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【Neues Produkt Release】Human Energy Metabolism Assessment System

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System zur Bewertung des menschlichen Energiestoffwechsels-tow-int

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In den letzten Jahren haben zahlreiche Studien gezeigt, dass der Energiestoffwechsel eng mit den wichtigsten chronischen, nicht übertragbaren Krankheiten wie Diabetes, Fettleibigkeit, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs und Alterung zusammenhängt. Die Stärkung der Grundlagenforschung über die Regulierungsmechanismen des Energiestoffwechsels im Körper ist von entscheidender Bedeutung für die Bewältigung der Herausforderungen, die chronische Krankheiten mit sich bringen.

Der Energiestoffwechsel, eines der grundlegendsten Merkmale des Lebens, wandelt kontinuierlich Energiequellen in nutzbare Energie um, um alle menschlichen Aktivitäten anzutreiben. Unter dem Einfluss bestimmter Krankheiten kann der Energiestoffwechsel des Körpers jedoch aus dem Gleichgewicht geraten. So wachsen beispielsweise Tumorzellen schneller als normale Zellen, weil sie mehr Glukose verbrauchen, was den Energiebedarf des Körpers erhöht und zu Symptomen wie Gewichtsverlust und Müdigkeit führt. Umgekehrt kann der übermäßige Verzehr von fett- und zuckerreicher Nahrung zu Ablagerungen von Lipiden und Zuckern führen, wodurch Zustände wie Hyperglykämie und Hyperlipidämie entstehen, die die Gesundheit gefährden. Sowohl Energiemangel als auch Energieüberschuss sind Formen eines Ungleichgewichts des Energiestoffwechsels.

I. Systemprinzipien

Das System zur Bewertung des menschlichen Energiestoffwechsels nutzt die indirekte Kalorimetrie und misst Veränderungen der Sauerstoff- (O₂) und Kohlendioxidkonzentration (CO₂) sowie des Gasvolumens innerhalb des Systems, um den Sauerstoffverbrauch (VO₂) und die Kohlendioxidproduktion (VCO₂) der Testperson zu berechnen. Das System ermöglicht eine nicht-invasive, kontinuierliche Echtzeit-Messung des menschlichen Energieverbrauchs und der Verbrauchsraten der drei wichtigsten energieliefernden Nährstoffe: Kohlenhydrate, Fette und Proteine.

Abbildung 1. Systemprinzipien

II. Bedeutung des Systems zur Bewertung des menschlichen Energiestoffwechsels

1. BMR (Grundumsatz)

Der Grundumsatz bezieht sich auf den Energieverbrauch, der unter thermoneutralen Bedingungen in Ruhe und im Liegen nach dem Aufwachen gemessen wird. Er macht etwa 80 % des 24-Stunden-Energieverbrauchs aus und ist die in der Energiestoffwechselforschung am häufigsten verwendete Messgröße. Er wird von Faktoren wie fettfreier Masse (FFM), Fettmasse (FM), Geschlecht, Alter, ethnischer Zugehörigkeit, Umwelt, physiologischem Status und Krankheitszuständen beeinflusst.

2. SMR (Schlaf-Stoffwechsel-Rate)

Die SMR wird in der Regel anhand von 3 aufeinanderfolgenden Stunden Schlaf mit minimaler körperlicher Aktivität (<1%-1,5%) oder dem 3-Stunden-Zeitraum mit dem niedrigsten durchschnittlichen Energieverbrauch berechnet. Stoffwechselkammern können die Auswirkungen gestörter Schlafrhythmen auf den Energiehaushalt oder die Substratverwertung bewerten und so Mechanismen erforschen, die unzureichenden Schlaf oder Schlafstörungen mit Stoffwechselkrankheiten in Verbindung bringen.

3. DIT (Diät-induzierte Thermogenese)

Die DIT macht etwa 10 % des 24-Stunden-Energieverbrauchs aus und wird stark von der Ernährung beeinflusst. Mit Hilfe von Stoffwechselkammern kann die postprandiale Aktivität zur Bewertung der DIT standardisiert werden, so dass untersucht werden kann, wie die Gesamtkalorienaufnahme, die Makronährstoffzusammensetzung, der Zeitpunkt und die Dauer der Mahlzeiten die DIT beeinflussen. Dies trägt dazu bei, die Rolle der Ernährung und des Energieverbrauchs bei Fettleibigkeit und anderen Stoffwechselkrankheiten zu untersuchen. Bestimmte Ernährungsmuster, wie die mediterrane Ernährung, müssen jedoch weiter untersucht werden, um ihre Auswirkungen auf den Energieverbrauch zu klären - eine wichtige künftige Anwendung von Stoffwechselkammern in den Bereichen Ernährung und Gesundheit.

4. AEE (Aktivitätsenergieverbrauch)

Stoffwechselkammern können den Energieverbrauch bei sitzenden Tätigkeiten (z. B. Computernutzung, Interaktion mit dem Smartphone, Meditation) messen, um die Auswirkungen des modernen Lebensstils auf den Energiestoffwechsel und Stoffwechselkrankheiten genau zu beurteilen.

5. EPOC (Excess Post-Exercise Oxygen Consumption)

6. REE/RMR (Ruhe-Energieverbrauch/Ruhe-Stoffwechselrate)

7. OMR (Overnight Metabolic Rate, Stoffwechselrate über Nacht)

III. Anwendungen

1. Durchführung von groß angelegten Energiestoffwechseluntersuchungen in gesunden Bevölkerungsgruppen zur Festlegung normaler Referenzbereiche.

2. Bewertung von Krankheitszuständen und Interventionen bei Patienten mit endokrinen Störungen zur Optimierung klinischer Behandlungsprotokolle.

3. Aufbau von Kohorten für Längsschnittstudien zur Erforschung von Mustern des Energiestoffwechsels beim Fortschreiten von Krankheiten.

4. Bewertung oder Vorhersage der Wirksamkeit bestehender Therapien für Stoffwechselkrankheiten wie Fettleibigkeit.

5. Unterstützung der Entwicklung von Medikamenten, einschließlich Medikamenten zur Gewichtsabnahme, die den Stoffwechsel verbessern, oder fettoxidierenden Wirkstoffen.

IV. Neue Produkteinführung

Metabolische Kammer

MetPro-Stoffwechselwagen