Vergleich verschiedener Messmethoden zur Bestimmung der körperlichen Leistungsfähigkeit und Körperzusammensetzung im Rahmen der „KOLIBRI-Studie“

Joos, Fabian Tobias

dc.contributor.advisor	Reuss-Borst, Monika Prof. Dr.
dc.contributor.author	Joos, Fabian Tobias
dc.date.accessioned	2020-06-18T17:36:46Z
dc.date.available	2020-07-15T22:50:02Z
dc.date.issued	2020-06-18
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0005-13E3-5
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.53846/goediss-8044
dc.language.iso	deu	de
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.ddc	610	de
dc.title	Vergleich verschiedener Messmethoden zur Bestimmung der körperlichen Leistungsfähigkeit und Körperzusammensetzung im Rahmen der „KOLIBRI-Studie“	de
dc.type	doctoralThesis	de
dc.title.translated	Comparison of different measurement methods for the determination of physical capabilities and body composition within the scope of the "KOLIBRI-study"	de
dc.contributor.referee	Ellrott, Thomas Pd Dr.
dc.date.examination	2020-07-09
dc.description.abstractger	Laut Robert Koch-Institut ist Brustkrebs die häufigste Krebserkrankung bei Frauen in Deutschland. Trotz leicht gesunkener Anzahl der jährlichen Sterbefälle verursachte die Erkrankung 2012 immer noch die meisten krebsbedingten Todesfälle bei Frauen. Für verbesserte Überlebenschancen sind neben einer frühzeitigen Diagnosestellung und Fortschritten in der Therapie sowie dem zunehmenden Wissen über modifizierbare Risikofaktoren auch der Einfluss der Ernährung auf das Brustkrebsrisiko und die Prognose der Erkrankung von entscheidender Bedeutung. Während die bisher publizierten Studienergebnisse eindeutig darauf hinweisen, dass körperliche Aktivität sowohl bei prä- als auch postmenopausalen Frauen zu einer Reduktion des Brustkrebsrisikos führt, reichen die Ergebnisse zum Thema Ernährung bei Krebs noch nicht für allgemeine Empfehlungen aus. Trotzdem haben die Beobachtungen der letzten Jahre dazu beigetragen, die über Jahrzehnte als gesund geltende Ernährung (kohlenhydratreich und fettarm), wie sie beispielsweise von der Deutschen Gesellschaft für Ernährung e.V. (DGE) empfohlen wird, bei Krebspatienten zu hinterfragen und über eine metabolisch adaptierte Ernährung nachzudenken. Die KOLIBRI-Studie ist die erste klinisch-kontrollierte prospektive Studie, in der die Auswirkungen dreier verschiedener Ernährungsformen auf die Lebensqualität, bestimmte Laborparameter, die Körperzusammensetzung und die körperliche Leistungsfähigkeit eines definierten Patientenkollektivs, bestehend aus 152 Frauen mit Brustkrebs, konsekutiv über die Dauer von 20 Wochen untersucht wurden. Bei den drei Ernährungsformen handelt es sich um die sehr kohlenhydratarme und gleichzeitig sehr fettreiche ketogene Diät, um die kohlenhydratreduzierte LOGI-Diät und um die kohlenhydratreiche Standard-Diät nach den Empfehlungen der DGE. Im Rahmen dieser Dissertation werden einerseits die Ergebnisse der Körperzusammensetzung und der körperlichen Leistungsfähigkeit hauptsächlich mit Hilfe von Varianzanalysen mit Messwiederholungen (ANOVA’s) statistisch ausgewertet und in Mittelwert-Plots dargestellt sowie die vier in der Studie zur Erfassung der Körperzusammensetzung verwendeten Messmethoden vergleichend diskutiert. Diese sind die Dualenergie-Röntgen-Absorptiometrie (DXA), die bioelektrische Impedanzanalyse (BIA), eine handelsübliche Körperfettwaage (Fettwaage) und die Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS). Im Laufe der 20-wöchigen Beobachtungszeit hatten die Patientinnen unter allen drei Ernährungsformen an Gewicht abgenommen, wobei dieser Unterschied nur innerhalb der LOGI-Gruppe signifikant war (p < 0,01). Die durchschnittliche Abnahme der Fettmasse (FM) war in allen drei Gruppen mehr als doppelt so groß wie die Abnahme der fettfreien Masse (FFM), sodass der Gewichtsverlust in allen drei Gruppen zu einem größeren Anteil auf den Verlust an FM als an FFM zurückzuführen war. Damit werden die Ergebnisse von Studien zu den Effekten einer kohlenhydratreduzierten Ernährung auf die Gewichtsreduktion von Patientinnen mit Adipositas und metabolischem Syndrom für das hier untersuchte Kollektiv bestätigt. Bei der Betrachtung der körperlichen Leistungsfähigkeit, die mit Hilfe der Spiroergometrie ermittelt wurde zeigt sich, dass die Patientinnen der KETO-Gruppe trotz des größten Anteils an bereits metastasierten Brustkrebsstadien durchschnittlich die höchsten Werte erzielten und sich auch im Verlauf am meisten steigern konnten. Die größere Zunahme gegenüber der LOGI- und der DGE-Gruppe konnte allerdings nicht allein durch mehr körperliche Aktivität begründet werden, denn neben seelischem Wohlbefinden und Motivation musste eine ausreichende Energiebereitstellung des Körpers gewährleistet gewesen sein. Aus den Ergebnissen kann demnach geschlussfolgert werden, dass die ketogene Diät eine gute Ernährungsgrundlage für eine Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit trotz z. T. weit fortgeschrittener Brustkrebserkrankung war. Für den Vergleich der Messmethoden lassen die Ergebnisse das Fazit zu, dass alle vier Messmethoden sehr gut reproduzierbare Ergebnisse lieferten und somit für Verlaufsbeobachtungen grundsätzlich gleich gut geeignet sind. Für genaue und valide Messwerte kann die handelsübliche Fettwaage als Messmethode aufgrund der signifikanten Unterschätzung der FM bzw. signifikanten Überschätzung der FFM und der z. T. aufgrund extremer Streuung sehr ungenauen Messergebnisse nicht empfohlen werden. Um eine fundierte Grundlage für die Empfehlung einer Standardmethode zu schaffen, wurden zusätzlich die Gütekriterien Validität und Reproduzierbarkeit sowie die zugrundeliegenden Annahmen und Erfahrungen bei bestimmten Patientenkollektiven anhand vorhandener Literatur diskutiert. Hieraus ergab sich, dass es letztlich erforderlich wäre, für jede Fragestellung bzw. Population vorab Validierungen mit krankheitsspezifischen Algorithmen an einer vergleichbaren Subpopulation durchzuführen. Da dies in der Praxis oft nicht praktikabel ist, ist die Validität der Messmethoden bei verschiedenen Erkrankungen, wie beispielweise bestimmten Krebserkrankungen oder extremer Adipositas, noch eingeschränkt. Da bei gleichem Ausgangsgewicht zu beiden Zeitpunkten keinerlei signifikante Unterschiede zwischen den Ergebnissen der BIA und NIRS zu finden waren und aufgrund der besseren Praktikabilität und Mobilität sowie der deutlich niedrigeren Kosten im Vergleich zur DXA, können sowohl die BIA als auch die NIRS als Standard-Messmethoden für die Körperzusammensetzung für zukünftige Untersuchungen in der Onkologie empfohlen werden.	de
dc.description.abstracteng	According to the Robert Koch Institute, breast cancer is the most common form of cancer in Germany. In 2012, despite the slight decrease in annual mortality rate, breast cancer was the cause of most of the cancer-related deaths in women. Along with early diagnosis, advances in treatment and an increasing knowledge of modifiable risk factors, the influence of nutrition on the risk of developing breast cancer and on the prognosis of the illness is of decisive importance for improving chances of survival. While previously published studies strongly suggest that physical activity lowers the risk of developing breast cancer for both pre-menopausal and post-menopausal women, scientific studies on nutrition and cancer have not yet produced sufficient results to form a basis for general diet recommendations. Nevertheless, observations in recent years have called into question the decades-old model of healthy nutrition (high in carbohydrates and low in fat) as recommended, for example, by the German Nutrition Society (DGE) and have spurred consideration of shifting towards metabolically-adapted nutrition for cancer patients. The KOLIBRI-study is the first clinically-controlled and prospective study to examine the effects of three different forms of nutrition on the quality of life, certain laboratory parameters, body composition and physical capabilities of a defined collective of 152 female breast cancer patients consecutively over a period of 20 weeks. The three defined forms of nutrition were the low-carbohydrate yet high-fat ketogenic-diet, the reduced-carbohydrate LOGI-diet and the standard high-carbohydrate diet recommended by the DGE. This dissertation will outline the study-results for body composition and physical capabilities mainly by means of analyses of variance and mean-plots, on the one hand, and will discuss and compare the four data acquisition methods used to measure body composition, on the other hand. These methods are dual-energy X-ray absorptiometry (DXA), bioelectrical impedance analysis (BIA), a customary body fat scale and near-infrared spectroscopy (NIRS). Throughout the 20-week observation period, patients in all three nutrition groups lost weight, whereby the difference was only significant within the LOGI-group (p < 0,01). The average reduction of fat mass (FM) was more than twice that of the reduction of fat free mass (FFM) in all three groups, so that weight loss in all three groups was attributed in larger part to FM than to FFM. Hence, the results of the studies on the effects of a reduced carbohydrate diet on the weight loss of patients with metabolic syndrome and obesity are confirmed for the examined collective. While observing patients’ physical capability using spiroergometry, it became apparent that the women in the KETO-group, many already in a metastasized stage of breast cancer, showed the highest values on average and that their values increased the most during the course of the study. This large increase compared to the LOGI and DGE groups could not be accounted for by more physical activity alone. Emotional wellbeing and motivation, as well as sufficient energy supply were prerequisite. From the results it can be concluded that a ketogenic diet is a good nutritional foundation for improving physical capability, even in advanced stages of breast cancer. Regarding the comparison of measurement methods, the results allow for the conclusion that all four methods of measurement deliver very well reproducible results and are therefore similarly well suited for observations over time. A customary body fat scale cannot be recommended for collecting exact and valid measurements due to its significant underestimation of FM respectively significant overestimation of FFM, and also due to the extreme variance that can occur in measurement. In order to create a sound foundation for a recommended standard method, the additional quality criteria of validity and reproducibility as well as underlying assumptions and experiences of certain patient collectives are discussed on the basis existing literature. From this arose the fact that it would ultimately be necessary to carry out preliminary validations with illness-specific algorithms on a comparable subpopulation. Because this is often not feasible in practice, the validity of measurement methods for different illnesses, for example extreme obesity or cancerous diseases, is limited. Because no significant differences were found between the results of BIA and NIRS, and due to the better practicality and mobility as well as the considerably lower costs, both the BIA and NIRS can be equally recommended as a standard method for measuring body composition for future examinations in oncology.	de
dc.contributor.coReferee	Meyer, Thomas Prof. Dr.
dc.subject.ger	DXA	de
dc.subject.ger	BIA	de
dc.subject.ger	Fettwaage	de
dc.subject.ger	NIRS	de
dc.subject.ger	Leistungsfähigkeit	de
dc.subject.ger	Körperzusammensetzung	de
dc.subject.ger	KETO	de
dc.subject.ger	LOGI	de
dc.subject.ger	DGE	de
dc.subject.ger	Messmethoden	de
dc.subject.ger	KOLIBRI-Studie	de
dc.subject.ger	DEXA	de
dc.subject.ger	Spiroergometrie
dc.subject.eng	DXA	de
dc.subject.eng	BIA	de
dc.subject.eng	NIRS	de
dc.subject.eng	Leg-to-leg BIA	de
dc.subject.eng	Body composition	de
dc.subject.eng	KETO	de
dc.subject.eng	LOGI	de
dc.subject.eng	DGE	de
dc.subject.eng	Physical capability	de
dc.subject.eng	KOLIBRI-study	de
dc.subject.eng	DEXA	de
dc.subject.eng	Spiroergometry
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:gbv:7-21.11130/00-1735-0000-0005-13E3-5-1
dc.affiliation.institute	Medizinische Fakultät	de
dc.subject.gokfull	Medizin (PPN619874732)	de
dc.description.embargoed	2020-07-15
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Human- und Zahnmedizin [2872]

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