Am Anfang körperlicher Belastungen erreichen Signale sowohl von den Schaltzentralen im Gehirn, speziell im Hypothalamus, als auch von den beanspruchten Muskeln das hormonelle System und setzen dessen Aktivierung in Gang. Das bedeutet in der Hypophyse Ausschüttung von ACTH (Adrenokortikotropes Hormon), STH (Wachstumshormon) sowie ADH (Antidiuretisches Hormon) oder im Nebennierenmark über Aktivierung des Sympathikus Sekretion der Katecholamine Adrenalin und Noradrenalin.
Diese Signalstoffe wirken entweder direkt oder regeln die Freisetzung nachgeordneter Hormone.
Die Stärke der hormonellen Antwort auf die Belastungsreize ist individuell verschieden. Sie hängt vom Gesundheitszustand, der Ernährung, bei Frauen von der Phase im Menstruationszyklus und nicht zuletzt vom Trainingszustand ab. Unter kurzdauerndem Training kommt es bei gleich bleibenden Belastungsreizen eher zu einer Abschwächung hormoneller Reaktionen. Dauerbelastungen können dagegen zu Intensivierungen einiger Hormonaktivitäten führen.
Ein Beispiel für eine solche Intensivierung bietet das Adrenalin. Es wird bei Trainierten unter maximalen Belastungsintensitäten verstärkt freigesetzt. Adrenalin unterdrückt die Insulinsekretion, fördert die Glukagonsynthese und hält damit den Blutglucosespiegel auch für den Zeitraum der Belastung ausreichend hoch. Die Fettverbrennung im Muskel wird belastungskonform gesteigert, weil durch die fettspaltende Wirkung des Adrenalins
– unterstützt durch Glukagon und den Glukokortikoiden
– hohe Plasmakonzentrationen an Fettsäuren zur Verfügung gestellt werden.
Die positive Wirkung von Adrenalin auf den Leistungsstoffwechsel wird ergänzt durch seine zentral stimulierenden Eigenschaften und seine Fähigkeit, die Kontraktilität von Herz- und Skelettmuskulatur zu verbessern. Besonders Letzteres hat neben dem Effekt auf die aktuelle sportliche Leistung noch eine längerfristige Bedeutung. Mit zunehmendem Alter nimmt nämlich die Häufigkeit überschießender Adrenalinstöße ab. Deshalb bedeutet Ausdauertraining wegen der dabei immer wieder provozierten Ausschüttung von Adrenalin auch einen relativen Schutz der Muskulatur vor einer vorzeitigen Vergreisung.
Während die Adrenalinausschüttungen belastungsabhängig verschieden hoch ausfallen, bleiben die Insulinspiegel beim Sport zunächst im Normalbereich und sinken bei länger andauernden Aktivitäten ab. Da jedoch leistungsbedingt der Glucosedurchsatz erheblich angehoben ist, kommen trainierte Menschen für den Verbrauch einer bestimmten Glucosemenge offenbar mit weniger Insulin aus. Das liegt einmal daran, dass durch regelmäßige körperliche Anstrengungen Insulin wegen einer dann verbesserten Ansprechrate der in den Muskelzellen lokalisierten Insulinrezeptoren eine höhere Effektivität besitzt. Und zum anderen werden unter Belastung für die Einschleusung von Glucose in die Zellen hormonunabhängige Transportmechanismen begünstigt.
Die Verwertung der intramuskulären Glucosevorräte kann dann schon durch die Muskelkontraktionen selbst erfolgen. Nur die Mobilisierung der extramuskulären Glucosedepots zugunsten der Muskulatur unterliegt unter diesen Bedingungen noch ganz der Kontrolle des Insulins.
Der Umstand, dass es bei sportlichen Leistungen eher zu verminderten Insulinausschüttungen kommt, ist auf den ersten Blick ein erstaunliches Phänomen. Bei näherem Hinsehen entpuppt sich dies aber wieder als ein sinnvoller Anpassungsmechanismus der Natur, hier an den Leistungsstoffwechsel.
Denn würden während körperlicher Tätigkeiten die Insulinsekretionen hoch sein, könnte die notwendige Eigensynthese von Glucose in der Leber nicht in Gang kommen und die Belastung müsste frühzeitig abgebrochen werden. Käme dann noch der allein schon durch den Belastungsreiz ausgelöste, insulinunabhängige Einstrom von Glucose in die Muskelzelle hinzu, entstünde eine dauerhafte Gefahr der Unterzuckerung mit schwerwiegenden gesundheitlichen Beeinträchtigungen.
