Zugl.: Bayreuth, Univ., Diss., 2008

Regensburg, Univ., Diss., 2009.

Das metabolische Syndrom trägt über die Reduktion der Insulinsensitivität entscheidend zur Entstehung von Herz-Kreislauf- und Stoffwechsel-Krankheiten bei. Bei Adipösen sind die Serumkonzentrationen der Adipozytokine Adiponectin und Leptin so verschoben, dass kardiovaskuläre Risikofaktoren resultieren. Immer mehr Betriebe versuchen krankheitsbedingte Ausfallkosten über Gesundheitsförderungsprogramme einzusparen und dadurch die betriebliche Produktivität und Qualität zu steigern. Zudem sollen die volkswirtschaftlichen Kosten der Therapie von Lifestyle-Erkrankungen gesenkt werden. 24 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Würzburger Verkehrsbetriebe (WVV) (46,4 ± 7,6 Jahre; body mass index, BMI 37,4 ± 5,9; waist to hip ratio WHR 0,98 ± 0,07) führten ein dreimonatiges Programm mit Ernährungstherapie sowie Ausdauer- und Krafttraining durch. Zu Beginn (T0) und nach Ablauf (T1) der Interventionen wurde ein Oraler Glucose Toleranztest durchgeführt, sowie die Lipidwerte und die Hormone Adiponectin und Leptin bestimmt. Nach weiteren sechs Monaten selbständigem Training (T2) wurden die Messungen wiederholt. Bei T1 lag der mittlere BMI um 5,6%, der mittlere WHR um 3,1% niedriger als bei T0. Die Lipidwerte wurden insgesamt gesenkt, die Insulinsensitivität wieder verbessert. Die Leptinwerte normalisierten sich signifikanter als die Adiponectinwerte. Bei T2 konnten 63% der Teilnehmer ihre körperliche Konstitution beibehalten oder sogar noch verbessern. Die Lipidwerte sowie die Adipozytokine blieben konstant. Die Parameter der Insulinsensitivität konnten stabilisiert oder sogar noch verbessert werden. Mit unserer Studie konnten wir zeigen, dass den Beschäftigten durch ein umfangreiches innerbetriebliches Gesundheitsförderungsprogramm der Einstieg zur Veränderung des Lebensstils erleichtert werden kann. Zudem ist im Hinblick auf die Prävention von kardiovaskulären und metabolischen Komplikationen eine Reduzierung der Risikofaktoren gelungen. Auch konnte der positive Einfluss einer gesünderen Lebensweise auf die Adipozytokine und die Insulinsensitivität nachgewiesen werden. / The metabolic syndrom plays an important factor in developing cardiovascular diseases. Obese people show different serum concentrations of adiponectin and leptin, so that the possibility to develop cardiovascular disease increases. More and more companies offer health promotions to their employees to decrease their costs. 24 employees of the WVV (46,4 ± 7,6 Jahre; body mass index, BMI 37,4 ± 5,9; waist to hip ratio WHR 0,98 ± 0,07) participated a dietic and exercise treatment over 3 month. Before (T0) and after (T1) the interventions lipids, adiponectin and leptin were determined and an OGTT was made. After further 6 month (T2) without official dietic and exercise treatment the analyses were repeated. We could show that an workplace health promotions can help the employees to change thier life-style and to reduce risk factors for cardiovascular diseases. In addition the insulinsensitivity and the adipozytokines were positivily influenced.

Regensburg, Univ., Diss., 2008

In klinischen Studien konnte gezeigt werden, dass Pycnogenol® aufgrund seiner antiinflammatorischen, antioxidativen, antihypertensiven und blutglucosesenkenden Eigenschaften Vorteile für Patienten mit Prädiabetes oder Typ 2 Diabetes als Ergänzung zur konventionellen antidiabetischen Medikation haben kann. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die bisher wenig erforschten molekularen Prozesse zu untersuchen und die für die beobachteten Effekte verantwortlichen Bestandteile bzw. Metabolite von Pycnogenol zu identifizieren. Oxidativer Stress spielt eine wichtige Rolle bei der Pathogenese von Diabetes und diabetischen Komplikationen. Die bekannten Bestandteile und Metabolite des Kiefernrindenextraktes Protocatechusäure, Gallussäure, Kaffeesäure und M1 zeigten in in vitro Assays ein stärkeres antioxidatives Potential als Ascorbinsäure. Die perorale Einnahme des Extraktes über 5 Tage bewirkte bei 2 von 5 Probanden eine Verbesserung der antioxidativen Aktivität des Serums. Somit kann Pycnogenol dazu beitragen, das bei Diabetes-Patienten verminderte antioxidative Abwehrsystem zu stärken. Entzündungsprozesse treten als Folge von Insulinresistenz, Hyperglykämie und Hyperlipidämie auf. Daher wurde der Einfluss des Rindenextraktes auf die Sekretion von TNF- und die Aktivität der COX-Enzyme getestet, die bei Diabetes erhöht sind. Nach peroraler Einnahme von Pycnogenol war eine statistisch nicht signifikante Zunahme der TNF- Sekretion in Zellkulturüberständen humaner Monocyten nach Inkubation mit Serumproben festzustellen. Die antiinflamma-torischen Effekte sind somit nicht durch die Reduktion der TNF- Sekretion zu erklären. Des Weiteren wurde ein moderater inhibitorischer Effekt auf die Aktivität von COX-1 und COX-2 ex vivo verzeichnet. Die unselektive Hemmung der Enzyme ist mit klassischen NSAIDs vergleichbar. Da bereits 30 min nach Einnahme des Extraktes ein Hemmeffekt auf die enzymatische Aktivität ex vivo zu erkennen war, konnte auf eine schnelle Bioverfügbarkeit von biologisch aktiven Verbindungen aus Pycnogenol geschlossen werden. Die COX-Hemmung liefert somit eine partielle Erklärung für die in vivo beobachtete antiinflammatorische Aktivität und Hemmung der Thrombocytenaggregation durch den Extrakt. Chronische Hyperglykämie gilt als Leitbefund bei Diabetes mellitus. Es sind diverse Ansatzpunkte denkbar, um der Ursache Insulinresistenz entgegenzuwirken. Der Kiefernrindenextrakt erwies sich in vitro als 200-fach effektiver bei der Hemmung der -Glucosidase als Acarbose. Dabei wurden die tetrameren und höher oligomeren Procyanidine als aktive Substanzen identifiziert und die Reduktion der Enzymaktivität diesen zugeschrieben. Hierdurch kann eine Verlangsamung der Glucoseresorption und somit eine Vermeidung von postprandialen Glucosespitzen erzielt werden, wodurch die klinisch beobachtete antidiabetische Wirkung von Pycnogenol erklärt werden könnte. Des Weiteren wurde ein auf PPAR- spezifischer ELISA entwickelt, da bisher PPAR- nur indirekt durch Aktivitätsmessung von Reportergenen bestimmt wurde. Die Inkubation von humanen Monocyten mit M1 bzw. Rosiglitazon in deren jeweiligen Plasmakonzentrationen bewirkte eine geringfügige Zunahme der Konzentration des ligandenaktivierten und DNA-bindungsfähig gemachten PPAR- im Vergleich zu unbehandelten Zellen. Eine durch den Metaboliten M1 bewirkte Aktivierung von PPAR-, die unter anderem zur Verbesserung der Sensitivität der Insulinrezeptoren führt, konnte hier nicht eindeutig nachgewiesen werden. Eine reduzierte Expression von GLUT-4 auf der Zelloberfläche ist an der Entstehung von Insulinresistenz beteiligt. Durchflusszytometrische Messungen zeigten, dass bei 24-stündiger Vorinkubation von Adipocyten Rosiglitazon wie auch M1 eine Zunahme der GLUT-4 Dichte im Vergleich zur Kontrolle bewirkten. M1 könnte somit durch Steigerung der Exocytose von GLUT-4 die Glucoseverwertung erhöhen und so die Blutglucosespiegel senken. Adipositas gilt als Risikofaktor für Diabetes mellitus und wird durch viele Antidiabetika begünstigt. Pycnogenol, (+)-Catechin, Ferulasäure, Protocatechusäure, (±)-Taxifolin, Fraktion I und M1 bewirkten in vitro eine Reduktion der intrazellulären Lipidakkumulation aufgrund der Hemmung der Adipogenese. Ob die im humanen Organismus erreichten Konzentrationen nach oraler Einnahme des Extraktes ausreichen, um die Adipocyten-Differenzierung signifikant zu hemmen, bleibt zu klären. Die Ergebnisse der vorliegenden ex vivo und in vitro Untersuchungen liefern einen Ansatz zur Erklärung der beobachteten klinischen Effekte auf molekularer Ebene. / In clinical trials it has been shown that Pycnogenol® might be advantageous for patients with Typ 2 diabetes in addition to a conventional antidiabetic medication due to its antiinflammatory, antioxidant, antihypertensive and blood glucose-lowering abilities. The aim of this study was to investigate the underlying molecular processes and to identify the compounds and metabolites of Pycnogenol responsible for the observed effects. Oxidative stress plays a pivotal role in the pathogenesis of diabetes and diabetic complications. The known compounds and metabolites of the pine bark extract protocatechuic acid, gallic acid, caffeic acid and M1 revealed a greater antioxidant potential than ascorbic acid in in vitro assays. Peroral intake of the extract for 5 days lead to an improvement of the antioxidant activity of serum in 2 of 5 volunteers. Thus, Pycnogenol could possibly contribute to a reinforcement of the reduced antioxidant body’s defense system in diabetic patients. Inflammatory processes are a consequence of insulin resistance, hyper¬glycemia and hyperlipidemia. Thus the influence of the pine bark extract on the secretion of TNF- and the activity of the COX-enzymes was tested, which are elevated in diabetes. After peroral intake of Pycnogenol a statistically non-significant increase in TNF- secretion in cell culture supernatants of human monocytes after incubation with serum samples was determined. Hence the antiinflammatory effects cannot be explained with the reduction of TNF- secretion. Furthermore a moderate inhibitory effect on the activity of COX-1 and COX-2 ex vivo was observed. The non-selective inhibition of the enzymes is comparable to classic NSAIDs. Since an inhibitory effect on the enzymatic activity was already detected after 30 min after intake of the extract, a fast bioavailibility of biologically active compounds from Pycnogenol was implied. The inhibition of COX provides a partial explanation for the antiinflammatory activity and inhibition of platelet aggregation by the extract observed in vivo. Chronic hyperglycemia is implicated in diabetes mellitus. Several approaches are feasible to counteract the underlying insulin resistance. The pine bark extract proved to be 200 times more effective in inhibiting -glucosidase in vitro than acarbose. The tetrameric and higher oligomeric procyanidines were identified as active compounds reducing the enzymatic activity most potently. This mechanism allows to slow down glucose resorption and thus prevent postprandial glucose peaks which would explain the clinically observed antidiabetic effect of Pycnogenol. Furthermore an ELISA specific to PPAR- was developed; until then PPAR- had only been determined by indirect measuring of reporter gene activity. The incubation of human monocytes with M1 and rosiglitazon, respectively, in their plasma concentrations resulted in a slight increase of the concentration of the ligand-activated and DNA-binding-enabled PPAR- in comparison to untreated cells. The activation of PPAR- by metabolite M1, which leads among others to an improved sensitivity of insulin receptors, could not be clearly verified. A reduced expression of GLUT-4 on the cell surface is implicated in the development of insulin resistance. Flow cytometric measurements revealed that the incubation of adipocytes with rosiglitazone as well as M1 for 24 h resulted in an increase of GLUT-4 density in comparison to the control. Thus, M1 might possibly increase glucose utilization by increasing the exocytosis of GLUT-4 and consequently lower blood glucose levels. Obesity is a risc factor for diabetes mellitus and is promoted by several antidiabetic drugs. Pycnogenol, (+)-catechin, ferulic acid, protocatechuic acid, (±)-taxifolin, fraction I and M1 evoked a reduction in intracellular lipid accumulation in vitro due to the inhibition of adipogenesis. It needs to be clarified if blood concentrations after oral intake of the extract are sufficient to inhibit adipocyt differentiation significantly in vivo. The results of the present ex vivo and in vitro investigations provide a basic approach to explain the clinically observed antidiabetic effects of Pycnogenol on molecular level.

Dem Spurenelement Chrom wird seit mehreren Jahrzehnten eine maßgebliche Funktion im Glucosestoffwechsel zugeschrieben. In der vorliegenden placebokontrollierten Studie wurden die Effekte einer Chromhefezulage bei insulinresistenten Ponies und Pferden untersucht. Aus dem Patientenklientel der Pferdeklinik an der Rennbahn wurden mittels eines Stärketoleranztest 27 Ponies und Pferde ausgewählt, welche einen veränderten Glucosestoffwechsel aufwiesen. Die Versuchsprobanden waren 13,9 ± 4,8 Jahre alt, wiesen eine mittlere Körpermasse von 422 ± 138 kg und einen mittleren Body Condition Score von 7,6 ± 0,8 (Skala 1-9) auf. Die 27 Ponies und Pferde wurden nach dem Zufallsprinzip in 2 Gruppen unterteilt. Die Chromgruppe (N=15) erhielt über einen Zeitraum von 28 ± 7 Tagen eine Chromhefezulage in einer täglichen Dosierung von 25 μg/kg KM, die Placebogruppe (N=12) erhielt eine Hefezulage ohne Chrom in derselben Hefemenge wie die Chromgruppe. Während des Versuchszeitraumes wurden alle Probanden mit Heu 1,5 kg /100 kg KM gefüttert. Zu Beginn und am Ende des Versuchszeitraumes wurde jeweils ein Stärketoleranztest (1,5 g Stärke/kg KM) über eine Dauer von 420 min durchgeführt. Die Blutproben wurden postprandial in definierten Intervallen entnommen. In beiden Gruppen konnte ein deutlicher Gewichtsverlust über die vierwöchige Versuchszeit beobachtet werden. Dabei wurde ein signifikanter Gewichtsverlust bei der chromsupplementierten Gruppe von 3,8 ± 4,3 % (p < 0,05) und ein ebenfalls signifikanter Gewichtsverlust bei der Placebogruppe von 2,1 ± 3,2 % (p < 0,05) verzeichnet. Unterschiede zwischen den Behandlungsgruppen konnten aber nicht mit p < 0,05 abgesichert werden. Die Ruheglucosekonzentrationen bewegten sich bei den chromsupplementierten Tieren im Mittel bei 6,3 ± 2,1 mmol/l, die placebosupplementierte Gruppe wies mittlere Werte von 5,5 ± 0,9 mmol/l auf. Nach der Behandlung konnten Ruheglucosekonzentrationen von 6,0 ± 2,0 mmol/l für die chromsupplementierten Tiere und Ruheglucosekonzentrationen von 5,6 ± 0,5 mmol/l für die placebosupplementierten Probanden gemessen werden. Die Nüchterninsulinkonzentrationen im Plasma lagen vor der Supplementierung bei 63,7 ± 81,9 μU/ml für die Chromgruppe und bei 42,9 ± 47,8 μU/ml für die Placebogruppe. Nach der Behandlung konnten Nüchterinsulinkonzentrationen bei den chromsupplementierten Pferden und Ponies von 33,2 ± 35,7 μU/ml sowie bei den placebosupplementierten Tieren von 14,4 ± 8,7 μU/ml verzeichnet werden. Diese Veränderung der Nüchterninsulinwerte innerhalb der beiden Behandlungsgruppen war jedoch nicht signifikant. Beim 1. Stärketoleranztest erreichte die Chromgruppe eine mittlere maximale Plasmaglucosekonzentration von 12,4 ± 2,6 mmol/l mit Einzelwerten bis zu 19,3 mmol/l, die Placebogruppe wies eine mittlere maximale Plasmaglucosekonzentration von 11,8 ± 2,0 mmol/l mit Einzelwerten bis 16,3 mmol/l auf. Die Plasmainsulinkonzentrationen stiegen im 1. Stärketoleranztest bei der Chromgruppe auf mittlere maximale Werte von 1902 ± 1393 μU /ml sowie in der Placebogruppe auf 1158 ± 753 μU/ml. Im 2. Stärketoleranztest erreichte die Chromgruppe eine mittlere maximale Plasmaglucosekonzentration von 11,0 ± 3,0 mmol/l und die Placebogruppe wies eine mittlere maximale Plasmaglucosekonzentration von 10,7 ± 2,6 mmol/l auf (Behandlung und Zeit: nicht signifikant). Die Plasmainsulinkonzentrationen der Chromgruppe stiegen im 2. Stärketoleranztest auf mittlere maximale Plasamainsulinkonzentrationen von 1277 ± 856 μU/ml, für die placebosupplementierte Gruppe wurden mittlere Maximalwerte von 883 ± 725 μU/ml ermittelt; diese Unterschiede waren jedoch nicht signifikant. Der beobachtete Körpergewichtsverlust scheint für beide Gruppen von Bedeutung für die Verbesserung der Insulinresistenz zu sein. Nach der vierwöchigen Supplementierungsphase konnte allerdings bei den Tieren die Cr erhielten, eine deutlichere Reduktion bei der Insulinreaktion im Verlaufe des 2. STT beobachtet werden, wohingegen die Placebopferde nur eine moderate Veränderung in der Insulinreaktion aufwiesen.

An 24 Probanden mit einem Metabolischen Syndrom wurden die Auswirkungen einer dreimonatigen Ernährungs- und Bewegungstherapie sowie deren selbstständiges Fortsetzen über einen Zeitraum von weiteren sechs Monaten auf anthropometrische Parameter, kardiovaskuläre Risikofaktoren sowie auf die kardiopulmonale Leistungsfähigkeit untersucht. Die Teilnehmer durchliefen jeweils drei Untersuchungseinheiten, nämlich zu Beginn der Studie (T0), nach Abschluss des Interventionsprogrammes (T1) sowie nach einem Nachbeobachtungszeitraum (T2). Es wurden dabei stets eine körperliche Untersuchung, eine Blutabnahme mit Bestimmung verschiedener Laborparameter, eine Bodyplethysmographie sowie eine Ergospirometrie durchgeführt. Es zeigte sich dabei eine signifikante Reduktion des Körpergewichts, des BMIs, des Bauchumfanges, der WHR, der Fett- und Magermasse, des systolischen Blutdruckes sowie des Gesamtcholesterins der Probanden. Von allen erhobenen Parametern der Bodyplethysmographie wies nur das exspiratorische Reservevolumen eine signifikante Erhöhung im Verlauf auf. Die Ergebnisse der Ergospirometrie zeigten, dass das körperliche Training der Probanden vor allem zu einer Verbesserung der Leistungsparameter im unteren und mittleren Trainingsbereich und weniger zu einer Steigerung der Maximalwerte führte. / In 24 patients with a metabolic syndrome the effects of a three-month therapeutic lifestyle intervention in the form of a structured exercise programme and nutritional advice, which had to be continued independently for a further period of six months, were examined on anthropometric parameters, cardiovascular risk factors and cardiopulmonary exercise capacity. Each participant went through three study units, at the beginning of the study (T0), after the ending of the intervention programme (T1) and after the follow-up period (T2). Each study unit consisted of a physical examination, a blood tests with various laboratory parameters, a bodyplethysmography and an ergospirometry. There was found a significant reduction in body weight, BMI, waist circumference, WHR, fat and lean mass, systolic blood pressure and total cholesterol of the patients. Of all the recorded parameters of the bodyplethysmography only the expiratory reserve volume revealed a significant increase. The results of the ergospirometry indicated that the physical training of the participants led to a high long-term improvement of the exercise capacity parameters at low and medium training levels, while the increases of the parameters at maximum training levels were less marked.

Das Metabolische Syndrom stellt eine Kombination verschiedener metabolischer Anomalien in einem Individuum dar. Starkes Übergewicht gilt als maßgebende Größe in der Genese des Syndroms, welches mit einem enormen Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen einhergeht. Um die stark steigende Prävalenz des Metabolischen Syndroms einzudämmen, sind dringend Konzepte für die Behandlung, vor allem jedoch für die Prävention von Übergewicht erforderlich. Einen wichtigen Beitrag leisten diesbezüglich Ballaststoffe in der Ernährung. Sie tragen auf unterschiedlichen Wegen zur Gewichtskontrolle bei und beeinflussen zudem verschiedene mit dem Metabolischen Syndrom assoziierte Blutparameter. Ebenso werden protektive Effekte von Polyphenolen, welche zur Gruppe der sekundären Pflanzenstoffe zählen, beschrieben. Diese wirken u. a. auf den Glukose- sowie den Insulinhaushalt und greifen darüber hinaus in die Regulation der Fettverbrennung sowie des Energieverbrauches ein. Die Kombination beider Substanzgruppen verspricht bedeutendes gesundheitsförderndes Potential; dieses wurde gegenwärtig jedoch kaum untersucht. Carobballaststoff ist ein polyphenolreicher und vorwiegend unlöslicher Extrakt der Frucht des Johannisbrotbaumes (Ceratonia siliqua L). Bislang publizierte Studien zur physiologischen Wirksamkeit dieses Ballaststoffpräparates weisen sowohl beim Tier als auch beim Menschen bemerkenswerte hypocholesterinämische Eigenschaften nach. Inwiefern sich der Verzehr des Carobballaststoffes ebenso auf die Entwicklung von Übergewicht sowie anderen Messgrößen des Metabolischen Syndroms auswirkt, ist allerdings nicht bekannt. Die Zielstellung der Promotionsarbeit bestand darin, die postprandialen Wirkungen des Carobballaststoffverzehrs mit Hilfe einer Humanstudie aufzuzeigen. In die randomisierten, einfach verblindeten Untersuchungen im cross-over-Design wurden 20 gesunde Erwachsene im Alter zwischen 22 und 62 Jahren eingeschlossen. Unter Verwendung variierender Begleitmahlzeiten wurden die postprandialen Effekte verschiedener Mengen des Carobballaststoffes untersucht. Hierbei standen die Veränderungen der Plasmakonzentrationen von Glukose, Triglyceriden (TG), totalem und acyliertem Ghrelin sowie der Serumkonzentrationen von Insulin und nicht-veresterten Fettsäuren (NEFA) im Mittelpunkt der Betrachtungen. Der Verzehr des Carobballaststoffes in Kombination mit 200 ml Wasser und 50 g Glukose erhöhte die postprandialen Glukose- und Insulinkonzentrationen gegenüber der Glukoselösung ohne Ballaststoffzusatz. In Kombination mit 400 ml einer Flüssigmahlzeit verzehrt, senkte Carobballaststoff die postprandialen TG-, NEFA- und Ghrelin- (acyliert) Antworten. Die Untersuchung des respiratorischen Quotienten nach Zusatz von Carobballaststoff zur Flüssigmahlzeit mittels indirekter Respirationskalorimetrie bekräftigte die bereits bekannten Effekte auf den Lipidmetabolismus und wies zudem eine Steigerung der Fettverwertung unter Verminderung der Glukoseoxidation nach. Wurde Carobballaststoff schließlich in Lebensmittel eingebracht, sanken nach dem Verzehr dieser Lebensmittel erneut die postprandialen Konzentrationen an TG und NEFA. Gleichzeitig erhöhten sich die Glukose-, Insulin- sowie Ghrelin- (acyliert) Antworten. Carobballaststoff löst in Abhängigkeit von der jeweils verzehrten Begleitmatrix unterschiedliche Effekte aus. Das Präparat weist beachtliche Wirkungen auf die Blutlipide sowie den Energieverbrauch auf, hat indes ungünstige Wirkungen auf die Blutglukose, sofern er in Kombination mit einer veränderten Nährstoffmatrix aufgenommen wird. Carobballaststoff besitzt starkes gesundheitsförderndes Potential; jedoch sind weitere Studien notwendig, um seine Wirkungen sowie deren Voraussetzungen besser zu verstehen. Ferner sollten Untersuchungen über einen längeren Zeitraum vorgenommen werden, um die langfristige Relevanz der gewonnenen Ergebnisse darzulegen. Danach stellt die Anreicherung spezieller Lebensmittel mit Carobballaststoff einen geeigneten Weg dar, um von den viel versprechenden protektiven Wirkungen des Präparates zu profitieren. / The metabolic syndrome is a clustering of metabolic abnormalities and cardiovascular risk factors that occur in one individual. Since many individuals suffering of the metabolic syndrome are overweight, dietary treatment should primarily focus on weight reduction and control to handle and, much more importantly, to prevent the genesis of the syndrome. Dietary fiber could play a role in the management of the metabolic syndrome through its ability to control body weight as well as several parameters associated to the syndrome. Beside this, dietary polyphenols have been shown to influence glucose and insulin metabolism. Furthermore, studies in mice and men showed that polyphenols might increase fat oxidation and energy expenditure. The combination of both, dietary fiber and polyphenols, may exert beneficial health effects, which are not known up to now. A polyphenol-rich insoluble dietary fiber preparation from carob pulp (Ceratonia siliqua L; carob fiber) showed significant hypocholesterolemic activity in different animal trails and two human studies indicating that carob fiber may have potent health effects. However, short term effects on parameters associated with the control of the metabolic syndrome are not known. Therefore, a study was conducted to investigate the postprandial effects of carob fiber in healthy humans using different background food matrices. The study was designed as a randomized single-blind cross-over study in 20 subjects, aged 22 to 62 years. During several examinations plasma glucose, triglycerides (TG), total and acylated ghrelin, cholecystokinin (CCK) and peptide YY (PYY) as well as serum insulin and non-esterified fatty acids (NEFA) were repeatedly assessed before and after ingestion of carob fiber in combination with different test meals. The study results showed that carob fiber, consumed within a glucose load, increased plasma glucose and serum insulin compared to control. Plasma PYY increased after consumption of carob-enriched glucose solution. In a second part of the study, postprandial changes were assessed before and after ingestion of an isocaloric standardized liquid meal with or without carob fiber. Carob fiber intake lowered acylated ghrelin, triglycerides, and NEFA compared to control meal. Postprandial energy expenditure was increased and RQ was reduced after liquid meal with carob fiber compared to control meal. Finally, effects of the consumption of carob fiber-enriched foods were investigated at the subsequent day. Enrichment of foods increased plasma glucose and acylated ghrelin responses. Plasma triglycerides and serum NEFA responses were lower after bread ingestion compared to control. These results indicate that the effects of polyphenol-rich carob fiber on different blood parameters depend on the meal composition. Carob fiber showed beneficial effects on blood lipids as well as energy homeostasis, but also a deteriorated glycemic control when administered within a different food matrix. Further studies are needed to clarify observed effects and the mechanisms behind. Additionally, present study shows only short-term effects of carob fiber consumption, which might be less pronounced after long-term consumption due to adaptation mechanisms. Thus, future studies should elucidate the relevance of observed effects in long-term.

Als Resultat überhöhter Energieaufnahme und zu geringen Energieverbrauchs beobachten wir eine über das normale Maß hinausgehende Akkumulation von Fettgewebe, die sich als Adipositas manifestiert. Sie gilt als einer der Hauptrisikofaktoren für Krankheiten des metabolischen Syndroms. Im Rahmen von Prävention, Diagnose und Therapie der Adipositas, muss ihr wesentliches Charakteristikum; der individuelle Körperfettanteil; einer Messung zugänglich gemacht werden. Eine direkte Bestimmung der Körperzusammensetzung erlauben die Neutronenaktivierungsanalyse und die chemische Analyse. Beide Verfahren sind sehr genau, aber aufwendig und kostenintensiv und darüber hinaus die chemische Analyse nur am menschlichen Cadaver praktizierbar. Um dennoch die Körperzusammensetzung hinreichend genau bestimmen zu können, wurden zahlreiche indirekte Messverfahren entwickelt. Man kann sie in Labor- und Feldmethoden untergliedern. Die Labormethoden bestechen durch hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit, sind aber zumeist aufwendig und teuer. Feldmethoden sind im Gegensatz dazu leicht anwendbar, transportabel und preiswert, weisen aber eine weniger hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit auf.<br><br> In der vorgestellten Arbeit wird über eine jüngere Entwicklung, die das Prinzip der unterschiedlichen Leitfähigkeit für den elektrischen Strom durch die verschiedenen Gewebe des Körpers nutzt, berichtet. Der Prototyp eines Gerätes wurde innerhalb eines von der EU geförderten multizentrischen Projekts entwickelt und auf seine Einsatzfähigkeit und Qualität hin geprüft. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Einschätzung der Körperzusammensetzung normal- und übergewichtiger Probanden mit der neu entwickelten Technik. Das vorliegende Studiendesign diente nicht nur der Beurteilung der neuen Technik die Körperzusammensetzung und Veränderungen dieser zu erfassen, sondern darüber hinaus, etablierte Methoden hinsichtlich ihrer Genauigkeit zu bewerten. Bezüglich ihrer Anwendbarkeit und Reproduzierbarkeit hat die neue Methode Hoffnung geweckt, sich als eine Feldmethode zu etablieren. Auf der anderen Seite zeigte sich in Abhängigkeit der Gesamtkörperfettmasse eine Überschätzung der Zielgröße im Vergleich zur Referenzmethode (dual energy x ray absorptiometry (DXA)). Die Abweichungen waren dabei gerade für das einzelne Individuum sehr groß. Technische Verbesserungen und die Entwicklung spezifischer Regressionsgleichungen könnten in Zukunft zu einer wesentlichen Verbesserung der neuen Methode beitragen.<br><br> Die Labormethode "Air Displacement Plethysmography" konnte durch die guten Übereinstimmungen der Ergebnisse mit denen der Referenzmethode DXA und die einfache Anwendung überzeugen. Sie stellt eine durchaus konkurrenzfähige Alternative zur Hydrodensitometrie dar, die noch heute als "goldener Standard" zur Erfassung der Körperzusammensetzung akzeptiert wird. Im Verlauf der durchgeführten Studie stellte sich heraus, dass die Hydrodensitometrie sehr hohe Anforderungen an den Probanden stellt. Das Untertauchen des gesamten Körpers unter Wasser in Kombination mit einer maximalen Ausatmung erwies sich als sehr problematisch. Die dabei auftretenden Fehler schlugen sich in der Berechnung der Gesamtkörperfettmasse des einzelnen Individuums wieder und führten zu zum Teil erheblichen Abweichungen der Ergebnisse von denen der Referenzmethode.<br><br> Die Feldmethoden bioelektrische Impedanzanalyse und Hautfaltendickenmessung erwiesen sich als kostengünstige und leicht anwendbare Methoden. Die Ergebnisse beider Methoden stimmten im Mittel gut mit den Ergebnissen der Referenzmethoden überein. Dennoch zeigte die BIA größere Abstriche in der Beurteilung der Gesamtkörperfettmasse des einzelnen Individuums und bei der Dokumentation von Veränderungen der Gesamtkörperfettmasse. Die Hautfaltendickenmessung stellt – wendet man sie korrekt an – eine Methode dar, die sowohl die Gesamtkörperfettmasse als auch Veränderungen dieser gut erfassen kann. In Abhängigkeit der geforderten Genauigkeit kann diese Methode für die Erfassung der Körperzusammensetzung empfohlen werden.<br><br> Demnach bleibt die Frage unbeantwortet, inwieweit die indirekten Methoden in der Lage sind, die "wahre" Körperzusammensetzung adäquat zu erfassen. Jede neu entwickelte Methode – die möglichst viele Vorteile in sich vereint – wird wieder vor dem Problem stehen: eine geeignete und dabei praktikable Referenzmethode zu finden, die die wahre Körperzusammensetzung zu bestimmen in der Lage ist. Daher sollte neben dem Streben nach der Entwicklung einer Methode, die genau und leicht anwendbar ist, das Hauptaugenmerk auf die Überarbeitung der zugrunde liegenden Modellvorstellungen und die Verbesserung von Regressionsgleichungen gelegt werden. / Western industrial countries are characterized by sedentary lifestyle and a high-fat and simple carbohydrate diet. Decrease physical activity and increase energy intake are leading to an epidemic increase of overweight and obesity. Obesity is defined as the presence of excess adipose tissue and has been associated with an increased risk for diseases of the metabolic syndrome. Thus, the importance of obtaining reliable and accurate body fat estimates is essential not only for the prevention, but also for the diagnosis and therapy of obesity. Direct chemical analysis is the most definitive method for determining human body composition. The few data obtained on the composition of adult bodies stemmed from cadaver analyses, dated back to 1945 and 1956. These results contributed greatly to the actual fundamental knowledge about human body composition. Obviously, the method is limited by the precondition of needing the human cadaver and the high complexity of the analyses. Because of this limitation, indirect methods have been developed during the last decades. To date more than ten methods to estimate body composition in vivo are available. The methods can be generally organized into two groups: laboratory and fields methods. Laboratory methods have high accuracy and reproducibility, but are complex and very expensive, whereas field methods are easy to use and economically priced, but less accurate. A new device that combines the positive features of both, laboratory and field methods is needed . An already existing method - Total Body Electrical Conductivity (TOBEC) - meets the requirements for such new device. The technique is based on the principle, that lean tissue is far more electrically conductive than fat, due to the higher content of electrolytes in the fat-free mass. The difference between impedance when a subject is inside and outside of the generated field is an index of the total electrical conductivity of the body, which, in turn is proportional to the lean body mass of the subject.<br><br> Within the European Project BodyLife (IST - 2000 - 25410) a new field method for estimation the human body composition was developed. To assess the suitability of the new technique the present study aimed to evaluate the reliability of nTOBEC and to validate it against established laboratory and field methods.<br><br> Within the project the development of the new method (nTOBEC) succeeded to combine the TOBEC-principle, and additionally, to be transportable and easy to use.<br><br> The high reliability coefficients found in this investigation indicate that nTOBEC is an extremely reliable instrument. By application the new technique we observed a significant overestimation of total body fat mass compared the reference method dual energy x ray absorptiometry (DXA) in both, males and females. However, nTOBEC could document changes in total body fat mass during a weight loss intervention trial.<br> Our data suggest nTOBEC deserves further investigation with the intention of establishing nTOBEC as a non-invasive method for accurately quantifying total body fat mass.<br> Aside from these results we observed accurate results for the easy to use laboratory method "air displacement plethysmography" compared to the results measured by DXA. Furthermore, the field methods - bioelectrical impedance analysis and skinfold thickness measurement – produced good results compared to the reference method.

Mit dem Beginn der Industrialisierung stieg in den westlichen Kulturen rasant die Prävalenz von Krankheitsbildern wie Adipositas, arterieller Hypertonie, Typ-2-Diabetes Mellitus und Hyperlipidämie, die als Cluster eines multifaktoriellen Krankheitsbildes namens „Metabolisches Syndrom“ (MTS) verstanden werden. Tierstudien, in denen durch die Inhibition der Fettsäuresynthase (FASN) ein rapider Abfall des Körpergewichts in Mäusen erzeilt wurden, bestätigen zunehmend genetische Prädispositionen als ursächlich für die Ausbildung des MTS. Um herauszufinden ob und in welchem Ausmaß das FASN-Gen mit humanen Merkmalen des MTS assoziiert ist, wurde das Gen in 48 nicht verwandten ostdeutschen Probanden sequenziert. Acht repräsentative tagging-SNPs wurden dabei identifiziert, anschließend in 1311 deutschen Probanden (Erwachsene) genotypisiert und in Fall-Kontroll-Studien zwischen 389 schlanken Probanden (BMI ≤ 25kg/m²) vs. 446 adipösen Teilnehmern (BMI ≥ 30kg/m²) sowie zwischen 502 glukosetoleranten Probanden (NGT) vs. 640 Probanden mit Typ-2-Diabetes (T2D) miteinader verglichen. Für den Polymorphismus rs2229422 (P = 1.3x10-5 adjustiert auf Alter, Geschlecht und Diabetes-status) konnten die stärksten Assoziationen mit BMI und weiteren Merkmalen der Fettleibigkeit identifiziert werden (adjustiert P < 0.05). Des Weiteren wurde der zuvor in der Literatur beschriebene protektive Einfluss der Val1483Ile Substitution (rs2228305) gegenüber Adipositas, sowie der geschlechts-spezifische Effekt auf den BMI bestätigt (adjustiert, P = 0.03).