Lebensmittelvielfalt nutzen

Übersicht über aktuell laufende Humanstudien

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Foto: Unsplash

Laufende bzw. kürzlich abgeschlossene Humanstudien

  • CareHigh-Studie
  • JERN-ALS-Studie
  • KoALA-Studie

    KoALA-Studie - Konversion der alpha-Linolensäure

    Einfluss der Hintergrunddiät auf den Metabolismus und die Bioverfügbarkeit pflanzlicher omega-3 Fettsäuren (n-3 PUFA)

    Entsprechend ihrer Herkunft können n-3 PUFA in (i) langkettige n-3 PUFA (n-3 LC-PUFA) mariner Herkunft, wie z. B. Eicosapentaensäure, Docosapentaensäure, Docosahexaensäure und (ii) n-3 PUFA pflanzlicher Herkunft, wie α-Linolensäure (ALA) und Stearidonsäure unterteilt werden.

    Eine erhöhte Zufuhr von n-3 LC-PUFA steht mit der Verbesserung kardiovaskulärer Risikofaktoren und einer Reduktion der Inzidenz kardiovaskulärer Ereignisse in Verbindung. Darüber hinaus tragen n-3 LC-PUFA zur Therapie chronisch-entzündlicher Erkrankungen bei. Im Vergleich zu den Effekten der n-3 LC-PUFA auf das kardiovaskuläre Risiko ist die Wirkung der pflanzlichen n-3 PUFA vergleichsweise gering.

    In den meisten Ländern und insbesondere im Rahmen einer vegetarischen/veganen Lebensweise werden n-3 PUFA hauptsächlich durch ALA-Quellen wie Walnüsse, Leinsamen, Sojabohnen und Rapsöl aufgenommen. Beim Menschen ist die Konversionsrate der ALA in n-3 LC-PUFA relativ gering (max. 10 %), wobei insbesondere die endogene Umwandlung in DHA begrenzt ist (0,01 - 4 %). Im Vergleich zu einer direkten Supplementierung mit n-3 LC-PUFA ist es demzufolge schwierig, durch Supplementation mit ALA vergleichbare n-3 LC-PUFA-Konzentrationen in den Membranen des Körpers zu erreichen.

    Es gibt Ansätze, die darauf hinweisen, dass die Konversion von ALA in EPA und in gewissem Umfang auch in DHA durch eine Verringerung der Aufnahme von Linolsäure (n-6 PUFA, LA) aufgrund einer verminderten Konkurrenz um die D6-Desaturase, verbessert werden kann. Aktuelle Daten weisen darauf hin, dass eine Reduktion der LA-Aufnahme auf < 2,5 En% notwendig ist, um den DHA-Status zu erhöhen. In diesem Zusammenhang muss berücksichtigt werden, dass Vegetarier und Veganer relativ hohe Mengen an Samen und Ölen aufnehmen, welche in der Regel reich an LA sind. Es ist anzunehmen, dass dadurch die Umwandlung der pflanzlichen n-3 PUFA in ihre langkettigen Metabolite aufgrund der Konkurrenz um die D6-Desaturase behindert wird.

    Anhand der KoALA-Studie soll der Einfluss der Hintergrunddiät auf den Metabolismus und die Bioverfügbarkeit pflanzlicher n-3 PUFA untersucht werden.

    Das Studiendesign sieht vor, dass 148 Probanden (37 Teilnehmer pro Gruppe) mit leichter Hypertriglyzeridämie (TAG > 1,5 mmol/L; ohne lipidsenkende Medikation; Frauen (in der Menopause) und Männer im Alter von 51 bis 65 Jahren; PAL: 1,6) eingeschlossen werden.

    In der 7-tägigen Run-in-Periode dokumentierten die Probanden ihre Ernährungs-gewohnheiten mittels Food-Frequency-Protokoll (7d). Zu Beginn und im Verlauf der 12-wöchigen Intervention wurden im Abstand von vier Wochen Blutproben genommen (Abbildung).

    Die Studienintervention bestand aus einer täglichen Dosis an Leinöl (10 En%) und definierten Tagesmenüplänen (Ausnahme: Kontrollgruppe D ohne Menüpläne), welche sich hauptsächlich durch ihren Anteil an Linolsäure (n-6 PUFA) unterscheiden (Abbildung). Anhand einer weiteren Studiengruppe (C) wird untersucht, inwiefern eine regelmäßige Aufnahme von Milchfett von Weidekühen, den n-3 PUFA-Metabolismus beeinflusst, wobei die Hypothese zugrunde liegt, dass die kurz- und mittelkettigen Fettsäuren sowie die verzweigtkettigen Fettsäuren aus dem Milchfett die Konversion der ALA in n-3 LC-PUFA begünstigen könnten.

    Der Konsum weiterer n-3 PUFA-Quellen (z. B. Pflanzenöle, Fisch und Fischöl, Algen und Algenöl usw.) war während der gesamten Studienzeit verboten.

     

    Ziele der KoALA-Studie

    • Herstellung von Zusammenhängen zwischen Hintergrunddiät, n-3 PUFA-Aufnahme und Metabolismus - Bewertung des Einflusses auf den Gesundheits- und Krankheitsstatus unter besonderer Berücksichtigung kardiovaskulärer Risikofaktoren
    • Identifizierung von Zielkonzentrationen für ALA, EPA, DHA sowie Grenzwerten für LA in Plasma- und Erythrozytenlipiden, im Hinblick auf die Verbesserung kardiovaskulärer Risikofaktoren (z. B. Blutlipide, Entzündungsmarker)
    • Bewertung der Eignung der Fettsäurenverteilung in Plasma- und Erythrozytenlipiden als Biomarker, welche eine definierte Nahrungsaufnahme in Form der Menüpläne, kombiniert mit der Aufnahme von Leinöl (10 En%) reflektieren

    Im Detail adressiert die KoALA-Studie die folgenden Fragestellungen hinsichtlich der Hintergrunddiät:

    • Inwieweit beeinflusst eine gleichzeitig niedrige bzw. hohe Aufnahme von LA (2,5 En% vs. 7 En%) die Konversion von ALA in die langkettigen n-3 PUFA?
    • Ist die Begrenzung der gleichzeitigen LA-Aufnahme auf 2,5 En% geeignet, um die Konversionsrate zu erhöhen?
    • Überdeckt eine zeitgleiche, hohe Aufnahme von SFA die gesundheitsfördernden Wirkungen der n-3 PUFA auf z. B. die Blutlipide, da eine hohe SFA-Aufnahme mit einer Erhöhung des LDL-Cholesterols in Verbindung steht?
    • Kann die Konversion pflanzlicher n-3 PUFA durch gleichzeitige Aufnahme von hochwertigem Milchfett (Weidehaltung) erhöht werden?

    Basierend auf den Studiendaten sollen validierte Ernährungskonzepte zur Erhöhung des n-3 LC-PUFA-Status etabliert werden, wodurch neben der Bedarfsdeckung mit diesen wertvollen Nährstoffen auch ein Beitrag zur Prävention von kardiovaskulären Erkrankungen geleistet werden soll.

    Studienzeitraum: 2018

    Förderungprogramm: BMBF-Fördermaßnahme "Kompetenzcluster der Ernährungsforschung" Förderkennzeichen: 01EA1708

    Flyerpdf, 1 mb

    Studiendesign KoALA-Studie
    Studiendesign KoALA-Studie
    Foto: Dr. Christine Dawcyznski
  • gLUCAn-Studie

    Humaninterventionsstudie zur Untersuchung der physiologischen Effekte eines regelmäßigen Verzehrs von Gerste- und Haferprodukten - Betrachtung der Kurz- und Langzeiteffekte auf den Glukose- und Lipidmetabolismus sowie die Sättigung

    Ein täglicher Verzehr von Gerste und Hafer kann durch ihren hohen Gehalt an β-Glucan zur Prävention und Behandlung ernährungsmitbedingter Erkrankungen (Diabetes, kardiovaskuläre Erkrankungen, Kolonkrebs) beitragen. Dennoch werden in Deutschland nur 1 % der Gersten- und 14 % der Haferproduktion für die Herstellung von Lebensmitteln verwendet. Eine sensorische Verbesserung der Getreide durch Rösten könnte zur Erhöhung der Attraktivität beim Verbraucher führen.

    Ziel des Vorhabens ist es daher, Röstbedingungen zu etablieren, die zu sensorisch hochwertigen, besser schmeckenden Produkten führen. Es ist davon auszugehen, dass eine thermische Behandlung die chemische Struktur und damit die Bioverfügbarkeit von β-Glucan und Stärke modifiziert, wodurch die physiologischen Effekte beeinflusst werden könnten.

    Im Rahmen der gLUCAn-Studie wurde die Modulation der metabolischen Antwort, als Zusammenspiel von Sättigung, Glukose- und Lipidmetabolismus infolge des Verzehrs der Studienprodukte (Gerste- und Haferflocken in gerösteter und roher Form) über jeweils 3 Wochen betrachtet.

    Die randomisierte, Placebo-kontrollierte, doppelblinde Humaninterventionsstudie wurde im Crossover-Design mit 32 Personen mit erhöhtem LDL-Cholesterol (≥ 3 mmol/l, ohne Einnahme von Lipidsenkern) durchgeführt.

    In der Studie wurde der Einfluss eines regelmäßigen Verzehrs der Getreideprodukte (Gerste- und Haferflocken in gerösteter und roher Form) auf den Glukose- und Lipidmetabolismus sowie die Sättigung postprandial untersucht. Der Vergleich erfolgte in beiden Studienarmen gegen Weißbrot (Kontrolle).

    Studienstart: Mai 2018 / Studienende: Mai 2019

    Kooperation mit Dr. Silke Rummler / Dr. Annett Klink (Universitätsklinikum Jena, Institut für Transfusionsmedizin (ITM), Erlanger Allee 101, 07747 Jena)

    Flyer - gLUCAn-Studiepdf, 1 mb

    Frühstücksvariationen - gLUCAn-Studiepdf, 1 mb

    Weitere Informationen: https://gerstoni.de/online-seminare/Externer Link

  • MoKaRi II-Studie (Teilprojekt nutriCARD 2.0)
  • NovAL-Studie

    Humaninterventionsstudie zur Prüfung der Bioverfügbarkeit wertgebender Inhaltsstoffe aus Mikroalgen

    Mikroalgen stellen eine vielversprechende, doch bisher unzureichend genutzte Quelle für die Produktion essentieller Nährstoffe dar.

    Anhand der geplanten randomisierten Humaninterventionsstudie im Paralleldesign (3armig, n = 60) wird die Bioverfügbarkeit wertgebender Inhaltsstoffe aus neuartigen Mikroalgen bewertet, wobei der Fokus auf die folgenden Nährstoffe gelegt wird: Vitamin D, Phytosterole, Vitamin B12, langkettige Omega-3-Fettsäuren (Eicosapentaensäure, Docosahexaensäure).

    Das Studiendesign besteht neben der Run-in-Periode (= standardisierte Kost über drei Tage) aus den Teilen I (Kinetik) und II (Intervention).

    Im Teil I der Studie wird die kurzfristige Bioverfügbarkeit der wertgebenden Nährstoffe bewertet, indem im Anschluss an eine Testmahlzeit mit definiertem Gehalt an Testalgen Blutabnahmen im Abstand von 30 Minuten bzw. später alle 60 Minuten durchgeführt werden (Zeitpunkt: 0, 30, 60, 90, 120, 180, 240, 300 und 360 min). Zusätzlich wird am Versuchstag der Urin über 24h gesammelt. Teil I der Studie wird mit jeweils 6 Probanden pro Gruppe (3 Männer plus 3 Frauen) durchgeführt.

    Studiendesign (Intervention)

    • Placebo-kontrollierte, randomisierte Studie im Parallel-Design (3armig)
    • Interventionsperiode: 2 Wochen
    • Blutabnahmen und Gesundheits-Check sowie Sammlung des 24h Urins: jeweils 4mailg im Studienzeitraum
    • Run-in Phase: Prüfung der Einschlusskriterien, Dokumentation der Ernährungsgewohnheiten
    • im Interventionsteil der Studie verzehren die Probanden täglich eine definierte Menge der Testalgen. Die Hintergrunddiät wird durch Vorgaben hinsichtlich Art und Menge der
      Lebensmittel alle fünf Mahlzeiten (Frühstück, Vormittagssnack, Mittagessen, Nachmittagssnack, Abendessen (= Tagesmenüpläne)) zwischen den Gruppen (Kontrolle, Mikrolage 1, 2) vereinheitlicht.

    Probanden: gesunde Probanden (n = 60, 50 % Männer, 50 % Frauen)

    Studienziele

    • Prüfung der Bioverfügbarkeit der wertgebenden Inhaltsstoffe (z. B. langkettige n-3 PUFA, Ballaststoffe, Phytosterole, Vitamine)
    • Prüfung der Verbraucherakzeptanz (mittels Fragebögen)
    • Bewertung des Einflusses des täglichen Verzehrs der Produkte auf kardiovaskuläre Risikofaktoren

    Studienzeitraum: Winter 2020

    Mikroalgen-Smoothie
    Mikroalgen-Smoothie
    Foto: Julia Kunze
  • NuEva-Studie

    Nutritional Evaluation Studie (NuEva)

    Die Ernährungsgewohnheiten der Menschen sind sehr facettenreich. Die einen bevorzugen Fleisch, andere mögen lieber Fisch und wieder andere lehnen tierische Produkte komplett ab. Die Vielfalt der Ernährungsgewohnheiten eröffnet neue Möglichkeiten, diese in der Prävention und Therapie ernährungsmitbedingter Erkrankungen einzusetzen. Andererseits kann der Verzicht auf bestimmte Lebensmittel mit einem Nährstoffmangel einhergehen.

    Die NuEva-Studie konzentriert sich neben der Identifizierung und Validierung ernährungsassoziierter Biomarker, auf die Entwicklung und Validierung von Ernährungskonzepten für gesunde Personen, die sich durch eine optimale Zusammensetzung an Makro- und Mikronährstoffen auszeichnen und gleichzeitig zur Prävention von Zivilisationskrankheiten (Fokus: kardiovaskuläre Erkrankungen) beitragen.

    „Unser Ziel ist es, Ernährungskonzepte für gesunde Personen mit unterschiedlichen Ernährungsgewohnheiten zu entwickeln, mit denen sichergestellt werden kann, dass alle notwendigen Nährstoffe in ausreichender Menge aufgenommen werden“, erklärt Dr. Christine Dawczynski, Leiterin der NuEva-Studie.

    NuEva-Studiendesign (Paralleldesign, Dauer: 12 Monate, Follow-up: 12 Monate, optional 24 Monate)

    In die Studie wurden mindestens 4 x 55 gesunde Personen eingeschlossen, die anhand ihrer Ernährungsgewohnheiten (die mindestens seit einem Jahr umgesetzt werden), einer der folgenden Gruppen angehören: 

    Mischköstler (Western Diet): täglicher Konsum von Wurst und/oder Fleisch

    Flexitarier: Konsum von Fleisch oder Wurst - vorzugsweise aus biologischem Anbau, maximal 1 - 2mal pro Woche; Konsum von Fisch

    Vegetarier: Verzehr von Milchprodukten und pflanzlichen Lebensmitteln, Verzicht auf Wurst, Fleisch und Fisch

    Veganer: Verzehr von pflanzlichen Lebensmitteln, Verzicht auf alle Lebensmittel tierischen Ursprungs 

    In der zweiwöchigen Run-in-Phase wurden die Ernährungsgewohnheiten der Probanden im Vorfeld der Studie durch Ernährungsprotokolle sowie Ernährungs- und Lebensstilfragebögen erfasst und dokumentiert.

    In der Screening-Periode erfolgte die erste Probennahme. In den humanen Proben (Plasma, Serum, Vollblut, 24h Urin, Stuhlprobe) wurden bzw. werden die folgenden Parameter zum Nährstoffstatus analysiert: Fettsäurenverteilung in Plasma- und Erythrozytenlipiden, Mineralstoffe, Spurenelemente und Vitamine. Um den Gesundheitszustand zu bewerten, wurden kardiovaskuläre Risikofaktoren (Blutlipide, Entzündungsmarker, Lipoprotein(a)), Marker für das Diabetes-Risiko, Gerinnung und Blutbild analysiert. Das Spektrum der Studienparameter wird durch ein Metabolomic-Profiling und die Analyse des Mikrobioms in den Stuhlproben komplettiert.

    Basierend auf den Screening-Daten sowie der Messung des individuellen Grundumsatzes mittels indirekter Kalorimetrie und einer Erhebung zur körperlichen Aktivität wurden Tagesmenüpläne individuell für jeden Studienteilnehmer ausgearbeitet, mit dem Ziel eine adäquate Energie- und Nährstoffzufuhr sicherzustellen sowie ggf. identifizierte Risikofaktoren (Fokus: Blutlipide) zu senken.

    Die erarbeiteten Tagesmenüpläne werden in der Interventionsphase über zwölf Monate validiert, indem im Abstand von 12 Wochen Visiten inkl. Gesundheitschecks und Probennahmen erfolgen.

    Ziele der NuEva-Studie

    Die NuEva-Studie dient zur Bewertung der physiologischen Vorteile bzw. möglicher pathophysiologischer Konsequenzen infolge einer langfristigen Umsetzung der gewählten Ernährungsformen.

    Gleichzeitig sollen aus der NuEva-Studie validierte, praxisnahe Ernährungskonzepte und -empfehlungen für Mischköstler (Western Diet), Vegetarier, Veganer und Flexitarier hervorgehen, welche eine bedarfsgerechte Energie- und Nährstoffzufuhr sicherstellen und zur Prävention von Zivilisationskrankheiten (Fokus: kardiovaskuläre Erkrankungen) beitragen.

    Studienstart: Juni 2018 / Studienende: Winter 2020 

    Förderungprogramm: BMBF-Fördermaßnahme "Kompetenzcluster der Ernährungsforschung" Förderkennzeichen: 01EA1708

     Flyerpdf, 939 kb

    Studiendesign NuEva-Studie
    Studiendesign NuEva-Studie
    Foto: Dr. Christine Dawczynski
  • nutriCARD-Lebensmittel-Studie (Teilprojekt nutriCARD 2.0)
  • PrevA-Studie (App-basierte Gewichtsreduktion)

    App-basiertes Konzept zur Gewichtsreduktion

    Test einer digitalen, mobilen Anwendung zur Begleitung von Präventions- und Therapiemaßnahmen für Patienten mit erhöhtem kardiovaskulärem Risiko

    Die im Rahmen des Projektes entwickelte ‘digitale mobile Anwendung‘ adressiert die Schwachstellen der Konkurrenzprodukte, indem die Nutzer individuell angepasste (personalisierte) und wissenschaftlich validierte spezifische Ernährungskonzepte erhalten.

    Die Erfassung der kardiovaskulären Risikofaktoren erfolgt über innovative Messmethoden – einfach per Smartphone in Kombination mit einer Smart-Watch (Puls, Schritte etc.). Der Gewichtsverlauf und weitere relevante Parameter werden visuell über die App angezeigt.

    Die Menüpläne, welche über die App zur Verfügung gestellt werden, sind individuell auf die Bedürfnisse der Probanden abgestimmt und zielen auf eine "herzgesunde" Ernährung mit paralleler Gewichtsreduktion ab.

    In Anlehnung an die Ernährungsstudie MoKaRi (Dawczynski et al. 2017) wird die PrevA-Interventionsstudie mit 4*20 Teilnehmern (n = 80) über vierzehn Wochen durchgeführt. Über den Zeitraum erfolgt eine 3-stufige Reduktion der Energiezufuhr mittels der App-basierten Ausgabe der Menüpläne.

    Zu den Studienparameter zählen: anthropometrische Daten, Blutlipide, Entzündungsparameter, Nährstoffstatuts inklusive Fettsäurenverteilung in den Erythrozytenlipiden zur Prüfung der Compliance gegenüber der Studienintervention

    Für einen Teil der Studienparameter (Biotin, Vitamin B2, Vitamin C, Jod) wurde der Auftrag für die analytische Bestimmung an die Dianovis GmbH vergeben. Die weiteren Studienparameter wurden im Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik (IKCL) und im Institut für Ernährungswissenschaften der FSU (IEW) analysiert.

    Studiendurchführung: April - August 2021

    Förderungprogramm: Richtlinie des Freistaates Thüringen zur Förderung von Forschung, Technologie und Innovation (FTI-Richtlinie). Aktenzzeichen: 2018 VF 0030

    Literatur:

    Dawczynski C, Schneider AC, Hartmann J, Lorkowski S. Einfluss einer Ernährungsumstellung auf kardiovaskuläre Risikofaktoren - Ernährungsstudie MoKaRi (Modulation kardiovaskulärer Risikofaktoren). Proc Germ Nutr Soc 2017

  • Biomarker-Studie

    Biomarker als "Fingerabdruck" der Ernährung

    Die Identifizierung und Etablierung ernährungsassoziierter Biomarkerprofile leistet einen essentiellen Beitrag zur i) Bewertung des Einflusses von Ernährungsmustern auf den Gesundheits- bzw. Krankheitsstatus, ii) zur Bewertung der Compliance gegenüber der Studienintervention und iii) zur Überwachung der Hintergrunddiät im Rahmen ernährungsbezogener Humaninterventionsstudien. Anhand der geplanten Studie sollen charakteristische Biomarkerprofile für vier definierte Ernährungsmuster etabliert werden.

    Ziele der Food Challenge (Biomarker-Studie)

    Die Studie ermöglicht die Herstellung komplexer Zusammenhänge zwischen der kontrollierten Nährstoffaufnahme für vier definierte Ernährungsmuster und den analysierten biochemischen Markern in den humanen Proben.

    Die Food Challenge zielt darauf ab, ernährungsassoziierte Biomarker bzw. Biomarker-Profile, sogenannte „Fingerabdrücke für Ernährungsmuster“, welche die tägliche Ernährung widerspiegeln, zu identifizieren und zu etablieren, um dadurch einen essentiellen Beitrag zum Monitoring der Compliance sowie zur Überwachung der Hintergrunddiät im Rahmen ernährungsbezogener Humaninterventionsstudien zu leisten. Die Studiendaten sollen genutzt werden, um die Angaben, welche aus Ernährungserhebungen (z. B. Ernährungsprotokollen) gewonnen werden, zu komplettieren bzw. die Fehlerquellen (Under-/Overreporting etc.) dieser Instrumente zu minimieren.

    Perspektivisch sollen die identifizierten, ernährungsassoziierten Biomarker mit Daten zum Gesundheits- und Krankheitsstatus aus Kohortenstudien in Verbindung gebracht werden, wobei ein Schwerpunkt auf die Entstehung von kardiovaskulären Erkrankungen und Diabetes mellitus Typ 2 sowie die Ausprägung von Übergewicht und Adipositas gelegt wird.

    Aufbauend auf den gewonnenen Daten sollen Ernährungskonzepte entwickelt werden, die sowohl zur Prävention als auch zur Therapie der genannten Krankheitsbilder beitragen.

    Studienzeitraum: Herbst 2021 - Frühjahr 2022

    Förderungprogramm: BMBF-Fördermaßnahme "Kompetenzcluster der Ernährungsforschung" Förderkennzeichen: 01EA1708

Biomarker-Studie (Design)
Foto: Christine Dawczynski

Studiendesign der Food Challenge (Biomarker-Studie)

Für die Studie im Paralleldesign werden gesunde Probanden zwischen 20 < 40 Jahren (n = 160) rekrutiert, die im Vorfeld bereits regelmäßig die folgenen Lebensmittel verzehren: Milchprodukte, Wurst/Fleisch (verarbeitet), Vollkornprodukte, vegetarisch-vegane Wurst- und Fleischalternativen (n = 40 pro Gruppe).

Um die Compliance hinsichtlich der definierten Ernährungsmuster zu verstärken und die Bedingungen vor der Probennahme zu vereinheitlichen, erhalten die Teilnehmer jeder Gruppe eine entsprechende standardisierte Kost über fünf Tage.

Die Probensammlung (Blut, 24h-Urin) erfolgt zu Beginn und am Ende der standardisierten Kost. Bei 12 Probanden pro Gruppe ermöglicht eine standardisierte Probennahme nach einer Testmahlzeit am Tag 6 die Untersuchung des kurzzeitigen Anstiegs der Nährstoffe aus den Studienlebensmitteln. 

Folgende Studienparameter (Auswahl) werden erhoben: anthropometrische Parameter, Nährstoffstatus, Metabolomic-Profiling, kardiovaskuläre Risikofaktoren.

Entwicklung und Validierung von Ernährungskonzepten zur Prävention und Therapie

Frühstücksvarianten
Frühstücksideen
Frühstücksideen
süß oder herzhaft - nährstoffoptimiert