Die Wirkung von aeroben und anaeroben Übungen auf oxidativen Stress und zelluläre Fitness bei gesunden, trainierten jungen Männern

Oxidativer Stress entsteht durch ein Ungleichgewicht zwischen prooxidativen und antioxidativen Konzentrationen, wobei der prooxidative Status, vor allem reaktive Sauerstoffspezies (ROS), die antioxidative Abwehr übersteigt. Dieses Ungleichgewicht kann Zellbestandteile wie Membranen, Lipide, Proteine, DNA und Lipoproteine ​​schädigen und zu verschiedenen chronischen und degenerativen Erkrankungen führen. Der menschliche Körper wehrt sich durch antioxidative Mechanismen gegen oxidativen Stress. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass körperliche Bewegung die ROS-Produktion erhöht, hauptsächlich durch eine erhöhte Aktivität von Phospholipase A2 (PLA2), Nicotinamidadenindinukleotidphosphat (NADPH)-Oxidase und Xanthinoxidase (XO). Wenn sich ROS übermäßig anreichern, kann dies zu oxidativem Stress führen. Während anaerober Belastung kann der Lipidperoxidationsspiegel bis zu 48 Stunden nach der Belastung deutlich ansteigen. Zu den Hauptquellen der Produktion freier Radikale während des Trainings gehören die mitochondriale Elektronentransportkette, Ischämie-Reperfusionsschäden und lokale Entzündungen, die alle oxidativen Stress auslösen.

Akute Veränderungen der Biomarker für oxidativen Stress nach dem Training gehen oft mit einer Zunahme der antioxidativen Reaktion einher. Beispielsweise steigen die Werte von Harnsäure (UA), Katalase (CAT) und Glutathionperoxidase (GPX) nach 10 Minuten bis 4–8 Stunden anaeroben Trainings an. Verschiedene Arten von körperlicher Betätigung stimulieren auch die Biogenese der Mitochondrien. Es bleibt jedoch unklar, ob anaerobes oder aerobes Training diesen Prozess beim Menschen wirksamer fördert. Mitochondrien, die für die zelluläre Energieproduktion von entscheidender Bedeutung sind, erzeugen Energie, indem sie Elektronen aus der Nahrung in das Atmungskettensystem übertragen, an dem verschiedene komplexe Proteine ​​beteiligt sind. Hochintensives Intervalltraining (HIIT) bei Aerobic-Übungen wie Radfahren und Gehen regt die Zellen dazu an, mehr Proteine ​​für Mitochondrien und ihre Ribosomen zu produzieren, wodurch der Zellalterung wirksam entgegengewirkt wird. Es ist bekannt, dass Ausdauertraining (niedrige bis mäßige Intensität über 30 bis 60 Minuten) die Mitochondrienfunktion in der Skelettmuskulatur verbessert, obwohl die Auswirkungen von anaerobem Training auf die Biogenese der Mitochondrien weniger untersucht sind.

Sowohl aerobe als auch anaerobe Übungen wirken sich positiv auf den Fettstoffwechsel aus. Aerobic-Übungen sind besonders wirksam bei der Verbesserung des Lipidprofils, insbesondere bei der Erhöhung des High-Density-Lipoproteins (HDL). Eine australische Studie zeigte, dass Aerobic-Übungen das Gesamtcholesterin, das Low-Density-Lipoprotein (LDL) und die Triglyceride (TG) signifikant senkten und gleichzeitig den HDL um etwa 0,05 mmol/L erhöhten. Eine Metaanalyse von Kelley et al. kamen zu dem Schluss, dass Aerobic-Übungen HDL um 9 % erhöhen und TG um 11 % senken, obwohl sie den Gesamtcholesterin- oder LDL-Spiegel nicht signifikant verändern. Anaerobes Training hat auch positive Auswirkungen auf die Lipidprofile gezeigt. Eine europäische Studie an 16 übergewichtigen Probanden ergab, dass kombiniertes aerobes und anaerobes Training zu einer stärkeren Reduzierung der nicht veresterten Fettsäuren und des Body-Mass-Index führte als aerobes Training allein.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass körperliche Bewegung oxidativen Stress, die Mitochondrienfunktion und Stoffwechselparameter beeinflusst, die unterschiedlichen Auswirkungen von aerober und anaerober Bewegung auf diese Faktoren bleiben jedoch unklar. Aerobic- und anaerobe Übungen unterscheiden sich hauptsächlich in ihrem Sauerstoffbedarf (O2). Aerobic-Übungen wie Langstreckenlauf, Radfahren und Joggen werden mit geringer bis mäßiger Intensität (40 % bis 70 % des VO2max) durchgeführt und sind über einen längeren Zeitraum auf Sauerstoff angewiesen. Anaerobes Training wird mit hoher Intensität (75 % bis 100 % der VO2 max) durchgeführt und ist nicht auf die Zufuhr von Sauerstoff (O2) angewiesen. Beispiele hierfür sind Sprints von 100 Metern oder weniger, Wurfsportarten und ähnliche Aktivitäten.