Fitness fürs Immunsystem

STARKES IMMUNSYSTEM – KANN MAN DAS MESSEN?

»Ich habe seit zehn Jahren keinen Schnupfen mehr!« Mit diesem Satz erntet man Bewunderung und weckt beim Auditorium die Assoziation eines starken Immunsystems. Aber haben Sie sich schon einmal die Frage nach objektiven Parametern für eine leistungsfähige Abwehrarbeit gestellt? Damit legen Sie den Finger direkt in die Wunde. Denn seitens der Wissenschaft ist eine objektive Erfassung des Immunstatus kein einfaches Unterfangen. Es fehlen direkte Messgrößen. Immunstärke lässt sich nicht anhand eines einzelnen Parameters bestimmen, so wie es bei der Körpertemperatur oder dem Blutdruck funktioniert. Einen aussagekräftigen »Immunindex« gibt es nicht. In solchen Situationen sucht die Wissenschaft gern nach Ersatzgrößen – im Fachjargon Surrogatparameter genannt –, die mehr oder minder (un-)spezifisch Informationen über den interessierenden Sachverhalt liefern.

Im Fall des Immunsystems finden sich solche Informationen im Blut. Selbst kann man kaum objektiv beurteilen, ob man immunologisch ein starker oder eher schwacher Typ ist. Da bleibt tatsächlich nicht viel mehr übrig als das Körpergefühl, die Beurteilung der eigenen Infekthäufigkeit und die Selbsteinschätzung, wie gut Wunden heilen, aber auch wie schnell man nach sportlicher Leistung regeneriert und kleine Blessuren auskuriert. Um mehr Objektivität in die Sache zu bringen, führt der Weg am Arzt – genauer gesagt an einer Blutuntersuchung – nicht vorbei.

ANZEICHEN FÜR EIN ANGESCHLAGENES IMMUNSYSTEM

•häufige Infekte (Erkältung/Grippe, Magen-Darm-Beschwerden)

•Haut-/Schleimhautprobleme (z. B. Lippenherpes, Aphthen)

•verzögerte Heilung von Wunden und Verletzungen

•verlängerte Regeneration nach Belastung (Sport)

•Tagesmüdigkeit und Erschöpfung

•Antriebsschwäche, Stimmungsschwankungen

BLUTBILD GIBT AUSKUNFT

Reaktionen des Immunsystems sind häufig mit Entzündungen im Körper assoziiert. Da diese über spezielle Botenstoffe (Zytokine) und Eiweißkörper vermittelt werden, liefert deren Bestimmung im Blut Hinweise auf ein aktiviertes Immunsystem. In der Blutanalyse stehen dann Werte wie Interleukin-6 und C-reaktives Protein – alles Bezeichnungen, mit denen man als Normalsterblicher herzlich wenig anfangen kann. Die Sache wird zusätzlich dadurch verkompliziert, dass auch Regenerationsprozesse nach hartem sportlichen Training mit kleinen Entzündungen in den Muskeln einhergehen, die ebenfalls das Immunsystem aktivieren, ohne dass irgendeine Erkrankung durch fremde Erreger vorliegen würde. Dem Arzt zeigen Entzündungsmarker im Blut, dass irgendetwas im Gange ist, was das Immunsystem angeworfen hat. Aber das sind eben nur Ersatzparameter, die nicht spezifisch für ein bestimmtes Krankheitsgeschehen sind und daher nur den Anstoß liefern, gegebenenfalls weitere Untersuchungen anzugehen.

Erhärten sich Anzeichen für einen bestimmten Krankheitsverdacht, stehen heute moderne molekularbiologische Verfahren zur Verfügung, um spezifische Erreger anhand deren Erbmaterials und eine erfolgreiche Antwort des Immunsystems durch Nachweis spezifischer Antikörper nachzuweisen. Die Covid-19-Berichterstattung hat uns ja alle zu (Fast-)Virologen ausgebildet und mit solchen Testverfahren – PCR zum Infektionsnachweis und ELISA zum Nachweis von Antikörpern – konfrontiert.

Bis hierhin ging es um den Nachweis eines bereits reagierenden Immunsystems. Aber das ist nur ein Faktor zur Beurteilung der individuellen Immunsituation, der wenig über die Ausgangslage, also die grundsätzliche Stärke meines Immunsystems aussagt. Hier wird bereits die Wichtigkeit einer Unterscheidung deutlich: Aktivierung und Stärke des Immunsystems sind zwei Paar Schuhe. Ein gut ansprechendes, schnell reagierendes Immunsystem muss nicht automatisch ein starkes sein.

KLEINE WEISSE GESCHÜTZE

Ausdauersportler interessieren sich gewöhnlich sehr für ihre roten Blutkörperchen, die Erythrozyten (gr. »erythros« = rot). Sind sie es doch, die als »Taxis« im Blut den eingeatmeten Sauerstoff von der Lunge zu Muskeln und anderen Bedarfsorganen transportieren. Spitzensportler vermehren ihre Erythrozytenzahl durch gezieltes Höhentraining. Immer wieder laufen die Train-high-compete-low-Athleten die erythrozytenarme Konkurrenz in Grund und Boden. Kein Wunder: Mehr Sauerstoff bedeutet schnellere Energiebereitstellung. Das ist eine schöne Sache für die Medaillenjagd, aber dem Immunsystem nützt das kaum.

In Sachen Abwehrkraft sind die Farblosen viel relevanter. Die Rede ist von den weißen Blutkörperchen, den Leukozyten (gr. »leukos« = weiß). Sie bilden keine einheitliche Zellart, sondern eher eine Großfamilie mit ganz unterschiedlichen Zelltypen. Da gibt es Lymphozyten, Granulozyten, Monozyten und viele mehr. Wieder wird deutlich: Das Immunsystem glänzt nicht durch Übersichtlichkeit. Wichtig zu wissen ist, dass die Gehalte der verschiedenen Leukozytenarten im Blut dem Experten Informationen über den Zustand des Immunsystems liefern. Deutlich zu niedrige Leukozytenwerte (Leukopenie) können Zeichen verminderter Abwehrkraft sein. Erhöhte Werte (Leukozytose) weisen auf gerade aktive Entzündungen hin. Aber auch solche Anomalien sind unspezifisch. Das Spektrum möglicher Ursachen reicht von unausgewogener Ernährung bis hin zu schwersten Erkrankungen – mitunter viel Recherchearbeit für die Fachleute.

Diese Informationen sollen im Kontext dieses Buches nicht beunruhigen, sondern gerade auch die sportlich Aktiven zum regelmäßigen Medizin-Check-up animieren. Bei länger andauernder Erschöpfung, Schwäche, Infekt- oder Verletzungsanfälligkeit sollte der Hausarztbesuch nicht zu lange vor sich hergeschoben werden.

WEISSE BLUTZELLEN ALS IMMUNMARKER

Die weißen Blutkörperchen (Leukozyten) gehören zusammen mit den lymphatischen Organen (Knochenmark, Thymus, Milz, Lymphknoten, Mandeln) zu den Hauptfunktionsträgern des Immunsystems.

4.000 bis 8.000 Leukozyten tummeln sich in einem Mikroliter (einem millionstel Liter) »immunstarkem« Blut. Sind es deutlich mehr oder weniger, ist immunologisch etwas im Gange.

IMMUNMARKER IM DARM

Hätten Sie gedacht, dass Ihr Darm samt seiner knapp 40 Billionen Bewohner aus dem Reich der Bakterien, Pilze und weiterer Mikroorganismen das dichteste und mit Abstand am meisten Immunzellen beherbergende System der körpereigenen Immunabwehr bildet? Sie werden in einem späteren Kapitel einiges darüber erfahren. Bei so viel Immunkompetenz bietet es sich an, im Darm nach Indikatoren für die Stärke des Immunsystems zu suchen – also etwa nach einer besondere Abwehrkräfte verleihenden Zusammensetzung der Darmflora. Tatsächlich ist diese Suche einer der gegenwärtig am stärksten vorangetriebenen Forschungsinhalte weltweit.

ZYTOKINE STEUERN ENTZÜNDUNGEN

Der Abwehr dienende Entzündungsreaktionen werden über spezielle Botenstoffe (Zytokine) vermittelt. Werden aber übergroße Zytokinmengen produziert (Zytokinsturm), läuft das Immunsystem heiß. Ein Übermaß an Abwehrzellen verursacht dann immer heftigere Entzündungen – im Fall von Covid-19 schwere Lungenentzündungen. Ausdauersport hilft, die Zytokinproduktion in der Balance zu halten.

ABWEHRKRAFT IN ALLEN ECKEN

Die Lungenperfusion (Durchblutung) ist für den Gasaustausch – die Beladung des Blutes mit Sauerstoff und die Entsorgung von CO2 – genauso wichtig wie die Ventilation (Belüftung). Wie gut die Lungenflügel mit Blut und Atem versorgt und wie viele der etwa 300 Millionen Lungenbläschen am Gasaustausch beteiligt werden, wird maßgeblich von der Körperposition und -aktivität bestimmt. In Ruhe werden nur etwa 50 Prozent der Lungengefäße (Kapillaren) durchblutet. Die andere, als Reservekapillaren bezeichnete Hälfte wird erst bei körperlicher Aktivität geöffnet, um die ganze Lunge in den Gasaustausch einzubinden. In Bezug auf die Immunstärke ist das hoch relevant, da auch »Abwehrwaffen« wie spezifische Antikörper und Immunzellen im Blut zu ihren Einsatzorten transportiert werden. Minderdurchblutete Lungenbereiche sind bei einem Angriff von Schadstoffen und Krankheitserregern schlecht aufgestellt, bilden quasi die »pulmonale Achillesferse«.

Beim Ausdauersport werden die Lungen nicht nur durch den Anstieg von Atemfrequenz und -zugvolumen (bis zu vier Liter!) besser durchlüftet, sondern auch bis in die letzten Ecken von Blut perfundiert. Folglich werden deutlich mehr Lungenbläschen am Gasaustausch beteiligt, und Immunzellen/Antikörper, die von der körpereigenen Abwehr gegen gefährliche Krankheitserreger wie (Corona-)Viren und Bakterien hergestellt werden, gelangen in entlegene Lungenregionen, die im Ruhezustand weitgehend ungeschützt sind. Gerade lungengängige Viren wie SARS-CoV-2 fühlen sich in minderdurchbluteten und damit kaum von Antikörpern erreichten Lungenbereichen am wohlsten. Die komplett von Blut durchströmten Lungen von Sportlern bilden keine so heimelige Atmosphäre für fiese Winzlinge. Moderates Laufen, Radfahren, Rudern oder Schwimmen an frischer Luft gehören zu den wirksamsten immunstärkenden Eigenmaßnahmen – auch im Kampf gegen Corona-Biester.

HERZ UND GEFÄSSE – INFRASTRUKTUR

Dass Ausdauersport den Herzmuskel leistungsfähiger macht und über die Senkung von Blutdruck, -zucker und -fettwerten der Gefäßgesundheit zugutekommt, ist wissenschaftlich sattelfest untermauert. Ausdauersport gehört unstrittig zu den besten Präventionsmaßnahmen gegen Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Herzinfarkt und Schlaganfall, den Haupttodesursachen weltweit.

Deutlich seltener werden die positiven Herz-Kreislauf-Wirkungen des Sporttreibens im Hinblick auf das Immunsystem verkündet. Besonders zwei Faktoren gehören herausgestellt, um die Bedeutung eines trainierten Blutgefäßsystems samt antreibender »Pumpe« für eine leistungsfähige Abwehrlage zu vermitteln.

STAUFREIES WEGENETZ MIT HOHER ANTRIEBSKRAFT

An erster Stelle ist die Transportfunktion zu nennen. Wenn sich Ausdauersportler über ihre Blutwerte austauschen, fallen gewöhnlich Begriffe wie Erythrozyten (rote Blutkörperchen), Hämoglobin (roter Blutfarbstoff), Eisen, Laktat (Milchsäure), Zucker und Fett. Durchaus verständlich, denn das sind aussagekräftige Größen, wenn es um den Sauerstoff- und Nähstofftransport, den Trainingsund Erschöpfungszustand, also insgesamt um Fitness und Leistungsfähigkeit geht. Aber das vom Herz über das weit verästelte Gefäßsystem durch den gesamten Körper gepumpte Blut ist als universelles Transportmittel auch für die Beförderung von Stoffen zuständig, die nicht unmittelbar für die Leistungserbringung verantwortlich sind. Die für die zelluläre Immunität sowie für die Herstellung spezifischer Antikörper verantwortlichen Lymphozyten (B-Zellen, T-Zellen, Killerzellen) werden im Knochenmark produziert. Ihre Reifung zu funktionstüchtigen Abwehrzellen erfolgt sodann in anderen lymphatischen Organen – in Lymphknoten, Milz und Thymus. Von hier werden sie bei Bedarf von Botenstoffen zu den Einsatzorten dirigiert. Dieses gesamte »Reisegeschehen« aller Beteiligten setzt eine gut funktionierende Infrastruktur voraus, also ein möglichst fein verzweigtes, staufreies Wegenetz und ein intaktes Transportmedium mit starkem Antrieb.

Gefragt sind somit freie, nicht durch Fettablagerungen verengte oder durch überhöhte Zuckerwerte und permanenten Überdruck beschädigte Blutgefäße sowie ein kräftiger Herzmuskel, der mit großem Schlagvolumen für den Antrieb sorgt. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, gibt es keine bessere Methode, als regelmäßig Ausdauersport zu betreiben. Die dadurch angeregte Gefäßneubildung-Vaskularisierunggenanntsorgt dafür, dass Abwehrzellen, Antikörper und Botenstoffe des Immunsystems auch die entlegensten Orte erreichen. Die als gesunde Trainingsanpassung erzielte Größenzunahme des Herzmuskels – das sogenannte Sportherz – lässt die »Pumpe« ökonomischer arbeiten, was nicht nur der Transportfunktion zugutekommt, sondern auch die Abnutzung verringert. Letzteres nennt man Anti-Aging.

ENTZÜNDUNGSGESCHEHEN IN DER BALANCE

Die Bedeutung regulierter Entzündungsprozesse für eine leistungsstarke Immunabwehr wurde bereits ausführlich dargestellt. Der Zustand des Herz-Kreislauf-Systems spielt für die Balance dieses körperinternen Entzündungsgeschehens eine maßgebliche Rolle. Als Zeichen eines guten Trainingszustandes des Herz-Kreislauf-Systems finden sich im Blut weniger Biomarker (CR-Protein, Leukozyten u. a.) für übersteigerte entzündliche Aktivität. Bei Untrainierten weisen höhere Werte dieser Marker auf höhere Risiken für eine Überaktivierung des Immunsystems hin, die durch ein chronisches Entzündungsgeschehen verschiedenen Herz-Kreislauf-Krankheiten Vorschub leistet.

Erst 2019 wurde dieser Zusammenhang eindrucksvoll durch Studienergebnisse der Arbeitsgruppe um Dr. Kirsten Lehnert von der Uni Greifswald unter Beweis gestellt. Die Ausdauerbelastungstests mit Atemgasmessung auf dem Fahrradergometer zeigten, dass der Anstieg der maximalen Sauerstoffaufnahme als Zeichen eines besseren Fitnesszustandes mit einem signifikanten Absinken verschiedener Entzündungsmarker im Blut korrelierte. »Wir konnten zeigen, dass eine höhere körperliche Leistungsfähigkeit mit weniger systemischer Inflammation assoziiert ist«, wird Studienleiterin Lehnert zitiert. Die Altersspanne der fast 1.500 Probanden zwischen 20 und 81 Jahren belegt einmal mehr: Es ist nie zu spät, um in den Genuss zu kommen, von sportlicher Aktivität zu profitieren.

FORSCHUNGEN AUS GREIFSWALD

Bereits kleine vom Immunsystem ausgehende Entzündungen, die den gesamten Organismus betreffen, erhöhen das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Menschen, die regelmäßig Sport treiben, sind dagegen deutlich besser geschützt.

ENERGIESTOFFWECHSEL UND IMMUNSYSTEM

Ob Evolution und menschlicher Forschergeist oder allmächtiger Gott – eines ist nicht geglückt: das Erschaffen eines Perpetuum mobile, eines sich selbst erhaltenden Leistungserbringers, der ohne regelmäßige Energiezufuhr arbeitet. Das Immunsystem macht da keine Ausnahme – im Gegenteil. Die komplexen Mechanismen von Fresszellen, Antikörperbildung, Entzündungsreaktionen und After-Sport-Regeneration fressen ordentlich Energie. Da kann die enge Beziehung zum Sport, der seinerseits von permanenter Energieversorgung lebt, nicht verwundern. Die im Hochleistungssport, aber auch bei Breitensportlern im Anschluss an erschöpfende Belastungen erhöhte Infektanfälligkeit (siehe »Open-Window-Effekt«, Seite 66 beruht zum großen Teil auf einem Energiedefizit, das der Leistung des Immunsystems abträglich ist. Die maximal vom menschlichen Organismus verwertbare Energiemenge ist limitiert.

Laut 2019 veröffentlichten Forschungen an der Duke University Durham (USA) kann das menschliche Verdauungssystem in Zusammenarbeit mit der zellulären Energieproduktionsmaschinerie selbst bei austrainierten Athleten nicht mehr als das 2,5-Fache des Ruheenergieumsatzes (Grundumsatz) nachliefern. Demzufolge muss das verfügbare Energiekontingent situativ nach aktuellen Bedarfen unter den verschiedenen Verbrauchsstellen aufgeteilt werden. Ein Mehrbedarf an der einen geht immer mit verminderter Belieferung an anderer Stelle einher. Bei einer sportlichen Ultrabelastung – beispielsweise beim Marathon oder mehr – fordern Muskeln, Nerven und Enzymproduktion das Gros der aus der Nahrung gezogenen Energie ein. Das Immunsystem muss da zurückstecken – wie beim Fußball: Wenn die ganze Mannschaft nach vorn drängt, wird die Abwehr anfällig für gegnerische Konter. Und die lauern abseits des Fußballplatzes in Form von Schadstoffen und Krankheitserregern überall.

Begegnen lässt sich dieser Gefahr mit der ebenfalls aus dem Fußball bekannten Rehhagel-Strategie: »kontrollierte Offensive«. Übertragen auf das Alltagsverhalten heißt das: Um die Ökonomie des Energiestoffwechsels zu optimieren und die bestmögliche Energieaufteilung zwischen Immunsystem und den anderen Verbrauchsstellen zu erreichen, ist vernünftig dosierter Ausdauersport das Mittel der Wahl.

BESSERE ENERGIEAUSBEUTE – SCHONUNG STILLER RESERVEN

Die Ökonomisierung der Energieversorgung mit besserer Nutzung der ergiebigen Fettreserven und Schonung der knappen Kohlenhydratvorräte ist eine der herausragenden Positivwirkungen des Ausdauersports. Diese Trainingsanpassung ist sowohl für die Leistungsentwicklung als auch für die gesundheitliche Verfassung hoch relevant. Die begrenzten Kohlenhydratdepots in den Muskeln und der Leber – insgesamt nicht mehr als 500 Gramm Glykogen – sind bei jeder Art von Belastung ein leistungslimitierender Faktor. Je besser der Trainingszustand, umso höher der Anteil der Fettnutzung. Untrainierte brauchen ihre Glykogenvorräte viel schneller auf. Sie machen nicht nur eher schlapp, sie tun sich auch deutlich schwerer, via »Fettschmelze« ihr Wunschgewicht mit gesunder Muskel-Fett-Verteilung zu erreichen. Und deren Bedeutung für die Regulation von Entzündungsprozessen der Immunabwehr wurde ja bereits ausführlich dargestellt. Aber das ist nicht alles, was ein ausdauertrainierter Energiestoffwechsel für ein starkes Immunsystem leistet.

MEHR »KRAFTWERKE« STÄRKEN DIE ABWEHR

Die verbesserte Nutzung der Fett- und Kohlenhydratreserven von Ausdauersportlern wird vor allem durch die Erhöhung der Mitochondrienzahl in den Muskelzellen erreicht. Mitochondrien sind die »Zellkraftwerke«, in denen durch aeroben (Sauerstoff verbrauchenden) Endabbau von Fetten und Kohlenhydraten der Löwenanteil an ATP (Adenosintriphosphat) hergestellt wird. ATP ist das wichtigste direkt nutzbare Energiemolekül, quasi der Treibstoff für alle Stoffwechselvorgänge – auch jene des Immunsystems. Wie eng Energiestoffwechsel und Immunsystem miteinander verzahnt sind, haben Mediziner um Marc Donath vom Universitätsspital Basel 2017 nachgewiesen. Hakt es beim Energienachschub, muss das körpereigene Regulationsmanagement Prioritäten setzen. Vorrangig müssen dann die lebenswichtigen Funktionen wie Gehirn, Atmung, Herzmuskel etc. mit Energie versorgt werden. Das Immunsystem muss zurückstecken, was selbstredend mit Schwächung der Abwehrfunktion einhergeht. Die mitochondrienreichen Zellen von Ausdauertrainierten sind aufgrund ihrer deutlich höheren ATP-Produktionsrate besser gegen immunschwächende Energiemangelsituationen gewappnet. Das gilt natürlich nur, solange die sportliche Dosis stimmt. Zu viel Training und ungenügende Regeneration machen alles zunichte.