MICHAEL NEDWED MYOGLOBIN

Transkript

1 MICHAEL NEDWED MYOGLOBIN Oktber 2012

2 Myglbin (MB) Es wird nach Erklärungen gesucht warum gewisse Leistungen im Apnetauchen möglich sind und dabei werden auch die Funktinen unseres Körpers genauer betrachtet. Manche Therien suchen ihre Argumentatin in anderen Spezies, andere in einem mythisch, esterisch angehauchten Bereich. Ich bezweifele nicht das in einem gewissen Maß die Möglichkeit gegeben ist sich verlrene Gaben wieder anzutrainieren. Tauchende Säugetiere und ihre Fähigkeiten sind faszinierend und scheinen in einigen Menschen Sehnsüchte zu wecken diese Fähigkeiten adaptieren zu können. Ein Mank an diesen Therien ist, dass lediglich ein Aspekt betrachtet wird und andere wesentliche Punkte in die Überlegungen nicht einbezgen werden. Beispiel Myglbin: Tauchende Säugetiere haben Myglbin Menschen haben weniger Myglbin als diese, aber beide haben es. Therie: Myglbingehalt auf das Level eines beliebigen tauchenden Säugetieres, am besten Pttwal, anpassen und man kann tiefer und länger tauchen. Mit 32 Wörtern ist eine neue Therie gebren. Jetzt nch die hch wissenschaftliche Erkenntnis, das wir uns 9 Mnate in einer dem Meerwasser sehr ähnlichen Umgebung entwickelt haben und schn ist der Bezug zu den Meeressäugern hergestellt. Dummerweise hat das Fruchtwasser keinerlei Ähnlichkeit mit Meerwasser der Süßwasser. Ja, ich bin ein Spielverderber. Was ist Myglbin, was bewirkt es und kann man es durch gezieltes Training wirklich erhöhen? My kmmt aus dem Griechischen und bedeutet Bezug zum Muskel und Glbine sind Prteinbestandteile. Myglbin ist ein Sauerstffbindendes Prtein. Die Synthese des Myglbins findet beim Menschen ausschließlich in der Quergestreiften Muskulatur (Herz- und Skelettmuskulatur) statt, wbei in der auf Ausdauerleistung ausgelegten Muskulatur der Myglbingehalt höher ist als in Muskeln, die auf kurzfristige Belastungen knzipiert sind. In anderen Geweben ist kein Myglbin nachweisbar. Myglbin bindet Sauerstff mit der sechsfachen Affinität (Maß für die Bindungsstärke) des Hämglbins, wbei die Affinität des Myglbins im Gegensatz zum Hämglbin unabhängig vm herrschenden Partialdruck ist. Es hat als immer die gleiche Bindungsstärke, unabhängig davn b der PO 2 hch der niedrig ist. Dadurch ist im Prinzip gewährleistet, dass ein knstanter Gradient vrhanden ist, der dem Hämglbin sehr schnell den benötigten Sauerstff entziehen kann. Myglbin bindet pr Mlekül ein Mlekül Sauerstff, ein Mlekül Hämglbin bindet maximal 4 Mleküle Sauerstff. Obwhl Myglbin im Blut festgestellt werden kann, ist es kein funktinaler Bestandteil des Blutes, sndern wird durch absterbende der beschädigte Zellen freigesetzt und wie andere Abfallprdukte durch das Blut zur Entsrgung in die Nieren transprtiert. Im menschlichen Körper sterben pr Sekunde vn den rund 100 Billinen Zellen etwa Millinen Zellen ab und werden erneuert. Durch diesen natürlichen und unbedenklichen Vrgang wird das Myglbin in den Blutkreislauf abgegeben. Die Halbwertzeit im Blut beträgt nur Minuten, da es rasch durch die Nieren abgebaut wird. Die Nrmwerte für Myglbin im Blut, hne Belastung, liegen für Frauen bei <35 µg/l und für Männer bei <55 µg/l. Der Unterschied lässt sich durch die, in der Regel, höhere Muskelmasse der Männer erklären. Anhand der Knzentratin des Myglbins im Blut wird in der Sprtmedizin der Trainingszustand analysiert. Es gibt vrdefinierte Belastungstests, an denen man den Myglbinauswurf im Blut beurteilen kann. Übersteigt der Myglbinwert im Blut einen Wert vn >110 µg/l, spricht man vn einer Überbelastung der Muskulatur. Je höher der Wert, dest schlechter fällt die Beurteilung des Trainingszustandes aus. Ein hher Myglbinwert im Blut hat keinerlei Aussagekraft bezüglich des Myglbingehaltes in der Muskulatur, sndern gibt lediglich einen Anhalt über die Sterberate der Zellen. Die Differenz vn den Nrmwerten bis 110 µg/l unter Belastung, nimmt man als nrmal an, da auch bei Sprtlern unter Belastung ein Anstieg in diesem Bereich als unvermeidbar angesehen wird. Die Frage nach der Funktin des Myglbins beim Menschen ist vn der Frschung nch nicht umfassend beantwrtet. Bei tauchenden Säugetieren ist das MB eindeutig als O 2 -Speicher anzusehen. Seite 2 vn 8

3 Bei Wirbeltieren und Menschen, die hauptsächlich an Land leben, sieht dies anders aus. Selbst unter Anxie (vllständiges Fehlen vn Sauerstff)) gibt das menschliche MB nur etwa 50% des gespeicherten O 2 ab. Ich weise explizit darauf hin, dass der Begriff Anxie hierbei wichtig ist und nicht mit Hypxie (Sauerstffmangel) gleichzusetzen ist. Da Myglbin selbst unter der Bedingung, dass im Blut kein O 2 mehr angeliefert wird, lediglich 50% O 2 freigibt, ist es als Ntlauf-Kapazität in unserem bilgischen Design whl kaum vrgesehen. Im Umkehrschluss kann man davn ausgehen, dass bei einer Hypxie dann sgar weniger als die 50% O 2 abgegeben werden. Eine mögliche These, dass der Muskel unter Nrmalbedingungen kein MB benötigt, beruht auf lebensfähigen Mausmutanten, die über kein MB verfügen. In diesem Fall reicht der nrmale O 2 - Gradient zur O 2 -Versrgung des Muskels aus. Jedch bei temprärer Hypxie (O 2 -Mangel), wie sie z. Bsp. bei erhöhter Muskelaktivität auftreten, reicht der nrmale O 2 -Gradient nicht mehr zur Versrgung der Mitchndrien ( Energiekraftwerke der Zellen) aus. Das kann man whl auf die längere Zeitspanne zurückführen, die die Diffusin im Verhältnis zur Myglbinfunktinalität benötigt um den Sauerstff zum Verarbeitungsrt zu transprtieren. In diesem Fall sind die Muskeln für Flucht der Jagd nicht zu gebrauchen, da in diesem Fall die Energie anaerb gewnnen wird und der Laktatspiegel steigt. Der Muskel erhält durch das MB seine Farbe, je höher der Myglbingehalt, dest dunkler der Muskel. Der Mensch verfügt über etwa 6 mg Myglbin pr g Muskel. Der Pttwal (schwarzes Muskelfleisch) hat ein Verhältnis vn ca. 56 mg/g und Rbben 52 mg/g. Würde man der Therie flgen, das eine Steigerung des Myglbins in einem Rahmen möglich wäre, das es beim Menschen eine Speicherfunktin ähnlich der der tauchenden Säugetiere bewerkstelligen könnte, müsste sich dies bezüglich der Muskelfärbung auswirken. Anhand der O 2 -Bindungskapazität des MB stehen nun pr Kg Muskelmasse flgende O 2 Vrräte zur Verfügung: Mensch Rbbe Pttwal 8 ml 69,3 ml 74,7 ml Wenig Myglbin viel Myglbin Fisch Geflügel Rind Wal Ob die Myglbinknzentratin im Muskel durch Training erhöht werden kann, ist nch umstritten. Die grße Mehrheit der entsprechenden Veröffentlichungen spricht für diese Möglichkeit, bwhl es gelegentlich auch abweichende Befunde gibt. In welchem Bereich sich die Steigerungsrate bewegen, knnte ich bislang nicht feststellen. Selbst wenn wir eine Steigerung vn 100% annehmen, könnte eine slche Steigerung den Körper nicht über einen längeren Zeitraum mit Sauerstff versrgen. Unter Belastung reicht der Sauerstff der an das Myglbin gebunden ist, selbst nach dieser Steigerung lediglich für wenige Sekundenbruchteile. Für Sprtarten, bei denen es um Belastungen in diesen geringen Bereichen geht, spielt eine rasche Weitergabe vn O 2 natürlich eine Rlle. Jedch wird hier auch permanent Sauerstff zugeführt. Im Apnetauchsprt ist der O 2 Vrrat jedch limitiert und die Flgen des Verbrauchs im Grenzwertbereich wesentlich gefährlicher als bei den gängigen Landsprtarten. Seite 3 vn 8

4 Betreibt man Sprt bilden sich die Körper-Systeme weiter aus. Das Blutvlumen steigt, die Muskelmasse erhöht sich und die Effektivität der Muskulatur wird verbessert. Das sich das Myglbin ebenfalls anpasst dürfte unstrittig sein. Bedingt durch die höhere Muskelmasse und nur drt gibt es ja das Myglbin, erhöht sich auch die Zahl der Mitchndrien (die Kraftwerke der Zellen). Es ist als nicht unbedingt s zu verstehen, dass sich pr Kg Muskelmasse die Masse des Myglbins sich exrbitant erhöht, sndern in einem bestimmten Verhältnis zur Muskelmasse. Bei der Berechnung des O 2 Speichers Myglbin wird dann gerne geflunkert, da man das gesamte Körpergewicht zur Berechnungsgrundlage nimmt. Wie schn mehrfach erwähnt ist Myglbin jedch nur in der quergestreiften Muskulatur vrhanden. Man geht bei untrainierten, nrmalgewichtigen Menschen davn aus, dass bei Männern rund 42% und bei Frauen etwa 36% des Körpergewichtes Muskelmasse sind. Hier haben wir als schn wieder die Prblematik der Individualität. Wer kennt schn seine Muskelmasse und die Haushaltswaagen mit Fettanteilanzeige als Quellwert kann man gleich vergessen. Auch den BMI Wert kann man nicht heranziehen, es ist whl einleuchtend das ein BMI Wert vn 28 des Herrn Markus Maria Prfitlich nicht mit dem BMI Wert 28 vn einem der Herren Klitschk zu vergleichen ist. Bei dem Rechenbeispiel verwende ich als die Nrmalwerte zur Veranschaulichung. Frau: 60 Kg * 0,36 21,6 Kg Muskelmasse * 8 ml/kg = 172,8 ml O 2 Mann 75 Kg * 0,42 31,5 Kg Muskelmasse * 8 ml/kg = 252 ml O 2 Würde eine Steigerung des Myglbingehaltes um ⅓ möglich sein, als auf 8 mg/g was einer Bindungskapazität vn 10,6 ml/kg bedeutet, dann stünde nach dem bigen Rechenbeispiel 229 ml bzw. 334 ml O 2 zur Verfügung. In Ruhe, als hne Körperliche Belastung verbraucht ein Mensch schn 300 ml/min, wenn man dies zugrunde legt hält ein slcher Myglbingehalt (Nrmalwerte) rund 35 sec der 50 sec. Bezieht man nun nch ein, das selbst unter Anxie lediglich 50% des O 2 durch das Myglbin freigegeben werden, sind wir nch bei 17,5 sec der 25 sec. Jetzt nch die Belastung und es wird ersichtlich das die Funktin des Myglbin als O 2 Speicher recht unzureichend erscheint, wenn wie im Apnetauchsprt üblich kein O 2 vn außen mehr zugeführt wird. Da die Bindung vn Sauerstff durch das Häm und smit durch Eisen (Fe II) erflgt, mache ich an dieser Stelle einen kurzen Abstecher zum Eisen. Der Mensch verfügt über etwa 4-5 g Eisen im Körper, welches in verschiedenen Bindungen seinen Aufgaben nachkmmt. Der Anteil im Blut ist vm Alter und Geschlecht abhängig. Um eine Gewichtung des Fe Anteiles, insbesndere bei der Sauerstffverwertung, vrnehmen zu können ist es hilfreich die przentualen Verhältnisse zu kennen, denn hne Eisen ist es um die Sauerstffversrgung schlecht bestellt. Auch aus dieser Knstellatin ist erkennbar, das Myglbin nie eine Speicherkapazität erreichen könnte um die Versrgung des Körpers mit Sauerstff über selbst einen sehr kurzen Zeitraum zu gewährleisten. Ich habe hierbei 4,5 g Eisen als Ausgangsgrundlage genmmen. Seite 4 vn 8

5 Fe in g % g In 4,5 67,0 3,0150 Hämglbin 27,0 1,2150 Ferritin 3,5 0,1575 Myglbin 2,2 0,0990 Serumeisen 0,2 0,0090 Enzyme 0,1 0,0045 Transferrin Da einige Zeitgenssen gerne die tauchenden Säugetiere als Vergleichsmöglichkeit heranziehen, kann man hier einige Werte miteinander vergleichen und sich seine eigenen Schlüsse ziehen. Der Speicherwert der Muskeln beruht auf dem Myglbin. Mir ist bewusst, dass in der Tabelle zwei Psitinen mit Lebewesen besetzt sind auf die der Begriff tauchende Säugetiere nicht zutrifft. Der Königspinguin ist ein tauchender Vgel, der wie wir Menschen ein feststehendes Brustbein hat und in Tiefen vn fast 600 m vrdringen kann. Allein die Tatsache des feststehenden Brustbeines macht den Pinguin für mich interessant um zu sehen, wie diese Spezies dieses Prblem handhabt. Blut ml/kg Lunge O 2 in% Blut O 2 in % Muskel O 2 in % Mensch Kalifrnischer Seelöwe Seite 5 vn 8

6 Bttlense Delfin Königspinguin Weddelrbbe Anmerkungen: Wie für alle Labrwerte gilt, dass aus islierten, leichten Erhöhungen der Erniedrigungen vn Labrwerten man in den wenigsten Fällen eine Schlussflgerung auf irgendeine Erkrankung der Trainingszustand ziehen kann. Bei nur leichten Abweichungen vn den Nrmwerten, muss keinesfalls irgendeine der nachflgend genannten Erkrankungen der Veränderungen vrliegen! Man kann derzeit nch nicht bestimmen b das Myglbin aus der Skelettmuskulatur der dem Herzmuskel stammt. Dies ist bei der Diagnse vn Herzinfarkten ein Aspekt, der berücksichtigt werden muss. Damit man sich in etwa ein Bild davn machen kann wie es zu erhöhten Myglbinwerten im Blut kmmen kann, habe ich hier die häufigsten Möglichkeiten aufgelistet. Wann wird Myglbin freigesetzt? 1. bei Herzmuskelschädigungen Herzinfarkt (Gipfel meist zwischen 600 und 1000 µg/l) manche Fälle vn instabiler Angina pectris (Herzenge) zeigen geringe Anstiege Herzmuskelentzündung (Mykarditis) Kardimypathie (Herzmuskelerkrankungen verschiedener Ursache) Herzquetschung (Herzkntusin) durch Verletzungen Operatinen am Herzen Bei den letzten beiden Punkten wird natürlich in den meisten Fällen auch eine Schädigung der Skelettmuskulatur zum erhöhten Myglbin beitragen. 2. bei Schädigung der Skelett-Muskulatur a) akute (=kurzdauernde, heftige) Muskelerkrankungen Verletzungen, Verbrennungen, Strmunfälle Operatinen Injektinen, die Injektin und auch das verabreichte Medikament kann den Muskel schädigen Training, körperliche Aktivität am Belastungslimit Seite 6 vn 8

7 Fazit Plötzliche Blutunterversrgung des Muskels zum Beispiel durch Gefäßverstpfungen Krämpfe, Hustenanfälle, Delirium tremens, Schüttellähmung (M.Parkinsn), andauernde Asthmaanfälle Verschiedene Vergiftungen durch Chemikalien, Drgen der Medikamente Entzündungen der Muskulatur Infektinen durch Viren, Bakterien, Parasiten b) chrnische (=langfristige) Muskelerkrankungen Erbliche Muskelerkrankungen (z.b. Duchenne-Typ, Becker-Typ u.a.) Autimmunerkrankungen der Muskulatur (Plymysitis, Dermatmysitis) Durch andere Erkrankungen verursachte Muskelschäden: Bei Über- der Unterfunktin der Schilddrüsen Kaliummangel Phsphatmangel Vergiftungen Krampfleiden, Lähmungen, Multipler Sklerse, Sarkidse Medikamente Herzrhythmusmedikamente, Betablcker, Lipidsenker u.a. Alkhlismus Myglbin hat gegenüber dem Hämglbin den Vrteil der höheren Affinität und der Unabhängigkeit vm Partialdruck. Dem gegenüber steht die örtliche Begrenzung des Sauerstffes durch das reginale Binden in der Muskulatur. Der Sauerstff kann nicht in Körperreginen verbracht werden, in denen er dringender benötigt wird. Die sehr feste Bindung des O 2 und die verhältnismäßig geringe Freigabekapazität vn 50% unter dem ungünstigsten Aspekt der Anxie, sprechen dagegen. Eine reginal begrenzte Reserve in einem Körperbereich ist nicht sinnvll. Es muss gewährleistet sein, dass der Sauerstff in die Körperreginen verbracht werden kann, w er in einer bestimmten Situatin benötigt wird. Das Blut erfüllt diese Kriterien, wenn man als eine Möglichkeit zur Optimierung der O 2 Kapazität sucht, dann sllte man darauf achten das sich die Blutwerte im ptimalen Bereich bewegen. Überwacht jemand permanent sein Blutbild und stellt dabei fest, das seine MB Werte ständig zu hch sind, s ist dies entweder ein Anzeichen für eine Erkrankung der wenn man viel trainiert, das der Trainingsplan zu frdernd ist. Es ist zwar immer wieder nett über bestimmte Gemeinsamkeiten zwischen Menschen und Tieren zu diskutieren, aber hier wird lediglich ein Wert als Möglichkeit herangezgen um eine evlutinäre Entwicklung die über tausende vn Jahren in Anspruch genmmen hat, innerhalb eines Menschenlebens durch Trainingsmethden als realistisch darzustellen. S funktiniert das eben nicht. Die tauchenden Säugetiere haben ein kmplett anderes bilgisches Design als der Mensch und wenn ich bezüglich der Tauchfähigkeit Vergleiche anstellen will, muss das vllständige Design betrachtet werden, nicht nur einzelne Punkte der gar nur ein einziger Aspekt. Dass es eine spezielle Trainingsmöglichkeit zur gezielten und ausschließlichen Steigerung des Myglbins gibt, bezweifele ich. Selbst wenn es sie gäbe, stellt sich für mich die Frage wie sinnvll eine slche Steigerung wäre. Was nutzt mir eine Sauerstffreserve im Muskel, wenn das Gehirn unterversrgt ist und es zu einem Ausfall kmmt? Die wissenschaftlich festgestellten erhöhten Werte des Myglbins ergeben sich aus dem allgemeinen Training und bewegen sich in einem Rahmen, welcher der nrmalen Steigerung der Muskulaturmasse angepasst ist. Die Argumentatin das es bei den tauchenden Säugetieren funktiniert und es auf den Menschen durch Training reprduzierbar sei, entbehrt jeglicher wissenschaftlicher Grundlage. Allein die Vergleiche der Rekrdtaucher mit den Leistungen vn tauchenden Säugetieren, spiegeln die Leistungen nicht annähernd wider. Die Leistungen der menschlichen Apnetaucher wurden allesamt Seite 7 vn 8

8 mithilfe vn technischem Equipment erreicht. Sei es Anzug, Flssen der das Seil zur Orientierung. Auch das die Vrbereitungen auf slche Rekrdtiefen vn Menschen vrher relativ viel Zeit in Anspruch nehmen steht in keinem Verhältnis. Eine Rbbe kann bei Gefahr sfrt ihre Leistung abrufen, kein Yga, keine Meditatin, kein Tabellentraining der snstige Trainingsfrm kann diese Fähigkeit beim Menschen generieren, weil sie auf Evlutin basiert. Quellen: Hafner G, Marx M, Müller C, Klein G. Evaluatin f a hmgenus immunassay n BM/Hitachi analyzers fr the determinatin f myglbin. Clin Chem 1996; 42: 165 Seite 8 vn 8