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Sympathoadrenerges System und Katecholamine im Sport

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Dozent: Hr. Dr.-------> Referent: -------> Belastung kann der Energiebedarf einzelner besonders beanspruchter Muskeln auf das Zweihundertfache des Ruhewertes ansteigen, was zu einer entsprechenden Erhцhung des Sauerstoff- und Energiebedarfs fьhrt. Um diesen gesteigerten Bedarf zu decken, mьssen sich alle Versorgungssysteme des
Kцrpers auf die Belastungssituation umstellen. Das Herz muss schneller und krдftiger schlagen, die Lunge muss tiefer und schneller atmen, die GefдЯe der arbeitenden Muskulatur mьssen sich erweitern usw.

Die Regelung all dieser Anpassungsvorgange ьbernimmt das vegetative
Nervensystem, dessen oberstes Integrations- und Befehlszentrurn im zentralen Nervensystem der Hypothalamus ist.

Das periphere vegetative Nervensystem besteht aus zwei anatomisch und funktionell weitgehend getrennten Anteilen, dem Sympathikus und dem
Parasympathikus.

Fьr die Anpassungsvorgдnge der inneren Organe an akute sportliche
Belastungssituationen spielt der Sympathikus die wichtigere Rolle, wдhrend manche Trainingsverдnderungen dem Parasympathikus zugeschrieben werden.

Anatomische Grundlagen

Die vegetativen Zentren des Sympathikus liegen im Rьckenmark der
Brustwirbelsдule und der oberen Lendenwirbelsдule. Die kurzen Fasern der sympathischen Neurone verlassen das Rьckenmark durch die
Zwischenwirbellцcher und enden an den Ganglien (Nervenzellansammlungen) des
Grenzstranges. Der Grenzstrang verbindet die 22 rechts und links der
Wirbelsдule angeordneten Ganglienknotenpaare durch lдngs verlaufende
Nervenstrдnge.

Ein Teil der sympathischen Fasern zieht durch die Grenzstrangganglien hindurch und endet in den sogenannten terminalen Ganglien, dessen bekanntestes das Sonnengeflecht ist. Das Sonnengeflecht liegt in der Tiefe der Magengegend und versorgt sympathisch sдmtliche Organe der Bauchhцhle.
Bei Gewalteinwirkung auf das Sonnengeflecht kommt es zur Bewusstlosigkeit infolge reflektorischer Fehlschaltungen der Blutverteilung (wahrscheinlich
K. O. beim Boxen).

Ьbertragungswege

Wдhrend die prдganglionaren Fasern ihre Impulse in den Ganglien mit
Hilfe des Azetylcholins auf die postganglionдren Fasern ьbertragen, kontrollieren die postganglionдren Fasern das Erfolgsorgan durch einen anderen Ьbertrдgerstoff, das Noradrenalin.

Wenn das zentrale Nervensystem die Ausfьhrung einer Bewegung plant, informiert es sofort die vegetativen Zentren ьber diese Absicht. So kamt es schon vor dem Start zu entsprechenden Funktionsanpassungen der inneren
Organe kommen, die man zusammengefasst als zentrale Mitinnervation bezeichnet.

Die durch das vegetative Nervensystem ausgelцsten Umstellungsvorgдnge
(Herzfrequenzsteigerung, Blutdrьcksteigerung, Atemfrequenzsteigerung,
Blutumverteilung usw.)

Im Zusammenhang mit der Aktivitдt des sympathischen Anteils des vegetativen Nervensystems spielt das Nebennierenmark eine besondere Rolle.
Das Nebennierenmark ist ein umgewandeltes sympathisches Ganglion, aus dem in Notfallsituationen (Blutverlust, Unterkьhlung, extreme kцrperliche
Belastung) groЯe Mengen von Adrenalin (80 Prozent) und Noradrenalin (20
Prozent), die man zusammen als Katecholamine bezeichnet, in die Blutbahn ausgeschьttet werden. Adrenalin und Noradrenalin werden von verschiedenen
NNM-Zellen produziert. Die Ruheausschьttung betrдgt etwa 8—10 ng je kg
Kцrpergewicht und Minute. Sie ist zentralnervцs bedingt und hдngt von der
Ruheaktivitдt in den prдganglionдren Fasern ab. In Kцrperruhe sind ьber 80% der zirkulierenden Katecholamine sulfatgebunden. Wдhrend der Arbeit vermindert sich dieser Prozentsatz aus unbekannten Grьnden.

Wirkungen der Katecholamine aus dem NNM

Der Reiz fьr Katecholaminfreisetzung aus dem Nebennierenniark ist immer ein Impuls aus den prдganglionдren sympathischen Fasern bei erhцhter
Sympathikusaktivitдt, die wiederum zentral durch den Hypothalamus gesteuert wird.

Diese sind normalerweise wahrscheinlich nur fьr Organe oder
Organbereiche wichtig, die wenig oder nicht durch postganglionдre Neurone innerviert sind (z. B. Arterien mit groЯem Durchmesser). Fьr Organe mit dichter noradrenerger Innervation (z. B. kleine Arteriolen) spielt sie kaum eine Rolle, weil relativ wenige extrasynaptische Adrenozeptoren vorhanden sind. Die aus dem Nebennierenmark ausgeschьtteten Katecholamine scheinen ьberwiegend der Regulation metabolischer Prozesse zu dienen. Sie mobilisieren katalytisch freie Fettsдuren aus Fettgewebe, ferner Glukose und Laktat aus Glykogen. Die Katecholamine des NNM sind also in ersten
Linie als Stoffwechselhormone zu betrachten. Diese metabolischen Wirkungen der Katecholamine werden durch (Я) -Adrenozeptoren vermittelt.

In Notfallsituationen, wie bei Blutverlust, Unterkьhlung,
Hypoglykдmie, Hypoxie, Verbrennung oder bei extremer kцrperlicher
Belastung, erhцht sich die Ausschьttung von Katecholaminen aus dein NNM.

Abgesehen von den Notfallsituationen wird das NNM ganz besonders bei emotionaler Belastungen aktiviert. Es kann kurzzeitig zu mehr als dem 10- fachen der Ruheausschьttung der Katecholamine kommen. Diese Ausschьttungen werden durch den Hyporhalamus und das limbische System gesteuert.

Die Reaktionen der Effektororgane, die in Notfallsituationen und bei starkem emotionalem Stress durch die Aktivierung der postganglionдren sympathischen Neurone und des NNM zustande kommen, werden auch
Notfallreaktionen genannt. Wдhrend dieser Reaktionen scheinen nahezu alle
Ausgдnge des sympathischen Nervensystems einheitlich aktiviert zu werden.
Deshalb spricht man in diesem Zusammenhang auch vom svtnpathikaadrenalen
System. Diese einheitliche Reaktion des sympathischen Nervensystems unter
Extrembedingungen wird besonders vom Hypothalamus ausgelцst, z.B. beim
Abwehrverhalten.

Es bestehen enge Beziehungen zwischen dem belastungsbedingten Anstieg des Lactatspiegels im arteriellen Blut und der Zunahme von Noradrenalin und
Adrenalin. Der belastungsbedingte Anstieg des Noradrenalins entstammt vermutlich dem Skelettmuskel. Bei intensiver Arbeit kleiner Muskelgruppen mit entsprechend geringer maximaler Sauerstoffaufnahme steigen die
Katecholamine hцher an als bei der Arbeit mit groЯen Muskelgruppen mit hoher maximaler 02-Aufnahme. Der Plasma- Adrenalinaufstieg ist in Relation zu dem des Noradrenalin bei statischer Arbeit stдrker als bei dynamischer.
Bei konstanter GrцЯe der Sauerstoffaufnahme steigen Noradrenalin und besonders Adrenalin bis zum Zeitpunkt der Erschцpfung an. Auch bei Hypoxie nimmt auf gegebenen Belastungsstufen und damit unverдnderter GrцЯe der
Sauerstoffaufnahme der Katecholaminspiegel stдrker zu als unter
Normalverhдltnissen. Umgekehrt bewirkt Hyperoxie eine geringe Reduzierung des Katecholaminspiegels.

Bei der allgemeinen aeroben Langzeitausdauer nimmt die hormonelle Regulation eine zentrale Bedeutung ein. Die Katecholamine
Adrenalin, Noradrenalin und Dopamin steigen in Abhдngigkeit von der
Belastungsintensitдt und -dauer an. Die Arbeitsreaktion wird auch von der
Kцrpertemperatur beeinflusst, welche vor allem Noradrenalin zunehmen lдsst.
Bei Frauen fдllt die Belastungsreaktion in der Follikelphase hцher aus als in der Lutealphase.

Wдhrend Adrenalin vornehmlich die Glykogenolyse und die Glukoneogenese in der Muskulatur und in der Leber sowie die Lipolyse im Muskel- und
Fettgewebe bewirkt, ist Noradrenalin vornehmlich fьr die Lipolyse im
Fettgewebe verantwortlich, weniger in den Muskelzellen. Zusдtzlich fцrdert es die muskulдre Glukoseaufnahme.

Zur Katecholaminfreisetzung kommt es nicht nur, wenn das sympathische
Nervensystem die Organsysteme des Kцrpers auf die Abwehr дuЯerer
Belastungssituationen vorbereitet, sondern auch bei emotionaler Belastung.
Es ist denkbar, dass durch zu oft auftretende emotionale Belastungen
(Stress-Situationen) im Alltag und Berufsleben der Katecholaminspiegel im
Blut oft unnцtig ansteigt und so das Entstehen verschiedener Erkrankungen begьnstigt.

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