Reaktionen des Stoffwechsels und des Immunsystems auf eine gemischte Mahlzeit

Ziel dieser Forschung ist es, Unterschiede im Stoffwechsel und in der Entzündung im Fettgewebe und im Kreislauf als Reaktion auf eine Mahlzeit bei zunehmender Adipositas zu untersuchen. Es wird vermutet, dass Teilnehmer mit erhöhter Fettmasse im Vergleich zu Teilnehmern mit einem „gesunden“ Gewicht eine ausgeprägtere Entzündungsreaktion auf eine Mahlzeit haben. Die Entzündungsreaktion wird durch die Messung von Veränderungen der Genexpression und Proteinsekretion im Fettgewebe sowie durch die Messung von Markern für Stoffwechsel, Insulinresistenz, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Entzündungen im Blut beurteilt.

Nach der Ankündigung der Studie werden interessierte potenzielle Teilnehmer gebeten, sich für weitere Informationen per E-Mail/Telefon an den Leiter der Studie zu wenden. Es erfolgt eine erste Beurteilung der Eignung anhand der Einschluss-/Ausschlusskriterien. Wenn diese Anforderungen erfüllt sind, wird der potenzielle Teilnehmer zu einem Treffen eingeladen, um die Studie weiter zu besprechen. Nachdem sie das Teilnehmerinformationsblatt gelesen und das Flussdiagramm mit dem Zeitplan für die Studie gesehen haben, werden sie, wenn sie teilnehmen möchten, gebeten, eine Einverständniserklärung zu unterzeichnen. Anschließend werden Termine für einige vorläufige anthropometrische Messungen, 9 Tage zur Überwachung der körperlichen Aktivität und den Testtermin (nur 1 ganzer Tag im Labor) festgelegt.

Vorläufige Messungen:

Zu den vorläufigen Tests gehören anthropometrische Messungen von Größe, Gewicht, Taillen- und Hüftumfang, sagittaler Taillenhöhe und Blutdruck. Diese Messungen werden in den Physiology Laboratories der University of Bath durchgeführt.

Überwachung der körperlichen Aktivität:

Neun Tage lang werden die Teilnehmer mit einem Monitor für körperliche Aktivität (Actiheart™) ausgestattet und gebeten, während dieses Zeitraums ein entsprechendes Tagebuch über ihre körperliche Aktivität zu führen, um deren Interpretation zu erleichtern und eine genauere Berechnung des durchschnittlichen täglichen Aktivitätsenergieverbrauchs zu ermöglichen. Die Teilnehmer sollten während dieser Zeit keine bewussten Änderungen an ihren normalen Lebensgewohnheiten/Routinen vornehmen. Die ersten beiden Tage der Aktivitätsüberwachung werden von der Analyse ausgeschlossen, um die Reaktivität zu berücksichtigen.

Hauptverhandlungstag:

In den 3 Tagen vor dem Haupttesttag werden die Teilnehmer gebeten, ihre Nahrungs- und Getränkeaufnahme zu protokollieren und 48 Stunden davor keine anstrengenden körperlichen Aktivitäten auszuführen. In den 24 Stunden davor sollten die Teilnehmer außerdem auf den Konsum von Alkohol und Koffein verzichten.

Die Teilnehmer sollten am Morgen nach einer 10-stündigen Fastenpause im Sports Training Village der University of Bath eintreffen, wo ihre Körperzusammensetzung mit einem Dual-Energy-Röntgenabsorptiometer (DEXA) genau beurteilt wird. Anschließend werden sie zum Physiology Resting Laboratory gebracht, wo die ausgeatmeten Ausgangsgase zur Beurteilung der Ruhestoffwechselrate (RMR) gesammelt werden. Eine Kanüle wird in eine Unterarmvene eingeführt und eine oder mehrere Basisblutproben werden zur Analyse von Stoffwechsel-/Entzündungsmarkern und zur Isolierung von T-Zellen entnommen. Mithilfe einer Nadelaspirationstechnik wird auch eine Fettprobe entnommen.

Der Teilnehmer wird dann gebeten, eine Frühstücksmahlzeit mit hohem Kohlenhydrat- und Fettgehalt zu sich zu nehmen, die aus Brioche, Marmelade, Butter und Milchshake besteht und einer von Rijkelijkhuizen J. et al., 2008 verwendeten Mahlzeit nachempfunden wurde, die stärkere Ergebnisse hervorrief Betazellreaktionen (d. h. von Insulin) im Vergleich zu einer Glukosebelastung und zeigten Unterschiede in der Insulinsensitivität, daher sollte dieser Mahlzeitentyp Unterschiede im Stoffwechsel basierend auf Adipositas erkennen lassen.

Darüber hinaus gibt es Hinweise darauf, dass Lebensmittel mit hohem Stärke- und Ballaststoffgehalt stärkere Entzündungen hervorrufen können (Manning, Sutherland et al. 2008). Die Zusammensetzung der Mahlzeiten ist für alle Personen identisch, der Energiegehalt aus Kohlenhydraten wird jedoch als Teil des Ruheumsatzes der Personen berechnet. Dies ermöglicht eine Standardisierung der Energieaufnahme für unterschiedliche Körpergewichte/-zusammensetzungen und spiegelt den Energiebedarf des Einzelnen im Ruhezustand wider.

Die Mahlzeit sollte innerhalb von 15 Minuten verzehrt werden. Aus der Kanüle werden nach 15, 30, 60 und 90 Minuten und anschließend 6 Stunden lang jede Stunde nach dem Verzehr der Mahlzeit Blutproben entnommen, um Veränderungen der Stoffwechsel- und Entzündungsmarker zu überwachen. Zusätzliche Blutproben werden 2 und 6 Stunden nach der Mahlzeit durch Venenpunktion zur Analyse von Entzündungsmarkern entnommen, da es Hinweise darauf gibt, dass die Kanüle lokale Entzündungen stimulieren kann, die das tatsächliche Ergebnis beeinträchtigen.

Stündlich werden auch abgelaufene Gasproben für RMR entnommen und indirekte Kalorimetrie wird verwendet, um den relativen Fett- und Kohlenhydratstoffwechsel als Reaktion auf die Mahlzeit abzuschätzen.

Nach 6 Stunden wird eine zweite Fettprobe entnommen, um Entzündungs- und Stoffwechselreaktionen im Fettgewebe auf die Mahlzeit zu untersuchen. Zu diesem Zeitpunkt wird auch eine zweite Blutprobe zur T-Zell-Isolierung entnommen, um entsprechende Stoffwechsel-/Entzündungsreaktionen in T-Zellen zu untersuchen.

Analyse:

Am Tag des Versuchs wird das Vollblut auf die Anzahl der weißen Blutkörperchen, Glukose und Laktat untersucht. Plasma- und Serumproben werden durch Zentrifugation aus dem Vollblut extrahiert und bei -80 °C gelagert. Zur späteren Beurteilung der Insulinsensitivität und für Kulturexperimente werden auch Monozyten und T-Lymphozyten (Populationen weißer Blutkörperchen) aus Vollblut isoliert.

In jeder Fettprobe werden separate Teile des Fettgewebes oder der Adipozyten (durch eine Verdauungsmethode von den anderen Zellen im Fettgewebe isoliert) kultiviert und Medien für spätere Untersuchungen gesammelt. Die mRNA-Expression wird auch in Fettgewebe und isolierten Adipozyten untersucht. Die verbleibenden Zellen aus dem Fettgewebe (SVF) werden ebenfalls für die spätere Analyse von Zellpopulationen mittels Durchflusszytometrie und Expressions-/Sekretionsanalyse gespeichert.