischen Regierungen, Strategien zur verstärkten körperlichen Aktivität der Bevölkerung anzunehmen, den gesundheitlichen Zustand der gesamten Bevölkerung verbessern können", sagte Professor Hardie.