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22.12.09
Die Gene, das Training oder doch nur der Wille?
Gene und Wille im Ausdauersport
Ausdauerleistungen: Wille, Einstellung und Anlagen machen den Siegertypen. Und natürlich hartes Training.
Was treibt den Ausdauersportler an? Welche Faktoren beeinflussen die Leistungsfähigkeit von Ausdauersportlern? Ist es unsere evolutionäre Vergangenheit als Jäger und Sammler oder eher der Drang nach dem Unerreichbaren, Unfassbaren?
Von Peter Seranski

Wissenschaftler haben sich dem Phänomen der "Ultra-"Ausdauersportler in den letzten Jahren von unterschiedlichen Seiten genähert. Was für uns Triathleten das Normalste der Welt ist, sich auf einer Ironman-Distanz neun, zehn, zwölf oder noch mehr Stunden zu quälen und dem Körper die letzten Leistungsreserven abzuverlangen, ist für den aussenstehenden Beobachter eine geradezu unglaubliche Leistung. Zu diesen Beobachtern gehören natürlich auch Ärzte, Biologen und andere Wissenschaftler, die versuchen sich dem Phänomen Ausdauerport von der wissenschaftlichen Seite zu nähern.

"Wenn ich soviel trainieren würde wie Du, dann könnte ich das auch schaffen!" Bestimmt haben viele schon einmal diesen oder einen ähnlichen Spruch gehört, wenn es um Triathlon geht. Vielleicht haben diejenigen, die ganz unbedacht so etwas aussprechen, gar nicht so unrecht. Vielleicht sind Ausdauersportler von den körperlichen Grundeigenschaften gar nicht so anders als der "normale" Mensch. Möglicherweise ist es einzig und allein die Willensstärke, die den Ausdauersportler zu Extremleistungen antreiben.

Experiment auf dem Laufband

D.A. Baden von der Universität in Southampton (England) und seine Kollegen von der Universität Cape Town in Süd Afrika haben die Rolle des Willens und der mentalen Einstellung im Ausdauersport versucht wissenschaftlich zu untersuchen. (Baden DA et al, Br J Sports Med (2005);39:742-746). Zu diesem Zweck nahmen 16 trainierte weibliche und männliche Läufer an einem Laufband Experiment teil. Die Läufer wurden in je drei Laufband-Einheiten bei 75% der Maximalleistung getestet und Standart-Daten wie die Herzfrequenz, Sauerstoff-Verbrauch, Schrittfrequenz, aber auch die Rate der wahrgenommenen Anstrengung (RPE=Rate of Perceived Exertion) und das Aufmerksamkeits-Level wurden erfasst.

Im ersten Laufband-Durchgang wurde den Teilnehmern gesagt, dass sie 20 Minuten laufen sollen und das Laufband wurde tatsächlich nach 20 Minuten gestoppt. Im zweiten Durchgang sollten die Läufer 10 Minuten laufen, nach dieser Zeit wurde ihnen jedoch gesagt, dass sie noch einmal 10 Minuten laufen müssen. Im dritten Durchgang wurde den Teilnehmner gar nicht gesagt, wie lange sie laufen müssen, aber nach 20 Minuten wurde der Durchgang beendet.

Die RPE stieg nach 10 bis 11 Minuten signifikant an bei den Läufern im "10-Minuten plus 10 Minuten" Durchgang verglichen mit dem 20 Minuten Durchgang. Die Lauf-Ökonomie gemessen am Sauerstoffverbrauch, war bei dem unbegrenzten (3.) Durchgang wesentlich effizienter (niedrigerer Verbrauch) im Vergleich zu den beiden anderen Durchgängen.

Die Tatsache, dass die RPE nach 10 bis 11 Minuten im 10+10 Durchgang signifikant anstieg suggeriert, dass diese nicht nur ein Maß der physischen Anstrengung ist, zumal die Laufband-Geschwindigkeit bei allen Durchgängen nie geändert wurde. Auch die signifikante Verbesserung der Laufökonomie zeigt, dass die mentale Einstellung ein wichtiger Faktor im Training wie auch im Wettkampf sein kann.

Topsportler: Werden Warnsignale des Körpers ignoriert?

Die konventionelle Trainingslehre sieht die Grenzen der körperlichen Leistungsfähigkeit nur eingeschränkt durch die Muskeln, Lungen und das Herz-Kreislauf-System. Aber das Gehirn verarbeitet die biochemischen Signale der Organe wie beispielsweise Müdigkeit und Zellschädigungen und stoppt normalerweise ganz unbewusst den Körper bevor dauerhafte Schäden entstehen. Möglicherweise, so spekulieren Wissenschaftler, haben Ultra-Ausdauersportler die mentale Fähigkeit, Warnsignale zu ignorieren, welche andere Menschen in die Knie zwingen würden.

Ausdauer-Gene

Aber der Wille allein macht einen noch nicht zum Ironman-Sieger und auch das beste Training der Welt kann einen nicht dazu bringen, das Feld weit hinter sich zu lassen. Human-Genetiker haben hier schon lange ein interessantes Feld aufgetan, auf dem es sich forschen lässt. Bereits 1998, also noch bevor das gesamte Humangenom sequenziert wurde, hatten Genetiker einen Verdacht, welches Gen denn "Das" Ausdauer-Gen sein könnte (Montgomery HE et al., Nature(1998);393:221-222). Angiotensin-Converting Enzyme (ACE) hiess der Kandidat.

Dieses Gen kommt im Menschen in mehreren Varianten vor. Seine eigentliche Rolle spielt es bei der Kontrolle des Herz-Kreislauf-Systems, insbesondere des Blutdrucks. Eine bestimmte Variante wurde dabei gefunden, die mit einer gesteigerten Ausdauerleistungsfähigkeit gekoppelt ist. Sechs Jahre später wurde diese Studie bei Teilnehmern des Ironman Sürafrika wiederholt und bestätigt (Collins M et al., Med Sci Sports Exerc.(2004)36(8):1314-20) In einer Testgruppe, zu der nur in Südafrika geborene Athleten gehörten, konnte ein Unterschied in der Leistungsfähigkeit zwischen Trägern der so genannten "I"-Variante und anderen bewiesen werden. Verglichen mit Athleten, die nicht in Südafrika geboren wurden, d.h. einen anderen genetischen Hintergrund besitzen, konnte dieser Zusammenhang jedoch nicht nachgewiesen werden, ein klarer Hinweis darauf, dass ACE zwar ein "Ausdauer-Gen" sein kann, aber mit Sicherheit nicht das alleinige. Andere Gene scheinen dabei dann auch noch eine Rolle zu spielen.

Natürlich liess die Wissenschaftler um Timothy Noakes von der Universität Cape Town in Südafrika dieses Thema nicht los. Sie fahndeten weiter nach den "Ausdauer"-Genen und stiessen im Stoffwechsel-Umfeld von ACE auf weitere Kandidaten (Saunders CJ et al., Hum.Mol.Gen.(2006)15:979-987). 403 Triathleten die 2000 und 2001 den Ironman Südafrika beendeten und 203 Nicht-Triathleten als Kontrolle wurden auf ihre jeweilige Gen-Konfiguration bezüglich verschiedener Kandidaten untersucht und in Verbindung mit ihren Leistungen im Ironman gebracht. Zwei Gene, der Bradykinin-beta-2 Rezeptor und Nitrit-Oxid Synthase Typ 3 standen dabei im Mittelpunkt. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass eine bestimmte Kombination verschiedener "Fitness"-Varianten dieser Gene in Zusammenhang mit den Zielzeiten der untersuchten Athleten stand.

Haben Norman Stadler oder Faris Al-Sultan diese Fitness-Varianten? Oder wie sieht es bei den kenianischen Läufern aus, die im Marathon das Feld weit hinter sich lassen? Ein Gebiet, was in Zukunft auch bei der Talentsuche eine Rolle spielen könnte.

Eines scheint sicher: Jeder kann zum Ausdauersportler werden, denn es steckt jedem in den Genen. Unsere Vorfahren konnte nur überleben, wenn sie gute Jäger und Sammler waren. Vor allem die Ausdauer, jeden Tage dutzende Kilometer auf der Jagd zurückzulegen, war die Überlebensgarantie unserer Vorfahren. Und in jedem steckt noch ein wenig von dem Jäger und Sammler. Ob er nun ein besonders schneller oder eher weniger schneller Jäger ist, dazu wird bestimmt bald die Sport- und Lifestyle Industrie den entsprechenden Test anbieten. Vielleicht wird dieser in wenigen Jahren so selbstverständlich für uns sein wie heute der Laktat- und Spiroergometrie-Test.

Aber die besten Gene nutzen nichts, wenn sie nicht genutzt werden. Der Wille lässt sich genauso trainieren wie der Muskel, besonders esoterische Beispiele wie Natascha Badmann haben es bereits vorgemacht und auch neue mentale Trainingsbücher weisen in die richtige Richtung.
Peter Seranski

Über den Autor:
Peter Seranski hat in Bielefeld, Baltimore und Heidelberg Biologie studiert und in den 90er Jahren als Molekular-Genetiker aktiv an der Entschlüsselung des menschlichen Genoms mitgearbeitet. Seit dem Jahr 2000 betreibt er aktiv Triathlon.

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