Dr. Sabine Fodi: Die körperliche Aktivität im Alltag für das Wohlbefinden - Verlängerung des CoVid-Lockdowns

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Auch Alltagsaktivitäten steigern das Wohlbefinden

Körperliche Aktivität macht glücklich und ist wichtig, um auch psychisch gesund zu bleiben. 

Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Zentralinstituts für Seelische Gesundheit (ZI) in Mannheim untersuchten, welche Hirnregionen dabei eine zentrale Rolle spielen. 

• Die Ergebnisse zeigen, dass schon Alltagsaktivitäten wie Treppensteigen einen deutlichen Nutzen für das Wohlbefinden haben, insbesondere auch bei Menschen, die anfällig für psychiatrische Erkrankungen sind. 

Die aktuelle Studie ist in der Zeitschrift Science Advances erschienen (DOI: 10.1126/sciadv.aaz8934). 

Selbst Alltagsaktivitäten wie Treppensteigen können sich positiv auf das seelische Wohlbefinden auswirken. (Foto: Markus Breig, KIT) Markus Breig, KIT

Körperliche Aktivität macht glücklich und ist wichtig, um auch psychisch gesund zu bleiben. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Zentralinstituts für Seelische Gesundheit (ZI) in Mannheim untersuchten, welche Hirnregionen dabei eine zentrale Rolle spielen. 

Die Ergebnisse zeigen, dass schon Alltagsaktivitäten wie Treppensteigen einen deutlichen Nutzen für das Wohlbefinden haben, insbesondere auch bei Menschen, die anfällig für psychiatrische Erkrankungen sind. Die aktuelle Studie ist in der Zeitschrift Science Advances erschienen (DOI: 10.1126/sciadv.aaz8934).

Bewegung verbessert das körperliche Wohlbefinden und die geistige Gesundheit erheblich. 

Wie sich schon alltägliche Aktivitäten wie Treppensteigen, Spazierengehen oder Zur-Straßenbahn-Laufen auf die eigene Befindlichkeit auswirken, war bisher wenig untersucht worden. Unklar ist bis jetzt insbesondere, welche Gehirnstrukturen daran beteiligt sind. Ein Forschungsteam am Zentralinstitut für Bewegung verbessert das körperliche Wohlbefinden und die geistige Gesundheit erheblich. Wie sich schon alltägliche Aktivitäten wie Treppensteigen, Spazierengehen oder Zur-Straßenbahn-Laufen auf die eigene Befindlichkeit auswirken, war bisher wenig untersucht worden. Unklar ist bis jetzt insbesondere, welche Gehirnstrukturen daran beteiligt sind. Ein Forschungsteam am Zentralinstitut für Seelische Gesundheit (ZI) in Mannheim, am Institut für Sport und Sportwissenschaft (IfSS) des KIT und am Geoinformatischen Institut der Universität Heidelberg fokussierte in seiner Studie Alltagsaktivitäten, die den größten Anteil unserer täglichen Bewegung ausmachen. 

„Schon das alltägliche Treppensteigen kann helfen, sich wach und energiegeladen zu fühlen und damit das Wohlbefinden zu steigern“, erläutern die beiden Erstautoren der Studie, Dr. Markus Reichert, der am ZI in Mannheim und am KIT forscht, und Dr. Urs Braun, Leiter der Arbeitsgruppe Komplexe Systeme in der Psychiatrie am ZI.

Besondere Relevanz haben die Forschungsergebnisse gerade in der derzeitigen Situation mit Corona-Beschränkungen und dem bevorstehenden Winter. „Aktuell leiden wir unter starken Einschränkungen des öffentlichen Lebens und unserer sozialen Kontakte, was sich auf unser Wohlbefinden niederschlagen kann“, so Professorin Heike Tost, Leiterin der Arbeitsgruppe Systemische Neurowissenschaften in der Psychiatrie am ZI und eine der zentralen Autorinnen der Studie, „da kann es helfen, öfter mal Treppen zu steigen, um sich besser zu fühlen.“

Alltagsaktivitäten steigern „Wachheit“ und „Energiegeladenheit“

„Die Untersuchungen wurden durch eine neuartige Kombination verschiedener Forschungsmethoden im Alltag und im Labor möglich“, so Professor Ulrich Ebner-Priemer, Leiter der Arbeitsgruppe mHealth Methoden in der Psychiatrie am ZI Mannheim sowie stellvertretender Leiter des IfSS und Leiter des Mental mHealth Lab am KIT. Eingesetzt wurden Alltagserhebungsverfahren (sogenannte Ambulante Assessments) mit Bewegungssensoren und Smartphone-Abfragen zum Wohlbefinden, die anhand von Geolokalisationsdaten ausgelöst wurden, sobald sich die Studienteilnehmer bewegten.

Mit diesen Alltagserhebungsverfahren wurde bei 67 Personen der Einfluss der Alltagsaktivität auf die Wachheit und Energiegeladenheit über sieben Tage hinweg erfasst. Dabei zeigte sich, dass sie sich direkt nach alltäglicher Aktivität wacher und energiegeladener fühlten. Wachheit und Energiegeladenheit wiederum waren nachweislich wichtige Komponenten des Wohlbefindens und der psychischen Gesundheit der Studienteilnehmerinnen und -teilnehmer.

Gehirnareale für Alltagsbewegung und Wohlbefinden identifiziert

Kombiniert wurden diese Analysen bei einer weiteren Gruppe von 83 Personen mit Magnetresonanztomografie am ZI. Dabei wurde das Volumen der grauen Hirnsubstanz vermessen, um herauszufinden, welche Areale im Gehirn für diese Alltagsprozesse eine Rolle spielen. Wichtig für das Zusammenspiel von Alltagsbewegung und affektivem Wohlbefinden ist ein Bereich der Großhirnrinde, der subgenuale Anteil des Anterior Cingulären Cortex. Diese Hinrnregion spielt eine zentrale Rolle bei der Regulation von Emotionen und der Widerstandsfähigkeit gegenüber psychiatrischen Erkrankungen. Von den Autorinnen und Autoren der Studie wurde diese Hirnregion nun als ein entscheidendes neuronales Korrelat identifiziert, das den Zusammenhang von körperlicher Aktivität und subjektiver Energiegeladenheit vermittelt. „Personen, die ein geringeres Volumen an grauer Hirnsubstanz in dieser Region aufwiesen und ein erhöhtes Risiko haben, an psychiatrischen Erkrankungen zu leiden, fühlten sich einerseits weniger energiegeladen, wenn sie körperlich inaktiv waren“, beschreibt Heike Tost die Ergebnisse, „aber andererseits nach alltäglicher Bewegung deutlich energiegeladener als Personen mit größerem Hirnvolumen.“

Spezifischer Nutzen von körperlicher Aktivität im Alltag

Professor Andreas Meyer-Lindenberg, Vorstandsvorsitzender des ZI und Ärztlicher Direktor der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, schlussfolgert, dass „die Ergebnisse damit auf einen spezifischen Nutzen von körperlicher Aktivität im Alltag für das Wohlbefinden hinweisen, insbesondere bei Menschen, die anfällig für psychiatrische Erkrankungen sind.“ Zukünftig könnten die in der Studie gewonnen Ergebnisse im Alltag dazu führen, dass eine auf dem Smartphone installierte App bei sinkender Energie die Nutzer zu Bewegung stimulieren soll, um das Wohlbefinden zu steigern. „Langfristig ist in Studien zu klären, ob sich durch Alltagsbewegung kausal das Wohlbefinden und das Hirnvolumen verändern lassen und inwieweit diese Ergebnisse helfen könnten, psychiatrische Erkrankungen zu vermeiden und zu therapieren,“ so Urs Braun.

Originalpublikation:

Markus Reichert, Urs Braun, Gabriela Gan, Iris Reinhard, Marco Giurgiu, Ren Ma, Zhenxiang Zang, Oliver Hennig, Elena Koch, Lena Wieland, Janina Schweiger, Dragos Inta, Andreas Hoell, Ceren Akdeniz, Alexander Zipf, Ulrich Ebner-Priemer, Heike Tost and Andreas Meyer-Lindenberg: A neural mechanism for affective well-being: Subgenual cingulate cortex mediates real-life effects of nonexercise activity on energy. Science Advances, 2020. DOI: 10.1126/sciadv.aaz8934

Weitere Materialien:

Zur Publikation in Science Advances: https://advances.sciencemag.org/content/6/45/eaaz8934

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Prof. Petra Bacher: Prof. Alexander Scheffold: Immunologisches Alter - Biologisches Alter / nativen T-Zellen vs. Gedächtniszellen

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: COVID-19: Kontakt mit Erkältungsviren bietet offenbar keinen Schutz

Das Immungedächtnis könnte hingegen eher zu schweren Krankheitsverläufen beitragen, wie ein Kieler Forschungsteam zeigt. Publikation in Immunity.

COVID-19 kann sehr unterschiedlich verlaufen, von symptomfrei bis lebensbedrohlich, vor allem bei älteren Erkrankten kommt es häufiger zu schweren Verläufen. 

 

 Bei COVID-19-Erkrankte mit einem milden Verlauf fand das Forschungsteam vor allem T-Zellen, die das Virus sehr gut erkennen, während die T-Zellen bei Erkrankten mit schweren Verläufen SARS-CoV-2 nur schlecht erkennen. Immunity Cell Press

Die Gründe dafür sind unklar. 

• Viele Menschen hatten bereits vor dem Auftreten des neuartigen Coronavirus SARS-CoV-2 Kontakt zu anderen Coronaviren, etwa als Auslöser von Erkältungskrankheiten. 

Eine Hypothese war daher, dass diese früheren Kontakte zu einem besseren Immunschutz auch vor einer SARS-CoV-2-Infektion beitragen könnten. 

Dem sind Mitglieder des Exzellenzclusters „Precision Medicine in Chronic Inflammation“ (PMI) aus Kiel nachgegangen. 

• Sie konnten zeigen, dass Menschen, die noch keine Infektion mit SARS-CoV-2 durchgemacht haben, tatsächlich bestimmte Immunzellen, sogenannte T-Gedächtniszellen aufweisen, die auch SARS-CoV-2 als Fremdkörper erkennen können.  

• Allerdings sind diese „prä-existierenden“ T-Gedächtniszellen offenbar nicht besonders gut in der Lage, eine SARS-CoV-2-Infektion zu erkennen und für deren Bekämpfung zu sorgen, da sie das Virus nur schwach binden. 

Stattdessen könnten diese Gedächtniszellen sogar eher zu einem schweren Krankheitsverlauf beitragen. 

Diese Ergebnisse hat das Forschungsteam um Professorin Petra Bacher und Professor Alexander Scheffold vom Institut für Immunologie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und dem Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Kiel, mit Kolleginnen und Kollegen der Universitätskliniken Köln und Frankfurt vor kurzem im renommierten Fachjournal Immunity veröffentlicht.

Im Laufe des Lebens kommt das Immunsystem eines Menschen mit zahlreichen Fremdstoffen, wie etwa Krankheitserregern in Kontakt. Wenn es auf einen bisher unbekannten Erreger trifft, werden sogenannten naive T-Zellen aktiviert, die nach einer mehrtägigen Lernphase die Immunreaktion gegen den neuen Erreger vorantreiben. Dieses „Wissen“ des Immunsystems über den konkreten Krankheitserreger wird nach der akuten Immunreaktion in Form von T-Gedächtniszellen im Körper gespeichert. Kommt das Immunsystem dann wieder mit dem gleichen Erreger in Kontakt, werden diese Gedächtniszellen aktiviert und können schneller und wirkungsvoller den Erreger bekämpfen, als naive Zellen. Auch auf ähnliche Erreger, zum Beispiel verschiedene Stämme von Coronaviren, können diese Gedächtniszellen in einer sogenannten Kreuzreaktion reagieren und auch diese schneller bekämpfen.

„Vorangegangene Arbeiten hatten bereits gezeigt, dass Menschen, die bisher keinen Kontakt zum neuartigen Coronavirus SARS-CoV-2 hatten, trotzdem T-Gedächtniszellen haben, die SARS-CoV-2 als Erreger erkennen können. Aber es war nicht klar, woher diese kommen und vor allem welchen Einfluss sie auf die SARS-CoV-2-Abwehr haben. Eine Hypothese war, dass sie aus Kontakten zu gewöhnlichen Erkältungs-Coronaviren stammen, und gegen Sars-CoV-2 kreuzreagieren. Unser Fokus lag daher auf diesen bereits vorhandenen Gedächtniszellen. Wir wollten untersuchen, ob diese wirklich zu einem besseren Schutz vor einer SARS-CoV-2-Infektion führen“, erklärt Professor Alexander Scheffold, Direktor des Instituts für Immunologie der CAU und des UKSH, Campus Kiel, und Mitglied im Exzellenzcluster PMI.

SARS-CoV-2-Gedächtniszellen entstehen nicht nur durch Erkältungen

Dazu haben sie aus dem Blut von Spenderinnen und Spendern, die bisher keinen Kontakt zu SARS-CoV-2 hatten, die Immunzellen untersucht. Sie konnten zeigen, dass Menschen ohne bisherigen Kontakt zu dem Virus, tatsächlich diese Gedächtniszellen besitzen, die auch SARS-CoV-2 als einen Fremdkörper erkennen. „Allerdings haben jüngere Menschen, die häufiger an gewöhnlichen Erkältungen erkranken, entgegen der Erwartung keine größere Anzahl dieser Zellen. Außerdem reagiert nur ein kleiner Teil dieser Zellen auch mit den Corona-Erkältungsviren. 

• Die Gedächtniszellen haben also offenbar wenig mit früheren Kontakten zu Corona-Erkältungsviren zu tun“, sagt Scheffold. 

„Es scheint eher so zu sein, dass im Laufe des Lebens das Repertoire an Gedächtniszellen gegen viele verschiedene Krankheitserreger wächst und dadurch auch die Wahrscheinlichkeit, dass darunter auch welche sind, die SARS-CoV-2 zufällig erkennen. 

Dieses Gedächtniszell-Repertoire, das sich mit jeder Infektion vergrößert, kann man daher auch als „immunologisches Alter“ bezeichnen, das auch tatsächlich mit dem biologischen Alter zunimmt“, so Scheffold weiter.

Doch obwohl diese Gedächtniszellen in jedem vorhanden sind, sind sie offensichtlich nicht an der Abwehr einer SARS-CoV-2-Infektion beteiligt. 

Das liegt vermutlich an ihrer Qualität: 

„Diese T-Gedächtniszellen erkennen zwar SARS-CoV-2-Viren, allerdings machen sie das nicht besonders gut. Dadurch sind sie wahrscheinlich nicht in der Lage, dafür zu sorgen, dass das Virus erfolgreich bekämpft wird“, erklärt die Erstautorin Professorin Petra Bacher, Schleswig-Holstein Excellence-Chair Nachwuchsgruppenleiterin „Intestinale Immunregulation“ vom Institut für Immunologie an der CAU. Denn tatsächlich fand das Forschungsteam in COVID-19-Erkrankten mit mildem Verlauf vor allem T-Zellen, die das Virus sehr gut erkennen. 

„Hier könnte eine Immunreaktion ausgehend von naiven T-Zellen zugrunde liegen, das heißt, die T-Zellen, die hier die Immunreaktion gegen das Virus unterstützen, könnten aus naiven T-Zellen und nicht aus Gedächtniszellen entstanden sein“, erklärt Bacher.

Immunologisches Alter möglicherweise ein Risikofaktor für schweren Verlauf

Besonders interessant für die Forschenden war, dass bei Patientinnen und Patienten mit einem schweren Krankheitsverlauf die T-Zellen SARS-CoV-2 ähnlich schlecht erkennen, wie die „prä-existierenden“ T-Gedächtniszellen.

 „Das könnte darauf hindeuten, dass diese Immunzellen bei den schweren COVID-Fällen von den schlecht bindenden prä-existierenden T-Gedächtniszellen abstammen“, sagt Bacher.

 „Dies könnte eine einfache Erklärung dafür liefern, warum ältere Menschen ein höheres Risiko für einen schweren Krankheitsverlauf haben.  

ie haben vielfach auch ein höheres immunologisches Alter und damit auch eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass das Immunsystem auf diese „inkompetenten“ prä-existierenden Gedächtniszellen zurückgreift“, so Bacher weiter.

• „Unsere Arbeit zeigt, dass zurückliegende Erkältungen mit Coronaviren keinen effizienten Immunschutz vor SARS-CoV-2 bieten. 

• Darüber hinaus liefert sie wichtige Hinweise darauf, dass das immunologische Alter möglicherweise einen schweren COVID-19-Krankheitsverlauf begünstigen könnte. 

Weitere Untersuchungen sind nun nötig, um einen direkten Zusammenhang von immunologischem Alter und schwerem COVID-19 zu überprüfen, und den Einfluss von prä-existierenden Gedächtniszellen auf die Immunreaktion gegen SARS-CoV-2 genauer zu analysieren“, sagt Scheffold.

CAVE-Untersucher-Fazit:
 Bei COVID-19-Erkrankte mit einem milden Verlauf fand das Forschungsteam vor allem T-Zellen, die das Virus sehr gut erkennen, während die T-Zellen bei Erkrankten mit schweren Verläufen SARS-CoV-2 nur schlecht erkennen, genau wie die prä-existenten Gedächtniszellen der Individuen, die bisher keinen Kontakt zum neuartigen Coronavirus hatten.

Erstautorin der Studie: Prof. Petra Bacher, Schleswig-Holstein Excellence-Chair Nachwuchsgruppenleiterin am Institut für Immunologie und Institut für klinische Molekularbiologie, CAU und UKSH, und Mitglied im Exzellenzcluster „Precision Medicine in Chronic Inflammation“(PMI).

Seniorautor der Studie: Prof. Alexander Scheffold, Direktor des Instituts für Immunologie, CAU und UKSH, und Vorstandsmitglied im Exzellenzcluster „Precision Medicine in Chronic Inflammation“(PMI).
Der Exzellenzcluster „Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen/Precision Medicine in Chronic Inflammation“ (PMI) wird von 2019 bis 2025 durch die Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder gefördert (ExStra). Er folgt auf den Cluster Entzündungsforschung „Inflammation at Interfaces“, der bereits in zwei Förderperioden der Exzellenzinitiative (2007-2018) erfolgreich war. An dem neuen Verbund sind rund 300 Mitglieder in acht Trägereinrichtungen an vier Standorten beteiligt: Kiel (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Muthesius Kunsthochschule, Institut für Weltwirtschaft und Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik), Lübeck (Universität zu Lübeck, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein), Plön (Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie) und Borstel (Forschungszentrum Borstel - Leibniz Lungenzentrum).

Ziel ist es, die vielfältigen Forschungsansätze zu chronisch entzündlichen Erkrankungen von Barriereorganen in ihrer Interdisziplinarität verstärkt in die Krankenversorgung zu übertragen und die Erfüllung bisher unbefriedigter Bedürfnisse von Erkrankten voranzutreiben. Drei Punkte sind im Zusammenhang mit einer erfolgreichen Behandlung wichtig und stehen daher im Zentrum der Forschung von PMI: die Früherkennung von chronisch entzündlichen Krankheiten, die Vorhersage von Krankheitsverlauf und Komplikationen und die Vorhersage des individuellen Therapieansprechens.

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Originalpublikation:

Bacher et al.: Low avidity CD4+ T cell responses to SARS-CoV-2 in unexposed individuals and humans with severe COVID-19. Immunity (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.11.016