Bewegung und BDNF: Wie Training die Gehirnplastizität Unterstützt

Was ist BDNF und warum ist er für das Gehirn wichtig

BDNF (brain-derived neurotrophic factor, neurotropher Faktor des Gehirns) ist ein Protein aus der Neurotrophin-Familie, das das Überleben von Neuronen unterstützt, synaptische Plastizität ermöglicht und die Neurogenese im Hippocampus anregt. Der Hippocampus ist die Struktur, die für die Bildung episodischer und räumlicher Erinnerungen verantwortlich ist.

BDNF wirkt als molekularer Vermittler zwischen körperlicher Aktivität und Gehirnfunktion. Beim Training setzen arbeitende Muskeln Irisin und andere Myokine frei, die die Blut-Hirn-Schranke überwinden und die BDNF-Synthese im Hippocampus stimulieren. Gleichzeitig steigt der Gehirnblutfluss, was die Versorgung der Neuronen mit Sauerstoff und Nährstoffen verbessert.

Verminderte BDNF-Plasmaspiegel werden bei Alzheimer-Erkrankung, Depression und Schizophrenie beobachtet. Dies macht BDNF zu einem der am meisten untersuchten Biomarker der Neuroplastizität, obwohl die kausalen Zusammenhänge zwischen seinem Spiegel und klinischen Ergebnissen noch erforscht werden.

Training und Hippocampus: RCT-Evidenz

Den entscheidenden Beweis dafür, dass Training die Gehirnstruktur verändert, liefert die Arbeit von Erickson et al., die 2011 in PNAS veröffentlicht wurde. Die Forscher randomisierten 120 ältere Erwachsene (Durchschnittsalter 67 Jahre, ohne Demenz) auf ein Jahr aerobes Training (Gehen, 3-mal pro Woche, auf moderate Intensität gesteigert) oder auf Dehnungs- und Kräftigungsübungen.

Ergebnisse nach 12 Monaten:

• Linkes Hippocampusvolumen stieg in der Trainingsgruppe um 2,12% — und sank in der Kontrollgruppe um 1,4%.
• Rechtes Hippocampusvolumen stieg in der Trainingsgruppe um 1,97% — gegenüber einem Rückgang von 1,4% in der Kontrollgruppe.
• Serum-BDNF-Spiegel stiegen in der Trainingsgruppe signifikant an.
• Räumliches Gedächtnis (Punktgedächtnisaufgabe) verbesserte sich in der Trainingsgruppe.

Der Zusammenhang zwischen Hippocampus-Volumenzuwachs und BDNF-Anstieg war statistisch signifikant. Die Autoren interpretierten dies als Bestätigung der Rolle von BDNF bei der Vermittlung struktureller Gehirnveränderungen durch aerobes Training. Dieses RCT mit MRT-Ergebnissen bei älteren Erwachsenen gehört zu den meistzitierten in der Sportneurowissenschaft.

BDNF-Meta-Analysen: Welche Trainingsform ist am effektivsten?

Die Meta-Analyse von Karimian et al. (Brain Sciences, 2025), die 19 randomisierte kontrollierte Studien mit insgesamt 850 Teilnehmern (443 in Interventionsgruppen, 407 in Kontrollgruppen) einschloss, untersuchte den Einfluss von regelmäßigem Training auf peripheres BDNF in neurologischen und allgemeinen Populationen.

Gesamteffekt: SMD = 1,03 (95%-KI 0,56–1,49, p < 0,0001) — groß nach Cohen-Kriterien. Rangliste der Trainingsarten nach Effektgröße:

• Krafttraining: SMD = 1,57 (95%-KI 0,91–2,23)
• Aerobes Training: SMD = 1,44 (95%-KI 0,36–2,52)
• Kombinierte Protokolle: SMD = 0,55 (95%-KI 0,21–0,89)

Nach Dauer: Der größte BDNF-Anstieg wurde bei Interventionen von 8–12 Wochen beobachtet (SMD = 1,42, 95%-KI 0,84–2,00). Programme länger als 12 Wochen zeigten einen geringeren Effekt (SMD = 0,68), was die Autoren auf eine Rezeptoradaptation zurückführen. Die Autoren bewerteten die Evidenzqualität nach dem GRADE-System als niedrig — aufgrund hoher Probandenheterogenität und unterschiedlicher BDNF-Messprotokollen.

Aerobes Training bei älteren Erwachsenen: Welche Intensität wirkt am besten?

Eine separate Netzwerk-Meta-Analyse von Zhu et al. (Frontiers in Aging Neuroscience, 2025), die 17 RCTs mit 900 älteren Erwachsenen (Durchschnittsalter 69 Jahre) einschloss, verglich drei aerobe Trainingsmodalitäten: Gehen, Laufen und Radfahren.

Gesamteffekt auf den BDNF-Spiegel: SMD = 0,62 (95%-KI 0,06–1,18, p = 0,03) — moderat. Das effektivste Protokoll laut Netzwerkanalyse (SUCRA 99,9%) war Gehen mit niedriger Intensität und kurzer Dauer. Gehen mit moderater Intensität belegte den zweiten Platz (SUCRA 83,7%). Hochintensive Protokolle mit langer Dauer schnitten bei dieser Altersgruppe schlechter ab.

Ein moderater BDNF-Ausgangswert sagt eine stärkere Reaktion auf Training voraus (beta = −0,0395, p = 0,026) — das heißt, Menschen mit niedrigerem Ausgangsniveau haben ein höheres Steigerungspotenzial. Ein höheres Alter sagte die Reaktion auf die Intervention positiv voraus (beta = 0,0298, p = 0,026).

Einschränkungen: Was die Daten nicht belegen

Peripheres BDNF (Plasma oder Serum) ist ein indirektes Maß für zentrales BDNF im Gehirn. Beide korrelieren, sind aber nicht identisch. Die meisten klinischen Meta-Analysen verwenden peripheres BDNF als Surrogatmarker. Die Übersetzung von "BDNF stieg um X pg/mL" in "Gedächtnis verbesserte sich" erfordert separate RCTs mit kognitiven Endpunkten — diese sind weniger zahlreich und heterogener.

Außerdem erfolgen einige der in Meta-Analysen beschriebenen BDNF-Veränderungen in klinischen Stichproben (neurodegenerative Erkrankungen, Depression, Typ-2-Diabetes). Die Übertragung der SMD-Größe auf gesunde Erwachsene mittleren Alters ist eine Annahme, die die Autoren selbst als Quelle der Heterogenität beschreiben.