Veranlagung vs. Umwelt: Wie stark beeinflussen unsere Gene die Körperkraft? 

Gehörst du zu jenen Menschen, die von Haus aus eher zur stärkeren Sorte gehören und denen es schon immer ausgesprochen leichtfiel, ihre Körperkraft durch ein (mehr oder weniger) diszipliniertes Training noch weiter massiv zu steigern? Vielleicht siehst du dich auch eher am anderen Ende des Spektrums, d.h. du warst schon immer tendenziell schwächer als deine Mitmenschen, wobei die Kraftzuwächse trotz eines strukturierten und gut durchdachten Trainingsplans immer nur gering ausfielen und irgendwie stets zu wünschen übrigließen.

In den allermeisten Fällen wirst du dich sehr wahrscheinlich irgendwo zwischen diesen beiden Extremen einordnen, so dass du – im Vergleich zu deinen Mitmenschen – weder überdurchschnittlich stark noch unterdurchschnittlich schwach sein wirst (es sei denn du vergleichst dich mit Elite-Kraftsportlern, aber davon gehe ich jetzt einfach mal nicht aus). Dabei wird der Grad und Umfang unserer Körperkraft wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst, darunter unserer Genetik (9)(10)(11)(12)(13)(14) und der Umwelt (dazu gehören beispielsweise Training, Ernährung und auch die Geographie) (15)(16)(17)(18).

Erstmalig auf Basis von Zwillingsstudien in den 1970er Jahren untersucht und später mit Hilfe von Korrelationsuntersuchungen bei Familien geschätzt (11)(12)(19), nutzten Forscher in den 1980ern ein Strukturgleichungsmodell (SEM), um Schätzwerte für die Vererbbarkeit zu kalkulieren (20)(21)(22)(23). Hierbei zeigte sich eine sehr hohe Variabilität bei den Muskelkraftmerkmalen, die zwischen 0 und 88% lag (10)(24)(25)(26). Zusätzliche Faktoren, wie z.B. das Alter oder Geschlecht, können diese Werte ebenfalls beeinflussen und müssen daher in diesem Forschungsbereich ebenfalls berücksichtigt werden.

Neuere Untersuchungen und Meta-Analysen deuten darauf hin, dass die Vererbbarkeit der Muskelkraft im Bereich von ~50% liegt (3), während Studien an Jugendlichen und jungen Erwachsenen eine Schätzung von 63% für die Griffkraft bzw. 62% bei der Sprungkraft ergeben haben (4).

Stratifizierte Analysen der Erblichkeitsschätzungen der Muskelkraft-bezogenen Phänotypen. (Bildquelle: Zempo et al., 2016)

Merkmale und Eigenschaften, die über Muskelkraft und -leistung entscheiden, werden zweifelsohne durch genetische Faktoren beeinflusst. So lassen sich beispielsweise Elite-Sportler aus dem „Power“-Segment (Springer und Sprinter) auf Grundlage von Gen-Varianten – darunter ACE, ACTN3, AGT, GDF8, IL6 und NOS3 – eindeutig von Ausdauer-Athleten und Nicht-Sportlern unterscheiden und einem „polygenen Profil“ zuordnen (28). Entsprechend ist es auch nicht überraschend, dass „Power“-Athleten (also Sprinter sowie Springer, aber auch Gewichtheber und Powerlifter) zu jenen Bevölkerungsgruppen gehören, welche die höchste Konzentration an diesen Phänotypen aufweisen.

Ein kürzlich erschienenes Review identifizierte 69 genetische Marker, die mit dem Elite-Status von Power-Athleten korreliert sind (29), darunter 11 spezifische DNA-Variationen (z.B. AGT, ACTN3 und HIF1A), die mit Kraftsportlern oder deren Performance assoziiert sind (30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38).

Und diese Gene spielen eine Rolle bei (1):

• der Muskelkontraktion (ACTN3)
• dem Muskelwachstum und der -entwicklung (AGT, MLN, ZNF608)
• der Glykolyse (HIF1A)
• dem Stoffwechsel (GBF1, MTHFR, PPARG, PPARGC1A)
• dem Energiehaushalt (CKM)
• und der Nervenentwicklung (CNTFR).

Inzwischen gibt es auch ein paar genomweite Assoziationsstudien („GWAS“), bei denen auch Gruppen aus Nicht-Sportlern vertreten sind und wo man zahlreiche genetische Faktoren identifiziert hat, die mit der Muskelkraft in Verbindung stehen – darunter 196 DNA-Variationen, die mit der Griffkraft korreliert (39)(40)(41).

Insgesamt zeigen diese Arbeiten, dass Menschen, die bestimmte Gen-Varianten aufweisen (z.B. solche, die für mehr Muskulatur, mehr schnell-zuckende Muskelfasern, einen besseren anaeroben Stoffwechsel und eine bessere neurologische Adaption), auch über ein größeres Stärkepotenzial verfügen und mit einer höheren Wahrscheinlichkeit bei kraftsportbezogenen Disziplinen in der obersten Liga mitspielen.

Studien, in denen mehr als drei genetische Varianten auf die Kraftleistung von Elite-Sportlern hin untersucht wurden, sind bis dato eher rar gesät, allerdings wurde vor wenigen Jahren eine Untersuchung veröffentlicht, in der die Forscher die individuellen und kombinierten Effekte von 217 DNA-Variationen auf den Status eines Elite-Athleten hin untersucht haben.

Und natürlich werfen wir im Rahmen dieses Beitrags einen näheren Blick auf diese Arbeit.

Dieser Artikel erschien als Editorial-Beitrag in der Mai 2024 Ausgabe des MHRx Magazins. Registriere dich kostenlos oder logge dich mit deinem bestehenden Account ein, um diesen Artikel vollständig zu lesen!

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Bildquelle Titelbild: Fotolia / andy_gin