Neue Studie zeigt: Ausdauertraining verändert die Nerven, die das Herz steuern

Regelmäßige körperliche Betätigung könnte dem Herzen auf eine Weise zugutekommen, die Wissenschaftler erst allmählich zu verstehen beginnen. Über die Verbesserung der kardiovaskulären Fitness hinaus deuten neue Forschungsergebnisse darauf hin, dass moderates Ausdauertraining die Nerven, die das Herz regulieren, umgestaltet. Die Erkenntnisse könnten Ärzten letztendlich dabei helfen, präzisere Behandlungsmethoden für häufige Herzerkrankungen zu entwickeln.

Herzsteuernde Nerven als Schlüssel zu neuen Therapien bei Herzerkrankungen

Forscher der Universität Bristol (Großbritannien) haben erstmals festgestellt, dass regelmäßiges Ausdauertraining die das Herz steuernden Nerven auf der linken und rechten Körperseite unterschiedlich verändert. Die in Autonomic Neuroscience veröffentlichte Studie deckte einen auffälligen Links-Rechts-Unterschied auf, der eines Tages zu besseren Behandlungsstrategien für Herzrhythmusstörungen, Brustschmerzen, Angina pectoris und das stressbedingte „Broken-Heart“-Syndrom führen könnte.

Herzrhythmusstörungen (Arrhythmien) entstehen, wenn die elektrische Steuerung des Herzens aus dem Gleichgewicht gerät und der Herzschlag zu schnell, zu langsam oder unregelmäßig wird. Einige Formen können harmlos sein, andere wiederum das Risiko für schwerwiegende Komplikationen erhöhen. Eine wichtige Rolle spielt dabei das autonome Nervensystem, das die elektrische Aktivität des Herzens beeinflusst und bei Überaktivität bestimmte Rhythmusstörungen begünstigen kann.

Angina pectoris bezeichnet Brustschmerzen oder ein Druckgefühl im Brustbereich, das entsteht, wenn der Herzmuskel vorübergehend nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt wird. Häufig liegt eine Verengung der Herzkranzgefäße durch Arteriosklerose zugrunde. Es gibt jedoch auch Formen der Angina pectoris, bei denen die Nervensteuerung, Gefäßregulation oder ein Krampf der Herzgefäße eine Rolle spielen. Betroffene beschreiben die Beschwerden oft als Enge, Druck oder Brennen hinter dem Brustbein, manchmal mit Ausstrahlung in Arm, Schulter, Hals oder Kiefer.

Das Broken-Heart-Syndrom, medizinisch Takotsubo-Syndrom genannt, ist eine vorübergehende Schwächung des Herzmuskels, die häufig nach starkem emotionalem oder körperlichem Stress auftritt. Auslöser können beispielsweise ein schwerer Verlust, ein Unfall, eine extreme Belastung oder ein plötzliches Schockerlebnis sein. Vermutet wird, dass eine überschießende Aktivierung des Stresssystems und eine starke Ausschüttung von Stresshormonen wie Adrenalin das Herz vorübergehend beeinträchtigen. Die Symptome ähneln häufig denen eines Herzinfarkts – etwa Brustschmerzen und Atemnot –, obwohl die Herzkranzgefäße meist nicht durch einen Verschluss blockiert sind. In vielen Fällen erholt sich die Herzfunktion wieder vollständig, dennoch kann die Erkrankung akut belastend sein und erfordert eine medizinische Überwachung.

Bewegung verändert die Nerven, die das Herz steuern

Der Hauptautor der Studie, Dr. Augusto Coppi, Dozent für Veterinäranatomie an der Universität Bristol, erklärte: „Die Entdeckung deutet auf ein bisher verborgenes Links-Rechts-Muster im ‚Autopilot‘-System des Körpers hin, das die Herzfunktion unterstützt. „Diese Nervenbündel wirken wie ein Dimmer für das Herz, und wir haben gezeigt, dass regelmäßige, moderate körperliche Betätigung diesen Schalter seitenabhängig umgestaltet. Dies könnte erklären, warum manche Behandlungen auf einer Seite besser wirken als auf der anderen, und Ärzten in Zukunft helfen, Therapien präziser und effektiver auszurichten.“

Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit dem University College London (UCL) in Großbritannien, der Universität von São Paulo (USP) und der Bundesuniversität von São Paulo (UNIFESP) in Brasilien durchgeführt. Mithilfe fortschrittlicher dreidimensionaler Bildgebungsverfahren, der sogenannten Stereologie, untersuchte das Team, wie Bewegung die Nervenbündel verändert, die zur Regulierung der Herzfunktion beitragen. Nach zehn Wochen Training wiesen die trainierten Ratten im Vergleich zu untrainierten Tieren etwa viermal so viele Neuronen im kardiovaskulären Nervenbündel auf der rechten Körperseite auf wie auf der linken. Gleichzeitig verdoppelte sich die Größe der Neuronen auf der linken Seite nahezu, während jene auf der rechten Seite etwas kleiner wurden. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Bewegung das Nervennetzwerk des Herzens auf jeder Seite auf unterschiedliche Weise umgestaltet.

Mögliche Vorteile für zukünftige Herzbehandlungen

Die Ergebnisse der Studie könnten langfristig neue Möglichkeiten eröffnen, Herztherapien gezielter auf die individuelle Funktionsweise des Nervensystems abzustimmen. Besonders interessant ist dabei die Rolle der Stellatumganglien – zwei kleine Nervenknoten, die Teil des sympathischen Nervensystems sind und über Nervenfasern die Aktivität des Herzens beeinflussen. Diese Strukturen wirken wie eine Art Verstärker für Stress- und Belastungssignale: Sie können die Herzfrequenz erhöhen, die Kontraktionskraft steigern und die elektrische Erregbarkeit des Herzmuskels verändern. Bei gesunden Menschen sind diese Signale wichtig, damit sich das Herz an körperliche Aktivität oder Stresssituationen anpassen kann. Eine übermäßige oder fehlerhafte Aktivierung dieser Nervenbahnen kann jedoch problematisch werden. Eine erhöhte sympathische Aktivität steht unter anderem mit bestimmten Herzrhythmusstörungen, einer verstärkten Schmerzempfindlichkeit bei Angina pectoris und der Entstehung des stressbedingten Broken-Heart-Syndroms in Verbindung.

Aus diesem Grund werden die Stellatumganglien bereits heute in bestimmten medizinischen Situationen gezielt beeinflusst. Dazu gehören beispielsweise Verfahren wie Nervenblockaden, bei denen die Signalübertragung vorübergehend unterbrochen wird, oder Denervationsverfahren, bei denen bestimmte Nervenfasern dauerhaft reduziert werden. Ziel dieser Eingriffe ist es, eine überaktive Stresssteuerung des Herzens zu bremsen und gefährliche elektrische Fehlsteuerungen zu verhindern. Die neue Studie liefert nun Hinweise darauf, dass die beiden Stellatumganglien nicht identisch reagieren, sondern durch körperliches Training unterschiedlich verändert werden. Die Forscher vermuten, dass diese Links-Rechts-Unterschiede künftig dabei helfen könnten, Behandlungen präziser auszurichten. Statt beide Seiten gleich zu behandeln, könnte es möglicherweise sinnvoll sein, gezielt jene Seite anzusprechen, die bei einer bestimmten Erkrankung stärker beteiligt ist.

Ein besseres Verständnis dieser Unterschiede könnte besonders bei komplexen Krankheitsbildern hilfreich sein, bei denen bisherige Therapien nicht immer ausreichend wirken. Beispielsweise könnten Patienten mit bestimmten Herzrhythmusstörungen oder schwer behandelbaren Brustschmerzen von einer individuelleren Auswahl und Platzierung einer Nervenbehandlung profitieren. Die Wissenschaftler betonen jedoch, dass diese Möglichkeit noch Zukunftsmusik ist. Die aktuellen Ergebnisse stammen aus Experimenten mit Ratten und zeigen zunächst nur strukturelle Veränderungen der Nervenzellen. Es ist noch nicht bekannt, ob dieselben Anpassungen beim Menschen auftreten, wie stark sie die Herzfunktion beeinflussen und ob sie tatsächlich zu besseren Behandlungsergebnissen führen würden.

Die nächsten Forschungsphasen sollen deshalb untersuchen, ob die beobachteten Veränderungen auch mit messbaren funktionellen Verbesserungen des Herzens verbunden sind. Dazu gehören Untersuchungen der Herzleistung unter Belastung und in Ruhe sowie Studien an größeren Tiermodellen und schließlich am Menschen. Sollte sich der Zusammenhang bestätigen, könnte die Forschung langfristig dazu beitragen, Therapien für Herzrhythmusstörungen, Angina pectoris und das Broken-Heart-Syndrom stärker zu personalisieren.

Nächste Schritte der Forschung

Die Forscher konzentrieren sich nun darauf, herauszufinden, welche funktionellen Auswirkungen die beobachteten Veränderungen der Nervenzellen tatsächlich auf das Herz haben. Bisher konnte die Studie zeigen, dass regelmäßiges Ausdauertraining die Struktur der herzsteuernden Nervenknoten verändert. Entscheidend ist jedoch die Frage, ob diese anatomischen Anpassungen auch zu messbaren Verbesserungen der Herzregulation führen. Dazu wollen die Wissenschaftler untersuchen, wie das Herz unter verschiedenen Bedingungen reagiert – sowohl in Ruhe als auch während körperlicher Belastung. Dabei interessiert sie besonders, ob die durch Bewegung veränderten Stellatumganglien die Anpassungsfähigkeit des Herzens verbessern, beispielsweise durch eine effizientere Steuerung der Herzfrequenz, eine stabilere elektrische Erregung des Herzmuskels oder eine bessere Reaktion auf Stresssituationen.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Frage, ob das beobachtete Links-Rechts-Muster auch außerhalb des bisherigen Rattenmodells auftritt. Mithilfe nicht-invasiver Untersuchungsmethoden und biologischer Marker wollen die Forscher prüfen, ob ähnliche Unterschiede zwischen den beiden Seiten des sympathischen Nervensystems auch bei größeren Tierarten und letztlich beim Menschen nachweisbar sind. Diese Untersuchungen sind besonders wichtig, weil die Übertragung von Ergebnissen aus Tiermodellen auf den Menschen nicht automatisch möglich ist. Das menschliche Herz und sein Nervensystem sind komplexer, und viele Faktoren wie Alter, Trainingszustand, Erkrankungen oder genetische Unterschiede können die Reaktion beeinflussen. Dr. Coppi fügte hinzu: „Das Verständnis dieser Links-Rechts-Unterschiede könnte uns helfen, Behandlungen für Herzrhythmusstörungen und Angina pectoris individuell anzupassen. Unser nächster Schritt besteht darin, zu untersuchen, wie sich diese strukturellen Veränderungen auf die Funktion auswirken und ob ähnliche Muster bei größeren Tieren und beim Menschen auftreten.“

Sollte sich jedoch bestätigen, dass körperliche Aktivität die herzsteuernden Nerven beim Menschen in vergleichbarer Weise verändert, könnte dies neue Wege für die personalisierte Herzmedizin eröffnen. Ärzte könnten möglicherweise besser einschätzen, welche Nervensystem-Strukturen bei einem Patienten besonders beteiligt sind und welche Behandlung – beispielsweise eine gezielte Nervenblockade oder andere neuromodulierende Verfahren – den größten Nutzen verspricht. Die Forscher sehen in den Ergebnissen deshalb nicht nur einen Hinweis auf die positiven Auswirkungen von Bewegung auf das Herz, sondern auch einen möglichen Ansatzpunkt für zukünftige Therapien. Das langfristige Ziel besteht darin, die Verbindung zwischen körperlichem Training, Nervensystem und Herzfunktion besser zu verstehen und daraus individuellere Behandlungsstrategien für Erkrankungen wie Herzrhythmusstörungen und Angina pectoris zu entwickeln.