D’Souza und ihre Kollegen gingen den Ursachen für die Bradykardie – das langsamer Schlagen des Herzens – bei Sportlern in Experimenten mit Ratten auf den Grund. Sie unterzogen dazu eine Gruppe von Ratten zwölf Wochen lang einem intensiven sportlichen Training. Die Tiere mussten dafür eine Stunde täglich auf einem Laufband bergauf laufen. Wie erwartet, war am Ende dieser Trainingsperiode der Ruheherzschlag der trainierten Ratten deutlich abgesunken. Um herauszufinden, ob das autonome Nervensystem an diesem Effekt beteiligt ist, blockierten die Forscher dieses mit Atropin und Propanolol. “Auch bei dieser Blockade war die Herzrate bei den trainierten Mäusen niedriger als bei den untrainierten”, berichten die Wissenschaftler.
Umbau im Taktgeber des Herzens
Sie wandten sich daher nun einem zweiten Kandidaten zu, dem Sinusknoten. Dieser herzeigene Schrittmacher besteht aus speziellen Herzmuskelzellen im rechten Vorhof. Sie erzeugen regelmäßig ein elektrisches Signal, das sich über den Herzmuskel ausbreitet und ihn zum Pumpen anregt. Um herauszufinden, ob Ausdauersport diesen Taktgeber in irgendeiner Weise verändert, präparierten die Forscher den Sinusknoten bei einigen Ratten heraus und maßen seine elektrische Taktfrequenz unabhängig vom Herzen und Nervensystem der Tiere. Tatsächlich war dieser Takt bei den trainierten Ratten deutlich verlangsamt. “Zusammengenommen demonstriert dies, dass die sportbedingte Bradykardie auf eine Veränderung der intrinsischen Eigenschaften des Sinusknotens zurückgeht”, schlussfolgern die Forscher.
Weitere Untersuchungen ergaben auch, was sich in den Sinusknoten der Sportlerratten verändert hatte: In den Zellen ihres Taktgebers wurden viel weniger Gene für die Ionenkanäle abgelesen – die Öffnungen in der Zellwand, die für die Entstehung der elektrischen Signale entscheidend sind. Vor allem ein Ionenkanal war in den Sinusknoten der trainierten Ratten deutlich weniger häufig vorhanden. Zwar sei noch nicht klar, wie genau diese Ionenkanäle die Schrittmacher-Funktion des Sinusknotens steuern, sagen die Forscher. Dennoch spricht ihrer Ansicht nach einiges dafür, dass dieser molekulare Umbau den Taktgeber des Herzens und damit auch die Herzrate von Sportlern beeinflusst. “Sport ist unzweifelhaft gesund für das Herz-Kreislauf-System, aber gleichzeitig kann Ausdauertraining auch schädliche Auswirkungen haben”, sagen die Forscher. “Wenn wir die Ursachen dafür besser verstehen, dann hilft dies letztlich auch den Sportlern, ihre Lebensweise entsprechend anzupassen.”
