Geburtsgewicht könnte Nierenstress nach extremen Ultramarathons vorhersagen

Das Geburtsgewicht könnte neuen Forschungsergebnissen zufolge dabei helfen, Nierenstress nach extremen Langstreckenrennen vorherzusagen.

Die Studie deutet darauf hin, dass Ausdauergrenzen nicht allein von Training und Willenskraft abhängen, sondern teilweise auch von einer biologischen Leistungsfähigkeit, die bereits vor der Geburt geprägt wird.

In zwei Ultramarathon-Szenarien zeigten Blutproben, die rund um den Zieleinlauf entnommen wurden, 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 Schadensanzeichen traten bei einem Geburtsgewicht von etwa 3,6 Kilogramm auf, während bei Athletinnen und Athleten mit niedrigerem oder höherem Geburtsgewicht der Kreatininanstieg nach extremer Belastung stärker ausfiel.

Warum die Nieren belastet werden

Die Ergebnisse rücken die Niere als entscheidenden Bestandteil der Ausdauerleistung in den Mittelpunkt und erklären, warum sie unter extremem Stress zum begrenzenden System werden kann.

Bei extremen Läufen wird die Niere schlechter durchblutet, weil Muskeln und Haut mehr Sauerstoff sowie Kühlung benötigen.

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 Distanzen eine stärkere Belastung verursachen.

Geburtsgewicht und Nierenkapazität

Das Geburtsgewicht erwies sich als überraschend früher Hinweis, da die Nieren überwiegend bereits vor der Geburt gebildet werden.

Bleibt das Wachstum des Fötus zurück, kann eine geringere Zahl an Filtereinheiten der erwachsenen Niere weniger Reservekapazität lassen.

Fachleute bezeichnen diese Reserve als renale Funktionsreserve: zusätzliche Filterleistung, die verfügbar ist, wenn der Bedarf plötzlich ansteigt.

Der Studie zufolge könnte diese Reserve besonders dann wichtig werden, wenn Bewegung nicht mehr alltäglich ist und der zusätzliche Filtrationsbedarf extrem zunimmt.

Der Blick auf das Geburtsgewicht

Bei 44 Läuferinnen und Läufern lag der niedrigste vorhergesagte Kreatininanstieg, nachdem weitere erfasste Faktoren berücksichtigt worden waren, bei einem Geburtsgewicht von rund 3,8 Kilogramm.

Das Ergebnis ergab eine U-förmige Kurve: Das Risiko nahm an beiden Enden zu, statt lediglich auf ein niedriges Geburtsgewicht hinzuweisen.

In den Rohdaten zeigten 25 von 44 Sportlerinnen und Sportlern Kreatininveränderungen, die Anlass zur Sorge wegen einer akuten Nierenschädigung gaben.

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

Hitze erhöhte den Druck auf die Nieren

Hitze verstärkte das Nierensignal, obwohl beim Rennen unter Kältebedingungen mehr Muskelschäden auftraten.

Beim heißen Rennen stieg Kreatinin im Durchschnitt um 0,5 Milligramm pro Deziliter, gegenüber 0,2 beim kalten Rennen. Zudem verloren die Athletinnen und Athleten bei Hitze mehr Körpermasse; bei 35 % betrug der Verlust im Ziel mehr als 5 %.

Die Flüssigkeitsversorgung blieb im endgültigen Modell bedeutsam. Das zeigt, dass die Vorgeschichte bei der Geburt weder Risiken am Renntag noch einfache Fehler bei der Flüssigkeitsaufnahme auf der Strecke aufhebt.

Flüssigkeit wirkt in beide Richtungen

Empfehlungen zur Flüssigkeitszufuhr sind kompliziert, da Körpergewicht bei sehr langer Belastung nicht mit Körperwasser gleichzusetzen ist.

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

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

Auch starke Gewichtszunahmen können gefährlich sein, denn übermäßiges Trinken kann bei Ausdauerveranstaltungen den Natriumgehalt im Blut verdünnen.

Nach Muskelschäden freigesetztes Muskelprotein

In beiden Szenarien schienen die Muskelschäden schwerwiegend zu sein, erklärten jedoch nicht das Muster der Nierenbelastung.

Beim kalten Rennen war der Myoglobinwert – ein nach Schädigungen freigesetztes Muskelprotein – deutlich höher als beim heißen Rennen.

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

Auch die Gestaltung des Rennens dürfte eine Rolle gespielt haben: Die Teilnehmenden des Kälterennens trugen Ausrüstung durch Schnee, schliefen kaum und waren über Stunden hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt.

Grenzen menschlicher Ausdauer beginnen früh

Der menschliche Körper besitzt zahlreiche Merkmale, die Langstreckenläufe unterstützen, von elastischen Sehnen bis zur Kühlung durch Schwitzen.

„Menschen werden häufig als von Natur aus für Ausdauer geschaffen beschrieben – eine Eigenschaft, die sich vermutlich in Jäger-und-Sammler-Zeiten entwickelte, als Langstreckenreisen für das Überleben unverzichtbar waren“, sagte Murray.

Extremrennen ergänzen diese Erzählung um einen Vorbehalt, weil Organe weiterhin von der individuellen Kapazität abhängen. Ein an Bewegung angepasster Körper kann dennoch einen Punkt erreichen, an dem die Regeneration nicht mehr Schritt hält.

Einschränkungen 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 Selbstauskünften, und die meisten Athletinnen und Athleten stammten aus Industrieländern.

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

Vorerst ist die praktische Schlussfolgerung zurückhaltend: Extremsportlerinnen und Extremsportler brauchen individuelle medizinische Beratung statt pauschaler Unerschrockenheit bei heißen Veranstaltungen.

Geburtsgewicht, Flüssigkeitsversorgung, Hitze und Renngestaltung deuten nun darauf hin, dass Ausdauer ein Zusammenspiel aus Training und Organreserve ist.

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