Reduzierung des zirkulierenden Sphingolipidspiegels zur Optimierung der kardiometabolischen Gesundheit – Die SphingoFIT-Studie (SphingoFIT)

Kardiometabolische Erkrankungen (CMD) sind für etwa die Hälfte aller Todesfälle durch nicht übertragbare Krankheiten verantwortlich und für etwa ein Drittel aller Todesfälle weltweit verantwortlich. Um der wachsenden Belastung der Gesundheitssysteme durch CMD entgegenzuwirken, ist ein Wandel hin zu einer wirksameren Prävention und Früherkennung dieser Krankheiten dringend erforderlich.

Blutfette werden seit Mitte des letzten Jahrhunderts zur Bestimmung des CMD-Risikos herangezogen. Obwohl klassisch verwendete Biomarker wie Cholesterin und Triglyceride eine akzeptable Risikobewertung ermöglichen, gibt es zunehmend Hinweise darauf, dass Sphingolipide, insbesondere Ceramide, eine verbesserte Risikobewertung ermöglichen können. Mechanistisch gesehen gibt es immer mehr Daten, dass Sphingolipidansammlungen zu Arteriosklerose und Insulinresistenz führen.

Um zirkulierende Sphingolipide in der klinischen Praxis zu messen, ist es wichtig, Patienten evidenzbasierte Interventionen zur Senkung des Sphingolipidspiegels anzubieten und die von einer solchen Intervention erwartete Reduktion zu quantifizieren. Vorläufige Daten deuten darauf hin, dass regelmäßige körperliche Aktivität (PA), ein wirksames, kostengünstiges und patientenförderndes Mittel zur Gesundheitsoptimierung, den Sphingolipidspiegel senken kann.

Das aktuelle Forschungsprojekt zielt darauf ab, zu untersuchen, ob und inwieweit ein fitnesssteigerndes hochintensives Intervalltraining (HIIT) den zirkulierenden Sphingolipidspiegel bei Personen mittleren Alters mit erhöhtem kardiometabolischem Risiko (50 % Frauen) senken kann. Um das zirkulierende Sphingolipidom umfassend zu erfassen, wird ein Sphingolipidprofil im Omic-Maßstab angewendet.

Die Teilnehmer werden nach dem Zufallsprinzip entweder der Interventions- oder der Kontrollgruppe zugeordnet. Die Übungsintervention besteht aus einem 8-wöchigen überwachten HIIT (zwei wöchentliche Geh- und eine Indoor-Cycling-Sitzung). Die Kontrollgruppe erhält PA-Empfehlungen basierend auf den aktuellen Richtlinien.

Auf einem Fahrradergometer wird ein maximaler kardiopulmonaler Belastungstest (CPET) durchgeführt, um den VO2peak, die maximale Herzfrequenz und die maximale Leistungsabgabe zu bestimmen. Nach dem 8-wöchigen Trainingsprogramm wird ein zweites CPET durchgeführt, um zu überprüfen, ob der Trainingseingriff die CRF wirksam verbessert hat. Die Körperzusammensetzung wird vor und nach dem 8-wöchigen Eingriff durch Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie und durch bioelektrische Impedanzanalyse analysiert.

Geschultes medizinisches Personal wird nach einer Fastenkur über Nacht vor und nach dem Eingriff Blutproben durch Venenpunktion der Kubitalgrube entnehmen. Geplante Blutanalysen zur grundlegenden Charakterisierung von Risikofaktorprofilen umfassen Gesamtcholesterin, Lipoproteincholesterin niedriger Dichte (LDL) und Lipoproteincholesterin hoher Dichte (LDL), Triglyceride und HbA1c. Glukose und Insulin werden ebenfalls gemessen, um die Insulinresistenz mithilfe des HOMA-IR abzuschätzen. Eine Methode mit hoher Abdeckung, die Umkehrphasen-Flüssigkeitschromatographie gekoppelt mit Tandem-Massenspektrometrie (RPLC-MS/MS) verwendet, wird angewendet, um eine umfangreiche Palette zirkulierender Sphingolipide (n=61) zu quantifizieren.

Der Durchmesser der Netzhautgefäße, ein neuartiger Ersatz für die mikrovaskuläre Gesundheit, der positiv auf körperliche Betätigung reagiert, wird vor und nach dem Eingriff sowie die FMD der Brachialarterie beurteilt, die die Endothelfunktion als frühen Marker für atherosklerotische Arterienschäden widerspiegelt.

Jeder Teilnehmer erhält für die zwei Tage vor der Blutentnahme individuelle, vorverpackte Mahlzeiten, um mögliche Verwirrungen zu minimieren. Alle Teilnehmer werden zur Energiebilanz geführt. Um die Einhaltung der Diät zu überwachen, werden die Teilnehmer angewiesen, alle nicht konsumierten Lebensmittel aus den abgepackten Mahlzeiten an das Labor zurückzugeben und Fotos von zusätzlich konsumierten Lebensmitteln für eine spätere Analyse zu machen.