Krankheitsprävention durch Bewegung: Myokine und Biofaktoren im Fokus

Ein gezieltes Ausdauer- und Krafttraining trägt entscheidend zu einem gesunden Alterungsprozess bei. Neben regelmäßiger körperlicher Aktivität fördert eine gesunde und biofaktorenreiche Ernährung die Gesundheit. Die Kombination aus Bewegung und optimaler Versorgung mit essenziellen Vitaminen und Mineralstoffen unterstützt nicht nur Skelett, Muskulatur und Sehnenapparat, sondern stärkt auch das Herz-Kreislauf- und Immunsystem, den Stoffwechsel sowie kognitive Funktionen und das psychische Wohlbefinden. Auch die Leitlinien der European Society of Cardiology (ESC) zur Prävention von Herz-Kreislauf-Erkrankungen heben die positiven und lebensverlängernden Effekte regelmäßiger körperlicher Aktivität hervor – und das nicht nur für Herz und Kreislauf, sondern für alle körpereigenen Systeme (1).

Eine prospektive Kohortenstudie mit über 2.000 Probanden im Alter von 38 und 50 Jahren zeigte, dass eine tägliche Bewegung von mindestens 7.000 Schritten mit einer signifikant niedrigeren Sterblichkeitsrate verbunden war, verglichen mit Probanden, die weniger aktiv waren (5). Weitere Studien bestätigten einen inversen Zusammenhang zwischen der täglichen Schrittzahl und der Gesamt- sowie kardiovaskulären Mortalität. Dabei ergab sich, dass auch eine Schrittzahl unter 7.000 pro Tag gesundheitliche Vorteile mit sich bringen kann (6, 7).

In der Copenhagen Heart Study, die mehr als 5.000 herzgesunde Männer (Durchschnittsalter 49 Jahre) über vier Jahrzehnte begleitete, konnte nachgewiesen werden, dass ein Anstieg des maximalen Sauerstoffverbrauchs um 10 ml pro Minute die Gesamtmortalität um 10 % reduzierte. Zudem war eine niedrig-normale kardiorespiratorische Fitness mit einer erhöhten Lebenserwartung von etwa zwei Jahren verbunden. Eine überdurchschnittliche Fitness führte sogar zu einer Lebensverlängerung von fünf Jahren (8).

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt, dass Erwachsene wöchentlich folgende körperliche Aktivitäten durchführen (9):

• 150 bis 300 Minuten moderate oder 75 bis 150 Minuten kräftige aerobe körperliche Aktivität oder eine Kombination aus beiden
• Moderate Aktivitäten: zügiges Gehen, Radfahren auf ebenem Gelände, Schwimmen, Tanzen oder Gartenarbeit
• Alle Altersgruppen sollten zudem regelmäßig muskelstärkende Aktivitäten einbeziehen.
• Sitzendes Verhalten sollte in allen Altersgruppen minimiert werden.

Rund 80 % der über 60-Jährigen erreichen nicht die empfohlenen 150 bis 300 Minuten moderate körperliche Aktivität pro Woche, wie es die WHO vorschlägt. Dieser weit verbreitete Bewegungsmangel ist – wie bereits erwähnt – ein bedeutender Risikofaktor für die Zunahme zivilisationsbedingter Krankheiten wie Herz-Kreislauferkrankungen, Typ-2-
Diabetes, Osteoporose und Demenz. Im Umkehrschluss belegen zahlreiche wissenschaftliche Studien, dass körperliche Aktivität einen positiven Einfluss auf die Gesundheit hat: Sie hilft dabei, Blutzucker, Blutfette und Blutdruck zu normalisieren, die Insulinsensitivität zu verbessern und sowohl Stress als auch Übergewicht zu reduzieren.

Ein aktiver Lebensstil, auch im fortgeschrittenen Alter, erfordert eine ganzheitliche Betrachtung von Bewegung und Ernährung. Regelmäßige körperliche Aktivität spielt eine zentrale Rolle in der Krankheitsprävention, während eine gesunde Ernährung, reich an Biofaktoren, verschiedene physiologische Prozesse unterstützt, die sowohl für die optimale Leistung des Körpers während und nach körperlicher Aktivität als auch für den Schutz vor chronischen Erkrankungen wichtig sind.

• Magnesium ist an zahlreichen enzymatischen Reaktionen beteiligt, insbesondere an der Energieproduktion durch seine Rolle im ATP-Stoffwechsel. Der Biofaktor hilft bei der Muskelkontraktion und Muskelentspannung nach körperlicher Aktivität. Eine optimale Magnesiumversorgung ist wichtig, um das Risiko von Bluthochdruck und Herzkrankheiten zu verringern.
• Vitamin D spielt eine Schlüsselrolle in Osteoporose-Prävention, Modulation des Immunsystems und Herzgesundheit.
• Eisen ist für den Sauerstofftransport im Blut und die Muskelregeneration nach Bewegung entscheidend. Zudem hat Eisen eine entzündungshemmende Wirkung und trägt zur Prävention von Anämie und anderen Eisenmangel-bedingten Erkrankungen bei.

Wie Myokine und Adipo-Myokine zusammenwirken (21–24)

Körperliche Aktivität setzt Myokine und Adipo-Myokine frei. Diese Botenstoffe arbeiten zusammen, um verschiedene Gesundheitsprozesse zu fördern: Sie verbessern die Insulinempfindlichkeit und tragen zur Diabetesprävention bei. Zudem reduzieren sie chronische Entzündungen, die mit kardiovaskulären Erkrankungen und anderen chronischen Erkrankungen verbunden sind. Außerdem fördern sie die Fettverbrennung. Darüber hinaus zeigen Studien, dass Myokine und Adipo-Myokine auch andere Erkrankungen positiv beeinflussen. Sie fördern die Hirnplastizität und die Neubildung von Nervenzellen und könnten neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson entgegenwirken. Einige Myokine können das Tumorwachstum hemmen und die Immunabwehr gegen Krebszellen stärken, andere wiederum beeinflussen Autoimmunerkrankungen oder unterstützen den Knochenstoffwechsel.

Biofaktoren modulieren Myokine und Adipokine

Bestimmte Biofaktoren fördern gezielt die Freisetzung von Myokinen, regulieren das Gleichgewicht zwischen pro- und antiinflammatorischen Botenstoffen und unterstützen zentrale anabole und katabole Prozesse. Darüber hinaus sind einzelne Biofaktoren essenziell für die Neurotransmitterbildung, die Muskelkontraktion, das Herz-Kreislauf-System und die Knochengesundheit.

• Magnesium und Zink beeinflussen die Spiegel des BDNF und sind entscheidend für die Bewegungskoordination und Funktion des Nervensystems. Sie unterstützen zudem die Ausschüttung myokiner Botenstoffe mit
  regenerierenden und neuroprotektiven Effekten.
• Vitamin D stärkt Muskeln und Knochen, moduliert das Immunsystem und verbessert die kardiopulmonale Ausdauer. Es wirkt auf die Muskelzellfunktion und fördert die Myokinfreisetzung.
• B-Vitamine beschleunigen die Signalübertragung von Nervenimpulsen, optimieren den Energiestoffwechsel und erleichtern motorische ­Abläufe. Sie unterstützen dadurch indirekt die muskuläre Aktivität und die Freisetzung bewegungsinduzierter
  Myokine.
• Eisen verbessert den Sauerstofftransport und steigert die Leistungsfähigkeit. Eine ausreichende Eisenversorgung ist zudem essenziell für die mitochondriale Energieproduktion in Muskelzellen und damit für die myokinvermittelte Signalweitergabe.

Myokine & Co.: Welche Rolle spielt Magnesium (25, 26)?

Magnesium ist an über 600 enzymatischen Reaktionen beteiligt, einschließlich der Aktivierung von Enzymen, die für die Synthese von Myokinen, Adipokinen und Adipo-Myokinen verantwortlich sind. Der Biofaktor ist an der Weiterleitung elek­trischer Impulse von Nerven- auf Muskelzellen und zwischen den Zellen des autonomen Nervensystems involviert. Als physiologischer Calciumantagonist reguliert Magnesium die Muskelkontraktion, fördert die Muskelrelaxation und unterstützt die muskuläre Leistungsfähigkeit. Besonders nach körperlicher Belastung trägt Magnesium dazu bei, den Laktatabbau zu beschleunigen, was die Erholung optimiert. Zudem wirkt Magnesium als sekundärer Botenstoff, der die Kommunikation zwischen Muskel- und Fettgewebe fördert und so das Gleichgewicht zwischen beiden Geweben unterstützt.

Magnesium spielt eine zentrale Rolle bei der Neuroplastizität, der Fähigkeit des Gehirns, neue neuronale Verbindungen zu bilden und bestehende zu verstärken.
Diese Prozesse werden durch die Freisetzung des BDNF unterstützt, der für Wachstum, Überleben und Differenzierung von Nervenzellen wichtig ist. BDNF fördert nicht nur die Neuroplastizität, sondern ist auch entscheidend für Lernen, Gedächtnis und Bewegungskoordination. Ein erhöhter BDNF-Spiegel wird mit einer verbesserten kognitiven Leistung und motorischen Kontrolle in Verbindung gebracht.

Magnesium unterstützt die BDNF-Produktion und die damit verbundenen Signalwege im Gehirn. Ein Magnesiummangel kann die BDNF-Produktion hemmen und somit die Neuroplastizität und Gehirnfunktion negativ beeinflussen.

Magnesium und Bewegung: Synergie für die Herzgesundheit (28–31)

• Magnesium reguliert die Ionenkanäle in den Herzmuskelzellen und sorgt durch die Modulation der intrazellulären Calciumhomöostase für eine normale myokardiale Kontraktion und einen stabilen Herzrhythmus. Durch seine antiarrhythmische und kardioprotektive Wirkung wird Magnesium zu einem wichtigen Faktor für die Herzmuskelleistung.
• Bewegung verbessert die Blutzirkulation und den Oxygenierungsgrad des Herzgewebes, was eine präzise Regulierung des Ionentransports erfordert. Magnesium trägt zur Stabilität des Herzrhythmus bei und verhindert arrhythmische Zustände, die durch gestörte Calciumströme entstehen können.
• Ein niedriger Magnesiumstatus erhöht das Risiko für Hypertonie und Herz-Kreislauferkrankungen. Eine optimale Magnesiumversorgung kann jedoch das Risiko verringern und den Verlauf dieser Erkrankungen positiv beeinflussen, besonders bei Patienten mit Magnesiummangel.

Verdacht auf einen Magnesiummangel (32–34)

Der untere Grenzwert für das Serummagnesium sollte bei 0,85 mmol/l liegen. Werte von 0,85 mmol/l oder höher deuten auf einen ausreichenden Magnesiumstatus hin. Allerdings ist für die Diagnose eines Magnesiummangels auch die klinische Symptomatik einzubeziehen. Da der überwiegende Teil des Biofaktors intrazellulär gespeichert ist – nur etwa 5 % befinden sich außerhalb der Zellen und weniger als 1 % im Serum und der interstitiellen Flüssigkeit – ist der Serummagnesiumspiegel kein präziser Indikator für den Gesamtmagnesiumstatus. Der Serummagnesium­spiegel wird durch Anpassungen der intestinalen Resorption, der renalen Ausscheidung und der Freisetzung von Magnesium aus den körpereigenen Speichern wie Knochen und Muskeln reguliert. Daher kann eine normale Serummagnesiumkonzentration einen bestehenden intrazellulären Magnesiummangel verdecken.

Gezielt supplementieren (35, 36)

Ein Magnesiummangel kann nicht nur parenteral, sondern auch oral durch Tagesdosen von etwa 300 mg Magnesium, in manchen Fällen auch höher, ausgeglichen werden. Dabei sollte auf eine gute Bioverfügbarkeit der Supplemente geachtet werden. Studien haben überwiegend gezeigt, dass organisch gebundene Magnesiumverbindungen wie Magnesiumorotat eine bessere Bioverfügbarkeit aufweisen als anorganisch gebundene Magnesiumsalze.

Vitamin D moduliert gezielt die Ausschüttung verschiedener Myokine, die sich positiv auf den Muskelstoffwechsel und die allgemeine Gesundheit auswirken:

• Interleukin-6: Muskelbasiertes IL-6 unterscheidet sich von entzündlichem IL-6, da es den Glukosestoffwechsel reguliert und entzündungshemmend wirkt. Vitamin D kann die IL-6-Freisetzung aus den Muskeln regulieren und die metabolische Gesundheit unterstützen.
• Irisin: Dieses Myokin fördert die Umwandlung von weißem in braunes Fett, verbessert die Insulinsensitivität und trägt zur Muskelgesundheit bei. Vitamin D unterstützt die Irisin-Produktion, was sich positiv auf den Energiestoffwechsel und die Muskelmasse auswirken kann.
• Weitere Myokine: Vitamin D beeinflusst auch die Produktion von IL-15, Myostatin und Follistatin.

Studien zeigen, dass Vitamin D die muskuläre Leistungsfähigkeit steigern kann – messbar an einer verbesserten Sauerstoffaufnahme und kardiopulmonalen Belastbarkeit, die wiederum Schnellkraft und Koordination der Muskulatur verbessert und das Risiko für Sarkopenie, metabolische Erkrankungen und Entzündungsprozesse reduziert (39–41).

Wie beeinflusst Vitamin D Herzgesundheit und Immunabwehr (42–45)?

Neben seiner Rolle für Muskeln und Stoffwechsel zeichnet sich Vitamin D auch durch einen positiven Nutzen für das Herz-Kreislauf- und das Immunsystem aus.

• Ein Vitamin-D-Mangel erhöht das Hypertonie-Risiko.
• Eine gute Vitamin-D-Versorgung kann blutdrucksenkend wirken.
• Ein Vitamin-D-Mangel ist mit einem erhöhten Risiko für Herzerkrankungen wie Angina pectoris, Herzinfarkt, plötzlichen Herztod, Herzinsuffizienz assoziiert.
• Vitamin D wirkt immunmodulierend und reguliert die Aktivität von Makrophagen und T-Zellen, wodurch überschießende Immunreaktionen reduziert und chronische Infektionen gelindert werden.

Vitamin-D-Mangel nachweisen und ausgleichen (46–48)

Das Robert Koch-Institut, die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) und die Weltgesundheitsorganisation (WHO) legen einen Calcidiolspiegel von 50 nmol/l bzw. 20 ng/ml als unteren Referenzwert fest. In einem Expertenkonsens wurden hingegen 75 nmol/l bzw. 30 ng/ml als Grenze definiert. Zur Prävention und Therapie verschiedener Erkrankungen werden in Studien orale Tagesdosen von 1.000 bis 4.000 IE Vitamin D empfohlen. Bei adipösen Patienten und Resorptionsstörungen können in den ersten Behandlungswochen auch Tagesdosen bis zu 6.000 IE eingesetzt werden (49).

Der essenzielle Biofaktor Eisen spielt eine zentrale Rolle im Energiestoffwechsel und beim Sauerstofftransport, insbesondere in den Muskelzellen. Als Bestandteil von Enzymen und Proteinen wie Hämoglobin und Cytochromen ist Eisen unverzichtbar für die normale Muskelfunktion. Eine gestörte Eisenhomöostase, insbesondere ein Eisenmangel, ist mit verschiedenen Muskelerkrankungen wie Sarkopenie, Kardiomyopathie oder amyotrophe
Lateralsklerose assoziiert. Ein optimaler Eisenstatus fördert die Myokinproduktion, insbesondere von IL-6, IL-15 oder Irisin, die eine Schlüsselrolle für Muskelregeneration und -leistung spielen. Eisenmangel beeinträchtigt dagegen die Funktion der Muskelzellen und hemmt die Freisetzung dieser gesundheitsfördernden Myokine.

Die synergistische Wirkung zwischen Eisen und Myokinen ist auch für die Prävention altersbedingter Erkrankungen entscheidend. Wie bereits beschrieben, wirken Myokine entzündungshemmend und fördern die Insulinsensitivität, unterstützen die Regulation des Fettstoffwechsels und die Herz-Kreislauf-Gesundheit. Eisenmangel hingegen schwächt die Muskelkraft und kann das Risiko für Typ-2-Diabetes, Osteoporose und Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöhen. Eine gute ausreichende Eisenversorgung ist daher essenziell, um die gesundheitsfördernden Effekte von Myokinen zu nutzen und altersbedingten Erkrankungen vorzubeugen.

Für die Eisensupplementierung gibt es keine pauschalen Empfehlungen, sondern Therapievorschläge auf Basis wissenschaftlicher Daten. Aufgrund möglicher Risiken eines Eisenüberschusses sollte stets die minimal effektive Dosis angestrebt werden – und nicht immer ist eine parenterale Injektion nötig. Bei einem Hb <10,5 g/dl und einem Serumferritin <30 μg/l wird eine orale Eisensupplementierung von initial etwa 50 mg Fe2+ täglich empfohlen, die auf bis zu 200 mg gesteigert werden kann. Studien zeigen, dass die Umstellung auf eine alternierende Einnahme (60–120 mg Fe2+ jeden zweiten Tag) sowie morgendliche Einzeldosen die Eisenresorption verbessert und Nebenwirkungen reduziert.