Messung von Zytokinen im Rahmen von physischer Belastung und ihre Auswirkung auf den Brief Symptom Inventory (BSI)
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Abstract
Die SPEER- Studie ist eine randomisiert kontrollierte Längsschnitt-Studie, in der Teilnehmende (n=29) untrainierte Personen (Unstrukturierte körperliche Aktivität, <150 min/Woche) zu zwei Zeitpunkten (T1 und T3) eine Leistungsdiagnostik einschließlich Spiroergometrie und Verwendung standardisierter Laufbandtests absolvierten. Die Proband*Innen wurden in eine Interventions- und Kontrollgruppe eingeteilt. Die Interventionsgruppe erhielt ein achtwöchiges, onlinebasiertes Trainingsprogramm, das aus Intervall- und kontinuierlichen Laufeinheiten bestand und zur einer progressiven Erhöhung der Trainingsbelastung führte, während die Kontrollgruppe angewiesen wurde, ihre physische Aktivität nicht zu verändern. Im Rahmen der Testungen wurden bei jedem Probanden zu vier Zeitpunkten Blut abgenommen (in Ruhe [TPre] sowie 5 Minuten [TPost], 30 Minuten [T+30] und 60 Minuten [T+60] nach dem Test). Das EDTA-Plasma wurde auf 12 Zytokine mittels eines bead-basierten Multiplex-Immunassays (LEGENDplexTM Human-Th-Cytokine-Panel) untersucht. Zusätzlich erfolgten zu den Zeitpunkten T0 (innerhalb von 10 Tagen vor der ersten Testung T1) und T2 (innerhalb von 10 Tagen nach der zweiten Testung T3) die Erhebung von Depressionssymptomen mittels des Brief Short Inventory (BSI).
Hierbei wurden zur Überprüfung der ersten Hypothese die Auswirkungen körperlicher Belastung auf die Ausschüttung von Zytokinen untersucht. Die zweite Hypothese untersuchte den Einfluss von Interleukine auf Depressionssymptomen.
Auf Bezug zur ersten Hypothese konnten signifikante Unterschiede nach körperlicher Belastung der Interleukine IL-6, IL-10, IL-17F, IL-2, IL-4, IL-9, IL-17A und IL-22 festgestellt werden. Diese Veränderungen variieren je nach Interleukin und Zeitintervall nach der Belastung. Hingegen konnte für die Interleukine IFN-Gamma, IL-5, IL-13 und TFN-Alpha keine signifikanten Veränderungen nachgewiesen werden.
Besonders die Rolle von Interleukin-6 (IL-6) wurde beleuchtet, das eine Schlüsselrolle sowohl in der entzündlichen als auch in der antiinflammatorischen Reaktion spielt. Die Ergebnisse zeigten, dass die IL-6-Freietzung sowohl durch muskuläre Kontraktion als auch durch das Immunsystem freigesetzt wird. So zeigte IL-6 signifikante Anstiege nach körperlicher Belastung sowohl bei T1 als auch bei T3. Die Erhöhung war bereits unmittelbar nach der Belastung (T1post) signifikant (p=0,003) und blieb über 30 Minuten (p=0,001) und 60 Minuten (p=0,01) bestehen. Auch bei der zweiten Testung (T3) stieg IL-6 signifikant von T3pre zu T3post (p=0,041), T3+30 (p=0,035) und T3+60 (p=0,015) an.
Bei fehlenden signifikanten Unterschieden zwischen der Kontroll- und Interventionsgruppe ist gilt jedoch zu beachten, dass die Intervention möglicherweise keinen Einfluss auf die Interleukin-Ausschüttung hat.
Die SPEER-Studie bestätigt frühere Erkenntnisse, dass körperliche Aktivität die Zytokinproduktion moduliert, wobei nach der aktuellen Literatur die Intensität der Belastung die IL-6 Konzentration beeinflusst. So führte intensive Trainingseinheiten zur einer kurzfristigen hohen IL-6-Ausschüttung, während regelmäßig moderates Training zu einer Abnahme proinflammatorischer Zytokine führte.
In Bezug auf die zweite Hypothese wurde die Korrelation der Interleukine mit Depressionssymptome untersucht. Hierbei zeigte sich zum Zeitpunkt T3pre eine signifikante positive Korrelation zwischen IFN-Gamma und den Depressionssymptomen zum Zeitpunkt T2 mit einem Korrelationskoeffizient von r= 0,722 (p= 0,018) und einer berechneten Effektstärke ach Cohen´s d= 0,72.
Zusätzlich zeigte sich eine signifikante positive Korrelation zwischen IL-9 zum Zeitpunkt T3pre und den Depressionssymptomen zum Zeitpunkt T2. Der Korrelationskoeffizient betrug r= 0,570 (p= 0,011) mit einer berechneten Effektstärke nach Cohen´s d=0,057. Diese Ergebnisse unterstützen im Einklang mit der Literatur, dass Zytokine eine Rolle in der Pathophysiologie depressiver Störungen eine Rolle spielen könnten und dass körperliche Aktivität eine modulierende Wirkung auf diese Prozesse hat.
Aufgrund der geringen Stichprobengröße (n=29) können keine robusten Schlussfolgerungen gezogen werden. So vermindert eine kleine Stichprobe die statistische Power und beeinträchtigt somit die Generalisierbarkeit der Ergebnisse. Daher sind weitere Studien mir eine größere Kohorte notwendig um robustere Ergebnisse zu erhalten.
Interleukine könnten bei Depressionen eine wichtige Rolle spielen, deren langfristige Auswirkungen und die Modulation durch körperliche Aktivität weiter erforscht werden müssen. Da Interleukine nach physischer Aktivität sowohl schützende als auch entzündungsfördernde Effekte haben können, könnte ein besseres Verständnis dieser Mechanismen zu gezielten sportmedizinischen Empfehlungen beitragen.