Präzisionsmedizin

Univ.-Prof. Dr. med. Dr. Winfried Banzer, Chrisitan Haser, PD Dr. med. Fabian Plachel

Der Profisport erfährt durch die Integration der Präzisionsmedizin, auch personalisierte Medizin genannt, einen tiefgreifenden Wandel. Durch die Anpassung von Training, Ernährung, Regeneration und Strategien zur Verletzungsprävention an die individuellen genetischen, physiologischen und subjektiven Profile der einzelnen Athleten zielt die Präzisionsmedizin darauf ab, die Leistung zu steigern, das Verletzungsrisiko zu verringern und schließlich auch die sportliche Karriere zu verlängern. Dieser Artikel befasst sich mit den aktuellen Anwendungen, den Vorteilen und den zukünftigen Richtungen der Präzisionsmedizin im Bereich des Profisports.

Individualisierung als neues Paradigma in der Sportmedizin

Die Präzisionsmedizin hat sich in vielen Bereichen der Medizin als individualisierter Ansatz etabliert, um Therapie- und Präventionsstrategien spezifischer auf die biologischen, genetischen und umweltbedingten Merkmale des Sportlers abzustimmen. In der Sportmedizin steckt dieser Ansatz noch in den Kinderschuhen – doch der Wandel ist spürbar: Mit dem Einsatz hochauflösender Diag­nostik und moderner Technologien wächst der Bedarf an einer maßgeschneiderten Betreuung von Sportlern. Diese Technologien unterstützen den durch die Entwicklung des Profisports entstehenden notwendigen Wandel hin zu individualisierten, daten­gestützten Betreuungskonzepten. Ziel ist es, Trainingssteuerung, regenerative und präventive Maßnahmen sowie therapeutische Interventionen stärker auf die individuellen Bedürfnisse abzustimmen, um die Leistungsfähigkeit gezielt zu fördern und Verletzungsrisiken frühzeitig zu erkennen. Die Präzisionsmedizin liefert die methodische Grundlage, um datenbasierte und individuell fundierte Entscheidungen zu treffen – jenseits von pauschalen Empfehlungen.

Anwendungsfelder und Herausforderungen

Die Umsetzung der Präzisionsmedizin in der Sportmedizin erfordert ein tiefes Verständnis der individu­ellen Belastbarkeit und Anpassungsfähigkeit. Ein zentraler Aspekt ist die enge Verzahnung mit der Leistungsdiagnostik, die relevante Parameter erfassbar und interpretierbar macht. Im Mittelpunkt steht dabei der Sportler als komplexes System mit zahlreichen miteinander vernetzten Einflussfaktoren. Betrachtet man die Konzepte der Komponenten der Leistungsfähigkeit aus der trainingswissenschaftlichen Literatur, wird die strukturelle und funktionelle Komplexität der sportlichen Leistung deutlich – und damit auch die Herausforderungen, die mit der Präzisions­medizin einhergehen [1]. Trainings- und Regenerationsprozesse müssen so gestaltet werden, dass sie sowohl die Leistungsentwicklung fördern als auch die Belastungstoleranz verbessern. Die Präzisionsmedizin bietet den Rahmen, um Daten gezielt zu sammeln, zu analysieren und in konkrete Maßnahmen zu übersetzen.

Daraus ergeben sich zentrale Anwendungsfelder:

• Prävention Analyse und gezielte Reduktion des Verletzungsrisikos
• Rehabilitation Rückkehrprozesse optimieren, verkürzen und
  rückfallfrei gestalten
• Regeneration Erholungsprozesse individualisieren und beschleunigen, um Belastungsverträglichkeit und Trainingswirksamkeit zu erhöhen
• Verletzungsursachenanalyse Verletzungsmechanismen besser verstehen und für die Prävention nutzbar machen
• Leistungsoptimierung Nachhaltig die maximale Leistung abrufen
• Steigerung der Langlebigkeit Verringerung des Zellalters und Optimierung der Funktion führen letztlich zu einer höheren Lebenserwartung von Sportlern 

Im Folgenden werden zentrale Aspekte der zuvor genannten Anwendungsbereiche der personalisierten Sportmedizin näher erläutert.

Genetisches Profiling und personalisierte Ansätze

Fortschritte bei auf den Sport spezialisierten Gentests (www.dnathlete.li) haben die Identifizierung spezifischer Marker ermöglicht, die mit Muskelaufbau, Ausdauer, Verletzungsanfälligkeit und Erholungsraten zusammenhängen. Wenn Trainer und medizinische Teams die genetische Veranlagung eines Sportlers kennen, können sie Trainingsprogramme bzw. Präventionsprogramme entwerfen, die auf die angeborenen Stärken des Sportlers abgestimmt sind und potenzielle Schwachstellen berücksichtigen. Bestimmte genetische Profile können beispielsweise auf eine Veranlagung zu Muskel-, Bänder- oder Sehnenverletzungen hinweisen, soass gezielte und zusätzliche präventive Maßnahmen eingeleitet werden können. Oder eine andere genetische Veranlagung ermöglicht individuell höhere Leistungsniveaus beim Konsum von Koffein, Beta-Alanin oder Kreatin, während dies bei anderen nicht der Fall ist [2]. Eine im World Academy of Science Journal veröffentlichte Studie unterstreicht die Integration von genetischen Profilen mit traditionellen biochemischen und physiologischen Bewertungen, um die Leistung zu optimieren und die Langlebigkeit im Sport zu gewährleisten [3]. 

Großes Potenzial der  Epigenetik – molekulare Individualität verstehen und nutzen

Epigenetische Prozesse ergänzen diese Perspektive um eine dynamische Komponente: Sie steuern, welche Gene unter bestimmten Bedingungen – beeinflusst durch Training, Ernährung, Stress oder Umweltreize – aktiviert oder deaktiviert werden. Diese Anpassungen sind reversibel und ermöglichen es, durch gezielte Stimuli langfristige positive Veränderungen auf zellulärer Ebene zu erreichen. Epigenetische Altersuhren sind komplexe Biomarker, die auf DNA-­Methylierungsmustern basieren und das biologische Alter meist genauer widerspiegeln als das chronologische Alter und so Einblicke in den Gesundheits- und Alterungsprozess eines Individuums ermöglichen. Für Sportler haben diese Biomarker ein erhebliches Potenzial, da sie eine personalisierte Einschätzung dafür liefern, wie sich Trainingsbelastung, Erholung, Ernährung und Lebensstil auf die langfristige Gesundheit und Leistung auswirken. Die Überwachung des biologischen Alters kann dazu beitragen, Trainingspläne zu optimieren, Über- oder Untertraining zu vermeiden und Maßnahmen zu ergreifen, um Spitzenleistungen zu verlängern und das Verletzungsrisiko zu verringern. Darüber hinaus können epigenetische Erkenntnisse Aufschluss über personalisierte Erholungsstrategien liefern und als wertvolles Instrument für die Planung der Langlebigkeit von Sportlern dienen [4, 5].

Biomarker und ihr Potenzial zur Leistungsoptimierung

Labormarker bieten entscheidende Einblicke in den physiologischen Zustand eines Sportlers und sind damit ein Eckpfeiler der Präzisionsmedizin im Sport. Biomarker, wie z. B. die Kreatinkinase (CK), helfen bei der Überwachung von Muskelschäden und -erholung und ermöglichen individuelle Trainingsanpassungen, die die Leistung optimieren und gleichzeitig das Risiko von Übertraining und Verletzungen minimieren. Erhöhte CK-Werte können beispielsweise auf eine übermäßige muskuläre Belastung oder eine unzureichende Erholung hindeuten, sodass rechtzeitig Maßnahmen wie eine veränderte Trainingsbelastung, Ernährungsunterstützung oder Ruhepausen eingeleitet werden können. Die regelmäßige Überwachung solcher Marker gewährleistet einen datengesteuerten Ansatz bei der Betreuung von Sportlern und ermöglicht maßgeschneiderte Strategien, die die Belastbarkeit erhöhen, die Leistung verbessern und die langfristige sportliche Entwicklung unterstützen. Entscheidend in der Interpretation dieser Werte ist der regelmäßige Austausch mit dem Sportler, um so auch die subjektive Einschätzung mit in den Entscheidungsprozess zu integrieren und Fehlinterpretationen zu vermeiden.

Biomechanik – Bewegungsmuster objektiv analysieren und individuell anpassen

Biomechanische Analysen liefern wichtige Erkenntnisse für die individua­lisierte Betreuung von Sportlern. Jeder Mensch bewegt sich anders, geprägt durch Muskelkontrolle, Gelenkstruktur, Koordination und Bewegungserfahrung. Diese individuellen Bewegungsmuster beeinflussen sowohl das Verletzungsrisiko als auch die Leistungs­fähigkeit. Moderne Technologien wie Motion-Capture-Systeme, Kraftmessplatten oder Elektromyographie (EMG) ermöglichen eine möglichst objektive Erfassung dieser Muster. Auf Basis der gewonnenen Daten können gezielte Analysen durchgeführt und Anpassungen des Techniktrainings und der Belastungsgestaltung abgeleitet werden, mit dem Ziel, Bewegungen effizienter zu gestalten, Überlastungen zu vermeiden und sportartspezifischen Anforderungen besser gerecht zu werden. Die EMG-Diagnostik liefert wertvolle Hinweise zur muskulären Ansteuerung und ermöglicht es in der Prähabilitation, neu-romuskuläre Defizite frühzeitig zu identi­fizieren und mittels biofeedback­basier­ter Aktivierung gezielt zu korrigieren. Biomechanische Analysen leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Leistungsoptimierung und Verletzungsprävention und sind ein wesentlicher Bestandteil personalisierter sportmedizinischer Konzepte.

Wearable Technology und Echtzeit-Überwachung

Die Integration tragbarer Geräte mit integrierten Sensoren ermöglicht die kontinuierliche Erfassung von Vitalparametern, Bewegungsmustern und Belastungsdaten. In Echtzeit liefern diese Wearables Informationen zu Variablen wie Herzfrequenzvariabilität (HRV), Sauerstoffsättigung und biomechanischer Effizienz. Diese Erkenntnisse ermöglichen eine sofortige Anpassung der Trainingsintensität und -technik, um die Leistung zu optimieren und gleichzeitig das Verletzungsrisiko zu minimieren. Zu den jüngsten Entwicklungen gehören KI-gesteuerte intelligente Sportbekleidungen, die mit Hilfe von integrierten Sensoren bspw. die Muskelaktivierung und Atemmuster überwacht und Echtzeit-Feedback zur Qualität der Trainingsausführung liefern können [6].

Präzisionsstrategien für Flüssigkeitszufuhr und Ernährung

Individualisierte Flüssigkeitszufuhr- und Ernährungspläne sind entscheidende Komponenten der Präzisionsmedizin im Sport. Durch die Analyse der individuellen Schweißzusammensetzung und der Stoffwechselreaktionen können Ernährungswissenschaftler den Elektrolytersatz und die Diätpläne auf die spezifischen Bedürfnisse jedes Sportlers ab­stimmen. Dieser personalisierte Ansatz gewährleistet eine optimale Energieverfügbarkeit, verbessert die Erholung und unterstützt die allgemeine Gesundheit. Genetische Tests spielen bei der Bestimmung des Ernährungsbedarfs ebenfalls eine Rolle, da bestimmte Genvarianten den Nährstoffstoffwechsel beeinflussen können, was zu effektiveren Ernährungsstrategien führt. 

Pharmakogenomik und Verletzungsmanagement

Die Pharmakogenomik – die Untersuchung der Auswirkungen von Genen auf die Reaktion einer Person auf Medikamente – ermöglicht die individuelle Anpassung von Medikamentenplänen für die Behandlung von Verletzungen und die Schmerztherapie. Das Verständnis der genetischen Variationen im Arz­nei­­mittelstoffwechsel hilft bei der Auswahl der wirksamsten Medikamente mit minimalen Nebenwirkungen, wodurch die Genesungsergebnisse verbessert und die Ausfallzeiten reduziert werden. Dieser Ansatz stellt sicher, dass Medikamente und Erholungsprogramme genau auf die genetische Veranlagung eines jeden Sportlers abgestimmt sind, was die Leistung verbessert, und das Verletzungsrisiko verringert [7]. 

Neurokognition

Die Verbesserung der Neurokognition bietet Sportlern erhebliche Vorteile, da sie die geistige Verarbeitungsgeschwindigkeit, die Aufmerksamkeit, die Reaktionszeit und die Entscheidungsfindung unter Druck verbessert, Schlüsselkomponenten für sportliche Höchstleistungen. Im Rahmen eines präzisionsmedizinischen Ansatzes werden diese Inter­ventionen auf das kognitive Profil des einzelnen Sportlers zugeschnitten und ermöglichen maßgeschneiderte Strategien, die das körperliche Training ergänzen. Kognitive Verbesserungen können den Athleten helfen, Spielzüge besser zu antizipieren, sich an wechselnde Umgebungen anzupassen und sich in kritischen Situationen zu konzentrieren, was zu einem Wettbewerbsvorteil bei der Leistung führen kann. Diese ganzheitliche Strategie stellt sicher, dass die Sportler nicht nur körperlich, sondern auch geistig optimal auf den Erfolg vorbereitet sind. Zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen belegen, dass jede periphere Verletzung mit einer Veränderung in verschieden Abschnitten des Gehirns einhergehen kann. Diese Erkenntnisse verlangen auch neue, individualisierte Präventions- und Rehastrategien und erlauben auch vor operativen Eingriffen als Prähabilitation eine individuelle Vorbereitung der Sportler. Tools wie SkillCourt sind ein Beispiel für die Integration des neurokognitiven Trainings in die Präzisionssportmedizin. SkillCourt nutzt eine interaktive, datengesteuerte Technologie, um visuelle Wahrnehmung, kognitive Beweglichkeit und motorische Koordination in Echtzeit zu messen, zu analysieren und zu trainieren. Durch die Analyse der Leistung eines Sportlers bei diesen Aufgaben können Trainer und Ärzte kognitive Stärken und Defizite erkennen und so gezielte Maßnahmen zur Verbesserung des gesamten Spielverlaufs ergreifen. Die Integration solcher Hilfsmittel in das Trainingsprogramm eines Sportlers unterstützt die Verletzungsprävention, die Rehabilitation sowie eine anhaltende Spitzenleistung und schließt die Lücke zwischen Gehirnfunktion und körperlicher Ausführung im Sport [8 – 10]. 

Künstliche Intelligenz und prädiktive Analysen

Der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI), insbesondere von Verfahren des maschinellen Lernens, ermöglicht in der Sportmedizin die präzise Analyse großer, komplexer Datensätze, um Verletzungsrisiken und Leistungstrends vorherzusagen. Durch die Verarbeitung von Daten aus unterschiedlichen Quellen, wie bspw. Wearables, Trainingsprotokollen und medizinischen Aufzeichnungen können KI-Modelle Muster erkennen und verwertbare Erkenntnisse liefern, die proaktive Eingriffe und strategische Planung erleichtern. Predictive Analytics und maschinelles Lernen verändern die Strategien zur Verletzungsprävention in der Sportmedizin, indem sie große Datenmengen analysieren, um Muster und Trends zu erkennen, die auf ein erhöhtes Verletzungsrisiko hinweisen. Unerlässlich ist eine durchdachte Datenstrategie, denn nicht die Menge, sondern Relevanz, Qualität und zielgerichtete Nutzung entscheiden über den Erfolg präzisionsmedizinischer Anwendungen.

(Anmerkung der Redaktion: Lesen Sie dazu auch einen Artikel von Frau Prof. Dr. Hecksteden)

Fazit

Die Integration der Präzisionsmedizin in den Profisport stellt einen Paradigmenwechsel in der Betreuung von Sportlern und der Leistungsoptimierung dar. Durch individualisierte Ansätze, die auf genetischen Erkenntnissen, Echtzeitüberwachung und individualisierten Analysen beruhen, können Sportorganisationen die Langlebigkeit, die Leistung und das allgemeine Wohlbefinden von Athleten nachhaltig verbessern. Alle genannten Technologien sind heute bereits verfügbar und sollten im Rahmen einer sportmedizinischen Grunduntersuchung gezielt eingesetzt werden, um die Ausgangssituation umfassend zu erfassen und individuelle Defizite frühzeitig zu erkennen. Auf dieser Basis lassen sich maßgeschneiderte Interventionsprogramme entwickeln, die durch regelmäßige Re-Tests angepasst werden können, um dynamisch auf Veränderungen zu reagieren. Mit der fortschreitenden technologischen Entwicklung wird das Potenzial der Präzisionsmedizin, die sportliche Leistung und das Gesundheitsmanagement zu revolutionieren, immer greifbarer.

Literatur

[1] Blobel, T. (2022). Sportinformationssysteme – Systemarchitektur, Anwendungsfälle und Marktanalyse. Dissertation. München: Technische Universität München. https://mediatum.ub.tum.de/doc/1639907/1639907.pdf

[2] Panagiotou, N., Sagonas, A., Salata, E., Fotis, T., & Ntoumou, E. (2025). Athlegenetics: Athletic characteristics and musculoskeletal conditions (Review). World Academy of Sciences Journal, 7, 44. https://doi.org/10.3892/wasj.2025.332

[3] Pfab, F., Sieland, J., Haser, C., Banzer, W., & Kocher, T. (2023). Genetische Faktoren bei Muskelverletzungen im Sport [Genetics in sports-muscle injuries]. Orthopadie (Heidelberg, Germany), 52(11), 889–896. https://doi.org/10.1007/s00132-023-04439-6

[4] Brooke, R. T., Kocher, T., Zauner, R., Gordevicius, J., Milčiūtė, M., Nowakowski, M., Haser, C., Blobel, T., Sieland, J., Langhoff, D., Banzer, W., Horvath, S., & Pfab, F. (2024). Epigenetic age monitoring in professional soccer players for tracking recovery and the effects of strenuous exercise [Preprint]. medRxiv. https://doi.org/10.1101/2024.11.28.24317877

[5] Gibbs, W. Biomarkers and ageing: The clock-watcher. Nature 508, 168–170 (2014). https://doi.org/10.1038/508168a

[6] Tang, C., Yi, W., Zhang, Z., Occhipinti, E., & Occhipinti, L. G. (2025). AI-driven smart sportswear for real-time fitness monitoring using textile strain sensors (arXiv Preprint No. 2504.08500). arXiv. https://arxiv.org/abs/2504.08500

[7] Roden, D. M., McLeod, H. L., Relling, M. V., Williams, M. S., Mensah, G. A., Peterson, J. F., & Van Driest, S. L. (2019). Pharmacogenomics. Lancet (London, England), 394(10197), 521–532. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(19)31276-0

[8] Friebe, D., Hülsdünker, T., Giesche, F., Banzer, W., Pfab, F., Haser, C., & Vogt, L. (2023). Reliability and Usefulness of the SKILLCOURT as a Computerized Agility and Motor-Cognitive Testing Tool. Medicine and science in sports and exercise, 55(7), 1265–1273. https://doi.org/10.1249/MSS.0000000000003153

[9] Friebe, D., Sieland, J., Both, H., Giesche, F., Haser, C., Hülsdünker, T., Pfab, F., Vogt, L., & Banzer, W. (2024). Validity of a motor-cognitive dual-task agility test in elite youth football players. European journal of sport science, 24(8), 1056–1066. https://doi.org/10.1002/ejsc.12153

[10] Hülsdünker, T., Friebe, D., Giesche, F., Vogt, L., Pfab, F., Haser, C., & Banzer, W. (2023). Validity of the SKILLCOURT® technology for agility and cognitive performance assessment in healthy active adults. Journal of exercise science and fitness, 21(3), 260–267. https://doi.org/10.1016/j.jesf.2023.04.003

Autoren

Dr. Thomas Blobel

war wiss. Mitarbeiter am Lehrstuhl für Trainingswissenschaft und Sportinformatik der TU München, u. a. in den Bereichen Medizinische Datenanalyse sowie Athlete Management Systems (AMS). Seit 2021 ist er bei Eintracht Frankfurt zuständig für die Daten- und Leistungsanalyse im medizinischen Bereich.

Prof. Dr. med. Florian Pfab

ist Facharzt für Dermatologe mit Zusatzbezeichnung Sportmedizin, Akupunktur, manuelle Medizin / Chirotherapie und Ernährungs­medizin mit bisherigen Lehraufträgen an der TU München, der Universität Regensburg und der Harvard Medical School. Nachdem er Leiter der medizinischen Abteilung und leitender Mannschaftsarzt Eintracht Frankfurt war, übernahm er 2024 die medizinische Verantwortung beim Premier League Club Brighton & Hove Albion.