Alex Hutchinsons Lauflabor

Was verursacht Muskelschmerzen während harten Belastungen?

Forscher reproduzieren Muskelschmerzen durch die Injektion von Metaboliten, um dem Rätsel der Muskelerschöpfung auf die Spur zu kommen.

Schmerzempfindung vs keine Schmerzempfindung

Abbildung 1: Die Zunahme des Stoffwechselniveaus zeigt eine deutliche Beziehung zwischen dem Anteil der Empfindung von keinem Schmerz und dem Anteil von Schmerzempfindung.

Bild: runnersworld.com

Ich bin schon so ziemlich jede Distanz zwischen 100 Metern und Marathon gelaufen, doch die mit Abstand härteste Strecke waren für mich immer die 800 Meter. Warum? Dieses unglaubliche Brennen in den Muskeln, das Gefühl des „Übersäuerns“, wenn man über der aeroben Schwelle läuft, um ein bestimmtes Tempo zu halten. Seit den Jahren, in denen ich noch 800er lief, haben Forscher einiges mehr über das, was in den Muskeln während eines harten Trainings passiert, herausgefunden. Zum Beispiel stellte sich heraus, dass Laktat an sich nicht zu Muskelschmerzen führt, sondern tatsächlich als ein Brennstoff für weitere Energie genutzt wird.

Also, was verursacht den Schmerz?

Dazu gibt es eine interessante Untersuchung in der Zeitschrift Experimental Physiology von einer Forschergruppe um Alan Lights an der University of Utah. Um die Frage zu beantworten, was das Auftreten von Muskelbrennen und -schmerzen verursacht, injizierten die Forscher Laktate, Protone (zur Bestimmung des Säuregehalts) und ATP direkt in die Daumenmuskeln von zehn Freiwilligen. Die Konzentrationen variierten von einem „normalen" Niveau, das immer im Körper zu finden ist, bis hin zu höheren Dosen, die während moderatem, hartem und extremen Training im Körper zirkulieren. Das führte in einen PH-Bereich von 7,4 bis 6,6 und einen Laktatbereich von 1 Millimol bis 50 Millimol.

Alle 30 Sekunden wurden die Freiwilligen gebeten, ihre Wahrnehmungen mitzuteilen. Die Antworten wurden in zwei grundlegende Kategorien unterteilt: Schmerzempfindung (wie „Schmerz“ und „heiß“) und keine Schmerzempfindung (wie „Druck“ und „müde“). Abbildung 1 zeigt den Anteil der Empfindung von keinem Schmerz (in der Regel ermüdungsbedingt) gegenüber dem Anteil von Schmerzempfindungen im Zusammenhang mit der Zunahme des Stoffwechselniveaus.

Es zeigt sich eine ziemlich deutliche Beziehung. Die Autoren meinen (gestützt auf frühere Tierstudien), dass es eine Gruppe von Rezeptoren in den Muskeln gibt, die Müdigkeitsempfindungen hervorruft und die durch die niedrigen Metabolitenkonzentrationen, wie während einer moderaten Trainingseinheit aktiviert wird, und eine andere Rezeptorengruppe, die Schmerzempfindungen hervorruft und die durch höhere Metabolitenkonzentrationen, wie sie während kräftigeren und härteren Belastungen (wie einem 800-Meter-Rennen!) auftreten, aktiviert wird.

Abbildung 2: Je stärker der Stoffwechselumsatz, desto stärker die Schmerzempfindung.

Bild: runnersworld.com

Um das Bild abzurunden, zeigt eine ähnliche Graphik in Abbildung 2, die Intensität der Nichtschmerz- und Schmerzempfindungen während unterschiedlicher Metabolitenkonzentrationen, wieder eine ziemlich deutliche Beziehung:

Je stärker der Stoffwechselumsatz, desto stärker die Empfindung.

Nun die Überraschung: Die Graphiken wurden durch die gleichzeitige Injektion aller drei Metaboliten erzeugt. Aber was geschieht, wenn man sie einzeln spritzt? Kurzum: nichts. Es fanden sich im Wesentlichen überhaupt keine Antworten hinsichtlich der einzelnen Metaboliten. Also reagieren die Rezeptoren anscheinend nur auf die synergistische Kombination von allen dreien. Auch dies stimmt mit früheren Tierversuchen überein.

Bedeutet dies, dass wir das Rätsel der Muskelerschöpfung gelöst haben?

Nun, das hängt wohl davon ab, was man genau unter Erschöpfung versteht. Sicherlich bieten die Daten einige Hinweise darauf, was das Unbehagen während eines 800-Meter-Rennens verursacht.

Doch eigentlich ist doch die interessantere Frage, ob es die Metaboliten sind, die uns zwingen, das Tempo zu verlangsamen. Samuele Marcora, der Forscher, der mich auf diese Studie hingewiesen hat, würde dies verneinen. Er behauptet, dass „Anstrengung“ und „Schmerz“ zwei unterschiedliche Empfindungen sind – so dass man während eines 800-Meter-Rennens Tempo raus nimmt, weil es zu schwer fällt, die Muskeln schneller zu bewegen und nicht weil es weh tut.

Ich finde diese Argumentation ziemlich überzeugend, aber ich denke auch, dass – da auch Studien dies belegen - es sehr schwierig ist, eine klare Linie zwischen Erschöpfung und Unbehagen zu ziehen. Das Schöne daran ist, dass noch viele interessante Studien auf diesem Gebiet folgen werden, die das Bild gewiss noch klarer werden lassen.

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