Frau Professor Koerte, wie gefährlich ist ein Kopfball für das Gehirn?

Ein einziger Kopfball ist wahrscheinlich nicht gefährlich, aber es gibt Hinweise darauf, dass häufige Erschütterungen des Kopfes zu Mikroverletzungen des Gehirns führen können. Fußballprofis köpfen in ihrer Karriere tausende Male, nicht nur während eines Spiels, sondern vor allem während der Trainingseinheiten. Schon bei Nachwuchstalenten konnten wir nachweisen, dass sich die weiße Substanz des Gehirns im Vergleich zu Schwimmern verändert hatte. Lange war allerdings fraglich, ob diese Veränderungen langfristig bestehen bleiben. Deshalb haben wir kürzlich 16 ehemalige Profispieler untersucht, die heute im Schnitt 50 Jahre alt sind. Sie haben mindestens eine, oft aber viele Spielzeiten in der ersten, zweiten oder dritten Bundesliga gekickt. Es zeigte sich, dass mit zunehmendem Alter bei Fußballern die graue Substanz in großen Arealen des Gehirns deutlich abgenommen hatte – verglichen mit altersgleichen Sportlern von Nichtkontaktsportarten wie Schwimmen oder Tischtennis. Neben Feldspielern nahmen zwei Torhüter an der Studie teil. Letztere köpfen auf ihrer Position seltener als Feldspieler, und ihre Gehirne zeigten deutlich weniger stark ausgeprägte Veränderungen. Es dürfte also nicht der Fußballsport an sich oder der Lebensstil eines Fußballers sein, der zur Abnahme der grauen Substanz führt, sondern wahrscheinlich eher die vielen Kopfbälle.

Was passiert mit dem Gehirn, wenn ein Spieler einen Ball köpft?

Man kann das sehr schön in Zeitrafferaufnahmen erkennen: Zunächst sieht der Spieler den Ball auf sich zukommen, er antizipiert ihn, sammelt seine Kraft und springt ihm entgegen. Dabei spannen sich die Nackenmuskeln an, was den Kopf stabilisiert und die Schleuderbewegung abschwächt, die durch den auftreffenden Ball entsteht. Idealerweise trifft der Spieler den Ball mit der Stirn am Haaransatz. Er köpft möglichst waagerecht und gibt dabei die Kraft zurück. Mit dem Aufprall des Balls gerät das im Nervenwasser schwimmende Gehirn ruckartig in Bewegung. In diesem Moment werden vor allem die langen Faserverbindungen der Nervenzellen, die Axone, gestaucht und gedehnt und können dabei verletzt werden. Wenn ein Stoß sehr hart ist, etwa bei einem Sturz, prallt das Gehirn gegen die knöcherne Innenwand des Schädels, was Blutungen im Schädelinneren nach sich zieht.

Um was für Verletzungen handelt es sich bei den Kopfbällen?

Die Verbindungen unserer Nervenzellen, die Axone, sind mit einer Schutzschicht aus Myelin ummantelt wie ein Elektrokabel mit Kunststoff. Die Schutzschicht und die Axone können verletzt werden. Wenn die Zellmembran stark gedehnt wird oder sogar reißt, strömen massiv Kalziumionen in die Nervenzelle ein. Diese lassen die Energieversorgung der Zelle kollabieren. In leichten Fällen ist die Signalleitung der Nervenzelle kurzfristig gestört, in anderen stirbt sie ab. Geschieht dies massenhaft, dann ist uns schwindelig und übel, oder wir haben Kopfschmerzen, eine Sehstörung oder eine Amnesie. Man spricht von einem Schädel-Hirn-Trauma oder einer Gehirnerschütterung. Inzwischen wissen wir, dass nicht nur solch ein Schädel-Hirn-Trauma das Gehirn verändern kann. Auch häufige, zunächst symptomfreie Erschütterungen des Kopfes wirken sich auf die Strukturen und Funktionen des Gehirns aus. Mit bildgebenden Verfahren wiesen wir nach, dass unter anderem bei Fußballern die Mikrostruktur der grauen und weißen Substanz gelitten hat.

Wie lassen sich langfristige Veränderungen in der weißen Substanz nachweisen?

Die Mikrostruktur des Nervengewebes lässt sich mit Hilfe einer speziellen Magnetresonanztomografie untersuchen. Die Bilder zeigen uns, wie schnell und in welche Richtung Wassermoleküle im Gehirn strömen. Stellen Sie sich einen Kochtopf voll Wasser vor: Die Wassermoleküle bewegen sich ungehindert. Legt man ungekochte Spagetti hinein, passen sich die Moleküle den Hindernissen an und strömen entlang der Spagetti. So ähnlich muss man sich das im Gehirn vorstellen. Aus den Bewegungen der Moleküle lässt sich auf die Beschaffenheit der weißen Substanz schließen. Beim gesunden Gehirn liegen die Nervenfasern dicht aneinander. Sind die Nervenfasern geschädigt und damit die Zwischenräume größer, dann bewegen sich die Wassermoleküle freier. Aus den Nervenautobahnen sind Landstraßen geworden.

"Die Häufigkeit und die Technik des Kopfballspiels spielen sicher eine große Rolle"

Mikroverletzungen drohen bei vielen Kontaktsportarten. Inwiefern unterscheiden sich die Verletzungen bei Fußballern, Boxern, Eishockeyspielern und Footballspielern?

Von Boxern und US-Footballprofis ist bekannt, dass ihr Gehirn langfristig Schäden von den vielen Schädel-Hirn-Verletzungen davonträgt. Die Erkenntnisse lassen sich jedoch nicht einfach auf den Fußballsport übertragen. Ein antizipierter Kopfball ist in seiner Wucht und seinen Auswirkungen kaum vergleichbar mit den gezielten Faustschlägen beim Boxen oder einer harten Karambolage während des Getümmels im American Football oder beim Eishockey.

Lässt sich denn vom Profi- auf den Amateursport schließen?

Auch das ist nicht so leicht möglich. Die Häufigkeit und die Technik des Kopfballspiels spielen sicher eine große Rolle. Man darf nicht vergessen, dass es viele andere Verletzungsmechanismen im Fußball gibt, etwa den Zusammenprall mit einem anderen Spieler. Ein Profifußballer trägt von einem Kopfball möglicherweise sogar weniger starke Hirnverletzungen davon als ein Hobbyspieler. Schließlich haben Profis stärker ausgebildete Nackenmuskeln, die den Kopf stabil halten. Und es macht sicher einen großen Unterschied, ob ein trainierter Profi einen kalkulierten Kopfball ausführt oder ob er unvorbereitet mit einem Gegner zusammenprallt. Im American Football existiert bereits eine brauchbare Datenbasis zu den Kopfbeschleunigungen. Die Spieler dort tragen Helme, die teils mit Sensoren ausgestattet sind. Jeder Schlag auf den Kopf wird genau protokolliert: Wucht, Richtung, Dauer und Zeit bis zum nächsten Schlag. Bei jedem Training und jedem Spiel werden Daten gesammelt und anschließend mit MRT-Bildern der weißen und grauen Substanz des Spielers abgeglichen.

Inwiefern sind spezielle Risikogruppen bekannt?

Für Sportlerinnen ist das Risiko höher, eine Gehirnerschütterung zu erleiden. Sie müssen oft auch länger mit den Symptomen leben. Zudem sind Kinder besonders gefährdet. Sie haben für ihre Körpergröße relativ gesehen einen größeren und schwereren Kopf als Erwachsene. Ein Kopfball setzt deshalb deutlich höhere Schleuderbewegungen in Gang.

Dafür schießen Kinder aber weniger hart.

Ja, aber das Gehirn eines Kindes und eines Jugendlichen ist vermutlich verletzlicher. Im Sommer 2015 haben wir für American-Football-Spieler gezeigt, welchen Unterschied es macht, in welchem Alter ein Spieler mit dem Sport beginnt. Unsere Untersuchung zeigte: Wer vor dem Alter von zwölf Jahren mit Football begonnen hatte, dessen weiße Gehirnsubstanz wies deutlich mehr Veränderungen auf. Das könnte daran liegen, dass bei Jungen zwischen dem zehnten und zwölften Lebensjahr eine besonders aktive und vulnerable Phase der Hirnentwicklung stattfindet. Übrigens dürften auch ältere Sportler eine Risikogruppe darstellen, weil die Kraft ihrer Nackenmuskeln nachgelassen hat.

Im Endspiel der Fußballweltmeisterschaft 2014 wurde der deutsche Spieler Christoph Kramer so rüde gefoult, dass er kurz am Boden liegen blieb. Er war benommen und fragte den Schiedsrichter, ob gerade das Finale gespielt werde. Können Mikroverletzungen vergleichbare Auswirkungen auf die kognitive Leistungsfähigkeit haben?

Christoph Kramer zeigte akute Symptome einer Gehirnerschütterung wie ein gestörtes Gleichgewicht und eine kurzzeitige Amnesie. Ein Spieler mit einer solchen Gehirnerschütterung muss sofort aus dem Spiel genommen werden. Dass dies im Profifußball nicht immer passiert, stimmt mich traurig. Wenn man rasch handelt, verschwinden die Symptome einer Gehirnerschütterung bei den allermeisten Menschen zum Glück nach einigen Tagen. Die Mikroverletzungen, die beim häufigen Kopfballspiel entstehen, sind wohl nicht mit einer akuten Gehirnerschütterung vergleichbar. Allerdings schneiden Fußballspieler direkt nach einem Training in kognitiven Tests schlechter ab als Sportler, die keine Kopfbälle durchführen.

"Kinder sind besonders gefährdet"

Gehen Sie davon aus, dass viele Mikroverletzungen wieder heilen?

Das Gehirn ist ein erstaunliches Organ. Vermutlich verschwinden viele Mikroverletzungen tatsächlich wieder. Trotzdem haben wir bei ehemaligen Profifußballern noch Jahre nach ihrer Karriere eine teilweise vernarbte weiße Substanz vorgefunden. Bisher wissen wir allerdings viel zu wenig darüber, welche Faktoren einen Einfluss darauf haben, weshalb sich jemand vollständig erholt und ein anderer langfristig beeinträchtigt bleibt.

Wie sehr beeinträchtigen Mikroverletzungen die kognitive Leistungsfähigkeit?

Grundsätzlich verbessert sportliche Aktivität das Denkvermögen. Bei reinem Ausdauertraining schneiden auch Boxer oder Fußballerinnen nicht schlechter ab als Kontrollgruppen. Das ändert sich erst, wenn Boxer während des Trainings Schläge auf den Kopf erhalten oder Fußballerinnen viel köpfen. Dazu haben wir in den USA einen Test mit jungen Fußballspielerinnen durchgeführt, die noch zur Highschool gehen. Sie mussten vor und nach dem Training auf einem Tablet möglichst rasch einfache Übungen erledigen. Auf dem Bildschirm leuchtete immer kurz ein Pfeil auf. Je nachdem, in welche Richtung er zeigte, mussten sie auf der Tastatur einen entsprechenden Pfeil drücken. Bei einem zweiten Durchgang galt es, den entgegengesetzten Pfeil zu drücken. An sich verbessert sportliche Aktivität das Denkvermögen; die Spielerinnen hätten also nach einem Training besser sein müssen als zuvor. Doch nun zeigte sich: Wenn sie während des Spiels viel geköpft hatten, schnitten sie anschließend schlechter ab als Kontrollgruppen. Ihre Reaktionsgeschwindigkeit hatte gelitten. Ähnliche Ergebnisse sind von Boxern bekannt, wenn sie im Training auch Schläge gegen den Kopf aushalten mussten. Bei reinem Ausdauertraining schnitten sie nicht schlechter ab als Kontrollgruppen. Wir warnen deshalb nicht pauschal vor Sport. Gerade Kinder sollten sich sportlich betätigen. Aber viele Schläge auf den Kopf können den positiven Effekt zunichtemachen.

Welche langfristigen Folgen sind bekannt?

Frühere Studien zeigten zudem, dass auch Exprofifußballspieler bei Gedächtnis- und Konzentrationstests schlechter abschnitten als Vergleichsgruppen, was als langfristige Beeinträchtigung interpretiert wurde. Schaut man auf die langfristigen Folgen, dann muss man die kleine Zahl von Spielern unterscheiden, die nach jahrelanger Beschwerdefreiheit eine schwer wiegende neurodegenerative Erkrankung, etwa die demenzähnliche chronische traumatische Enzephalopathie (CTE) entwickeln, auch Boxersyndrom genannt. Konzentration und Gedächtnis sind vermindert im Vergleich zu altersgleichen Kontrollprobanden. Sie haben starke Stimmungsschwankungen, tendieren eher zu Suizidalität und haben ihre Impulse weniger im Griff. In einigen Fällen wiesen ehemalige Profifootballer selbst dann eine CTE auf, wenn sie nicht eine einzige symptomatische Gehirnerschütterung in ihrem Leben erlitten hatten – allerdings viele Schläge gegen den Kopf.

Sollten Kopfbälle im Jugendfußball mit einer roten Karte geahndet werden?

In den USA, wo ich zurzeit arbeite, dürfen Kinder beim Baseball nur eine maximale Anzahl von Schlägen ausführen, um ihren Ellbogen zu schützen. Wenn diese Zahl in einer Saison erreicht ist, dürfen solche Schläge nicht mehr gemacht werden. Man könnte so etwas auf das Kopfballspiel übertragen. Allerdings lässt sich nicht wissenschaftlich für eine bestimmte Zahl von Kopfbällen argumentieren. Es wird auch immer wieder diskutiert, ab welchem Alter ein Kopfballtraining ungefährlich sein könnte. In Deutschland trainieren Kinder und Jugendliche in mehr als 40 Leistungszentren systematisch Kopfbälle. Immerhin wird überlegt, ob so ein Training erst ab dem 14. Lebensjahr beginnen sollte. Ich denke, Sport ist wichtig und gesund für die kindliche Entwicklung. Bis wir das Risiko des Kopfballspiels wissenschaftlich in Zahlen fassen können, müssen wir vermutlich auf den gesunden Menschenverstand zurückgreifen.

Müssen Fußballer damit rechnen, dass sie auf Grund der Kopfbälle im Alter eher unter Krankheiten wie Demenz oder amyotropher Lateralsklerose (ALS) leiden?

Es gibt bisher nur wenige Untersuchungen und einzelne Fallberichte. Einen Zusammenhang zwischen vielen Schlägen gegen den Kopf und einer Jahre später auftretenden neurodegenerativen Erkrankung könnte es geben. Vor allem bei Profifootballspielern, aber auch bei einzelnen Fußballern wurde eine chronische traumatische Enzephalopathie festgestellt. Sicher spielen Genetik, Alter, Geschlecht, Empfindsamkeit gegenüber Schlägen und das Immunsystem eine Rolle. Welche Faktoren entscheidend sind, ist noch offen. Zurzeit untersuchen wir, welche Menschen besonders gefährdet sind, eine neurodegenerative Erkrankung zu entwickeln, welche Rolle dabei genetische und immunologische Faktoren spielen, wie sich eine Erkrankung früh entdecken und behandeln lässt. Es geht uns um die Frage: Wie können diese Menschen geschützt werden? Selbst Profifußballer, die keine Symptome haben und in kognitiven Tests unauffällig sind, weisen im Vergleich zu Kontrollgruppen Veränderungen auf. Ihr Gehirn hat etwa eine verringerte kortikale Dicke. Es muss deshalb nicht zu einer Demenz kommen, aber es sind vielleicht Vorläufer von Symptomen. Noch wissen wir nicht, wie es ihnen in 20 oder 30 Jahren ergeht.

Vielen Dank für das Gespräch!