Natürliches Dopingmittel fürs Gehirn, im eigenen Körper produziert
Der Körper kann ein natürliches Dopingmittel produzieren, wenn ein Sauerstoffmangel, auch Hypoxie genannt, im Blut vorhanden ist. Epo steht kurz für Erythropoietin und fördert die Bildung roter Blutkörperchen. Dieser Prozess provoziert somit eine leistungssteigernde Reaktion des Körpers. Als Wachstumsfaktor schützt und regeneriert es jedoch auch Nervenzellen im Gehirn. Forscher des Max-Planck-Instituts für Experimentelle Medizin in Göttingen haben nun gezeigt, wie Epo diesen Effekt erzielt.
Wie entsteht ein natürliches Dopingmittel?
Die Forscher haben entdeckt, dass kognitive Herausforderungen ein leichtes Sauerstoffdefizit, auch als funktionelle Hypoxie bezeichnet, in den Nervenzellen des Gehirns auslösen. Dies erhöht die Produktion von Epo und seinen Rezeptoren in den aktiven Nervenzellen, stimuliert benachbarte Vorläuferzellen zur Bildung neuer Nervenzellen und bewirkt, dass sich die Nervenzellen effektiver miteinander verbinden.
Der Wachstumsfaktor Erythropoietin ist unter anderem für die Produktion von roten blutstimulierenden Zellen verantwortlich. Bei Patienten mit Anämie fördert es dementsprechend die Blutbildung. Es ist außerdem auch eine hochwirksame Substanz, die zur illegalen Leistungssteigerung im Sport eingesetzt wird.
"Die Verabreichung von Epo verbessert die Regeneration nach einem Schlaganfall und reduziert die Schädigung des Gehirns. Patienten mit psychischen Störungen wie Schizophrenie, Depression, bipolarer Störung oder Multipler Sklerose, die mit Epo behandelt wurden, weisen eine signifikante Verbesserung der kognitiven Leistung auf." Das behauptet Hannelore Ehrenreich vom Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin. Zusammen mit ihren Kollegen hat sie viele Jahre lang die Rolle von Epo im Gehirn erforscht.
Studienergebnisse
Die Wissenschaftler wollten herausfinden, welche Mechanismen hinter den starken Effekten Erythropoetin stecken. Außerdem wollten sie die physiologische Bedeutung des Systems im Gehirn aufspüren. In einer Reihe gezielter Experimente konnten sie nachweisen, dass Nervenzellen beim Erlernen komplexer motorischer Aufgaben mehr Sauerstoff benötigen. Der daraus resultierende geringfügige Sauerstoffmangel (relative Hypoxie) löst das Signal für eine erhöhte Epo-Produktion in den Nervenzellen aus.
"Dies ist ein sich selbst verstärkender Prozess: Kognitive Anstrengung führt zu einer geringfügigen Hypoxie, die wir als "funktionelle Hypoxie" bezeichnen, was wiederum die Produktion von Epo und seinen Rezeptoren in den entsprechenden aktiven Nervenzellen stimuliert. Epo erhöht anschließend die Aktivität dieser Nervenzellen, induziert die Bildung neuer Nervenzellen aus benachbarten Vorläuferzellen und erhöht deren komplexe Verbindung, was zu einer messbaren Verbesserung der kognitiven Leistung bei Menschen und Mäusen führt", erklärte Ehrenreich.
Den sich selbst verstärkende Zyklus von mentaler und kognitiver Herausforderung, Hypoxie und Epo-Produktion können die Forscher auf verschiedene Weise stimulieren. Die kognitive Leistung können sie durch konsequentes Lernen und mentales Training über natürliches Dopingmittel in den stimulierten Nervenzellen verbessern. Ein ähnlicher Effekt kann bei Patienten durch Verabreichung von zusätzlichem Epo erreicht werden", so Ehrenreich über die Studie.
