Die neue Stoffwechselkammer in Berlin

Die neue Stoffwechselkammer in Berlin - Buch
Prinzipien und Klinische Anwendungen
Steiniger J1, Mähler A1, Haas V1, Steinke J2, Boschmann M1
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Charité Universitätsmedizin Berlin, Franz-Volhard-Centrum für Klinische Forschung am Experimental and Clinical Research Center, Berlin
Linde AG, Geschäftsbereich Linde Gas, Berlin
Prinzip
Bestimmung von Energieumsatz und Substratoxidationsraten mittels indirekter Kalorimetrie
Technische Daten
Größe (B/T/H): 200 x 250 x 220 cm (Luftvolumen (VL) brutto 11000 Liter)
Einrichtung:
Relax-Sessel, TV-DVD-Kombination, Radio/CD,
Beistelltisch, Hygiene-Raum, Camping-WC,
Fahrradergometer, Klimaanlage
PatientenBeobachtung:
2 Mini-Farbkameras mit Monitor (ohne Aufzeichnung)
Infrarot-Bewegungssensoren (PIR)
Sensoren:
Durchstrom
Temperatur
Rel. Feuchte
Luftdruck
Gasanalyse:
2 Sensoren in Zuluft (Frischluft) und Abluft (Messluft)
CO2 : Infrarotsensor
( 0 - 1 ± 0,001 Vol%)
O2: paramagnetischer Sensor (20 - 21 ± 0,001 Vol%)
(100 - 200 l/min), durch Software gesteuert
(15 - 30 °C),
durch Patienten regulierbar
(0 - 100 %)
(450 - 900 Torr)
Kalibrierung mit 4 Prüfgasen
Stabilität der Messwerte über 8 Monate:
O2-Sensoren:
± 0,032 Vol%, CV = 0,15 %
CO2-Sensoren: ± 0,013 Vol%, CV = 0,25 %
Eichung des Gesamt-Systems durch Acetonverbrennung
(1 g Aceton: O2 = 1,54 l, CO2 = 1,15 l, EU = 30,4 kcal)
30 Messergebnisse über 15 Monate:
Differenz zum Sollwert von 1950 kcal/d = -58 ± 69 kcal/d, CV = 3,0 %
Klinische Anwendungen
Adipositas (AD)
Anorexia Nervosa (AN)
Multiple Sklerose (MS)
Die Messung von Ruhe-Nüchtern-Umsatz
(RNU) und postprandialer Thermogenese
(ppTh) sind ein objektiver Indikator zur
Identifizierung und Charakterisierung von
adipösen Personen mit erhöhter Effizienz
der Energieverwertung.
Der RNU ist bei Patientinnen mit AN
aufgrund des drastischen Untergewichts
gedrosselt. Frühere Studien, die mit dem
Canopy-System an einer kleinen Fallzahl
durchgeführt wurden, liefern jedoch
Hinweise auf eine erhöhte ppTh. Die ppTh
sollte über 3h im Anschluss an eine
Testmahlzeit erfasst werden.
MS-Patienten leiden häufig unter einer
raschen Ermüdbarkeit und Schwäche der
Skelettmuskulatur, die ihre körperliche
Leistungsfähigkeit einschränkt.
In der Stoffwechselkammer können
Energieverbrauch und Substratverwertung
von MS-Patienten, nach Einnahme von fettoder kohlenhydratbetonten Testmahlzeiten,
in Ruhe und während körperlicher Aktivität
untersucht werden.
Phänotypologie der Energieverwertung. Energieumsatz (EU) von
Hocheffizienten (high efficiency, HE, n=124) und Kontrollen
(CTRL, n=127). Daten als MW ± SEM, CTRL vs. HE (ANOVA)
Pilotstudie: individueller basaler und postprandialer
Energieumsatz (EU) einer jugendlichen (AN1, 17 J.) und
einer erwachsenen (AN5, 22J.) AN-Patientin im Vergleich
mit einer gesunden Kontrollperson (C, 23 J.).
(A) Energieumsatz (EU) und Respiratorischer Quotient (RQ) von
12 MS-Patienten und 12 gesunden Kontrollen, in Ruhe und
während moderater Aktivität (Fahrradergometer; 0,5 W/kg KG)
nach Einnahme von Glucose. * P = 0,0243 (Mann-Whitney-U-Test)
Vorteile: Untersucher
Vorteile: Proband/Patient
• Hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messung von
Energieumsätzen und Substratoxidationsraten
• Optimale Kammergröße zur kurzfristigen Erfassung des
Energieumsatzes (Intervall: 5 - 10 min)
• Anwenderfreundlich durch flexible, den Untersuchungsaufgaben
angepasste Software
• 24 h Messungen ermöglichen die Erfassung zirkadianer Rhythmen
• Messung während definierter körperlicher Aktivität
• Geringe psychische Belastung (verborgene Messtechnik)
• Langdauernde, postprandiale Messzeiträume sind weniger
belastend als mit Canopy-Methode
• Komfortable Umgebung mit natürlicher Spontanaktivität
• Unterhaltungsmöglichkeiten (Audio/TV/Video)
• Private Kommunikation (Mobiltelefon)
Kontakt: [email protected]; [email protected] (Charité); [email protected] (Linde AG)

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