Das Verhalten von IGF-I und IGFBP-1 und 3 bei kurzdauernder körperlicher Maximalbelastung bei Sportlerinnen im Vergleich zu Nichtsportlerinnen

Abstract

Insulin-like Growth Factor I (IGF-I) und ihre Bindungsproteinen (IGFBP) spielen eine wichtige anabole Rolle bei vielen Wachstumsvorgängen im Organismus, wie z.B. Proliferation und Differenzierung verschiedener Zellreihen, Gewebehypertrophie und Zellregeneration. IGF-I und die IGFBP werden vor allem in der Leber, aber auch in verschiedensten Zellen und Geweben lokal synthetisiert. IGF-I ist im Blut zu 99 % an Trägerproteine, die IGFBP gebunden. Die IGFBP sind Speicher und Transportproteine für IGF-I. Es sind bisher 7 verschiedene IGFBP beschrieben, von welchen hier nur auf IGFBP-1 und IGFBP-3 als quantitativ wichtigste Proteine eingegangen wird. In dieser Studie wird untersucht wie sich die IGF-I und IGFBP-1 und 3 Spiegel im Blut bei kurzdauernder sportlicher Maximalbelastung bei Sportlerinnen mit regelmäßigem Ausdauertraining, verglichen mit Nichtsportlerinnen, verhalten. 27 Sportlerinnen und 28 Nichtsportlerinnen wurden auf einem Laufbandergometer nach einem Mehrstufentest belastet. Es wurden 3 Blutproben entnommen, eine vor Beginn, eine direkt nach Belastung und eine Probe eine Stunde nach Belastungsende, aus welchen die IGF-I und IGFBP-1 und 3 Konzentrationen bestimmt wurden. Bei den Sportlerinnen zeigt sich ein signifikanter Anstieg der IGF-I Serumspiegel direkt nach Belastung im Mittel um 20ng/ml (p<0,0001) welcher bei den Nichtsportlerinnen nicht signifikant ausfällt (7ng/ml) (p=0,055). Vergleicht man beide Gruppen kommt es bei den Sportlerinnen zu einem signifikant höheren IGF-I Anstieg nach Belastung als bei den Nichtsportlerinnen (p = 0,011). Dies lässt vermuten, dass regelmäßiges Ausdauertraining zu einem höheren IGF-I Anstieg bei kurzdauernder Maximalbelastung führt als bei Frauen, welche keinen Sport betreiben. Ein IGF-I Anstieg unter sportlicher Belastung ist auch in anderen Arbeiten mehrfach beschrieben, wobei die Höhe des IGF-I Anstieges von der untersuchten Belastungsart, der Sportart oder der Dauer der sportlichen Betätigung abhängt. Die IGFBP-1 Serumkonzentration steigt erst eine Stunde nach Belastung in beiden Gruppen signifikant an, bei den Sportlerinnen um 9,3 ng/ml (p=0,001) bei den Nichtsportlerinnen um 10,9 ng/ml (p=0.0039). Beide Gruppen unterscheiden sich nicht signifikant voneinander (p=0,7). Bei IGFBP-3 ist direkt nach Belastung sowohl bei den trainierten wie auch bei den untrainierten Probandinnen ein hoch signifikanter Anstieg der Blutwerte zu sehen, der bei den Sportlerinnen 354 ng/ml (p<0,0001), und bei den Nichtsportlerinnen 277 ng/ml (p<0,0001) beträgt. Es besteht kein signifikanter Unterschied der IGFBP-3 Änderung beider Gruppen (p=0,37). Ähnlich Ergebnisse sind in der Literatur ebenfals zu finden. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass regelmäßige sportliche Betätigung und damit der Trainingszustand keinen Einfluss auf die Höhe des IGFBP-1 und 3 Anstieges im Serum bei kurzdauernder Maximalbelastung hat, während dies bei der IGF-I der Fall ist.

Insulin-like Growth Factor I (IGF-I) and its binding proteins (IGFBP) play an important anabolic role in a number of growth process in the organism such as, for example, the proliferation and differentiation of various cell rows, tissue hypertrophy and cell regeneration. IGF-I and IGFBP are primarily locally synthesised in the liver but also in a variety of cells and tissues. In blood, IGF-I is to 99 % bound to the carrier proteins IGFBP. The IGFBP are storage and transport proteins for IGF-I. To date, 7 different IGFBP have been described, however, here only the quantitatively most important proteins IGFBP-1 and IGFBP-3 will be further described. The study examines how the IGF-I, the IGFBP-1 and IGFBP-3 blood levels behave during short periods of maximum physical exercise among female athletes with regular endurance training compared with female non-athletes. 27 female athletes and 28 female non-athletes performed a multi-staged treadmill exercise test. Three blood samples were measured, one before the start, one directly after the physical exercise and a third one hour afterwards. From these the IGF-I, IGFBP-1 and 3 concentrations were determined. The IGF-I serum level of the female athletes showed a significant increase on average of 20ng/ml (p<0,0001) immediately after the physical exercise. This was not significant amongst the female non-athletes with 7ng/ml (p<0,055). Comparing the two groups, there is a significantly higher increase of IGF-I amongst female athletes after physical exercise than amongst female non-athletes (p<0,011). This seems to indicate that regular endurance training leads to a greater increase in IGF-I during short periods of maximum physical exercise than among women who do no sport. An increase of IGF-I during physical exercise has been described in the literature on a number of occasions whereby the increase in IGF-I was dependant on the type of exercise, the type of sport or the duration of the sports activity. In both groups, the IGFBP-1 serum concentration only increases significantly one hour after the end of the physical exercise. This is 9,3 ng/ml (p=0,001) among the female athletes and 10,9 ng/ml (p=0,0039) among the female non-athletes. There is no significant difference between the two groups (p=0,7). There is a highly significant increase in IGFBP-3 serum concentration amongst both groups immediately after physical exercise. This is 354 ng/ml (p<0,0001) amongst the female athletes and 277 ng/ml (p<0,0001) amongst the female non-athletes. There is no significant difference in the change of IGFBP-3 in both groups (p=0,37). Similar results can be found in the literature. In conclusion, it can be said that regular physical exercise, and resulting from this the level of training, does not have any influence on the increase of IGFBP-1 and 3 in the serum during short period of maximal physical exercise. Whereas, this is the case with IGF-I.