Geburtsgewicht könnte Nierenstress nach extremen Langstreckenrennen vorhersagen

Das Geburtsgewicht könnte laut neuen Forschungsergebnissen dabei helfen, die Belastung der Nieren nach extremen Langstreckenrennen vorherzusagen.

Die Studie deutet darauf hin, dass die Grenzen der Ausdauer nicht allein von Training und Willenskraft abhängen, sondern teilweise auch von einer bereits vor der Geburt geprägten biologischen Kapazität.

In zwei Ultramarathon-Szenarien zeigten Blutproben rund um die Ziellinie, dass die Nierenbelastung unter den Läuferinnen und Läufern nicht gleichmäßig verteilt war.

Dr. Alison A. Murray, biologische Anthropologin an der University of Victoria (UVic) in British Columbia, beschrieb ein Muster, das die Sportler bis ins Erwachsenenalter begleitete.

Die geringsten Schadenssignale lagen bei etwa acht Pfund, während bei Athletinnen und Athleten mit niedrigerem oder höherem Geburtsgewicht nach extremer Belastung stärkere Kreatininanstiege auftraten.

Warum die Nieren unter Druck geraten

Die Ergebnisse unterstreichen, dass die Nieren ein entscheidender Bestandteil der Ausdauerleistung sind, und erklären, weshalb sie unter extremer Belastung zum limitierenden System werden können.

Bei extremen Läufen wird weniger Blut zu den Nieren geleitet, weil Muskeln und Haut mehr Sauerstoff benötigen und die Kühlung des Körpers unterstützen müssen.

In jeder Niere reinigen Nephrone – winzige Filtereinheiten – das Blut, regulieren Wasser und Salze und leiten Abfallstoffe in Richtung Urin weiter.

Lange Rennen können dieses System mit Muskelproteinen überlasten. Dadurch steigt Kreatinin – ein Abfallprodukt, das die Nieren normalerweise ausscheiden – im Blut an. Kommen Hitze oder ein ungünstiger Flüssigkeitshaushalt hinzu, können dieselben Strecken die Nieren deutlich stärker beanspruchen.

Geburtsgewicht und Nierenkapazität

Das Geburtsgewicht lieferte einen überraschend frühen Hinweis, da die Nierenentwicklung größtenteils vor der Geburt abgeschlossen wird.

Bei eingeschränktem Wachstum des Fötus können weniger Filtereinheiten dazu führen, dass die Nieren im Erwachsenenalter über geringere Reserven verfügen.

Fachleute bezeichnen diese Reserve als renale Funktionsreserve – zusätzliche Filterleistung, die verfügbar ist, wenn die Belastung plötzlich ansteigt.

Die Studie legt nahe, dass diese Reserve besonders dann wichtig wird, wenn Sport nicht mehr alltäglich ist und der Bedarf an zusätzlicher Filtration extrem zunimmt.

Der Blick auf das Geburtsgewicht

Unter 44 Läuferinnen und Läufern konzentrierte sich der niedrigste vorhergesagte Kreatininanstieg nach Berücksichtigung anderer gemessener Faktoren auf ein Geburtsgewicht von rund 8.4 Pfund.

Das Ergebnis ergab eine U-förmige Kurve – das Risiko stieg an beiden Enden –, nicht bloß eine Warnung vor niedrigem Geburtsgewicht.

In den Rohdaten zeigten 25 von 44 Athletinnen und Athleten Kreatininveränderungen, die groß genug waren, um Bedenken hinsichtlich einer akuten Nierenschädigung auszulösen.

Eine solche Sorge bedeutet, dass die Nierenfunktion plötzlich nachlassen kann und sich Abfallstoffe schneller ansammeln, als der Körper sie ausscheiden kann.

Hitze erhöhte den Druck

Hitze verstärkte das Nierensignal, obwohl das Rennen in der Kälte mehr Muskelschäden verursachte.

Beim heißen Rennen stieg Kreatinin im Durchschnitt um 0.5 Milligramm pro Deziliter, gegenüber 0.2 beim kalten Rennen. Die Athletinnen und Athleten in der Hitze verloren außerdem mehr Körpermasse; bei 35% betrug der Verlust im Ziel mehr als 5%.

Im endgültigen Modell blieb die Flüssigkeitszufuhr ein wichtiger Faktor. Das zeigt, dass die Vorgeschichte bei der Geburt weder Risiken am Renntag noch einfache Fehler bei der Flüssigkeitsaufnahme auf der Strecke aufhebt.

Flüssigkeit mit zwei Seiten

Empfehlungen zur Flüssigkeitsaufnahme sind kompliziert, weil das Körpergewicht bei sehr langer Belastung nicht gleichbedeutend mit dem Körperwasser ist.

Wenn Glykogen – gespeicherter Kohlenhydratbrennstoff – verbraucht wird, verändern Nahrung, Schwellungen, Schweiß und Urin gleichermaßen die Zahl auf der Waage.

Große Verluste können dennoch auf Dehydrierung hindeuten, die das Blutvolumen senkt und den Blutfluss zu den Nierenfiltern verringert.

Auch starke Gewichtszunahmen können gefährlich sein, da übermäßiges Trinken bei Ausdauerwettkämpfen das Natrium im Blut verdünnen kann.

Muskelprotein nach Schäden freigesetzt

Die Muskelschäden schienen in beiden Szenarien erheblich zu sein, erklärten das Muster bei der Nierenbelastung jedoch nicht.

Das Rennen in der Kälte führte zu deutlich höheren Myoglobinwerten – Myoglobin ist ein nach Muskelschäden freigesetztes Muskelprotein – als das heiße Rennen.

Trotzdem stieg Kreatinin in der Hitze stärker an, wo Flüssigkeitsverlust die Filtration zusätzlich belastete.

Vermutlich spielte auch die Gestaltung des Rennens eine Rolle: Die Teilnehmenden des Kälterennens trugen Ausrüstung durch Schnee, schliefen kaum und waren über Stunden hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt.

Grenzen menschlicher Ausdauer entstehen früh

Der menschliche Körper besitzt viele Eigenschaften, die das Laufen über lange Distanzen unterstützen, von federnden Sehnen bis zur Kühlung durch Schwitzen.

„Menschen werden oft als von Natur aus für Ausdauer geschaffen beschrieben – eine Eigenschaft, die sich vermutlich während der Jäger-und-Sammler-Zeit entwickelte, als Reisen über lange Strecken für das Überleben unverzichtbar war“, sagte Murray.

Extremrennen relativieren diese Erzählung, denn Organe sind weiterhin von individueller Kapazität abhängig. Ein auf Bewegung angepasster Körper kann dennoch einen Punkt erreichen, an dem die Regeneration nicht mehr Schritt halten kann.

Grenzen der Studie und künftige Forschung

Läuferinnen und Läufer sollten das Geburtsgewicht nicht als einfache Bestehens-oder-Durchfall-Zahl für Ausdauersport verstehen. Die von der UVic geleitete Stichprobe war klein, die Angaben zum Geburtsgewicht beruhten auf Selbstauskunft, und die meisten Athletinnen und Athleten stammten aus Industrieländern.

„Unsere Studie stellt die Frage, ob es so etwas wie ‚zu viel‘ Bewegung gibt und wie biologische Faktoren des frühen Lebens die Reaktion des Körpers auf extreme körperliche Anforderungen prägen können“, sagte Murray.

Vorerst ist die praktische Lehre zurückhaltend: Extremsportlerinnen und Extremsportler benötigen individuelle medizinische Beratung statt pauschaler Draufgängerei bei heißen Wettkämpfen.

Geburtsgewicht, Flüssigkeitszufuhr, Hitze und Renngestaltung deuten nun darauf hin, dass Ausdauer das Ergebnis eines Zusammenspiels zwischen Training und Organreserve ist.

Künftige Studien mit größeren und vielfältigeren Gruppen könnten diesen Hinweis in sicherere Untersuchungen, eine klügere Wettkampfbetreuung und klarere Empfehlungen zum Abbruch verwandeln, bevor Athletinnen und Athleten an der Startlinie stehen.