Geneffekte in Muskel und Neutrophilen nach Ausdauersport

Das generelle Ziel dieser Studie ist die Erforschung molekularer Signalwege von akuten Stress- und Regenerationsreaktionen nach einer einmaligen intensiven Ausdauerbelastung von gut trainierten, männlichen Probanden durch Analyse des Genexpressionsprofils mittels Microarrays und daran gekopplete Verifizierung durch RT-PCR. Dabei soll die Existenz eines für sportliche/körperliche Belastungen spezifischen Genexpressionsmusters verifiziert werden. Weiterhin soll nach Genen geforscht werden, deren Bedeutung im Zusammenhang mit körperlicher Belastung (Regeneration, Trainingsadaptationen) an bislang unbekannt war. Spezielles Augenmerk wird aus den folgenden Gründen auf den Vergleich von zirkulierenden polymorphonukleären neutrophilen Granulozyten (als einer spezifischen und in belastungsbedingte Entzündungsvorgänge, ultrastrukturelle Muskelschäden und oxidativen Stress involvierten Leukozyten-Subpopulation) und Muskelgewebe gelegt: Erstens, um zu verifizieren, ob die belastungsbedingte Genexpression von speziell diesem Immunzell-Typus jene in der Muskulatur wiederspiegelt, zweitens, um potentielle gemeinsame Transkriptions-Signalwege zu untersuchen; und, drittens, um molekulare Wechselwirkungen zwischen Neutrophilen und Muskelzellen zu spezifizieren. In sowohl Neutrophilen als auch in der Muskulatur werden Expressionsveränderungen von Genen erwartet, die an folgenden Prozessen beteiligt sind: Regeneration nach Störungen der zellulären Homöostase, Zellviabilität/ programmierter Zelltod, zellulärer Schutz vor oxidativem Stress und redox-sensitiven Signalwegen, Gewebereparatur und - wachstum/-differenzierung, Immunreaktionen/Entzündungsvorgänge. Die Studienerkenntnisse können einerseits zu einem verbesserten Verständnis der molekularen Effekte von körperlichem Training (z.B. in Hinblick auf deren gesundheitsfördernde Effekte) beitragen. Andererseits können die Resultate klären, inwieweit die Expression von spezifischen Genen in Immunzellen als stellvertretende Marker für systemische oder lokale (muskuläre) Reaktionen nach körperlicher Belastung als Alternative für Muskelbiopsie-Proben herangezogen werden können. Darüber hinaus soll der Eignung von Microarrays zur Steuerung und Evaluierung von gesundheitsbezogenen und leistungssportlich orientierten Trainingsstrategien überprüft bzw. verbessert werden. Zudem soll untersucht werden, inwieweit der Transkription von Genen auch eine Translation in Proteinen folgt. Die angestrebten neuen Forschungserkenntnisse dieser Studie dienen als Bindeglied zwischen dem erfolgreich abgeschlossenen FWF-Projekt "Risikobeurteilung von Teilnehmern eines Ironman Triathlons" und der geplanten Folgestudie (jeweils mit Dr. Neubauer als Co-Author und Co-Projektkoordinator). Der Auslandsaufenthalt ist für die weitere Karriereentwicklung von Dr. Neubauer ebenso wie für die Arbeitsgruppe von Ao.-Prof. Karl-Heinz Wagner (Emerging Field Oxidative Stress and DNA Stability, Dep. für Ernährungswissenschaften, Univ. Wien) von essentieller Bedeutung. Durch die Kombination von Infrastruktur, Zusammenarbeit und Vernetzung von hochkompetenten Forschern in verschiedenen, für die Studie relevanten Bereichen, bietet die Griffith Universtiät (AUS) eine zur Umsetzung dieses Projekts ideale Forschungsstätte.