teil 1.ppt [kompatibilitätsmodus] · 2008-04-04 · 3 ernährungsstatus vitamine a d e k serum‐...
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Genaue Kenntnis des Transports ist erforderlich: Bespiel Vitamin E
Ernährungsstatus
Bespiel Vitamin E
Plasma
Vitamin CHarnsäurePolyphenoleAlbumin
Ultra‐
zentifugationLipoproteine
Haupttransport ‐partikel ist LDL
Erythrocyten
Enzymatik
Wirkort: ZellmembranAlbumin
unspezifisch
Effekte bedingt durch Vitamin E
aussagekräftig
Effekte bedingt durch Vitamin E
aussagekräftig
Ausscheidungsprodukte
Ernährungsstatus
1. Urin: - Spontanharn- 24h- Harn- 48h- Harn
Bezugsparameter ??,Kompromisse ?
2 Stuhl: - einmalig Kompromisse ??2. Stuhl: - einmalig- 24h- Stuhl- 48h- Stuhl
Kompromisse ??Bezugsparameter !Bearbeitung !!
Wann: Statusbestimmungen, Bilanzuntersuchungen
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Messung des Vitaminspiegels in Blut, Harn, Stuhl:
Ernährungsstatus
- Statusbestimmungen, Ausscheidung, - Bilanzuntersuchungen - Versorgung - aktuelle Aufnahme
Alleine oft nur ein ungefährer Anhaltspunkt z.B.:Vitamin A: wenn < 20µl/dl im Serum (Referenzwert)
Ursache:- geringe Aufnahme- Malabsorption ??- Proteinmangel: Retinolbindendes Prote Leberbiopsie??
Funktioneller Status
Ernährungsstatus
Ermittlung der Aktivität nährstoffabhängiger Funktionen in bestimmten Körperkompartimenten (Enzymaktivitäten, Stoffwechselraten, usw.)
= Messung der VITAMIN-abhängigen Methoden= qualitativ oder auch quantitativauf Zellebene: Blut + -bestandteile, Harn Organebene
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Ernährungsstatus
Vitamine A D E K
S l Ch l l f l h l h ll hSerum‐konzen‐tration (quant.)
Retinol20‐60 µg/dl
RBP
Cholecalciferol5 µg/dl
Metaboliten
Tocopherole0,8‐1,0 mg/dl
Gesamtlipide> 0,8 mg/g
Phyllochinon>20 µg/dl
funktionell RBPUmwand
Knochendichte HämolyserateCK
Prothrombin‐gehaltUmwand‐
lung BC‐RetNacht‐blindheitXeroph‐thalmie
CKantiox. Kapazität
gehaltGerinnungs‐zeit
Ernährungsstatus
Nährstoff statisch funktionell
Vitamin K Phyllochinon im PlasmaMenachinon im Plasma
Blutgerinnungg‐Carboxylaseaktivität
Thiamin Thiamin‐Ausscheidung im U.TPP‐Konz. im Plasma
aETKGlucosebelastung
Riboflavin Riboflavin‐AusscheidungFMN/FAD‐Konz. im Plasma
aEGR
Pyridoxin PALP‐Konz. im Plasma a‐TransaminasenTryptophanbelastung
Folsäure Folatkonzentration in Plasma
Folatkonzentration in Erys
Homocystein
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Glutathionreduktasein Erythrocyten I (EGR)
Ernährungsstatus
Glutathionreduktasein Erythrocyten I (EGR)
Riboflavin (Vitamin B2) ist Baustein des Coenzyms Flavin‐adenin‐dinucleotid (FAD), das prosthetische Gruppe einiger Flavoproteine ist, die an Redoxvorgängen beteiligt sind.
Die Bestimmung der Glutathion‐Reduktase in Erythrocyten ist ein funktioneller Test für die Evaluation des Ernährungsstatus von Vitamin B2
Glutathionreduktasein Erythrocyten II (EGR)
Ernährungsstatus
Glutathionreduktasein Erythrocyten II (EGR)
Mit der Methode wird die Aktivierbarkeit der NADPH2‐abhängigenErythrozyten‐Glutathion‐Reduktase durch FAD ermittelt. Der Quotientaus stimulierter und unstimulierter Aktivität (α‐EGR) ermöglicht dieDiagnostik eines Riboflavinmangels.
Glutathion‐Reduktase ist ein Flavoenzym mit FAD als prosthetischerGruppe Bei Riboflavinmangel stimuliert die Zugabe von FAD dieGruppe. Bei Riboflavinmangel stimuliert die Zugabe von FAD dieenzymatische Aktivität. Dieses Phänomen wird als „FAD‐effect“bezeichnet und gibt Auskunft, in welchem Ausmaß das EnzymproteinausreichendCofaktoren zurVerfügung hat.
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Glutathionreduktasein Erythrocyten III (EGR)
Ernährungsstatus
Glutathionreduktasein Erythrocyten III (EGR)
Testprinzip
Die Glutathion‐Reduktase katalysiert die Regenerationsreaktion des oxidierten Glutathion in Erythrozyten.
NADPH (NADH) + H+ + GSSG NADP+ (NAD+) + 2 GSH
Diese Reduktion ist NADPH2‐abhängig. Die NADPH2‐Abnahme wird h t t i h Di R kti i d it d h Z t photometrisch gemessen. Die Reaktion wird mit und ohne Zusatz von
FAD durchgeführt.
Je größer die prozentuale Stimulierung durch FAD ist, umso größer ist der Mangel an Vitamin B2.
Glutathionreduktasein Erythrocyten IV (EGR)
Ernährungsstatus
Glutathionreduktasein Erythrocyten IV (EGR)
Referenzwerte:
AK = 1,00 weist auf keine Stimulation hin.
Acitivity CoefficientsαEGR = (EGR stimuliert)/(EGR unstimuliert)
αEGR = (EGR + FAD)/(EGR ‐ FAD)
subjects deficient (high risk)
marginal (medium risk)
acceptable (low risk)
risk)
all ages 1,40 (40%) 1,20‐1,40(20‐40%)
< 1,20(< 20%)
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Näh t ff t ti h f kti ll
Ernährungsstatus
Nährstoff statisch funktionell
Niacin Quotient der Urinausscheidung
an N‐Methyl‐2‐Pyridon‐5‐Carboxamid
zu N‐Methyl‐Nicotinamid
Cobalamin Cobalamin‐Konz. im Plasma Homocystein
Belastung mit ungerad‐g gzahligen Fettsäuren
Vitamin C Ascorbat‐Konz. im Plasma antioxidative Kapazität
Ascorbat‐Konz. in Leukos Immunstatus
Ernährungsstatus
Nährstoff statisch funktionell
Niacin Quotient der Urinausscheidung an N‐Methyl‐2‐Pyridon‐5‐Carboxamid zu N‐Methyl‐Nicotinamid
Cobalamin Cobalamin‐Konz. im Plasma HomocysteinBelastung mit ungeradzahligen g gFettsäuren
Vitamin C Ascorbat‐Konz im PlasmaAscorbat‐Konz. in Leukozyten
antioxidative KapazitätImmunstatus
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Schilling‐Test
Ernährungsstatus
Der Test diente ursprünglich zur Abklärung eines Vitamin B12 Mangels, wird aber auch zur Überprüfung der Aufnahmefähigkeit des Dünndarms eingesetzt. Er existiert zwischenzeitlich in vielen verschiedenen Varianten. Das Prinzip ist aber immer das gleiche:
In einem ersten Versuch gibt man dem Patienten nur (radioaktiv markiertes) Vitamin B12 und überprüft, wieviel er davon aufnimmt (über die Urinausscheidung)Urinausscheidung).
Im zweiten Versuch gibt man dem Patienten Vitamin B12 und den Intrinsinc‐Faktor. Wieder überprüft man, wievielVitamin B12 ausgeschieden wird.
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Schilling‐Test
Ernährungsstatus
Hat der Patient Vitamin B12 schon im ersten Versuch aufgenommen, dann ist die Funktion des Magens (also die Bereitstellung von Intrinsinc‐Faktor) und die Aufnahme von Vitamin B12 im Dünndarm in Ordnung. Hat der Patient beim ersten Versuch kaum Vitamin B12 aufgenommen, beim zweiten aber schon, dann hat offenbar der Intrinsinc‐Faktor gefehlt. Es lag also am Magen.
Wurde auch beim zweiten Versuch kaum Vitamin B12 aufgenommen, hat also der Intrinsinc Faktor auch nichts genützt könnte die Ursache des Vitamin Bder Intrinsinc‐Faktor auch nichts genützt, könnte die Ursache des Vitamin B12Mangels im Dünndarm liegen.
Wenn auch beim 2. Versuch kaum Vitamin B12 aufgenommen wurde, kann natürlich auch ein Problem im Dünndarm und bei der Intrinsinc‐Faktor‐Produktion bestehen.
Schilling‐Test
Ernährungsstatus
Art des Tests
Messung der Vitamin B12-Ausscheidung im Harn
Ausscheidung von mehr als 8-10%der verabreichten Menge
Gabe von Vitamin B12 und von an Intrinsinc-
Es sollte von dem an Intrinsinc-Faktor gebundenen Vitamin B12 nicht viel mehr als
Faktor gebundenem Vitamin B12
g 12von dem reinen Vitamin B12 aufgenommen werden (Verhältnis höchstens 1.2 zu 1).
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Ernährungsstatus
Nährstoff statisch funktionell
Na (Cl) Na(Cl)‐Ausscheidung Reizleitung (Nerven)
K K‐Ausscheidung Reizleitung (Herzmuskel)
Mg Mg‐Ausscheidung Reizleitung (Skelettmuskel)
Ca Ca‐Ausscheidung Knochendichte
Ernährungsstatus
Nährstoff statisch funktionell
Fe Fe‐Konz. im Plasma(freies Fe, Gesamt‐Fe)Hb‐Konz. im PlasmaHämatokritabgeleitete Faktoren(MCH(C), MCV)
Fe‐abhängige EnzymeImmunstatusFerritinTransferrinTrasferrinrezeptorTIBC
ffoxidativer Stoffwechsel (Fe++/Fe+++, Haber‐Weiss)
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Ernährungsstatus
Anämieformen
Ernährungsstatus
Eisenmangel Folsäuremangel B ‐MangelEisenmangel Folsäuremangel B12‐Mangel
hypochrommikrozytär↓Hb,↓ Ferritin↓MCH↓MCV
Megaloblastische Anämie(Störung der Zellreifung)
↓Hb,↑MCH↑MCV
↓MCV
perniziöse AnämieSchilling‐Test
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Iron Deficiency Anaemia (IDA)
Ernährungsstatus
Megaloblastic Anaemia (Folate, B12)
Ernährungsstatus
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Ernährungsstatus
Nährstoff statisch funktionell
Cu Cu‐Konz. im Plasma Cu‐abh. Enzyme (SOD)
Cr Cr‐Konz. im Plasma Glucosetoleranz
J Jod‐Ausscheidung im Urin T3/T4 im Plasma
Mn Mn‐Konz. im Plasma Mn‐abh. Enzyme (SOD, XO)
Se Se‐Konz. im Plasma Se‐abh. Enzyme (GPX),y ( ),antioxidative Parameter
Zn Zn‐Konz. im Plasma Zn‐abh. Enzyme (SOD, Dehydrogenasen, usw.)
β-Oxidation Pentosephosphatzyklus
Netzwerk von Schutzsystemen gegenüber freien Radikalen
ROH GSSG NADPH6-PG
ROH ROOH GSH NADP+
G-6-P
GPX GR G6P-DH
2 H2O
ADPVit. ESOD
GSH-Synthetase
Glucose
ADP
ATP
2 O2 2 –O2* H2O2 H2O + ½ O2KatalaseSOD
–O2*Tocopherol-HQ / β-Car. + O2
freie RadikaleSOD
DH-AscorbatAscorbat
Glu, Cys, Glyy
Vit. Eβ-Car.
2 e-
2 H+
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BIOMARKERAntioxidativesAntioxidativesPotentialPotential
Antioxidative KapazitätEnzymatisch
SOD, KAT, GSH-PxGSH-S-TransferaseGSSG-ReduktaseNADPH-liefernde
Enzyme
ERKRANKUNG(Endpunktmarker)
EnzymeNicht enzymatisch
Vit. C, Vit. E, β-Car.,GSH, Flavonoide, UratSerumproteine
Entstehung aktivierter Sauer-stoffspezies und freier RadikalePrimäre Radikale: 1O2, *-O2, HOO*, OH*, H2O2Sekundäre: ROOH, RO* ,ROO*
Entstehung von Sekundärprodukten als Folge eines schlechten Status am
Beispiel von VITAMIN E:
Produkte als Folge einer Unterversorgung:
‐Malondialdehyd, konjugierte Diene alsOxidationsprodukteH O Superoxidanionen erhöht‐H2O2, Superoxidanionen erhöht‐Zellmembrane zerstört: Hämolyse erhöht ‐Creatinausscheidung im Harn erhöht
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Funktionsparameter – sensitive und spezifische Tests
Ernährungsstatus
1. in vitro Tests einer in vivo Funktion:l f‐ Blutgerinnungszeit für Vit. K
‐Homocystein für Folsäure + B12
2. Belastungstest in vivo‐Messung der Enzymausschüttung als Parameter wie gut der Körper versorgt ist B2 .. EGR, B6 .. EGOTAnhä f ng on Metaboliten da Coen m für eitere‐Anhäufung von Metaboliten, da Coenzym für weitereReaktionen fehlt, Homocystein .. Folsäure, B6 oder B12
3. Spontane in vivo Reaktion‐Dunkeladaption für Vitamin A‐Nevenleitfähigkeit .. B1
Hauptanwendungsgebiete von FunktionsparameteHauptanwendungen von Funktionsparametern
Ernährungsstatus
1- Bestätigung von Kerngrößen aus Versorgungs- parametern
2- Untermauerung auffäll. klin. Veränderungen
3- Biolog. Validierung von Cut off points von Screening Parametern Screening Parametern
4- Unerläßlich für Bioverfügbarkeitsstudien
5- Wichtig für experimentelle Studien
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Methoden zur Bestimmung des EnergieumsatzesMethoden zur Bestimmung des Energieumsatzes
Direkte Kalorimetrie Messung der Wärmeabgabe eines Organismus (Strahlung, Konvektion, Leitung und Evaporation) Bestimmung der Verbrennungswärme bzw. des physikalischen Brennwertes von Nährstoffen und Lebensmitteln
Indirekte Kalorimetrie Messung des Sauerstoffverbrauchs (VO2); die Menge des verbrauchten Sauerstoffs ist proportional zur freigesetzten Energie, die als Wärme
b i dmessbar wirdDoubly labelled water Methode (Isotopen-Methode)
Basiert auf der unterschiedlichen Elimination (als CO2 und H20) von 2H und 18O aus dem Körperwasser nach Gabe dieser Isotope; Rückschluss auf VCO2 RQ VO2 Energieumsatz
ENERGY REQUIREMENTSFactors of daily energy expenditureFactors of daily energy expenditure
100
dicretionar - intensity
50
75
dicretionaryphysical activity
intensity- time- body weight
- genetical factors, sympathic neural system- amount/food composition
nerg
y ex
pend
iture
(%)
etry- fat free mass
- fat mass
spontanouse körper-liche Aktivität
dietary induced thermogenesis
resting expenditure
0
25
doug
las
bag
daily
en
determinants methods
dire
t cal
orim
e
DLW
- fat mass- age- gender- genetic factors- hormones, sympathic neural system
sleepingexpen-diture
BMR
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ENERGY REQUIREMENTSEstimation of EEEstimation of EE
The most widely used formula for calculation of human energy expenditure are those developed by Weirenergy expenditure are those developed by Weir (1949!!!):
EE (kJ) = 16.489 VO2 (l) + 4.628 VCO2 (l) - 9.709 N (g)
If urinary nitrogen excretion (N) is not measured but it is assumed that protein oxidation represents around 15%assumed that protein oxidation represents around 15% of total energy expenditure, the same formula becomes:
EE (kJ) = 16.318 VO2 (l) + 4.602 VCO2 (l)
ENERGY REQUIREMENTSFormulae for the prediction of BMRFormulae for the prediction of BMR
age range age range (years)(years)
regression formula for regression formula for BMR (MJ/day)BMR (MJ/day)
95% confidence 95% confidence limitslimits(years)(years) BMR (MJ/day)BMR (MJ/day) limitslimits
menmen 1010--1717 0.074 (wt) + 2.7540.074 (wt) + 2.754 ±± 0.88 <J/d0.88 <J/d1818--2929 0.063 (wt) + 2.8960.063 (wt) + 2.896 ±± 1.28 <J/d1.28 <J/d3030--5959 0.048 (wt) + 3.6530.048 (wt) + 3.653 ±± 1.40 <J/d1.40 <J/d6060--7474 0.0499 (wt) + 2.9300.0499 (wt) + 2.930 N/AN/A75+75+ 0.0350 (wt) + 3.4340.0350 (wt) + 3.434 N/AN/A1010 1717 0 056 ( t) 3 4340 056 ( t) 3 434 ±± 0 94 J/d0 94 J/dwomenwomen 1010--1717 0.056 (wt) + 3.4340.056 (wt) + 3.434 ±± 0.94 <J/d0.94 <J/d1818--2929 0.062 (wt) + 2.0360.062 (wt) + 2.036 ±± 1.00 <J/d1.00 <J/d3030--5959 0.034 (wt) + 3.5380.034 (wt) + 3.538 ±± 0.94 <J/d0.94 <J/d6060--7474 0.0386 (wt) + 2.8750.0386 (wt) + 2.875 N/AN/A75+75+ 0.0410 (wt) + 2.6100.0410 (wt) + 2.610 N/AN/A
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ENERGY REQUIREMENTSDetermination of
resting (basal) metabolic rate(basd on: gender,age, boy weight)
energy expenditure
activity recordl(24 h)
sleepingtime
1 x BMRper time unit
physical activity
1,7-3,5 x BMRper time unit
occupational and leisure activity
1,4 x BMR per time unit
Total Energy Expenditure in 24 h
x time unit x time unit x time unit
Physical activity level (PAL)Physical activity level (PAL)
Arbeitsschwere PAL Beispieleausschließlich sitzende oder liegende Lebensweise
1,2 Alte, gebrechliche Menschen
ausschließlich sitzende Tätigkeit mit wenig oder keiner anstrengenden Freizeitaktivität
1,4-1,5 Büroangestellte, Feinmechaniker
Sitzende Tätigkeit, zeitweilig auch zusätzlicher Energieaufwand für gehende und stehende
1,6-1,7 Studierende, Fließbandarbeiter,
Tätigkeiten LaborantenÜberwiegend gehende und stehende Arbeit 1,8-1,9 Hausfrauen, Kellner,
Verkäufer, Handwerker
Körperliche anstrengende berufliche Arbeit 2,0-2,4 Bau-, Wald-, Bergarbeiter, Landwirte
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ENERGY REQUIREMENTSCalculation of energy requirements from activity patternCalculation of energy requirements from activity pattern
activityactivity multiple of multiple of BMRBMR
hours hours spent inspent in
kJ expendedkJ expendedBMRBMR spent in spent in
activityactivityExample (a): a male office clerk aged 25 years, weight 65 kg, Example (a): a male office clerk aged 25 years, weight 65 kg, predicted BMR = 6078 kJ/dpredicted BMR = 6078 kJ/din bedin bed 1.01.0 88 23402340at workat work 1.71.7 66 29702970discretionarydiscretionaryyy
household taskshousehold tasks 3.03.0 22 17601760fitness trainingfitness training 6.06.0 0.330.33 580580
remainderremainder 1.41.4 7.677.67 31403140totaltotal 1.541.54 2424 1078010780