Körperliche Bewegung stärkt Muskeln und Immunsystem
SWIMFIT (Zebrafish as novel model for exercise-enhanced skeletal and cardiac muscle growth and immune functioning) sollte den positiven Effekt des Schwimmens wissenschaftlich belegen. In Experimenten sollte demonstriert werden, wie Bewegung das Wachstum von Skelettmuskeln und Herzmuskeln stärkt und die Immunfunktion fördert. Schwimmexperimente zeigten, dass Faserquerschnitt und Vaskularisierung bei aktiven Fischen stärker zunahmen als bei den inaktiven Fischen der Kontrollgruppe. Ferner enthüllte eine Genexpressionsanalyse mit Mikroassays komplexe Transkriptionsnetze aus extra- und intrazellulären Signalmolekülen, die an der Regulierung von Muskelmasse und Angiogenese beteiligt sind. Den Ergebnissen zufolge stimuliert bewegungsinduzierte kontraktile Aktivität beim Zebrafisch die koordinierte adaptive Reaktion in schnellen Muskeln, was wiederum Muskelmasse und Vaskularisierung fördert. SWIMFIT stellte fest, dass diese phänotypischen Anpassungen auf umfassende, durch Bewegung induzierte Veränderungen der Transkription zurückgehen. Weiterhin wurde untersucht, wie Bewegung beim Zebrafisch Herzmuskelwachstum und transkriptomische Reaktion fördert. Dabei entdeckte man mehr als 700 differenziell exprimierte Gene, die Einblicke in die molekularen adaptiven Abläufe im Zebrafischherz geben, wenn Schwimmbewegungen ausgeführt werden. Analysen der bewegungsinduzierten Immunstimulation ergaben, dass sich die Physiologie aktiver Fische verändert, speziell bei der molekularen Reaktion der weißen Muskeln auf bakterielle Infektionen. Die Schlussfolgerung lautet, dass bei inaktiven Fischen Entwicklungsprozesse verlangsamt werden, wenn das Immunsystem angegriffen wird, was bei aktiven Fischen nicht stattfindet. Weiterhin hatten aktive Wildtyp-Zebrafische ein höheres Gewicht und höhere Cortisolwerte im Vergleich zur inaktiven Kontrollgruppe. Bei den Mutanten bewirkte Bewegung eine höhere Wachstumszunahme als bei Wildtyp-Fischen, was darauf hindeutet, dass Cortisol inhibitorisch auf das bewegungsinduzierte Wachstum bei Wildtyp-Fischen wirkt. SWIMFIT lieferte damit neue Einblicke zum positiven Effekt von Sport auf Skelett- und Herzmuskelwachstum, die Immunfunktion und die cortisolbedingte Stressantwort, was für die medizinische Biologie und auch nachhaltige Aquakultur von Bedeutung sein wird. Außerdem etablierte SWIMFIT ein neues Forschungsfeld, das Bewegungsphysiologie mit hochdurchsatzfähigen Genomtechniken kombiniert.
Schlüsselbegriffe
Zebrafisch, Immunsystem, SWIMFIT, Skelettmuskel, Herzmuskel
