Wie Sport die Durchblutung von Muskeln fördert

?Der h?ufigste Grund, warum Chirurgen in Industriel?ndern jemandem ein Fuss oder ein Bein amputieren m¨¹ssen, ist eine mangelhafte Blutzufuhr in Muskeln bei Diabetespatienten?, sagt Katrien De Bock. Sie ist Professorin f¨¹r Bewegung und Gesundheit an der ETH Z¨¹rich und untersucht mit ihrem Team, wie sich solche Durchblutungsst?rungen von Muskeln behandeln lassen und wie sich Blutgef?sse neu bilden. Dass Bewegung und Sport die Gef?ssbildung anregen, ist bekannt. Schlecht untersucht sind hingegen die molekularen und zellul?ren Mechanismen, ¨¹ber welche dies geschieht. ?Verstehen wir diese Mechanismen, k?nnen wir darauf hinarbeiten, die Blutzufuhr von Muskeln in Patienten gezielt zu f?rdern?, sagt die ETH-Professorin.

In M?usen und in Zellkultur von menschlichen Zellen haben De Bock und ihre Kollegen nun untersucht, wie die feinen Blutgef?sskapillaren in Muskeln von Gesunden gebildet werden. Sie haben dabei die Gef?sswandzellen (Endothelzellen) ins Visier genommen und entdeckt, dass es davon zwei Typen gibt, die sich hinsichtlich eines molekularen Markers namens ATF4 unterscheiden. Zellen, in denen wenig ATF4 vorhanden ist, sind vor allem in den Kapillargef?ssen vorhanden, die sogenannt weisse Muskelfasern versorgen. Und Zellen mit viel ATF4 sind vor allem Teil der Blutgef?sse in der N?he von roten Muskelfasern, wie die Forschenden herausfanden.

?Ready to go?

Weiter zeigten die Wissenschaftler: Durch k?rperliche Bewegung werden vor allem die Endothelzellen mit viel ATF4 (also jene bei roten Muskelfasern) zur Zellteilung angeregt, wodurch sich neue Blutgef?sskapillaren bilden. Zellen mit wenig ATF4 reagieren hingegen nicht direkt auf k?rperliche Bewegung. ?Die Endothelzellen mit viel ATF4 sind quasi im Bereitschaftsdienst?, sagt De Bock. ATF4 ist ein Regulationsprotein im Zellinnern. Zellen mit diesem Protein sind bereit, schnell auf den entsprechenden Stimulus zu reagieren: Sobald eine Person ¨C oder in unserem Fall eine Maus ¨C Sport treibt, nehmen diese Zellen vermehrt Aminos?uren auf und investieren in eine erh?hte Bildung von DNA und Proteinen und in die schnelle Vermehrung von Zellen. Dies f¨¹hrt letztlich zur Bildung neuer Gef?sse.

Warum sich diese ?Ready to go?-Gef?sswandzellen vor allem in der N?he der roten Muskelfasern befinden, ist noch nicht bekannt. Dem m?chten die Forschenden als n?chstes nachgehen. Ausserdem m?chten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Erkenntnisse nutzen, um Therapien zu entwickeln, um bei Diabetikerinnen, Patienten mit arteriellen Verschlusskrankheiten oder mit transplantierten Organen das Wachstum von muskul?ren Blutgef?ssen zu stimulieren.