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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

Ernährungsstatus

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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