Extreme Morphologie und Stoffwechselgesundheit

Nach der Unterzeichnung der Einverständniserklärung zur Teilnahme an der Studie werden die Teilnehmer gebeten, einen Fragebogen zu Gesundheitseintrittskriterien auszufüllen, einschließlich eines Fragebogens zur körperlichen Aktivitätsbereitschaft und eines Fragebogens zur Untersuchung von Essstörungen, um die Eignung zu bestätigen. Die Teilnehmer müssen außerdem einen Gesundheitsfragebogen für die Verabreichung von Anästhetika im Rahmen des Biopsieverfahrens ausfüllen. Personen, die sehr klein oder sehr groß sind (ohne Skelettdysplasie), werden als zusätzliches Zulassungskriterium gebeten, für ein Voruntersuchungs-Screening ins Labor zu kommen. Dabei werden Größe, Körpermasse und Stehen auf einer speziellen Skala (bioelektrische Impedanzskala) gemessen, die abschätzt, wie viel Muskeln und Fett jemand hat. Wenn der Verdacht besteht, dass der Teilnehmer die angegebenen Kriterien für die fettfreie Masse erfüllt, wird ein vollständiger Ganzkörper-Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie-Scan (DEXA) zur genaueren Beurteilung der Körperzusammensetzung durchgeführt. Dabei liegt man etwa sieben Minuten lang flach auf einem Bett und ruht sich aus, während der Scan durchgeführt wird. Das Forschungsteam informiert den Teilnehmer dann nach der Analyse der Scan-Ergebnisse darüber, ob er geeignet ist und mit der Studie fortfahren kann.

Alle Teilnehmer, die als teilnahmeberechtigt gelten und zur Teilnahme in der Lage und bereit sind, werden zur Teilnahme am gesamten Versuch in das Labor für Humanphysiologie der University of Bath eingeladen.

Am ersten Tag, vor dem Besuch der University of Bath, werden die Teilnehmer gebeten, eine standardisierte Diät zu sich zu nehmen, bestehend aus einem Müslifrühstück und einem im Supermarkt gekauften Sandwich-, Getränke- und Snackangebot zum Mittagessen mit selbst ausgewählten Mengen. Idealerweise werden die Teilnehmer 4–5 Stunden vor der Ankunft (ca. 17:00 Uhr) gefastet.

Bei ihrer Ankunft an der Universität werden Personen mit Skelettdysplasie außerdem gebeten, den Fragebogen zu den Gesundheitseintrittskriterien und den Fragebogen zur körperlichen Aktivitätsbereitschaft auszufüllen, um ihre Eignung sicherzustellen. Es ist wichtig, dass die Teilnehmer die Forscher über etwaige gesundheitliche Probleme oder Änderungen der Umstände seit der Anmeldung informieren. Alle Informationen werden streng vertraulich behandelt.

Das Forschungsteam wird zunächst Körpergröße, Körpermasse, Taillen- und Hüftumfang, Bauchdurchmesser (Abstand von vorne nach hinten), Sitzhöhe und Blutdruck messen. Zu Beginn des Besuchs werden die Teilnehmer auch über das Sammeln von Urin in bereitgestellten Behältern informiert. Personen mit Skelettdysplasie werden dann einem Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie-Scan (DEXA) unterzogen, um die Körperzusammensetzung zu beurteilen. Bei allen Teilnehmern wird außerdem eine periphere quantitative Computertomographie (pQCT) durchgeführt, bei der ein Bein in einen runden Scanner gelegt wird, um das Gewebe in Ihrem Bein, z. B. Knochen, Muskeln und Fett, zu beurteilen (als wäre das Bild ein Schnitt). Für den Scan müssen Sie Ihr Bein etwa 10 Minuten lang ruhig halten.

Anschließend werden die Teilnehmer gebeten, sich in einem Bett auszuruhen und zu entspannen. In sitzender Position führen die Teilnehmer im Ruhezustand einen Lungenfunktionstest durch, bei dem durch ein Mundstück in ein spezielles Gerät geblasen wird. Anschließend entnimmt ein geschulter Mitarbeiter im Liegen und nach einer Einweisung in den Eingriff eine Fettgewebebiopsie aus dem Bauchraum, um Gene und Proteine ​​in den Zellen zu analysieren. Bei der Fettbiopsie wird eine Nadel mit Saugkraft direkt unter die Haut eingeführt, um die Zellen zu entnehmen. Die Fettbiopsie wird unter örtlicher Betäubung durchgeführt. Dieser Eingriff kann bis zu 7 Tage lang zu einem blauen Fleck führen. Anschließend wird eine Muskelbiopsie aus dem Quadrizeps (großer Muskel an der Vorderseite des Oberschenkels) entnommen, um erneut Gene und Proteine ​​sowie Signalwege unseres Stoffwechsels zu messen. Die Nadel wird direkt in den Muskel eingeführt und 2/3 Gewebestücke werden entnommen. Das Forschungsteam wird Informationen und Ausrüstung für die Nachsorge der Biopsiestellen bereitstellen, um Infektionen zu verhindern, nachdem die Teilnehmer das Labor verlassen haben.

Anschließend erhalten die Teilnehmer zum Abendessen eine warme Mahlzeit. Dies wird eine Standardportion von Sainsbury's Love Your Veg sein! Linsen-Cottage-Pie (400 g, 1 Portion). Bevor um 22:00 Uhr das Licht ausgeschaltet wird, werden die Teilnehmer mit einem Schlafüberwachungsset namens Polysomnographie ausgestattet. Zur Ausrüstung gehören ein Band zur Messung des Bauch- und Brustdrucks, eine Nasenkanüle und einige direkt auf der Haut angebrachte Klebesensoren.

Am Morgen des zweiten Tages weckt ein Forscher den Teilnehmer um 07:00 Uhr. Mit einem Mundstück (ähnlich einem Schnorchel) und einer Nasenklammer wird die ausgeatmete Ruheluft 20 Minuten lang gesammelt, um zu berechnen, wie viel Energie im Ruhezustand verbrannt wird. Die Teilnehmer werden außerdem gebeten, eine Atemprobe durch einen Strohhalm in ein kleines Glasröhrchen zu geben (dies hängt mit einer unten erläuterten Tracer-Methode zusammen). Die Körpermasse wird erneut gemessen, nachdem der Teilnehmer die Möglichkeit hatte, die Toilette zu benutzen.

Sobald Sie wieder im Bett liegen, führt ein geschulter Mitarbeiter eine Kanüle (ein kleines Plastikröhrchen) in eine Vene am Handrücken oder Unterarm des Teilnehmers ein. Dieser bleibt für den Rest des Tages bestehen und ermöglicht die wiederholte Blutentnahme während der folgenden Tests. Bei Teilnehmern mit Skelettdysplasie wird das in den Zellen gefundene genetische Material aus der ersten Blutprobe entnommen und später analysiert, um die korrekte Diagnose einer Achondroplasie zu bestätigen. Die Teilnehmer werden gebeten, die Hand in eine auf 55 °C eingestellte Wärmebox zu legen, um die Durchblutung zu fördern und dem Forschungsteam die Probenentnahme zu erleichtern. Anschließend werden alle Teilnehmer gebeten, eine Reihe von Appetitfragen zu beantworten, eine Portionsauswahlaufgabe zu lösen und den Blutdruck zu messen.

Wenn die Hand warm ist und die ersten Appetitaufgaben erledigt sind, erhalten die Teilnehmer ein zuckerhaltiges Getränk und werden gebeten, es innerhalb von 5 Minuten auszutrinken. Das Getränk enthält außerdem einen Zuckermarker, der stabil und sicher zu konsumieren ist. Dadurch kann das Forschungsteam in Echtzeit beurteilen, wie das Getränk vom Körper verarbeitet wird. Für einige Personen aus jeder „Untergruppe“ (Achondroplasie, Skelettdysplasie, extrem große Körpergröße und extrem kleine Körpergröße) wird dem Getränk ein anderer Tracer namens Acetat zugesetzt, der bei einigen Berechnungen darüber hilft, wie der Körper das verarbeitet Zucker. In der ersten Stunde werden alle 15 Minuten und in den nächsten zwei Stunden alle 30 Minuten Blutproben (10 ml) aus der Kanüle entnommen. In denselben Abständen wird der Teilnehmer gebeten, mit einem Strohhalm in ein kleines Röhrchen zu blasen, um das Aussehen des Tracers im Atem zu beurteilen (ein Indikator dafür, wie viel Zucker aus dem Getränk verbrannt wird, im Gegensatz zu den Zuckerspeichern des Körpers). , daher die Notwendigkeit einer Basisstichprobe). Die Teilnehmer werden außerdem gebeten, bei jeder Blutentnahme die Fragen zum Appetit und zur Portionsauswahl zu beantworten. Nach 60, 120 und 180 Minuten wird wie beim Aufwachen eine 5-minütige Luftprobe entnommen und der Blutdruck zu jeder vollen Stunde gemessen. Zwischen den Proben kann der Teilnehmer auch eine Reihe von Fragebögen zur psychischen Gesundheit ausfüllen (optional).

Um 11:00 Uhr erhalten die Teilnehmer eine weitere Appetitaufgabe und anschließend ein Mittagessen (Pesto-Nudeln mit Käse und ein Glas Orangensaft), das sie innerhalb von 20 Minuten verzehren müssen. Vor und nach dem Verzehr werden einige zusätzliche Fragen zum Appetit gestellt. Die folgenden 3 Stunden verlaufen ähnlich wie zuvor, mit regelmäßiger Appetitmessung und Blutentnahme alle 15 Minuten in der ersten Stunde und 30 Minuten in den nächsten zwei Stunden. Nach 60, 120 und 180 Minuten werden eine 5-minütige Atemprobe und eine kleinere Tracer-Atemprobe durch den Strohhalm entnommen und der Blutdruck aufgezeichnet.

Anschließend werden die Teilnehmer gebeten, einen kurzen Laufbandtest zu absolvieren, um den Aktivitätsmonitor zu kalibrieren, indem sie beim Gehen einen Herzfrequenzmesser an einem Brustgurt tragen. Fünf 3-Minuten-Schritte werden basierend auf der „normalen“ selbstgewählten Gehgeschwindigkeit der Teilnehmer berechnet. Während der letzten Minute jeder Phase wird eine einminütige Atemprobe entnommen und die Herzfrequenz aufgezeichnet. Am Ende jeder Übungsphase wird außerdem eine Atemprobe in ein Tracer-Sammelröhrchen entnommen. Während sie auf dem Laufband sind, werden die Teilnehmer gebeten zu beschreiben, wie schwierig sich die Übungsphasen anfühlen. Wenn die höchste Geschwindigkeit die „harte“ Übung nicht übersteigt, fragt der Forscher, ob der Teilnehmer sich in der Lage fühlt, eine letzte Etappe mit einer höheren Intensität zu absolvieren (die Bewertung der wahrgenommenen Anstrengung darf nicht über 15 liegen), um die Kalibrierung des Aktivitätsmonitors zu unterstützen. Innerhalb von 30 Sekunden nach Beendigung des Lauftrainings wird eine letzte Blutprobe aus der Kanüle entnommen, bevor diese entfernt wird.

Beim Verlassen des Labors erhalten die Teilnehmer einen Aktivitätsmonitor, eine Bewegungsuhr, ein Ernährungstagebuch (entweder in einer mobilen App oder in Papierform) sowie eine Lebensmittel- und Körpergewichtswaage. Außerdem wird ein kleines Gerät zur kontinuierlichen Messung des Blutzuckerspiegels an der Rückseite des Arms angebracht. Das Gerät wird mit einer sehr kleinen Nadel eingeführt, die dann entfernt wird, sodass nur das Pflaster mit einer kleinen Sonde im Arm verbleibt. Das Forschungsteam weist die Teilnehmer an, wie sie den Aktivitätsmonitor auf der Brust tragen, und bittet die Teilnehmer, diesen immer zu tragen, außer beim Schwimmen oder Baden, und die Nahrungsaufnahme 14 Tage lang aufzuzeichnen. Während dieser Zeit werden die Teilnehmer gebeten, sich morgens als erstes und abends als letztes zu wiegen sowie Schlafzeiten und -qualität aufzuzeichnen.