Die Meta-SHIFT-Studie: Wie metabolische Verschiebung die menschliche Immunometabolik prägt – eine Fastenstudie (Meta-SHIFT)

Begründung: Fasten führt zu Veränderungen im Stoffwechsel und in der Immunfunktion. Die spezifischen biologischen Zusammenhänge zwischen diesen Prozessen sind jedoch nicht vollständig geklärt. Durch die Untersuchung der Auswirkungen des Fastens auf Immunzellen zielt diese Studie darauf ab, die bidirektionale Beziehung zwischen Stoffwechsel und Immunfunktion zu klären.

Ziele: Das primäre Ziel ist die Untersuchung der Auswirkungen des Fastens auf Immunzellen, sogenannte periphere mononukleäre Blutzellen (PBMCs), bei gesunden Erwachsenen. Die Studie wird vier Hauptmerkmale dieser Zellen untersuchen:

1. Veränderung des basalen PBMC-Energiestoffwechsels;
2. Veränderung des aktivierten PBMC-Energiestoffwechsels;
3. Veränderung der Entzündungskapazität aktivierter PBMCs; und
4. Veränderung der Häufigkeit von PBMC-Subpopulationen.

Die sekundären Ziele sind 1) die Untersuchung, wie Fasten die PBMC-Genexpression (Einzelzell-Transkriptom des gesamten Genoms) und Blutmetabolite beeinflusst, 2) die Identifizierung von Zusammenhängen zwischen Veränderungen in Metaboliten und Veränderungen in der Immunzellfunktion und Genexpression, und 3) die Untersuchung, wie Fasten-induzierte Veränderungen in der Genexpression durch Wiederernährung beeinflusst werden. Darüber hinaus ist ein exploratives Ziel die Bestimmung, wie Fasten die Immunzellpopulation im subkutanen Fettgewebe beeinflusst.

Studiendesign: Die Meta-SHIFT-Studie ist eine Einarm-Interventionsstudie, die die Wirkung des Fastens untersucht, indem dieselben Probanden 2 Stunden nach einer Mahlzeit (Ernährungszustand oder 'Ausgangswert') und 24 Stunden nach dem Ausgangswert (Fastenzustand oder '24 Stunden') verglichen werden. Die Teilnehmer dienen als ihre eigene Kontrolle.

Studienpopulation: Die Studie umfasst achtundzwanzig gesunde Erwachsene im Alter zwischen 18 und 40 Jahren, die einen Body-Mass-Index (BMI) zwischen 18,5 und 24,9 kg/m² aufweisen und keine chronischen Erkrankungen haben.

Intervention: Am Abend vor der Fastenintervention nehmen die Studienteilnehmer ein standardisiertes Abendessen (ad libitum) ein. Am nächsten Morgen, zwei Stunden vor dem Ausgangswert, erhalten die Teilnehmer einen standardisierten Frühstücksshake (energieangepasst an den Grundumsatz), gefolgt von einer Fastenperiode von 26 Stunden. Während der Fastenperiode dürfen die Studienteilnehmer nichts essen oder trinken außer Wasser und zuckerfreiem Tee, der von den Untersuchern bereitgestellt wird und ad libitum konsumiert werden darf. Zwei Stunden nach dem Verzehr des standardisierten Shakes gelten die Teilnehmer als im 'Ernährungszustand', der als Ausgangswert definiert ist. Zum Ausgangswert werden die ersten Blutproben (und optional eine Fettgewebsbiopsie) entnommen. 24 Stunden nach dem Ausgangswert gelten die Teilnehmer als im 'Fastenzustand', und der zweite Satz Blutproben (und optional eine Fettgewebsbiopsie) wird entnommen. Ein Zeitraum von 24 Stunden zwischen den Probenahmezeitpunkten wird gewählt, um die Auswirkungen des zirkadianen Rhythmus auf die Ergebnisparameter zu verhindern. Zusätzlich werden die Auswirkungen der Wiederaufnahme von Nahrung nach dem Fasten untersucht (Wiederernährungszustand). Der Wiederernährungszustand ist definiert als 2 Stunden nach dem Verzehr des zweiten standardisierten Frühstücksshakes, der den Fastenzustand beendet, was 26 Stunden nach dem Ausgangswert ist. Nach 26 Stunden wird der dritte Satz Blutproben entnommen.