Jeder weiß, wie wichtig es ist, die Muskeln vor dem Training aufzuwärmen. Aber was genau passiert, wenn wir unsere Muskeln aufwärmen, und sind alle Muskeln gleich? Es könnte Sie überraschen, zu erfahren, dass die Wissenschaft hinter dieser täglichen Aktivität nicht immer klar ist.
Nun zeigt ein multiinstitutionelles Forschungsteam unter der Leitung der Universität Osaka, der Jikei University School of Medicine und der National Institutes for Quantum Science and Technology in einer kürzlich im Journal of General Physiology veröffentlichten Studie, wie sich Erwärmung auf die Kontraktion verschiedener Muskeln auswirkt und wie dies Menschen zugute kommen kann, die ihre sportliche Leistung verbessern müssen.
Skelettmuskeln reagieren auf elektrische Signale des Nervensystems und aktivieren Proteine in den Muskelzellen, die es uns ermöglichen, uns zu bewegen. Das Team untersuchte zuvor, wie sich die Temperatur auf die Kontraktion des Herzmuskels auswirkt, und kam zu dem Ergebnis, dass sich unser Herz über verschiedene Körpertemperaturen hinweg effizient kontrahieren kann.
Als nächstes wollte das Team mithilfe von Muskelproteinen und fortschrittlicher Mikroskopie bestimmen, wie sich die Temperatur auf die Skelettmuskulatur auswirkt: Haben Skelettmuskeln ähnliche Temperaturempfindlichkeiten oder unterscheiden sie sich von Herzmuskeln?
Das Team fand heraus, dass einige Proteine in Muskelzellen als Temperatursensoren fungieren und dass Erwärmung die Kontraktionssysteme von Knochen und Herz unterschiedlich beeinflusst. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass es Unterschiede in der Empfindlichkeit der Proteine, die für die Kontraktion der Skelett- und Herzmuskulatur verantwortlich sind, gegenüber der Temperatur gibt“, sagte Co-Hauptautor Taro Koyama. „Grundsätzlich sind die Skelettmuskeln, die unseren Körper bewegen, temperaturempfindlicher als das Herz.“
Die physiologische Bedeutung dieser Befunde wird deutlich, wenn man funktionelle Unterschiede zwischen Skelett- und Herzmuskel berücksichtigt. Die Skelettmuskulatur erzeugt nur bei Bedarf eine bestimmte Kraft, während das Herz kontinuierlich schlägt.
„Die höhere Abhängigkeit der Skelettmuskulatur von der Temperatur kann dazu führen, dass sie sich beim Aufwärmen relativ schnell zusammenzieht, selbst bei einem leichten Temperaturanstieg aufgrund leichter Bewegung oder körperlicher Betätigung. Das bedeutet, dass der Muskel Energie speichern und ruhen kann, wenn sie nicht benötigt wird. Im Gegensatz dazu kann die geringere Temperaturempfindlichkeit des Herzens hilfreich sein, um unabhängig von der Temperatur einen kontinuierlichen Herzschlag aufrechtzuerhalten“, erklärt Co-Hauptautorin Shuya Ishii.
Diese Studie liefert neue Erkenntnisse darüber, wie das Aufwärmen vor dem Training die Muskelleistung auf Proteinebene verbessern kann. Die Entdeckung, dass einige Muskelproteine als Temperatursensoren fungieren, könnte zu einer neuen Hyperthermie-Strategie führen, um die Leistung der Skelettmuskulatur durch Erwärmung des Muskels zu verbessern. Durch die Integration geeigneter Aufwärmübungen in den Tagesablauf von Personen, insbesondere von älteren Erwachsenen, können die Muskeln und die sportliche Leistung verbessert, das Verletzungsrisiko verringert und die Unabhängigkeit erhalten werden.