TrisoTEE

Jede biologische Aktivität, von der Bewegung, der geistigen Leistung, dem Aufbau von Biomasse bis zur Fortpflanzung, benötigt Energie. Die Versorgung biologischer Prozesse mit Energie ist die wesentliche Grundlage für alles Leben. Durch hochkomplexe biologische Regulationsmechanismen sind Energieerzeugung, Energieverbrauch und Energiespeicherung im Organismus fein ausbalanciert. Störungen in diesen Regulationsmechanismen erhöhen das Risiko für Adipositas, Typ-2-Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie auch bestimmten Krebsarten. Die Ursache für diese weltweit massiv im Steigen begriffenen Krankheiten ist mit hoher Wahrscheinlichkeit im weit verbreiteten westlichen Lebensstil zu suchen. Die Erforschung dieser Erkrankungen und die Optimierung von Therapien und Wirkstoffen zur Behandlung ist ein Forschungsschwerpunkt von Joanneum Research HEALTH. Der Energieumsatz ist ein zentraler Parameter im Bereich der Adipositasforschung. Grundsätzlich entsteht Adipositas, wenn die Energiezufuhr nicht in Balance mit dem Energieverbrauch steht. Um eine ausgeglichene Energiebilanz zu erhalten, kann die Nahrungszufuhr drastisch reduziert werden und/oder der Energieverbrauch der Zellen deutlich gesteigert werden. Letztere Strategie ist gegenwärtig sehr in den Fokus der Forschung gerückt. An möglichen Behandlungsstrategien, die diesen Effekt ausnützen, wird intensiv geforscht.

Die Analyse des Gesamtenergieumsatzes (Total Energy Expenditure = TEE) ist eine wichtige und grundlegende Messgröße für die Weiterentwicklung dieser Behandlungsstrategien. Methoden zur Bestimmung der TEE werden in direkte und indirekte kalorimetrische Methoden kategorisiert:

• Direkte Methoden erfassen die abgestrahlte Wärmemenge und sämtliche mechanische Aktivität eines Menschen. Diese Methoden sind äußerst aufwendig.
• Indirekte Methoden messen den Sauerstoffverbrauch und/oder die CO2 Abgabe des Organismus. Daraus kann die TEE berechnet werden. Über einen begrenzten Zeitraum kann dies über Masken, die mit Sensoren versehen sind, exakt vermessen werden. Für längere Messzeiträume ist dieses Tragen einer Maske aber unzumutbar.

Eine sehr einfache und robuste indirekte Methode zur Bestimmung des TEE ist die sogenannte „Doubly Labeled Water“ (DLW) Methode. Dabei wird durch Anreicherung der stabilen Isotope von Sauerstoff (18O) und Wasserstoff (2H bzw. D für Deuterium) und deren Elimination indirekt der CO2 Umsatz bestimmt. Im TrisoTEE Projekt soll diese Methode weiterentwickelt werden und auch das zweite natürlich vorkommende Isotop von Sauerstoff  17O genutzt und zur „Triply Labeled Water“ (TLW) Methode erweitert werden. Ziel des Projektes TrisoTEE ist es, die Unterschiede in der TEE zwischen normalgewichtigen und adipösen Menschen unter Verwendung der neu entwickelten TLW Methode mit modernsten laserspektroskopischen Verfahren zu zeigen.