Auswirkung der Körpergewichtsbelastung auf die Elektrolytausscheidung im Urin (EBU)

1. EINFÜHRUNG

   1.1. Hintergrund

   Gewichtsreduktion kann durch verringerten Appetit oder gesteigerten Stoffwechsel erreicht werden. Akuter Gewichtsverlust kann aber auch durch Flüssigkeitsverlust – zum Beispiel Harnverlust – erreicht werden. Der letzte dieser Effekte wurde im Jahr 2016 untersucht.

   Die medizinische Ausbildung an der Sahlgrenska Academy in Göteborg bietet im dritten Semester ein Studentenlabor namens "Vattenbalans" [=Wasserbilanz] an. Der Zweck dieses Labors ist es, den Flüssigkeitsverlust durch die Nieren zu untersuchen. Insgesamt nehmen mehr als 120 Studierende daran teil, obwohl die Urinflussrate nur bei etwa 50 Studierenden pro Semester gemessen wird. Die anderen Schüler fungieren als Sekretärinnen. Das Laborprotokoll finden Sie im "Komplett-laborationskompendium-T2-T3-uppdaterat-150318" S. 123-134.

   Insgesamt trugen 50 Schüler eine Gewichtsweste. Die Hälfte der Schüler trug eine 10-kg-Gewichtsweste und die andere Hälfte eine 1-kg-Gewichtsweste. Die Studie dauerte vier Stunden. Die Schüler durften nur maximal 10 Minuten pro Stunde sitzen. Es wurde kein signifikanter Unterschied in der Urinflussrate beobachtet. Überraschenderweise fanden die Forscher jedoch heraus, dass die Schüler, die eine 10-kg-Gewichtsweste trugen, mehr Elektrolyte ausschieden als diejenigen, die eine 1-kg-Gewichtsweste trugen. Die behandlungsfreie Gruppe (siehe unten) bestand nur aus 13 Probanden und die Untersucher konnten daher keine signifikanten Ergebnisse erzielen (p=0,088). Die Forscher glauben, dass die Forscher mit einer größeren Studienpopulation und besser abgestimmten Kontrollen signifikante Ergebnisse erzielen werden.

   Es sei darauf hingewiesen, dass diese Ergebnisse während eines Studentenlabors mit einem festgelegten Protokoll erzielt wurden. Neben dem Tragen einer Gewichtsweste erhielten die Studenten auch eine der folgenden Behandlungen: ein Liter Wasser oral, ein Liter Wasser oral und die orale Verabreichung eines Vasopressin-Analogons namens Minirin© (Desmopressin, 60 µg), eines Schleifendiuretikums namens Furix © (Furosemid, 40 mg) oder ein Liter Wasser zum Einnehmen und acht Tabletten Resorb©, eine Rehydratationstherapie. Die mehrfachen Behandlungen und das feste Protokoll sind Confounder und unterstützen die Wiederholung dieser Experimente mit einem geeigneteren Design.

   1.2. Begründung für die Durchführung dieser Studie

   Die medizinische Relevanz dieser Versuchsergebnisse ist aufgrund der kurzen Dauer von vier Stunden noch unklar. Mit mehr experimenteller Unterstützung ist es möglich, dass diese Strategie verwendet werden könnte, um wirksame Diuretika herzustellen. Es ist auch möglich, dass eine langfristige Körpergewichtsbelastung das Körpergewicht auf andere Weise verringern könnte, insbesondere durch Verringerung der Fettmasse. Dieser Mechanismus könnte daher genutzt werden, um wirksame Medikamente gegen Fettleibigkeit herzustellen.

   1.3. Risiko-Nutzen-Bewertung

   Im Allgemeinen ist dies eine Studie mit wenigen Risiken. Die in diesem Experiment verwendeten Gewichtswesten werden täglich von Tausenden von Menschen während des Trainings verwendet. Während des Experiments mit Medizinstudenten erlitt nur einer der Studenten ein unerwünschtes Ereignis. Dieser Student verspürte einen leichten Schwindel, der innerhalb weniger Minuten nach dem Abnehmen der Gewichtsweste und dem Hinsetzen nachließ. Um die Risiken in unserer zukünftigen Studie weiter zu minimieren, haben sich die Forscher entschieden, nur gesunde Versuchspersonen einzubeziehen, die keine Medikamente einnehmen. Die Prüfärzte werden während der Studie auch medizinisch geschultes Personal zur Verfügung haben und sie in unmittelbarer Nähe des Sahlgrenska-Universitätskrankenhauses durchführen.

   Die Blutentnahme kann von einigen Personen als etwas unangenehm empfunden werden. Sie verläuft jedoch in der Regel komplikationslos. Bei manchen Personen können kleine lokale Blutergüsse oder Entzündungen auftreten.

   Zusammenfassend halten die Forscher die Risiken für sehr gering im Vergleich zum Potenzial der Erforschung eines neuen physiologischen Mechanismus mit potenziell wichtigen Anwendungen wie neuen Diuretika oder Arzneimitteln gegen Fettleibigkeit.

2. STUDIENDESIGN UND VERFAHREN

Die Studie wird mit allen 15 Studienteilnehmern an drei Studientagen mit jeweils einer Woche Abstand zwischen den Studientagen durchgeführt. Um die Variation der Messwerte zu verringern und die Aussagekraft der Studie zu erhöhen, wird ein Cross-Over-Studiendesign verwendet. Die Studienteilnehmer tragen an einem der Tage eine Gewichtsweste mit 10 % des Körpergewichts im Stehen, an einem der Tage trägt derselbe Studienteilnehmer eine Gewichtsweste mit 1 % des Körpergewichts im Stehen und weiter An einem der Tage trägt die gleiche Versuchsperson in sitzender Position eine Gewichtsweste mit 1 % des Körpergewichts.

Daher werden drei Verfahren in die Studie aufgenommen. Jedes der Verfahren entspricht einem separaten Tag.

Verfahren 1: Tragen einer Gewichtsweste mit 10 % des Körpergewichts im Stehen für sieben Stunden. Das Studiensubjekt darf jede Stunde 10 Minuten sitzen. Der Grund dafür ist, dass angenommen wurde, dass die Wirkung durch Gewichtsbelastung der unteren Extremitäten übertragen werden kann.

Verfahren 2: Tragen einer Gewichtsweste mit 1 % des Körpergewichts im Stehen für sieben Stunden. Das Studiensubjekt darf jede Stunde 10 Minuten sitzen.

Verfahren 3: Tragen einer Gewichtsweste mit 1 % des Körpergewichts im Sitzen für sieben Stunden. Dies ist eine Kontrollgruppe ohne Belastung der unteren Extremitäten. Dies ist auch die normale Arbeitsposition für viele sitzende Tätigkeiten (z. B. Büroangestellte) und weshalb dies für weitere Untersuchungen von besonderem Interesse ist. Es gibt eine Vielzahl von Forschungsliteratur, die die negativen gesundheitlichen Folgen der sitzenden Arbeitsposition aufzeigt.

Die Blutentnahme erfolgt mit einem peripheren Venenkatheter der kleinsten Größe. Darüber hinaus wird es jeden Tag mehrere Schritte geben, die für jedes der Verfahren einheitlich sein werden.

Zeitpunkt 1 (0 h): „Orale Wasserbelastung“

Der Katheter wird von einer erfahrenen Krankenschwester vom Gothia Forum platziert und sieben Stunden später entfernt, wenn der Eingriffstag beendet ist. Studienablauf und Protokollführung werden der Versuchsperson vor offiziellem Versuchsbeginn mitgeteilt.

Unmittelbar vor Versuchsbeginn trinkt die Versuchsperson 5 ml Wasser pro kg Körpergewicht. Wenn die Studienperson beispielsweise 70 kg wiegt (keine Gewichtsweste), wird sie oder er 350 ml Wasser trinken.

Um ein normales Hydratationsniveau und eine normale Urinproduktion aufrechtzuerhalten, wird das Studiensubjekt während des Experiments weiterhin Flüssigkeit ersetzen. Das Flüssigkeitsvolumen, das ersetzt wird, entspricht der Menge des verlorenen Urinvolumens. Wenn die Versuchsperson beispielsweise 100 ml Urin verliert, trinkt sie 100 ml Wasser, bevor sie mit dem Experiment fortfährt. Durch diese Methode wird eine Urinproduktion von ungefähr 200 ml pro Stunde aufrechterhalten, was mehr als genug ist, um alle erforderlichen Urinmessungen durchzuführen.

Dieser Ansatz ahmt physiologische Bedingungen nach, bei denen Urinverluste durch Wasseraufnahme ausgeglichen werden. Dadurch wird eine Wasseraufnahme vermieden, die über die Ersatzmengen hinausgeht, was unter Umständen als Behandlung angesehen wird.

Dann wird per Würfelwurf entschieden, ob ein Studienteilnehmer mit Verfahren 1, 2 oder 3 beginnt. Wenn zwei der Verfahrensgruppen mit jeweils fünf Personen voll sind, wird der Rest in die letzte Verfahrensgruppe übertragen. Die Rotation zwischen den Verfahren erfolgt nach dem Zufallsprinzip. Jedes Studiensubjekt hat eine Woche zwischen der Durchführung jedes Verfahrens.

Die Studienteilnehmer entleeren kurz vor Beginn der Studie ihre Harnblase. Die Studienteilnehmer beginnen mit einer fünfminütigen Trennung, um Staus auf den Toiletten zu vermeiden. Die Studie beginnt, wenn eine Studienperson eine Gewichtsweste anlegt.

Zeitpunkt 2 (0-7 h): Messungen und Blutabnahme

Dieser Zeitraum umfasst den Teil vom Anlegen der Gewichtsweste durch den Probanden bis zum Ablegen der Gewichtsweste.

Das Studiensubjekt sammelt stündlich sein Urinvolumen in einem speziell dafür vorgesehenen Messbecher. Das Urinvolumen wird notiert. Aus 10 ml Urin wird dann die Elektrolytkonzentration gemessen. Weitere 10 ml Urin werden für weitere Analysen im Zentrallabor der Sahlgrenska-Universität aufbewahrt. Diese Analysen sind routinemäßig, Proben können jedoch einige Tage gelagert werden, bevor die Messung stattfindet. Dies hängt davon ab, wann das Zentrallabor unsere Proben annehmen kann und von der konkreten Arbeitsbelastung. Die Probenlagerung und -handhabung erfolgt gemäß den Empfehlungen des Zentrallabors. Die Proben werden maximal einmal bei einer Temperatur von -80°C eingefroren.

Wenn die Urinmessungen abgeschlossen sind, hat die Studienperson fünf Minuten Zeit, um sich zu entspannen, bevor sie ihre Herzfrequenz und ihren Blutdruck misst. Herzfrequenz und Blutdruck werden sowohl im Stehen als auch im Sitzen mit digitalen Blutdruckmessgeräten für schnelle und zuverlässige Werte gemessen.

Es wird viermal Blut abgenommen. Die Proben werden so bald wie möglich nach jedem Verfahrenstag analysiert. Einige Analysen gehen direkt an die Sahlgrenska Academy, andere werden an das Zentrallabor der Sahlgrenska University geliefert (Einzelheiten siehe Abschnitt 6.1). Diese Analysen sind routinemäßig, Proben können jedoch einige Tage gelagert werden, bevor die Messung stattfindet. Dies hängt davon ab, wann das Zentrallabor unsere Proben annehmen kann und von der konkreten Arbeitsbelastung. Die Probenlagerung und -handhabung erfolgt gemäß den Empfehlungen des Zentrallabors.

Zeitpunkt 3 (7 h -): Das Experiment ist beendet

Gewichtsweste und peripherer Venenkatheter werden entfernt. Ein Verfahrensprotokoll wird von der Studienperson dem Prüfarzt übergeben, der dessen Vollständigkeit bestätigt. . Das Verfahrensprotokoll wird entweder digital durch Hochladen einer Excel-Datei oder ausgedruckt abgegeben.