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Dissertation: David Opitz


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Dissertation: David Opitz

Dissertation / Doktorarbeit / Thesis

Deutsche Sporthochschule Köln
Institut für Kreislaufforschung und Sportmedizin / Abteilung für molekulare und zelluläre Sportmedizin
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Opitz, David (2011): Der Einfluss einer Ausdauerinterventionsmaßnahme auf die Proteinexpression des Monocarboxylat- Transporters und CD147 im Erythrozyten und der Skelettmuskulatur bei nicht insulinpflichtigen Diabetes Typ- 2- Patienten

Zusammenfassung:
Insbesondere unter Belastung stellen die Monocarboxylat- Transporter (MCT) einen essentiellen Bestandteil für den Transport von Laktat sowie die pH-Homöostase dar. Die gegenwärtige Literatur beschreibt nur in wenigen Untersuchungen die Zusammenhänge zwischen pathologischen Stoffwechselveränderungen und den Regulationsmechanismen des Laktattransporters. Die vorliegende Studie untersuchte diese Regulationsmechanismen und deren Beeinflussung in Folge eines dreimonatigen Ausdauerinterventionsprogrammes im Vergleich zu einer Kontrollgruppe an männlichen nicht- insulinpflichtigen Diabetes- Typ 2-Patienten im Alter von über 30 Jahren (n=43, Alter: 59,7 ±9,9 Jahre, BMI: 31,8 ±4,0 kg/m^2 ). Das Ziel der Studie bestand einerseits in der Untersuchung der langfristigen, trainingsbedingten Proteinexpression des MCT1 im Erythrozyten und des MCT1- und 4- Proteins in der Skelettmuskulatur. Andererseits wurden ebenfalls die kurzfristigen, belastungsbedingten Regulationsmechanismen dieser Transportproteine in der Skelettmuskulatur und dem Erythrozyten untersucht. Neben dem MCT als Transportprotein lag das Augenmerk der Untersuchungen auch auf dem Protein CD147, welches in der aktuellen Literatur als ein evtl. für den MCT obligates Chaperon beschrieben wird.
Im Vergleich zu der Kontrollgruppe, welche lediglich ein belastungsunspezifisches Bewegungsprogramm absolvierte, konnten neben einer signifikant gesteigerten Leistungsfähigkeit auch Veränderungen in der MCT- Dichte nachgewiesen werden. Die MCT1- Proteinexpression in den Erythrozyten nahm in Folge des Ausdauertrainings signifikant zu. Des Weiteren zeigte sich im trainierten Zustand eine signifikante Reduktion der MCT1- Dichte unter Belastung, welches für eine mögliche Translokation des Proteins in die Membran spricht.
In Bezug auf die MCT1- und MCT4- Dichte in der Skelettmuskulatur wurde im Rahmen der Auswertung der immunhistochemischen Analyse zwischen membranöser und cytoplasmatischer Dichte differenziert. Über den Zeitraum der dreimonatigen Ausdauerintervention konnte bei den Diabetespatienten eine signifikante trainingsbedingte Zunahme der cytoplasmatischen MCT1- Proteinexpression nachgewiesen werden. Indes nahm die cytoplasmatische MCT4- Dichte signifikant ab. Die membranöse MCT1- und MCT4- Dichte zeigte keine signifikante Veränderung.

In Rahmen der Muskelfasertypisierung konnte nach den insgesamt zwölf Wochen eine signifikante Zunahme der Typ-I Muskelfasern und eine analoge Abnahme der Typ-II Muskelfasern nachgewiesen werden.
In Folge des für den MCT vorliegenden gewebespezifischen Verteilungsmusters und der Zunahme der oxidativ arbeitenden Typ-I Muskelfasern ist die cytoplasmatische Zunahme durch das vorrangig in diesen Fasern exprimierte MCT1- Protein zu erklären.
Die CD147- Dichte erfuhr in Folge des Ausdauertrainings keine signifikanten Änderungen. In der Kontrollgruppe zeigte sich hingegen eine signifikante Zunahme dieses häufig in pathophysiologischen Zusammenhängen beschriebenen Proteins. Dieses könnte als ungünstiger Prognosefaktor gewertet werden.

Die körperliche Aktivität nimmt in der diabetischen Sporttherapie einen hohen Stellenwert ein. Mehrere Studien haben gezeigt, dass Ausdauertraining in der Primär- und Sekundärprävention die diabetische Stoffwechsellage positiv beeinflusst. In der vorliegenden Diabetes-Typ-2-Studie konnten diese Daten bestätigt und eine progressive Verbesserung des Laktattransportes nachgewiesen werden.
Weitere Forschungsarbeit ist erforderlich, um zelluläre und molekulare Auswirkungen einer Sporttherapie auf die pathologische diabetische Stoffwechsellage aufzuklären. Die optimal auf den Patienten abgestimmte Sporttherapie stellt eine Möglichkeit dar, die steigenden Patientenzahlen mit der Erkrankung ‚Diabetes Mellitus Typ 2‘ zu reduzieren und so das Gesundheitssystem kostengünstig und nachhaltig zu entlasten.


22.10.2017 - 03:18