Muskelaufbau Genetik - Welche Rolle spielt die Genetik für Muskeln und Kraft

Du hast dich sicher schon mal gefragt, warum manche Menschen scheinbar mühelos Muskelmasse aufbauen, während andere trotz intensiven Trainings kaum Fortschritte sehen. 

Individuelle Unterschiede in der Trainingsreaktion sind ein häufig diskutiertes Thema im Kraftsport. Liegt der Schlüssel zum Muskelaufbau allein in harter Arbeit, oder spielen genetische Faktoren eine entscheidende Rolle?

Tatsächlich zeigt die Forschung, dass interindividuelle Unterschiede in Muskelwachstum und Kraftzuwachs zu einem erheblichen Teil genetisch bedingt sind.

Wie groß dieser Einfluss wirklich ist, wollen wir in diesem Artikel beleuchten. Ein differenzierter Blick auf die Wissenschaft hinter Muskelaufbau und Genetik kann nicht nur helfen, realistische Erwartungen zu setzen, sondern auch individuelle Strategien zur Optimierung des Trainings zu entwickeln.

Wie kommen wir überhaupt dazu, im Kontext von Muskelaufbau von einer  „guten“ oder „schlechten“ Genetik zu sprechen?

Die individuelle Reaktion auf körperliches Training variiert erheblich. Dieses Phänomen, bekannt als genetische Varianz, erklärt, warum manche Personen ("High Responder") auf ein bestimmtes Training eine ausgeprägte Zunahme der Muskelmasse zeigen, während andere ("Low Responder") nur minimale Anpassungen zeigen. 1234

In einer Studie von Hubal et al. trainierten 585 untrainierte Personen 12 Wochen lang ihren nicht-dominanten Arm mit Bizepscurls und Trizepsstrecken. Von den 585 Probanden zeigten 232 eine Zunahme der Muskelquerschnittsfläche (CSA) zwischen 15 und 25 %. Allerdings nahmen 10 Probanden über 40 % zu, während 36 Probanden weniger als 5 % zunahmen. Ein Extremfall erreichte ein Bizepswachstum von 59,3 %. 5

Eine weitere Studie von Bamman et al. untersuchte das Wachstum des Quadrizeps bei 66 untrainierten Probanden über 16 Wochen. Das Training bestand aus den Übungen Kniebeuge, Beinpresse und Beinstrecker (3 Sätze à 8-12 Wiederholungen bis zum Muskelversagen), die dreimal wöchentlich durchgeführt wurden. Das Trainingsgewicht wurde kontinuierlich erhöht. 6

Die genetischen Faktoren spielen eine bedeutende Rolle bei der individuellen Reaktion des Organismus auf körperliches Training.

Diese genetische Einflussnahme kann in zwei Perspektiven unterteilt werden: Im "weiten Sinne" bezieht sich dies auf alle genetischen Faktoren, die zu phänotypischen Unterschieden im Sport beitragen, während der "engen" Sinn speziell die Anzahl der von den Eltern vererbten Marker-Gene (Genotyp) betrachtet. 89

Ein besonders erblicher Faktor im Sport sind die Muskelmasse und die Kraftentwicklung der Skelettmuskulatur. Studien schätzen, dass Muskelkraft zu etwa 30–85 % und fettfreie Körpermasse zu 50–80 % genetisch bedingt sind. 10

Eine Metaanalyse ergab sogar, dass das Training im Sport nur etwa 18 % der Leistungsvariabilität auszumachen scheint – andere Faktoren wie Talent, körperliche Voraussetzungen, Motivation und psychologische Aspekte spielen ebenfalls eine große Rolle. Training und harte Arbeit sind sicherlich wichtig, aber man kann eine schlechte genetische Hand nicht ausgleichen. 11

Neben der Muskelmasse scheint auch die Effizienz der Muskelkontraktion genetisch beeinflusst zu sein. Das bedeutet, dass nicht nur die reine Muskelgröße, sondern auch die Fähigkeit der Muskulatur, Kraft optimal zu erzeugen und zu nutzen, von genetischen Faktoren abhängig ist. 12

Dass die Anatomie stark erblich bedingt ist, ist wahrscheinlich jedem bewusst. Bspw. liegen Skelettproportionen oder auch die Körpergröße in unseren Genen. Zudem etwa scheinen 45 % der Verteilung der Muskelfasertypen durch genetische Faktoren erklärt zu werden. 1314

Es gibt darüber hinaus viele weitere trainingsbezogene Merkmale, die genetisch beeinflusst und für die sportliche Leistung wichtig sind, darunter Intelligenz, Reaktionszeit, Persönlichkeitsmerkmale, Muskelmasse, Flexibilität, Testosteron- und Laktatspiegel, immunologischer Status, Fettabbaueffizienz, kardiovaskuläre sowie metabolische Reaktionen und andere. 15161718192021222324

Die Wahrscheinlichkeit, dass eine Person ein optimales genetisches Profil für Muskelaufbau hat, ist extrem gering (0,0003 % weltweit). Bisher wurden 22 Gene für die Kraftleistung identifiziert, wobei eine Version des Gens von Vorteil ist und die andere Version des Gens einen neutralen oder negativen Effekt hat. 25

Die Forschung hat gezeigt, dass verschiedene Varianten eines bestimmten Gens mit dem Erfolg in Kraft- und Leistungssportarten in Verbindung stehen. Allerdings machen diese genetischen Unterschiede nur einen kleinen Teil der gesamten Leistungsunterschiede zwischen Sportlern aus.

Das ACTN3-Gen z. B. steht offenbar in einem besonders starken Zusammenhang mit dem Erfolg im Sprinten. Es stabilisiert diese Fasern während der Kontraktion, was zu schnelleren, stärkeren Kontraktionen führt. Eine Metaanalyse zeigte zwar einen Zusammenhang zwischen dem Vorhandensein des ACTN3-R-Allels und der Leistung bei Sprint-/Kraftsportarten, dennoch gibt es auch Weltklassesprinter, die zwei Kopien der „schlechten“ Variante dieses Gens tragen. 262728

Obwohl genetische Faktoren das Muskelwachstum beeinflussen, kann die Genexpression (Umsetzung genetischer Information) durch Umweltreize verändert werden.

Epigenetik beschreibt hierbei Veränderungen der Genexpression, die nicht durch Mutationen, sondern durch biochemische Mechanismen gesteuert wird. Diese epigenetischen Prozesse sind besonders in der Jugend von Bedeutung und beeinflussen zudem das gesunde Altern. 29

Eine Übersichtsarbeit zeigt, dass körperliche Aktivität epigenetische Veränderungen in der Skelettmuskulatur hervorrufen kann, insbesondere in Genen, die mit Muskelwachstum, Stoffwechsel und Anpassungsprozessen an das Training in Verbindung stehen. Somit könnten epigenetische Prozesse erklären, warum manche Menschen besser auf Training ansprechen als andere. 30

Wir nehmen aus dem vorherigen Kapitel mit: Deine Gene selbst bleiben zwar gleich, aber epigenetische Faktoren – also Mechanismen, die steuern, welche Gene an- oder abgeschaltet werden – können sich durch Training positiv verändern.

Studien zeigen, dass regelmäßige Bewegung epigenetische Prozesse beeinflusst und Gene aktiviert, die mit Muskelwachstum, Myokinen (Botenstoffen der Muskulatur) und mitochondrialer Biogenese (Neubildung und Vermehrung von Mitochondrien) zusammenhängen. Entscheidend ist dabei nicht nur, dass man trainiert, sondern auch wie man trainiert: Die Art, Intensität und das Volumen des Trainings bestimmen, welche epigenetischen Anpassungen stattfinden. 3132

Wir orientieren uns bei der Gestaltung von Trainingsprogrammen häufig an Vorgaben. Aber Studienergebnisse und standardisierte Trainingspläne basieren oft auf Durchschnittswerten, die nicht zwangsläufig die individuellen Unterschiede von Trainierenden widerspiegeln. Nicht jeder ist der „durchschnittliche“ Trainierende, und nicht jeder reagiert gut auf dieselbe Art von Training wie der „durchschnittliche“ Trainierende. 

Bei einer neuartigen randomisierten Crossover-Studie unterzogen sich eineiige und zweieiige Zwillinge paarweise einem jeweils dreimonatigen Kraft- und Ausdauertraining, die durch eine dreimonatige Entwöhnungsphase getrennt voneinander lagen. Ziel war es, die Trainingsreaktionen hinsichtlich Kraft und Ausdauer auf verschiedene Trainingsmodalitäten sowie die genetischen/umweltbedingten Beiträge zur Trainingsreaktion zu beurteilen. 33

Die Ergebnisse sind überraschend, denn sie zeigen, dass die individuelle Reaktion je nach Trainingsart variiert. Probanden, die auf eine Trainingsmethode nur wenig reagierten, erzielten durch die Umstellung auf eine andere Trainingsart bessere Resultate.

Die genetische Prädisposition eines Individuums bestimmt somit grundsätzlich das Potenzial zur Muskelhypertrophie, doch epigenetische Mechanismen können diesen Prozess modulieren und die tatsächliche Ausprägung der Muskelmasse und -kraft beeinflussen.

Solche epigenetischen Modifikationen spielen eine Schlüsselrolle bei der Aktivierung von Signalwegen, die den Stoffwechsel, hormonelle Anpassungen und den Energiehaushalt der Skelettmuskulatur regulieren. Darüber hinaus beeinflussen sie zahlreiche molekulare Mechanismen, die mit Entzündungsprozessen in Verbindung stehen. 35

Training und Ernährung bieten dabei gezielte Möglichkeiten, epigenetische Veränderungen herbeizuführen, die den Muskelaufbau fördern. 

Nun wissen wir, dass der Zusammenhang zwischen körperlichem Training und epigenetischer Regulation von großer Bedeutung für die Anpassung der Muskulatur ist. Daraus entsteht der Gedanke, dass darauf basierend Trainingsprogramme gezielter gestaltet werden könnten, um die individuellen biologischen Mechanismen optimal zu nutzen. 36

Könnte es möglich werden, Trainingseinheiten genau auf die Bedürfnisse des jeweiligen Körpers abzustimmen und dadurch die Effizienz der Anpassungen und Fortschritte zu maximieren?

Genetische Unterschiede spielen eine wesentliche Rolle darin, wie Menschen auf Training reagieren. Bestimmte genetische Varianten (Polymorphismen) sind mit individuellen Unterschieden in der Anpassung an körperliches Training verbunden. Diese genetischen Variationen betreffen verschiedene biologische Prozesse, die die Trainingsanpassung steuern. 3738

Zusätzlich beeinflussen Umweltfaktoren wie Ernährung, psychische Verfassung, persönliche Vorgeschichte und die Gestaltung des Trainingsprogramms, wie stark und in welcher Weise sich eine Person durch Training verändert. 

Angesichts der Tatsache, dass genetische Faktoren ein so grundlegender Modulator der interindividuellen Reaktion auf Training sind, können genetische Tests eine nützliche Ergänzung für diejenigen darstellen, die ihre Trainingsanpassung maximieren möchten, darunter vor allem Spitzensportler. 37

In einer Studie wurde untersucht, wie genetische Informationen den Erfolg von Trainingsprogrammen beeinflussen. Dabei wurden 15 Genvarianten analysiert, die mit Kraft oder Ausdauer in Verbindung stehen. 39

Zwei Gruppen von Athleten – eine gemischte Gruppe aus verschiedenen Sportarten und eine Gruppe von Fußballspielern – wurden hinsichtlich ihrer genetischen Prädispositionen für Kraft oder Ausdauer untersucht. Die Athleten durchliefen ein 8-wöchiges Trainingsprogramm, bei dem sie entweder mit vielen Wiederholungen bei leichterem Gewicht oder mit wenigen Wiederholungen bei schwererem Gewicht trainierten.

Die Forscher erwarteten, dass Athleten mit einem kraftbetonten Genotyp bei schwereren Gewichten und weniger Wiederholungen bessere Ergebnisse erzielen würden, während Ausdauertypen von leichteren Gewichten und mehr Wiederholungen profitieren würden. Das Ergebnis bestätigte diese Hypothese: Athleten, deren Trainingsplan auf ihren Genotyp abgestimmt war, erzielten im Durchschnitt fast dreimal bessere Ergebnisse als die, die einen nicht individuell zugeschnittenen Plan verfolgten.

Diese Forschung stützt die langjährige Beobachtung, dass individualisierte Trainingspläne basierend auf den genetischen Neigungen bessere Resultate liefern könnten.

Allerdings kamen im Nachgang Kritik zur praktischen Anwendbarkeit und Genauigkeit solcher genetischen Algorithmen auf. Forscher kritisierten die geringe Stichprobengröße, die zu einer limitierten Generalisierbarkeit der Ergebnisse führen könnte. Zudem wird auch das Fehlen einer Kontrollgruppe oder anderer Vergleichsgruppen angesprochen, was die Validität der Ergebnisse beeinträchtigen könnte. 4041

Die Studienergebnisse sind zwar vielversprechend, aber es ist mehr Forschung und standardisierte wissenschaftliche Methodik erforderlich, um tatsächlichen Nutzen für die Praxis daraus ziehen zu können.

Um das Kapitel zum Trainingsaspekt abzuschließen, wollen wir uns in diesem Zusammenhang weitere genetisch bedingte Aspekte anschauen, die den Trainingserfolg und die Muskulaturentwicklung maßgeblich beeinflussen können.

Muskelkater und erhöhte muskelspezifische Proteinwerte im Blut sind häufige Begleiterscheinungen nach intensivem Training. Die Intensität und Dauer dieser Effekte können jedoch stark variieren, abhängig von Faktoren wie der Art der Belastung, der Intensität und der Nährstoffzufuhr. 4243444546

Tatsächlich gibt es individuelle Unterschiede in der Reaktion auf Trainingsbelastungen. Studien zeigen, dass manche Personen stärker auf Muskelbelastungen reagieren als andere. Dies könnte auf genetische Variationen zurückzuführen sein, die eine Rolle bei der Muskelregeneration und der Proteinexpression spielen. 474849

Die Forschung zu genetischen Einflüssen auf Sport und körperliche Leistung hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen, und Reviews wie das von Puthucheary et al. werfen ein interessantes Licht auf den Zusammenhang zwischen genetischer Prädisposition und Verletzungsrisiko. 50

Genetische Faktoren spielen nicht nur eine Schlüsselrolle bei der Art und Weise, wie der Körper auf Training reagiert, sondern auch wie er sich von Verletzungen erholt und sogar, wie anfällig er für bestimmte Verletzungen ist. Einige Gene beeinflussen beispielsweise die Elastizität der Muskeln und Bänder, was Auswirkungen auf die Verletzungsanfälligkeit hat. 

Insbesondere Variationen in Genen, die mit der Produktion von Kollagen und anderen Bindegewebsproteinen in Verbindung stehen, können die Wahrscheinlichkeit von Gelenk- und Sehnenverletzungen erhöhen.

Es wird allerdings nahegelegt, dass es keine „einzelnen“ Gene gibt, die allein für eine erhöhte Verletzungsgefahr verantwortlich sind, sondern dass es ein komplexes Zusammenspiel vieler genetischer Faktoren ist.

Psychologie spielt eine wichtige Rolle im Training, im Wettkampf, in der Schmerzbewältigung und in der Motivation. Die Bedeutung genetischer Variation bei der Bestimmung des psychischen Zustands und der Reaktionen auf verschiedene Reize ist jedoch noch nicht vollständig verstanden. In Studien wurden spezifische Gene mit dem motivationalen Verhalten und der Aufrechterhaltung von Bewegung in Verbindung gebracht. 5152

Ein weiteres besonders interessantes Forschungsgebiet ist die Untersuchung der Schmerzempfindung und der Schmerzbewältigung. Schmerz bleibt eine zentrale Herausforderung für Sportler, die regelmäßig an ihre körperlichen Grenzen gehen.

Es hat sich herausgestellt, dass genetische Faktoren eine bedeutende Rolle bei der Nozizeption – also der Wahrnehmung von Schmerz – spielen. Tiermodelle haben gezeigt, dass bestimmte Mausstämme genetisch resistenter oder empfindlicher gegenüber entzündlichen Schmerzen sind. 53

Diese Erkenntnisse werfen ein neues Licht auf die Möglichkeit, dass Sportler mit unterschiedlichen genetischen Anlagen unterschiedlich stark unter Schmerzen leiden könnten. 54

Creatin Monohydrat ist das derzeit wirksamste und beliebteste Nahrungsergänzungsmittel für Sportler, um die Leistungsfähigkeit bei hochintensiven Übungen und die Zunahme von fettfreier Körpermasse durch Krafttraining zu steigern. 5556

So haben einige Studien bestätigt, dass Creatin insbesondere bei Kraft- und Schnellkraftsportarten wie Gewichtheben oder Sprinten effektiv ist, während der Einfluss auf Ausdauer bei längeren Belastungen weniger stark ausgeprägt ist. Eine Creatin-Einnahme kann die Leistung bei hochintensiven und/oder wiederholenden Aktivitäten wie Krafttraining um 5 – 15 % steigern, abhängig vom Ausmaß der Zunahme des intramuskulären Creatinphosphats. 575859

Eine Studie von 2024 hat nun herausgefunden, dass nicht jeder von Creatin profitiert. Während einige Menschen durch die Supplementierung deutliche Fortschritte sehen, bleibt der Effekt bei anderen fast aus. 60

Die Untersuchung zeigte, dass die Reaktion auf eine Zunahme der Muskelmasse durch die Supplementierung von Creatin bei professionellen Fußballspielern mit einem genetischen Score zusammenhängt, der sich aus der Kombination günstiger/ungünstiger Genotypen in Genen ergibt, die an der Muskelleistung beteiligt sind. So war von Respondern und Non-Respondern bei der Muskelmassezunahme unter Einfluss von Creatin die Rede.

Mehr: Alles über die Wirkung von Creatin im Körper

Der Muskelaufbau ohne "unterstützende Mittel" wie Steroide oder andere leistungssteigernde Substanzen hängt stark von genetischen Faktoren, Trainingserfahrung, Ernährung und Erholung ab. Der Fortschritt in der Muskelkraft ist bei Untrainierten deutlich schneller als bei bereits Trainierten; trainierte Personen zeigen wesentlich langsamere Fortschritte. 61626364

Eine Übersicht über die Literatur zeigt, dass die Muskelkraft bei „untrainierten“ Personen um etwa 40%, bei „moderat trainierten“ um 20%, bei „trainierten“ um 16%, bei „fortgeschrittenen“ um 10% und bei „elitären“ Athleten um nur 2% über Zeiträume von 4 Wochen bis 2 Jahren steigt. 65

Nach dem Modell zum genetischen Potential von Lyle McDonald kann ein Mann im ersten Trainingsjahr etwa 9–11 kg Muskelmasse zulegen kann, im zweiten Jahr 4,5–5,4 kg, im dritten Jahr 2,3–2,7 kg und mit zunehmender Erfahrung sogar noch weniger. 

Laut diesem Modell liegt das genetische Maximum an antrainierter Muskelmasse im Schnitt bei etwa 20-22 kg.

Dabei bezieht sich „Trainingsjahr“ auf wirklich effektive Trainingsjahre. Wenn jemand beispielsweise vier Jahre lang schlecht trainiert, gegessen und kaum etwas für den Muskelaufbau getan hat, könnte das Wachstumspotenzial noch dem eines Anfängerjahres entsprechen, wenn er dann mit einem gezielten und effektiven Trainingsplan startet.

Ein weiteres Modell zur Einschätzung des genetischen Muskelaufbaupotentials wurde von Alan Aragon und Eric Helms entworfen. 

Sie gehen davon aus, dass Anfänger eine monatliche Zuwachsrate an Muskelmasse von etwa 1–1,5 % ihres Körpergewichts erreichen können. Mit zunehmendem Trainingsfortschritt verlangsamt sich diese Rate jedoch auf etwa 0,5–1 % pro Monat. Fortgeschrittene Athleten verzeichnen in der Regel einen noch geringeren Zuwachs von unter 0,5 % des Körpergewichts pro Monat.

Bei Männern decken sich die Schätzungen von Aragon und Helms etwa mit denen der absoluten Zuwachsraten von McDonald. Für Frauen sind die Werte von Aragon und Helms die vermutlich genauere Schätzung, da sie als Angabe relativ zum Körpergewicht das geringere Ausgangsgewicht der Frau berücksichtigen.

Denn tatsächlich besitzen Frauen nicht weniger Potenzial für Muskelwachstum als Männer. Relativ zu ihrem Körpergewicht sind die Muskelzuwächse von Frauen ungefähr proportional zu denen von Männern. 67

Jedenfalls können wir schlussfolgern: Es ist unwahrscheinlich, dass jemand tatsächlich ein absolutes Limit erreicht, an dem kein Muskelwachstum mehr möglich ist – vorausgesetzt, alle relevanten Faktoren sind über viele Jahre optimal aufeinander abgestimmt. 

Je fortgeschrittener du bist, umso wichtiger wird es, die Trainingsparameter sorgfältig zu verfeinern, um weiterhin Fortschritte zu machen und Verletzungen zu vermeiden.

Die Abbildung stellt ein vereinfachtes Schema dar, das ein theoretisches Kontinuum der erforderlichen Variation im Widerstandstraining für Fortschritte zeigt. Der schmale Abschnitt des Dreiecks (z. B. Anfänger) deutet darauf hin, dass in dieser Gruppe nur wenig Spezifizität erforderlich ist, da die meisten Trainingsprogramme auf diesem Niveau wirksam sind. 

Zu Beginn ist es wichtig, sich auf die fundamentalen Faktoren (d.h. richtige Technik lernen, hohe Intensität aneignen, ausreichend Erholungszeit einplanen, Proteinbedarf decken); daher wird eine einfache Gestaltung des Trainingsprogramms empfohlen. 

Mit zunehmendem Fortschritt wird das Dreieck breiter, was darauf hinweist, dass der Einbezug von mehr Variablen und Individualität notwendig sein wird, um optimal voranzukommen.

Zusammenfassend lässt sich ableiten, dass die Genetik für den Muskelaufbau eine große Rolle spielt. In der Forschung spricht man von "genetischer Varianz", die erklärt, warum einige Menschen rapide Muskelzuwächse erleben ("High Responder"), während andere kaum Fortschritte machen ("Low Responder").

Nach aktuellem Forschungsstand ist es nahezu unmöglich, genau zu bestimmen, wie stark diese Unterschiede allein auf genetische Faktoren zurückzuführen sind.

Die Genetik sollte dabei nicht zu eng betrachtet werden. Der Bereich der Epigenetik, der sich mit Veränderungen der Genexpression durch Umweltfaktoren beschäftigt, eröffnet neue Perspektiven: Bestimmte Gene, die mit Muskelwachstum, Stoffwechsel und Reparaturprozessen zusammenhängen, können durch körperliche Aktivität aktiviert werden.

Somit scheint es nicht so, dass deine initiale Masse und Stärke bei den ersten Versuchen im Fitnessstudio darüber entscheiden, wie gut du letztlich auf das Training reagierst.

Ein großer Teil der Abweichung, die dich besser als den Durchschnitt macht, hängt von Faktoren ab, die du beeinflussen kannst – wie intensiveres und durchdachtes Training, bessere Ernährung und ausreichend Schlaf.

Unsere Gene legen den Grundstein für unser Trainingsergebnis, aber sie sind nicht das einzige entscheidende Element. Wer sein Potential ausschöpfen will, sollte auf intelligentes und hartes Training sowie eine ausgewogene Lebensweise setzen. 

Aber wer weiß – vielleicht wird die Zukunft personalisierte Trainingspläne auf Grundlage der eigenen genetischen Prädispositionen bieten.