| Hintergrund: Der kontinuierliche Anstieg der Prävalenz von Adipositas bei Kindern steht mit einer Reihe von Faktoren, die zu diesem Phänomen beitragen, in Zusammenhang. Dazu gehören unter anderem der zunehmende Verzehr von zucker- und fetthaltigen Lebensmitteln sowie ein Rückgang an körperlicher Betätigung. Diese Diplomarbeit ist Teil der Studie "Health and Academic Performance with Happy Children (HAPHC)", die darauf abzielt, Fettleibigkeit bei Volksschulkindern genauer zu untersuchen und mögliche Präventionsmaßnahmen zu ermitteln.
Zielsetzung: Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit den potenziellen Konsequenzen von Adipositas im Kindesalter in Bezug auf die Zusammensetzung der im Harn nachweisbaren Metaboliten. Das Ziel der vorliegenden Untersuchung bestand darin, zunächst festzustellen, welche Metaboliten im Urin von Grundschulkindern grundsätzlich zu finden sind. In einem zweiten Schritt sollten Unterschiede im Metaboliten-Profil zwischen Gruppen identifiziert werden, die anhand ihres subkutanen Fettgewebes klassifiziert wurden. Die auffälligen Metaboliten sollten anschließend anhand von Literaturrecherche genauer auf mögliche pathologische Mechanismen untersucht werden, um Rückschlüsse auf schädliche Effekte der Adipositas im Kindesalter zu erhalten.
Methode: Für die vorliegende Studie wurden die Daten von 353 gesunden Kindern im Alter von 6 bis 11 Jahren aus drei verschiedenen Volksschulen in Graz, Österreich, herangezogen. Das subkutane Fettgewebe wurde an acht standardisierten Stellen gemessen und Urinproben wurden am Morgen in jeder der teilnehmenden Schulen gesammelt. Die Metaboliten im Urin wurden mittels NMR-Spektroskopie detektiert, mit dem Ziel, 150 verschiedene Metaboliten zu identifizieren. Das subkutane Fett wurde mittels Bright-mode Ultraschall gemessen, um die Dicke dessen an acht verschiedenen Regionen zu bestimmen. Die Kinder wurden dann auf Basis ihres Anteils an subkutanem Fett (Summe des subkutanen Fettes an acht Stellen) anhand der Terzile in drei gleiche Gruppen eingeteilt. Mittels Hauptkomponentenanalyse (PCA) wurden relevante Urinmetaboliten identifiziert, und mittels ANOVA wurden die Kreatinin-normalisierten Urinmetaboliten der drei Gruppen vergleichen, wobei die False Discovery Rate (FDR) zur Korrektur der p-Werte verwendet wurde.
Ergebnisse:
Von den 150 untersuchten Urinmetaboliten konnten 83 im Harn der untersuchten Kinder nachgewiesen werden. Besonders erwähnenswert ist, dass in 22% der Proben Glucose nachgewiesen werden konnte. Ebenso konnten Unterschiede im Metaboliten-Profil der Kinder bezüglich Geschlecht, Größe, Gewicht und BMI festgestellt werden. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Mädchen im Durchschnitt mehr subkutanes Fett aufwiesen als Jungen. Die auf Basis des SAT klassifizierten Gruppen wiesen signifikante Unterschiede in Bezug auf das Auftreten von Allantoin auf (F(1, 35) = 9,362, p = 0,002, pcorr. = 0,034), wobei die höchsten Konzentrationen in der Gruppe mit niedrigem Anteil an subkutanem Fett beobachtet wurden. Ein ähnliches Muster konnte für Bernsteinsäure beobachtet werden, für die ein signifikanter Unterschied zwischen Kindern mit wenig subkutanem Fett und jenen mit viel, nachgewiesen wurde (F(1, 35) = 9,757, p = 0,002, pcorr. = 0,034). Die niedrigsten Konzentrationen wurden bei Kindern mit hohem subkutanem Fett beobachtet. Die beobachteten Unterschiede für Glycin (F(1, 351) = 4,836, p = .029, pcorr. = .41) und Ethylmalonsäure (F(1, 351) = 4,441, p = .036, pcorr. = .43) blieben jedoch nach Korrektur der p-Werte (FDR) nicht signifikant.
Schlussfolgerung: Diese Diplomarbeit zeigt auf, dass sich die Metaboliten im Urin von Kindern mit hohem Anteil an subkutanen Fettgeweben von jenen mit niedrigem Anteil durchaus unterscheiden. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchungen konnten insgesamt drei Metaboliten identifiziert werden, nämlich Bernsteinsäure, Allantoin und Glycin, welche im Kontext von Adipositas bei Kindern von Relevanz sein könnten, wobei diesen Metaboliten eine Vielzahl von Funktionen im menschlichen Körper zukommt. Die Diagnose von Fettleibigkeit durch einen Urintest könnte in Zukunft eine nicht-invasive Option für die frühzeitige Erkennung von Adipositas und damit assoziierten Erkrankungen bei Kindern darstellen. Allerdings ist weitere Forschung erforderlich, um exakte Kriterien zu definieren.
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