Körperliche Aktivität wirkt sich positiv auf die Knochendichte aus. Tierexperimente lassen die intensivierte Bildung organischer Knochenmatrix und die vermehrte Einlage-rung von Calcium (Ca) in das Knochengerüst erkennen. Beim Menschen induziert mäßiges Training die Sekretion von Parathormon (parathyroid hormone = PTH); bei untrainierten Testpersonen sinkt dabei der Serum-Ca-Spiegel, bei trainierten bleibt er weitgehend unverändert. Da Parathormon die renale Synthese von Calcitriol (= 1,25-Dihydroxicholecalciferol) stimuliert, ist auch über diesen Weg ein Eingriff in den Ca-Stoffwechsel anzunehmen. Der Mechanismus, der den Reaktionen zugrunde liegt, ist weitgehend unbekannt; insbesondere fehlen experimentelle Daten zur intestinalen Ca-Resorption bei körperlicher Aktivität.
Hinzu kommen widersprüchliche Literaturangaben zum Einfluss körperlicher Belastung auf die Knochenmatrix. Nach Untersuchungen von K. Thorsen et al., Calcif. Tissue Int., 58 (1996), 221-225 u. 60 (1997), 16-20, führt Ausdauerbelastung von mäßiger Intensität bei untrainierten Frauen zum Absinken des Biomarkers für die Knochenbildung Propeptid Typ I Procollagen (PICP) und zum Anstieg des Biomarkers für die Knochenresorption carboxyterminales Telopeptid Typ I Collagen (CTx); in einer Studie mit trainierten Männern waren nach der Belastung beide Biomarker erhöht [J. D. Wallace et al., J. Clin. Endocrinol. Metab., 85 (2000),124-133].
Ziel der vorliegenden Studie ist die Messung der intestinalen Ca-Resorption, und einiger Bioindikatoren für Knochenkollagen bei einmaliger Ausdauerbelastung mit mäßiger Intensität. Testpersonen (TP) sind 18 männliche Leistungssportler (Alter: 25,2±0,6 Jahre; BMI: 23,0±0,3 kg/m2; Nichtraucher; Trainingsvolumen: 15,7±1,7 h/Woche). Die maximale Leistungsfähigkeit wird 2 Wochen vor dem eigentlichen Test ermittelt in einem Lauftest beginnend mit 2m/Sek. und Steigerung der Geschwindigkeit nach jeweils 5 Min. um 0,5 m/Sek. bis zum Blutlaktatspiegel (Blutprobe aus dem Ohrläppchen) von >=4 mmol/Liter (max. Leistungsfähigkeit). 70% dieser Leistung wird im Test gefordert.
Der Test ist als Kreuzversuch in randomisierter Reihenfolge angelegt. Am Test- und am Kontrolltag wird morgens nüchtern Blut abgenommen (Basiswert); es folgt die Ermittlung der Körperzusammensetzung (Bioimpedanzanalyse) und des BMI (Messung von KG und Länge). Nach einem Ca-armen Frühstück (50 g Brötchen mit 5 g Butter, 200 ml Apfelsaft mit 2,27 mmol SrCl2 x 6 H2O als Indikator für die Ca-Resorption) folgt der eigentliche Test. Er besteht aus einem 60-minütigen Lauf mit nachfolgender 3-stündiger Ruheperiode (Kontrolle: kein Lauf, 4-stündige Ruheperiode); Nahrung und Getränke dürfen während der Testzeit (4 h) nicht aufgenommen werden. Danach wird das KG nochmals bestimmt und eine weitere Blutprobe entnommen. 4 Tage vor dem Test werden die verzehrten Lebensmittel und Getränke nach Art und Menge registriert und die Nährstoffe anhand des Bundeslebensmittelschlüssels Version II berechnet. Auffallend ist die sehr hohe Ca- und Phosphor-Aufnahme der TP (nahezu 200% der Empfehlung). Am Vor-Testtag wird der 24h-Harn gesammelt (7Uhr - 7Uhr am Testtag).
Aus den Blutproben werden Gesamtprotein (g/dl), Albumin (µmol/L), PTH (ng/ml), CTx (pmol/L), PICP (pg/ml), Calcitriol (pmol/L) sowie der Gehalt an Ca (mmol/L) und Sr (µmol/L) bestimmt. Der Sr-Test gilt als zuverlässige Methode zur Ermittlung der Ca-Resorption. Beide Ionen werden über den gleichen Mechanismus und mit gleicher Kinetik resorbiert.
Ernährungsstatus (Körpergewicht, -fett, -muskelmasse, -wasser, Energie- und Nährstoffaufnahme und Ausscheidung von Wasser, Ca und Kreatinin im 24 h-Harn) und Basiswerte der im Serum gemessenen Parameter des Ca- und Knochenstoffwechsels sind an den beiden Untersuchungstagen (Test- und Kontrolle) nahezu gleich. Am Ende der Testphase ist das Gesamtprotein in der Test und der Kontrollgruppe gleichermaßen angestiegen, Albumin nur in der Kontrollgruppe. Ca und PTH im Serum bleiben unverändert, Sr steigt um ein Mehrfaches an, in der Testgruppe signifikant höher als in der Kontrollgruppe; die Resorptionsrate liegt in der Kontrollgruppe bei 14,6±0,8%, in der Testgruppe bei 16,2±0,7%. Der Unterschied ist signifikant (p <0,05). CTx sinkt im Verlauf des Tests bei Belastung und Ruhe gleichermaßen hochsignifikant ab (p <0,001). Bei Calcitriol und PICP treten Unterschiede zwischen Belastung (Test) und Ruhe (Kontrolle) zutage: Calcitriol steigt nach Belastung an (p <0,05), PICP fällt ab (p <0,025). Das KG bleibt unter Belastung unverändert, am Kontrolltag sinkt es während der 4-stündigen Ruheperiode um 1,0±0,1 kg (-0,2 bis ?1,6 kg) ab.
Die Ergebnisse werden eingehend diskutiert; sie bestätigen die Vermutung, wo-nach bei körperlicher Belastung mehr Ca aus dem Gastrointestinaltrakt resorbiert wird als in Ruhe. Die Kollagenbildung in der Knochenmatrix wird gehemmt (Biomarker PICP), die physiologische Fluktuation des Biomarkers für die Knochenresorption, CTx, bleibt jedoch unbeeinflusst.