Die Ergebnisse einer kürzlich durchgeführten Studie deuten darauf hin, dass HIIT die Menge der für den Energiestoffwechsel und die Muskelkontraktion wichtigen Proteine in der Skelettmuskulatur erhöht und wichtige Stoffwechselproteine chemisch verändert. Diese Ergebnisse könnten die positiven Auswirkungen von HIIT auf den Stoffwechsel erklären und den Weg für weitere Studien ebnen, die untersuchen, wie Sport diese Prozesse beeinflusst.

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"Sportliche Betätigung hat viele positive Auswirkungen, die zur Vorbeugung und Behandlung von Stoffwechselerkrankungen beitragen können, und dies ist wahrscheinlich das Ergebnis einer veränderten Energienutzung in der Skelettmuskulatur. Wir wollten verstehen, wie Sport den Proteingehalt der Muskeln verändert und wie er die Aktivität dieser Proteine durch eine chemische Reaktion namens Acetylierung reguliert", sagt Morten Hostrup, Erstautor und Mitverfasser der Studie und außerordentlicher Professor am Department of Nutrition, Exercise, and Sports der Universität Kopenhagen, Dänemark. Acetylierung tritt auf, wenn ein Mitglied der Gruppe kleiner Moleküle, Acetyl, sich mit anderen Molekülen verbindet und das Verhalten von Proteinen beeinflussen kann.

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Für ihre Studie rekrutierte das Team acht gesunde, untrainierte männliche Freiwillige, die fünf Wochen lang ein hochintensives Fahrradtraining absolvierten. Die Männer trainierten dreimal pro Woche, wobei sie vier Minuten lang mit einer Zielfrequenz von mehr als 90% ihrer maximalen Herzfrequenz radelten, gefolgt von einer zweiminütigen Pause. Dieses Muster wiederholten sie vier- bis fünfmal pro Training.

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Mit Hilfe der Massenspektrometrie analysierte das Team die Veränderungen in der Zusammensetzung von 3.168 Proteinen in Gewebeproben, die den Teilnehmern vor und nach dem Training entnommen worden waren. Außerdem untersuchten sie die Veränderungen an 1.263 Lysin-Acetyl-Stellen von 464 acetylierten Proteinen.

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Ihre Analysen zeigten eine erhöhte Produktion von Proteinen, die für den Aufbau der Mitochondrien benötigt werden, die in den Zellen Energie produzieren, sowie von Proteinen, die mit Muskelkontraktionen in Verbindung stehen. Das Team stellte auch eine erhöhte Acetylierung von mitochondrialen Proteinen und Enzymen fest, die an der zellulären Energieproduktion beteiligt sind. Darüber hinaus beobachteten sie Veränderungen in der Menge von Proteinen, die die Kalziumempfindlichkeit des Skelettmuskels verringern, die für Muskelkontraktionen unerlässlich ist.

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Die Ergebnisse bestätigen einige bekannte Veränderungen der Skelettmuskelproteine nach dem Training und weisen zudem auf neue hin. Zum Beispiel könnte die verringerte Kalziumempfindlichkeit erklären, warum die Muskelkontraktion nach der Ermüdung eines Sportlers schwieriger sein kann. Die Arbeit deutet auch darauf hin, dass trainingsbedingte Veränderungen in der Regulation von Proteinen durch Acetylierung dazu beitragen können, den Stoffwechsel zu steigern.

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"Mit Hilfe modernster Proteomik-Technologie liefert unsere Studie neue Informationen darüber, wie sich die Skelettmuskulatur an Training anpasst, einschließlich der Identifizierung neuer Proteine und Acetylstellen, die durch Training reguliert werden", fasst Koautor Atul Deshmukh, Associate Professor am Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research der Universität Kopenhagen, zusammen. "Wir hoffen, dass unsere Arbeit weitere Forschungen darüber anregen wird, wie körperliche Aktivität dazu beitragen kann, die Stoffwechselgesundheit des Menschen zu verbessern.“