Soleus-Muskel-Pushups: Wie sich Stoffwechsel und Fettverbrennung im Sitzen ankurbeln lassen

Wie kann man seinen Stoffwechsel und die Fettverbrennung auf einfache Weise ankurbeln?

Wissenschaftler der University of Houston in Texas haben einen Weg gefunden, den Stoffwechsel auch im Sitzen anzuregen bzw. zu steigern.

Der Soleusmuskel im Unterschenkel, der mit dem Wadenmuskel zusammenarbeitet, macht zwar nur ein Prozent des Körpergewichts aus, kann aber bei richtiger Aktivierung den Stoffwechsel im restlichen Körper deutlich anregen (erhöhen), so die Forscher.

• Die Methode zur optimalen Aktivierung dieses Muskels wurde von Marc Hamilton, Professor für Gesundheit und menschliche Leistungsfähigkeit an der Universität von Houston, entdeckt.

Mit dem so genannten „Soleus Pushup“ (SPU) kann der Muskelstoffwechsel auch im Sitzen über Stunden hinweg effektiv angeregt werden.

Unter Muskelstoffwechsel versteht man die Verbesserung aller Stoffwechselvorgänge im Muskel mit dem Ziel, die aerobe und anaerobe Leistungsfähigkeit zu steigern.

Der Sohlenmuskel (Musculus soleus), einer von 600 Muskeln des menschlichen Körpers, ist ein hinterer Beinmuskel, der knapp unterhalb des Knies bis zur Ferse reicht und Teil der Unterschenkelmuskulatur ist.

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Verbesserung der Regulierung des Blutzuckerspiegels

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass spezielle Soleus-Pushups (SPU) den oxidativen Stoffwechsel auf einem hohen Niveau halten und dadurch die Regulierung des Blutzuckerspiegels verbessern.

Nach Ansicht der Forschenden sind diese Soleus-Pushups wirksamer als alle gängigen Methoden, die derzeit als Lösung für diese Probleme propagiert werden, darunter Sport, Gewichtsabnahme und intermittierendes Fasten.

Der oxidative Stoffwechsel ist der Prozess, bei dem Sauerstoff zur Verbrennung von Stoffwechselprodukten wie Blutzucker oder Fett verwendet wird, hängt aber zum Teil vom unmittelbaren Energiebedarf des Muskels während der Arbeit ab.

Wenn der Soleusmuskel richtig stimuliert wird, kann er den lokalen oxidativen Stoffwechsel nicht nur für Minuten, sondern für Stunden auf ein hohes Niveau anheben, indem er eine andere Zusammensetzung des Energieträgers verwendet.

• Muskelbiopsien haben gezeigt, dass Glykogen nur einen minimalen Beitrag zur Energieversorgung des Soleusmuskels leistet.

Anstatt Glykogen abzubauen, kann der Soleus andere Energiequellen wie Blutzucker und Fett nutzen. Normalerweise ist Glykogen die vorherrschende Kohlenhydratart, die die Muskeln antreibt.

Die geringere Abhängigkeit des Soleus von Glykogen trägt dazu bei, dass er bei dieser Art von Muskelarbeit stundenlang mühelos und ohne Ermüdung arbeiten kann, da es eine gewisse Grenze für die muskuläre Ausdauer gibt, die durch die Erschöpfung des Glykogens verursacht wird, so die Autoren der Studie.

• Als die Forscher die Wirkung der Soleus-Pushups (SPU) testeten, zeigten sich die positiven Auswirkungen auf die Blutchemie im ganzen Körper: Der Blutzuckerspiegel verbesserte sich um 52 Prozent und der Insulinbedarf sank um 60 Prozent, nachdem ein glukosehaltiges Getränk getrunken worden war.

Soleus-Pushup kurbeln den Fettstoffwechsel an

Der neue Soleus-Pushup-Ansatz von Marc Hamilton, bei dem der Stoffwechsel der Soleus-Muskulatur angeregt wird, verdoppelt auch die normale Rate des Fettstoffwechsels (Lipidstoffwechsel) während des Fastens zwischen den Mahlzeiten und senkt die Blutfettwerte (VLDL-Triglyzeride).

• Alle Studienteilnehmer sprachen gut auf den Soleus-Pushup und die damit verbundenen kontraktilen Aktivitäten (Muskelkontraktionen) an und zeigten keine Müdigkeit oder andere unerwünschte Reaktionen auf die Muskelkontraktionen wie Krämpfe, Gelenkschmerzen oder Muskelkater.

Was ist ein Soleus-Pushup?

Auf der Grundlage jahrelanger Forschung haben Hamilton und seine Kollegen den Soleus-Push-up entwickelt, bei dem der Soleus-Muskel anders als beim Stehen oder Gehen aktiviert wird.

Ziel des Soleus-Push-ups ist es, den Sauerstoffverbrauch zu erhöhen – mehr als bei anderen Arten von Soleus-Übungen – und gleichzeitig der Ermüdung entgegenzuwirken.

• Ein Soleus-Push-up ist eine spezielle Form der Plantarflexion, bei der der Fuß im oberen Sprunggelenk in Richtung Fußsohle gebeugt wird.

Wie macht man einen Soleus Pushup?

Ein Soleus-Push-up wird wie folgt ausgeführt: Im Sitzen, die Füße flach auf den Boden gestellt und die Muskeln entspannt, wird die Ferse angehoben, während der vordere Teil des Fußes stehen bleibt.

Nachdem die Ferse den oberen Teil ihres Bewegungsbereichs erreicht hat, wird der Fuß passiv losgelassen, um wieder nach unten zu kommen.

• Auf diese Weise soll gleichzeitig der Wadenmuskel verkürzt werden, während der Fußsohlenmuskel durch seine motorischen Neuronen auf natürliche Weise aktiviert wird.

Das folgende Video zeigt und beschreibt die Soleus Pushups

Die Soleus-Push-Up-Bewegung sieht zwar aus wie Gehen (obwohl sie im Sitzen ausgeführt wird), ist aber genau das Gegenteil, so die Forscher.

Beim Gehen ist der menschliche Organismus darauf ausgerichtet, möglichst wenig Energie zu verbrauchen, weil die Fußsohlenmuskulatur auf diese Weise bewegt wird.

Hamiltons Methode dreht dieses Prinzip um und bringt den Fußsohlenmuskel dazu, über einen längeren Zeitraum möglichst viel Energie zu verbrauchen.

Der Soleus-Push-up sieht zwar einfach aus, aber die Bewegung ist sehr spezifisch und erfordert noch tragbare Technologie und Erfahrung, um die gesundheitlichen Vorteile zu optimieren, so die Forscher.

• Weitere Veröffentlichungen sind in Vorbereitung, die sich mit der Frage befassen, wie man Menschen anleiten kann, diese spezielle Bewegung zu erlernen, allerdings ohne die komplexe Laborausrüstung, die in dieser Studie verwendet wurde.

Herzkrankheiten, Diabetes, Alzheimer, Demenz

Wie die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler betonen, handelt es sich bei der Soleus-Push-Up-Methode nicht um einen neuen Fitness-Tipp oder einen neuen Ansatz zum Abnehmen.

• Es handelt sich um eine effektive physiologische Bewegung, die sich die einzigartigen Eigenschaften des Musculus soleus zunutze macht.

Die Studie, die Hamilton selbst als die „wichtigste Studie“ bezeichnet, die in seinem Stoffwechselforschungslabor an der Universität von Houston durchgeführt wurde, könnte eine Lösung für eine Vielzahl von Gesundheitsproblemen sein, die durch stundenlanges, inaktives Sitzen verursacht werden.

Es ist erwiesen, dass zu langes Sitzen das Risiko für Herzkrankheiten, Diabetes, Alzheimer, Demenz und weitere Krankheiten erhöht, unabhängig davon, wie viel man sich bewegt.

Über die Hälfte aller amerikanischen Erwachsenen und 80 Prozent der über 65-Jährigen lebt mit Stoffwechselproblemen, die entweder durch Diabetes oder Prädiabetes verursacht werden.

Besonders problematisch ist eine niedrige Stoffwechselrate im Sitzen für Menschen, die ein hohes Risiko für altersbedingte Stoffwechselkrankheiten wie das metabolische Syndrom und Typ-2-Diabetes haben.

In den drei Stunden nach der Aufnahme von Kohlenhydraten tragen alle 600 Muskeln zusammen genommen normalerweise nur etwa 15 Prozent zum oxidativen Stoffwechsel des gesamten Körpers bei.

Und obwohl der Soleus-Muskel nur ein Prozent des Körpergewichts ausmacht, ist er in der Lage, seine Stoffwechselrate während der Soleus-Push-Up-Kontraktionen auf das Doppelte, manchmal sogar auf das Dreifache der Kohlenhydratverbrennung des gesamten Körpers zu steigern.

Forschung: Fettzellen zur Steigerung der Fettverbrennung umprogrammiert

Das weiße Fettgewebe speichert überschüssige Kalorien in Form von Fett, das während einer Fastenperiode zur weiteren Verwendung in anderen Organen freigesetzt werden kann.

• Darüber hinaus besitzen Säugetiere geringe Mengen an braunem Fettgewebe, das vor allem als effizienter Fettverbrenner zur Wärmeerzeugung dient.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der University of Southern Denmark haben einen Mechanismus entdeckt, mit dem menschliche weiße Fettzellen so umprogrammiert werden können, dass sie braunes Fettgewebe produzieren.

Die Umprogrammierung von weißem zu braunem Fettgewebe erhöht den Energieverbrauch des Körpers und stellt eine mögliche Strategie für die zukünftige Behandlung von Fettleibigkeit dar.

Die Herausforderung besteht darin, die energiespeichernden weißen Fettzellen in so genannte braun-weiße Fettzellen („brite“) im weißen Fettgewebe des Körpers umzuprogrammieren, so dass das Fettgewebe überschüssige Energie als Wärme verbrennt, anstatt sie zu speichern.

• Mit Hilfe moderner Genomsequenzierungstechniken untersuchten die Wissenschaftler der Universität von Süddänemark, wie das Genom der weißen Adipozyten während der „Bräunung“ umprogrammiert wird.

Die Forschenden stimulierten die „Bräunung“ menschlicher weißer Fettzellen mit einem Medikament, das zur Behandlung von Typ-2-Diabetes eingesetzt wird, und verglichen weiße und „braun-weiße“ (brite) Fettzellen.

Dabei zeigte sich, so Susanne Mandrup, dass braune Fettzellen über ausgeprägte Genprogramme verfügen, die diese Zellen bei Aktivierung besonders energieintensiv machen.

Durch die Identifizierung der Genombereiche, die direkt an der Reprogrammierung beteiligt sind, konnte auch ein wichtiger Faktor in diesem Prozess identifiziert werden – das genregulatorische Protein KLF11 (Kruppel Like Factor-11), das in allen Fettzellen vorkommt und für die Reprogrammierung notwendig ist, so die Autoren der Studie.

• Die Entdeckung der „braunen“ (braun-weißen) Fettzellmechanismen und der spezifischen regulatorischen Bereiche ermöglicht ein besseres Verständnis der Reprogrammierung weißer Fettzellen.

Dieses Wissen, so Anne Loft, könnte in Zukunft den gezielten Einsatz von Medikamenten zur Behandlung von Fettleibigkeit ermöglichen, indem genomische Bereiche und Browning-Faktoren wie KLF11 aktiviert werden.

• Die Ergebnisse der Studie der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Departements Biochemie und Molekularbiologie unter der Leitung von Prof. Susanne Mandrup wurden in der Fachzeitschrift Genes & Development veröffentlicht.

Quellen

• University of Houston
• Marc T. Hamilton et al, A potent physiological method to magnify and sustain soleus oxidative metabolism improves glucose and lipid regulation, iScience (2022). DOI: 10.1016/j.isci.2022.104869
• Bey L, Hamilton M.T., Suppression of skeletal muscle lipoprotein lipase activity during physical inactivity: a molecular reason to maintain daily low-intensity activity, Journal of Physiology 2003;  DOI: 10.1113/jphysiol.2003.045591
• Loft A, Forss I, Siersbæk MS, Schmidt SF, Larsen AS, Madsen JG, Pisani DF, Nielsen R, Aagaard MM, Mathison A, Neville MJ, Urrutia R, Karpe F, Amri EZ, Mandrup S.; Browning of human adipocytes requires KLF11 and reprogramming of PPARγ superenhancers. Genes Dev. 2015 Jan 1;29(1):7-22. doi: 10.1101/gad.250829.114. Epub 2014 Dec 12. PMID: 25504365; PMCID: PMC4281566.

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