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21.12.2004 - "Enzyme ermöglichen die Anpassungsfähigkeit der Tibeter an grosse Höhen"
Bern, 18. Februar 2004
Expeditionen in grossen Höhen sind körperlich belastend. Denn mit zunehmender Höhe über Meer enthält die Luft weniger Sauerstoff. Auf 5000 Metern ist nur noch ein Drittel der Sauerstoffmenge wie auf Meeresniveau vorhanden. Dieser Sauerstoffmangel belastet bei Bergsteigern aus dem Tiefland nicht nur Lunge und Hirn (Höhenkrankheit) sondern auch die Muskeln. Dies hat der Sportmediziner Hans Hoppeler und sein Team von der Abteilung für systematische Anatomie der Universität Bern bereits in den 1980er Jahren bei Teilnehmern von zwei Schweizer Everest-Expeditionen festgestellt: Die Zahl der Mitochondrien, die Kraftwerke der Zellen, nahm ab und es zeigten sich Hinweise auf Zellschäden in Proben von Muskelgewebe. Erstaunlicherweise blieben die einheimischen Begleiter, die Sherpas, vor solchen Muskelschäden verschont. Heute weiss man, dass ein Sauerstoffmangel zur Bildung von freien Radikalen (sehr reaktive Atome oder Moleküle mit einem ungepaarten Elektron) im Muskelgewebe führt, welche die Mitochondrien angreifen. Sind die Tibeter davon weniger betroffen? Passt sich ihr Körper im Lauf des Lebens an den Sauerstoffmangel an oder hat sich die Bevölkerung, deren Vorfahren vor etwa 15'000 Jahren das tibetische Hochplateau besiedelt haben, auch genetisch an die ausserordentlichen Bedingungen angepasst? Mini-Kraftwerk zwischen Muskelfasern: Das Mitochondrium (blau angefärbt), mit einem Durchmesser von ca. 0.5 Mikrometern (µm), verbrennt Zucker und Fette mit Hilfe von Sauerstoff und erzeugt dadurch Energie. Die Tibeter schützen ihre Mitochondrien durch eine Extraportion Enzyme. Schutz vor freien Radikalen Einen weiteren deutlichen Unterschied zwischen Tibetern und Nepalesen fanden die Forschenden beim Enzym Enoyl-Coenzym-A-Hydratase, das in den Mitochondrien Fettsäuren oxidiert und dadurch Energie produziert. Wieder enthielt das Muskelgewebe der Tibeter, sowohl der Bergbewohner wie auch der Tiefländer, eine Extra-Portion dieses Enzyms. «Vermutlich ist der Fettstoffwechsel bei den Tibetern grösser als bei den Tiefländern», folgert Hoppeler. «Die optimale Nutzung der Fettreserven könnte für die körperlichen Anstrengungen im Gebirge und die Thermoregulation in der Kälte günstiger sein.» Auch diese Anpassung scheint erblich zu sein, da sie nicht nur bei den Tibetern aus dem Himalaja sondern auch bei jenen aus dem Tiefland zu finden ist. Für Hans Hoppeler haben sich mit dieser Studie seine früheren Beobachtungen der Muskelanatomie bei Teilnehmern von Schweizer Everest-Expeditionen bestätigt. Schon seit einiger Zeit seien sich Sportmediziner bewusst geworden, dass Sauerstoffmangel im Sinne eines Höhentraining im Spitzensport nur noch gezielt eingesetzt werden sollte, beispielsweise während des Schlafs oder während bestimmten Formen von Muskeltrainings. Der Sauerstoffmangel werde heute auf das biologisch Notwendige zum Erreichen definierter Trainingsanpassungen reduziert. Die Mechanismen der Anpassungen an chronischen Sauerstoffmangel sind jedoch auch allgemein für die Medizin interessant, etwa zum Verständnis der Folgen der chronisch-obstruktiven Lungenerkrankung (COPD). * «New aspects of altitude adaptation in Tibetans: a proteomic approach», FASEB Journal, 20. Januar 2004 (elektronische Vorpublikation) Für zusätzliche Informationen:
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