Training hemmt die kortikale Aktivität bei schlanken Mäusen und bei Menschen nach einer Lebensstil-Intervention

Fragestellung: Körperliche Aktivität ist ein zentrales Element in der Prävention des Diabetes mellitus Typ 2, da es die Glukosetoleranz verbessert und die Fettmasse reduziert. Allerdings ist die Auswirkung von körperlichem Training auf die kortikale Aktivität bis heute unklar. Das Ziel dieser Studie war es, die Auswirkungen von körperlichem Training auf die Gehirnaktivität und die Insulinsensitivität in schlanken und fettleibigen Mäusen zu untersuchen. Darüber hinaus prüften wir die Auswirkungen von körperlichem Training auf die insulinabhängigen kortikale Aktivität bei Probanden, die an einem Lebensstil-Interventionsprogramm teilgenommen haben.

Methodik: C57BL/6 Mäuse erhielten acht Wochen entweder Standardfutter oder eine fettreiche Nahrung. Beide Gruppen absolvierten ein vierwöchiges moderates Training auf einem Laufband (35 Minuten pro Tag, fünf Tage pro Woche). Glukose- und Insulintoleranztest-Tests wurden durchgeführt, und die Fettmasse mittels Magnetresonanz-Bildgebung (MRI) bestimmt. Sowohl die Gehirnaktivität als auch die Lokomotorik wurden mit Radiotelemetrie-Sensoren ausgewertet.

Für die Studie am Menschen durchliefen 15 nicht-diabetische Probanden eine neunmonatige Lebensstil-Intervention. Vor und nach der Intervention wurde die insulinabhängige Modulation der spontanen kortikalen Aktivität während eines hyperinsulinämisch-euglykämischen Clamps mittels Magnetenzephalografie (MEG) gemessen.

Ergebnisse: Moderates Training war ausreichend, um die Nahrungsaufnahme und das Körpergewicht bei fettgefütterten Tieren zu reduzieren. Dies ging mit einer signifikanten Reduktion des Gesamtfettgehalts und des viszeralen Fetts im MRI bei adipösen Mäusen einher. Weder Glukosetoleranz, noch Insulinsensitivität und glukosestimulierte Insulinsekretion wurden bei schlanken oder fettleibigen Mäusen durch das moderate Training beeinflusst. Allerdings verringerte sich in beiden Gruppen durch das körperliche Training die freiwillige Aktivität (Lokomotorik). Während sich bei fettleibigen Mäusen die Hirnaktivität durch Training zu verbessern scheint, zeigte sich bei schlanken Mäusen eine signifikant verminderte Gehirnaktivität im theta-Frequenzspektrum. Übereinstimmend zeigen Probanden nach einer neunmonatigen Lebensstil-Intervention eine signifikante Reduktion der insulinstimulierten kortikalen theta-Aktivität.

Schlussfolgerungen: Unsere Daten zeigen, dass körperliches Training bei fettleibigen Mäusen sowohl die Nahrungsaufnahme, als auch das Körpergewicht und den Körperfettgehalt reduzieren und gleichzeitig die Gehirnaktivität fördert. Im Gegensatz dazu führt moderates Training bei schlanken Mäusen zu einer verminderten kortikalen Aktivität. Die Tatsache, dass auch beim Menschen nach neunmonatiger Lebensstil-Intervention die insulinabhängige theta-Aktivität abnimmt lässt einem Sollwert-Mechanismus vermuten, der einem zu hohen Gewichtsverlust während körperlicher Aktivität entgegenwirkt.