Was passiert mit unserem Gehirn beim Sport?

12 Juni, 2020
Warum verbessert die körperliche Betätigung unsere Stimmung und unser Gedächtnis und hilft uns sogar dabei, uns von Hirnverletzungen zu erholen? In unserem heutigen Artikel erklären wir dir, was im Gehirn passiert, wenn wir die Sauerstoffversorgung durch Sport erhöhen.
 

Die körperliche Betätigung hat zahlreiche psychische, physische und soziale Vorteile. Denn neben der Verbesserung unseres Immunsystems und der Vorbeugung bestimmter Krankheiten, kann Sport auch unsere Stimmung, unser Selbstwertgefühl und unser körperliches Erscheinungsbild verbessern. Aus physiologischer Sicht ist die körperliche Betätigung ideal für die Gesundheit des Herz-Kreislauf-Systems und der Atemwege. Doch welche Auswirkungen hat Sport auf unsere geistige Gesundheit? Und was passiert mit unserem Gehirn beim Sport?

Die körperliche Betätigung reguliert die Sekretion von Neurotransmittern. Dies sind chemische Zellen, die für die Kommunikation zwischen Neuronen verantwortlich sind. Sport spielt aber auch eine Rolle bei der Neurogenese, einem Prozess, bei dem der Körper Neuronen regeneriert und neue erzeugt.

All dies trägt zu einem gesunden Gehirn und einer guten kognitiven Funktion bei. Im Folgenden werden wir uns etwas genauer mit diesen Prozessen befassen.

Sport zu treiben bringt viele kognitive Vorteile mit sich

Neuronales Wachstum im Gehirn beim Sport

Eine verbreitete Überzeugung ist die, dass das Altern und bestimmte Gewohnheiten zum neuronalen Tod führen. In den letzten Jahren hat die Wissenschaft jedoch gezeigt, dass dies nicht der Fall ist. Forscher haben gesehen, wie Neuronen sich selbst reparieren, Kompensationsmechanismen finden und die Effektivität der von ihnen gebildeten Netzwerke erhöhen können. Diese Fähigkeit wird als Neuroplastizität bezeichnet und ist entscheidend für:

 
  • die Entwicklung
  • das Lernen
  • die Genesung von Verletzungen

Im Zusammenhang mit Veränderungen im Gehirn beim Sport ist die Neurogenese ein Mechanismus der Neuroplastizität. Die Schaffung neuer Neuronen ist kein Prozess, der überall im Gehirn stattfindet. Der Hippocampus, der Riechkolben und die subventrikuläre Zone des lateralen Ventrikels sind die Bereiche des Gehirns, in denen dieses Phänomen auftritt.

In den letzten zehn Jahren haben sich die Forscher darauf konzentriert, festzustellen, welche Faktoren die Neurogenese fördern und welche sie hemmen. Zwei Faktoren, die sie bisher identifiziert haben, sind eine stimulierende Umgebung und körperliche Bewegung.

Wie passiert das?

Wissenschaftler verstehen noch nicht vollständig, wie Sport die Neurogenese beeinflusst. Sie haben jedoch genügend Beweise, um zu dem Schluss zu kommen, dass körperliche Betätigung folgende Werte im Körper erhöht:

  • Den Wachstumsfaktor BDNF (eng. Brain-derived neurotrophic facot; dt. vom Gehirn stammender neurotropher Faktor).
  • Die vaskulären endothelialen Wachstumsfaktoren (eng. Vascular endothelial growth factor, kurz VEGF).

Der Wachstumsfaktor BDNF und die vaskulären endothelialen Wachstumsfaktoren sind Proteine, die das Überleben der Nerven bzw. die Bildung von Blutgefäßen fördern.

Der Wachstumsfaktor BDNF

Forscher haben herausgefunden, dass sich die BDNF-Spiegel in unserem Gehirn beim Sport verdoppeln oder sogar verdreifachen. Etwa eine Stunde später kehren sie wieder auf ihre normalen Werte zurück. Wissenschaftler beziehen die Zunahme des Proteins auf eine jährliche Zunahme des Hippocampusvolumens um 2 %. Während des normalen Alterungsprozesses nimmt der Hippocampus um 1-2 % ab.

 

Kurz gesagt, körperliche Betätigung erhöht die Expression des NMDA-Rezeptors auf den Neuronen des Hippocampus. Die Aktivierung dieser Rezeptoren erhöht wiederum die Calciumspiegel in der Synopse und löst die Aktivierung von Pfaden aus, die letztendlich die Expression von BDNF-Proteinen regulieren. Der Wachstumsfaktor BDNF aktiviert dann einen anderen Rezeptor (TrkB), der in Elternzellen im Hippocampus vorhanden ist, wodurch die Bildung neuer Neuronen gefördert wird.

Die vaskulären endothelialen Wachstumsfaktoren

Obwohl der Mechanismus, der die vaskulären endothelialen Wachstumsfaktoren mit der Neurogenese in Verbindung bringt, weiter unklar ist, glauben die Forscher, dass er eine direkte und indirekte Rolle spielt. Einerseits erzeugen sie Veränderungen in den übergeordneten Nervenzellen. Andererseits erhöhen die vaskulären endothelialen Wachstumsfaktoren die Anzahl und den Umfang der Blutgefäße.

Eine Vergrößerung der Blutgefäße und des Blutgefäßumfangs verbessert die Durchblutung und folglich die Zellgesundheit. Forscher haben gesehen, dass körperliche Betätigung und die daraus resultierende Zunahme der vaskulären endothelialen Wachstumsfaktoren eine Zunahme der Elternzellen und eine Abnahme des Zelltods auslösen. Gleichzeitig modulieren sie auch die Expression von Makrophagen (Zellen des Immunsystems, die Fremdsubstanzen eliminieren).

Neuronales Wachstum im Gehirn beim Sport
 

Unser Gehirn beim Sport: Neurotransmitter

Körperliche Betätigung löst auch eine Zunahme einer Vielzahl von Neurotransmittern aus. Wenn wir beispielsweise Sport treiben, produziert unser Körper mehr Katecholamine. Dies sind Neurohormone, die unseren Körper darauf vorbereiten, auf stressige, bedrohliche oder körperlich aktive Situationen zu reagieren.

Andere Neurotransmitter in dieser Gruppe sind:

Die Zunahme dieser Substanzen und die Zunahme der Endorphine ist der Grund, warum körperliche Bewegung unser Wohlbefinden verbessert.

Ein weiterer Vorteil von Sport ist eine Abnahme von Cortisol, dem sogenannten Stresshormon. Folglich nimmt auch die schädliche Wirkung von Cortisol auf unseren Körper ab.

Lernen und kognitive Funktion

Der Prozess der Neurogenese und der Neuroprotektion im Allgemeinen findet hauptsächlich im Hippocampus statt. Dieser Bereich des Gehirns ist auf räumliches Lernen und die Festigung des Langzeit- und Kurzzeitgedächtnisses spezialisiert. In diesem Zusammenhang legen mehrere Studien nahe, dass regelmäßiger Sport das Lernen und das Gedächtnis verbessert.

Als ob das nicht genug wäre, scheint sich dieser Effekt auch auf andere kognitive Fähigkeiten auszudehnen. Verarbeitungsgeschwindigkeit, Entscheidungsfindung und selektive Aufmerksamkeit können alle durch Sport verbessert werden. Kurz gesagt, es scheint, dass körperliche Bewegung mit einer Verbesserung der kognitiven Gesamtleistung zusammenhängt.

 
  • Morales Mira, M. (2014). Ejercicio físico: su rol en la neurogénesis inducida por BDNF y VEGF. Motricidad humana, 15(2), 134-142.
  • Riquelme Uribe, D. (2013). Ejercicio físico y su influencia en los procesos cognitivos. Motricidad y persona, 13, 69-74.