Holger Weitzel

Der Hulk – vom Film zur Realität

Holger Weitzel

Gerät der Bio-Wissenschaftler Bruce Banner in Stress, verwandelt er sich binnen Sekunden in einen grünen Koloss mit Superkräften: den Hulk. Das außergewöhnlich starke und schnelle Wachstum seiner Skelettmuskulatur wirft Fragen zum Muskelwachstum, dessen molekularer Kontrolle und zu der mitunter missbräuchlichen Anwendung dieses Wissens auf.

Der riesige, grüne „Hulk (engl.: Koloss) mit seinen Superkräften ist das Alter Ego des Wissenschaftlers Bruce Banner. Er ist die Hauptfigur eines amerikanischen Comics, der die Vorlage für mehrere Fernseh- und Kinofilme wie „Hulk (2003) und „Der unglaubliche Hulk (2008) lieferte. Auch in den Spielfilmen „Marvels The Avengers (2012) und „Marvels The Avengers 2: Age of Ultron (2015) tritt der Hulk auf.
In Ang Lees Film von 2003 („Hulk) führen immunogenetische Experimente des Militärberaters Dr. David Banner dazu, dass sein Sohn, Bruce Banner, genetisch verändert zur Welt kommt. Die Mutation bleibt zunächst verborgen. Erst als Bruce Banner bereits in einem Labor für nukleare Bio-Technologie arbeitet und dort bei einem Unfall einer erhöhten Gammastrahlung ausgesetzt wird, werden die bis dahin ruhenden Gene aktiviert und der Hulk in Banner zum Leben erweckt. Fortan verwandelt sich Bruce Banner in den Hulk, sobald er in Stress gerät: Innerhalb weniger Sekunden wächst er auf eine Körpergröße von mehr als drei Metern und entwickelt ausgeprägte Muskelpakete, für die Bodybuilder die Vorlage lieferten (Material 1).
Mit der biologischen Brille betrachtet, lassen sich aus der fiktiven Figur des Hulk viele Fragen ableiten: Woher kommt die grüne Farbe des Hulk? Wie können Gene durch Strahlung aktiviert werden? Kann es sein, dass Muskeln so schnell wachsen? Wie wird das Muskelwachstum in Gang gesetzt bzw. rückgängig gemacht?
Dieser Beitrag konzentriert sich auf die beiden letzten Fragen. Ihre Beantwortung ist für die Medizin von großem Interesse, bietet sie doch eine hoffnungsvolle Perspektive für die Behandlung von Muskelschwäche und Muskelschwund. Andererseits birgt die Möglichkeit, Muskeln (wieder) wachsen zu lassen, auch die Gefahr des Missbrauchs für Dopingzwecke.
Muskeln und Muskelwachstum
Skelettmuskeln bestehen aus gebündelten Muskelfasern (Material 2), die sich in ihrer Leistungsfähigkeit unterscheiden. Von großer Bedeutung sind die Myosine, die aus zwei schweren Ketten (Myosin Heavy Chains, MyHC) und zwei Paaren leichter Ketten bestehen (Abb. 1 ). Nach ihrer ATPase-Aktivität werden in der menschlichen Skelettmuskulatur drei MyHC-Isoformen unterschieden: MyHC I, IIa und IIx. Danach sind die drei Fasertypen I, IIa und IIx benannt (Toigo 2015).
Bei MyHC-IIa und MyHC-IIx wird ATP schneller gespalten als bei MyHC-I. Daher können in Muskelfasern von Typ IIa und IIx pro Zeiteinheit mehr Querbrückenzyklen ablaufen als in Fasertyp I. Auf den gesamten Muskel als Organ bezogen bedeutet das eine raschere und potenziell stärkere Kontraktion (Steinacker u.a. 2002).
Die Verteilung der Muskelfasertypen ist etwa je zur Hälfte genetisch und von Umweltfaktoren wie Training und Ernährung bedingt. Bei Männern sind der Muskelquerschnitt und der Anteil der Typ II-Fasern aufgrund ihres höheren Testosteronspiegels meist etwas größer als bei Frauen (Simmoneau/Bouchard 1989, Toigo 2015). Beim Hulk wie auch in der Realität sind Aufbau und Größe der Muskulatur hochvariabel. Eine natürliche Möglichkeit zur Veränderung der Muskulatur ist Belastung und Nichtbelastung also: Training oder Nichtstun. Wie sich die Muskulatur verändert, hängt von der Art der Belastung ab:
Ausdauertraining bewirkt eine verbesserte Energieversorgung der Muskulatur durch Vermehrung der Mitochondrien allerdings nur dann, wenn zugleich genug Sauerstoff für die Zellatmung zu den Mitochondrien gelangt. Dafür sorgt eine erhöhte Kapillardichte um die Muskelfasern.
Krafttraining führt zu einer Zunahme der Muskelmasse. Aufgrund der mechanischen Belastung werden mehr Muskeleiweiße...

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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Biologie Nr. 413 / 2016

Hollywood-Biologie

Friedrich+ Kennzeichnung Unterricht (45-90 Min) Schuljahr 11-13