Uitgeput? Nee, zenuwen 'op slot'

Het mechanisme van uitputting bij grote inspanning, zoals marathonlopen

Hoe kan het dat marathonlopers soms in het zicht van de eindstreep in elkaar zakken en geen stap meer kunnen zetten? Kan er na ruim 42 kilometer niet nog even vijftig meter bij? Deense en Britse neurobiologen beschrijven vandaag in het wetenschappelijk blad Proceedings of the National Academy of Sciences wat het mechanisme achter deze zogeheten ‘centrale vermoeidheid’ is.

Wat is de belangrijkste conclusie?

De benen willen nog wel, maar de hersenen geven er de brui aan. De onderzoekers ontdekten dat een overmaat aan de neurotransmitter serotonine de zenuwbanen die de spieren aansturen ‘op slot’ zet.

Wat gebeurt er in ons lichaam?

De biologen onderzochten het mechanisme van uitputting bij een schildpad (!), maar ze zeggen er meteen bij dat er in de literatuur veel aanwijzingen zijn dat het bij de mens en andere zoogdieren net zo werkt.

Uit eerdere proeven bleek dat mensen intensief sporten minder lang kunnen volhouden als zij vooraf medicijnen hadden geslikt die het serotonineniveau kunstmatig verhogen. Bij dieren bleek dat de injectie van tryptofaan, een stof waaruit het lichaam serotonine kan maken, leidt tot snellere uitputting. Schijnbaar in tegenspraak daarmee liet ander onderzoek echter zien dat serotonine de activiteit van zogeheten motorneuronen, zenuwen die de spieren aansturen, juist stimuleerde.

De onderzoekers onder leiding van Jean François Perrier van de universiteit van Kopenhagen ontdekten dat lage concentraties serotonine de motorneuronen in het ruggemerg van volwassen schildpadden inderdaad stimuleren, maar dat bij voortdurende activiteit alle serotoninereceptors vol raken, wardoor de neurotransmitter kan binden op andere plaatsen in de zenuwcel. Dat leidt ertoe dat de neuronen geen elektrische pulsen meer kunnen zenden; ze gaan op slot.

Waarom doet ons lichaam dit?

Perrier schrijft dat dit mechanisme biologisch nut heeft: het voorkomt dat spieren beschadigd raken door overmatige belasting. De wil van de atleet legt het dan af tegen de ingebakken beveiliging in het zenuwstelsel.

Helpt training?

Atleten kunnen dit mechanisme wel oprekken door speciaal op uithoudingsvermogen te trainen, zegt Perrier. De bioloog, die eerder werkte voor de Deense antidopingautoriteit, realiseert zich dat zijn bevindingen misbruikt kunnen worden voor nieuwe soorten doping. Maar, zegt hij, „als je weet hoe ze de boel kunnen bedotten, wordt het ook makkelijker ze te pakken”. NRC