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H. Drexel Vorarlberg Institute for Vascular Investigation and Treatment (VIVIT), Feldkirch Abteilung für Innere Medizin am Akademischen Lehrkrankenhaus.

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Präsentation zum Thema: "H. Drexel Vorarlberg Institute for Vascular Investigation and Treatment (VIVIT), Feldkirch Abteilung für Innere Medizin am Akademischen Lehrkrankenhaus."—  Präsentation transkript:

1 H. Drexel Vorarlberg Institute for Vascular Investigation and Treatment (VIVIT), Feldkirch Abteilung für Innere Medizin am Akademischen Lehrkrankenhaus Feldkirch Wissenschaft – made in Vorarlberg Bregenz, Ablauf eines wissenschaftlichen Projektes in der Medizin am Beispiel der Karrenstudie

2 Hintergrund = Thema Die häufigste Ursache für Herz-und Gefäßerkrankungen stellt die sogenannte Atherosklerose dar. Unter Atherosklerose wird eine Vielzahl chronischer Umbauvorgänge im arteriellen Gefäßbereich zusammengefasst, die einen Elastizitätsverlust der Gefäße, eine Einengung des Gefäßvolumens und Veränderung der Gefäßwand umschreibt. Atherosklerose ist die Ursache für Herzinfarkt, Hirnschlag, Raucherbein... Vorarlberg Institute for Vascular Investigation and Treatment (VIVIT), Feldkirch

3 Atherosklerose Wichtigeste Risikofaktoren: Erhöhte Blutfette Erhöhter Blutdruck Diabetes Mellitus (Zuckerkrankheit) Rauchen Übergewicht

4 Ablauf eines wissenschaftlichen Projektes in der Medizin 1)Grundsätzliche Anforderungen an ein medizinisch-wissenschaftliches Projekt 2)Die Karrenstudie 3)Die Koronarstudie 4)Finanzierung Inhaltsangabe

5 Ablauf eines wissenschaftlichen Projektes in der Medizin 1)Grundsätzliche Anforderungen an ein medizinisch-wissenschaftliches Projekt 2)Die Karrenstudie 3)Die Koronarstudie 4)Finanzierung Inhaltsangabe

6 Ablauf eines wissenschaftlichen Projektes in der Medizin 1.)Idee 2.)Hypothese 3.)Literatursuche 4.)Methoden 5.)Durchführung 6.)Auswertung 7.)Publikation Die Sache Die Personen Drexel Team

7 Ablauf eines wissenschaftlichen Projektes in der Medizin 1)Grundsätzliche Anforderungen an ein medizinisch-wissenschaftliches Projekt 2)Die Karrenstudie 3)Die Koronarstudie 4)Finanzierung Inhaltsangabe

8 Forschung = Teamarbeit Lorünser Literatur Methoden Durchführung Publikation Drexel Idee, Hypothese, Methoden, Publikation Aczel Durchführung Publikation Säly Literatur Durchführung Auswertung Publikation Langer Durchführung Auswertung Marte Durchführung Publikation Karrenstudie

9 Das VIVIT - Team v.l.n.r.: Langer, Säly, Aczel, Koch, Marte, Patsch, Rein, Schmid, Drexel.

10 Idee Einem Forschungsprojekt im medizinischen Bereich liegt immer eine bestimmte Idee zu Grunde, welche in Folge aber erst durch entsprechende Studienergebnisse bestätigt werden muss. Sauber durchgeführte Studien kosten jedoch viel Zeit und Geld, sodass eine Idee besonders neu oder originell sein muss, damit sich der hohe Aufwand auch lohnt.

11 Muskeltraining Ursprung und Ansatz des Muskels nähern sich an, dabei verkürzt sich der Muskel; Vereinfacht: aufwärtsgehen Konzentrisch: Exzentrisch: Ein Muskel wird auseinandergezogen und versucht, die Bewegung abzubremsen; die Spannung ist dabei größer; Vereinfacht: abwärtsgehen

12 Muskeltraining Die konzentrische Kontraktion bewirkt die dynamisch-positive (überwindende) Arbeit. Dabei verändert der Muskel gleichzeitig seine Spannung und seine Länge. Die isometrische Kontraktion bewirkt eine Haltearbeit (statische Arbeit). Es ergibt sich keine Längenveränderung, obwohl sich das kontraktile Element des Muskels verkürzt, um eine hohe Muskelspannung zu erzeugen. Die exzentrische Kontraktion bewirkt eine dynamisch-negative (nachgebende) Arbeit. Ursprung und Ansatz des Muskels entfernen sich voneinander. Dadurch wird der Muskel länger und entwickelt eine hohe Spannung.

13 Nur wenige Studien haben den Einfluss verschiedener Arten körperlicher Bewegung untersucht. Es gibt kaum direkt vergleichende Untersuchungen zum Einfluss konzentrischer bzw. exzentrischer Muskelarbeit auf den Stoffwechsel. Muskeltraining

14 Idee Bisher liegen nur Untersuchungen am stehenden Fahrradergometer vor, nicht jedoch von natürlicher Bewegung in freier Natur. Idee: Vergleich von Aufwärtsgehen gegenüber Abwärtsgehen Ideal: Karren

15 Hypothese Aus einer Idee muss nun eine überprüfbare Hypothese abgeleitet werden.

16 Formulierung der Hypothese Aufwärtsgehen und Abwärtsgehen haben verschiedene Effekte auf den Stoffwechsel. Das Abwärtsgehen ist eine mögliche Art des Trainings auch für Menschen mit Herzschwäche, Übergewicht und Stoffwechselstörungen wie Diabetes.

17 Literatursuche Bisherige Studien zum Thema.

18 Effects of diet and exercise in men and postmenopausal women with low levels of HDL cholesterol and high levels of LDL cholesterol. Stefanick ML et al., N Engl J Med 1998; 339: 12–20. 1)Kontrollgruppe 2)körperliche Aktivität 3)Diät 4)körperliche Aktivität plus Diät 180 Frauen, 197 Männer mit milder bis moderater Dyslipidämie 1 Jahr Beobachtungsdauer, Randomisierung in 4 Gruppen:

19 Zur Senkung des LDL-Cholesterins sind diätetische Ansätze allein nicht ausreichend. Körperliches Training ist zusätzlich notwendig. Stefanick ML et al., N Engl J Med 1998; 339(1):12-20 Kontrollgruppe Aktivität Diät Diät + Aktivität

20 Effects of the amount and intensity of exercise on plasma lipoproteins. Kraus WE et al., N Engl J Med 2002; 347(19): )Kontrollgruppe (keine Änderungen der gewohnten Aktivität) 2)niedriger Umfang – moderate Intensität (19 km Walking / Woche) 3)niedriger Umfang – hohe Intensität (19 km Jogging / Woche) 4)hoher Umfang – hohe Intensität (32 km Jogging / Woche) 111 körperlich nicht aktive Frauen und Männer mit milder bis moderater Dyslipidämie 8 Monate Beobachtung, Randomisierung in 4 Gruppen:

21 Eine Verbesserung des Lipoproteinprofils hängt mehr von der Dauer und dem Umfang des körperlichen Trainings ab, weniger von dessen Intensität (diese beeinflusst mehr die Fitness). Kraus WE et al., N Engl J Med 2002; 347(19):

22 Wahl der Methoden

23 Metabolische Elastizität = Metabolische Reserve Fett-Toleranz (fat load) Glukose-Toleranz (glucose load)

24 Fat-load 350 ml Sahne, 20 g Zucker, 5 g Magermilchpulver, 40 g Schokoladesauce; Enthält 14 g Protein, 118 g Fett, 47 g Kohlenhydrate; 1290 kcal, 4 BE, 308 mg Cholesterin; Fat-load: JR Patsch et al., PNAS 1983: Definierte Fettmahlzeit:

25 Glukose Toleranz (oGTT) 75 g Glukose in 0.4 l Wasser Blutabnahmen nüchtern, nach einer und nach zwei Stunden Definierte Glukoselösung:

26 Ernährung Empfehlung an die Probanden: weiter wie bisher; Ernährungsprotokolle

27 Durchführung

28 Der Berg – Karren bei Dornbirn

29 Streckenprofil

30 Trainingsplan 8 Wochen selektives Aufwärtsgehen versus 8 Wochen selektives Abwärtsgehen; je 3 Trainingseinheiten pro Woche, nicht mehr als 2 Tage Pause; Durch Seilbahn erschlossenes Wandergebiet, 2 m breite Wanderwege; 500 Höhenmeter, durchschnittlicher Zeitbedarf für untrainierte Personen: aufwärts 120 min, abwärts 60 min.; mittlere Steigung entspricht 13%. Compliancekontrolle: Chipkarte, Pulsuhr; Laktatmessungen.

31 Studiendesign Aufwärtsgehen Abwärtsgehen Labor, Klinische Untersuchung Labor, Klinische Untersuchung Labor, Klinische Untersuchung Gruppe 1Gruppe 2 Gruppe 1 t (Wochen)

32 Studiendesign: cross-over Jeder Teilnehmer macht beide Trainingsarten Jeder Teilnehmer ist seine eigene Kontrolle: Confounder wie Geschlecht, Alter und genetische Faktoren eliminiert; Analysen zwischen und innerhalb der Gruppen; Vorteile: Studiendauer verdoppelt sich; Carryover Effekte erschweren die Analyse und die Interpretation der Daten. Abhilfe: ausreichende Dauer der Trainingsphasen Nachteile:

33 aufwärtsgehen konzentrische Muskelarbeit abwärtsgehen exzentrische Muskelarbeit Nach 8 Wochen Wechsel der Gruppe

34 Patientenselektion Bestimmung der Pulsgrenzen: Herzfrequenz bei 4 mmol/l Lactat; max. Herzfrequenz: untere Grenze minus 25 Schläge, obere minus 15 Schläge = Grundlagenausdauerbereich 1-2. Aufruf in den lokalen Medien (TV, Radio, Printmedien) – 172 Interessenten; Information telefonisch, schriftlich, persönlich; Untersuchungen nach Einverständnis; Anamnese, Status (internistisch/orthopädisch), Blutdruck, Ruhe-EKG, Laktatmessungen am Ergometer;

35 Ausschlußkriterien Alter < 30 Jahre Systematisches Training (>3x/Woche >30min); BMI > 30 kg/m 2 ; Herzerkrankung, Gefäßerkrankung. Starke Raucher (> 20 Zig./d), Alkohol > 60 g/d; Aktuelle Erkrankungen des Stütz- und Bewegungsapparates; Diabetes mellitus mit medikamentöser Therapie;

36 Herzlichen Dank an alle Teilnehmer !!

37 Auswertung Festlegung der statistischen Tests Irrtumswahrscheinlichkeit (p) auf 5% festgelegt: p<0.05 = statistisch signifikant

38 Ernährung n.s. aufwärts abwärts aufwärts abwärts Proteins (g) Fat (g) Total energy uptake (kcal) n.s. aufwärts abwärts Carbohydrates (g) 0 aufwärts abwärts n.s Gesamtenergie Kohlehydrate Fett Eiweiss

39 Nüchternlipide Baselinenach aufwärtsgehennach abwärtsgehen Triglyzeride Gesamt - Cholesterin LDL - Cholesterin HDL - CholesterinApolipoprotein B Apolipoprotein A Triglycerides (mg/dl) Total cholesterol (mg/dl) LDL cholesterol (mg/dl) HDL cholesterol (mg/dl) Apolipoprotein B (mg/dl) Apolipoprotein A1 (mg/dl) ** ** *

40 Triglyzeride postprandial p < 0.05

41 Glukose postprandial p < 0.05

42 Compared to the oral fat-load test performed at baseline, the area under the triglyceride curve was improved by 11.0% along with concentric (uphill) muscle exercise (p = 0.037), and by 6.8% along with eccentric (downhill) muscle exercise (p = 0.567). Ergebnisse Fat-load fat intake Time after the oral fat load (hours) Triglycerides (mg/dl) Triglycerides (mmol/l) 2 3 1,5 2,5

43 Ergebnisse oGTT Compared to the oral glucose tolerance test performed at baseline, the area under the glucose curve was improved by 4.5% along with concentric (uphill) muscle exercise (p = 0.145), and by 8.2% along with eccentric (downhill) muscle exercise (p = 0.027). 7,5

44 Effekt in Abhängigkeit des Trainingsumfanges 4 Quartile: 1.Quartile: Durchschnittlich 2 Trainingseinheiten/Woche 2.Quartile: Durchschnittlich 2.5 Trainingseinheiten/Woche 3.Quartile: Durchschnittlich 3 Trainingseinheiten/Woche 4.Quartile: Durchschnittlich 3.5 Trainingseinheiten/Woche

45 Lipideffekt in Abhängigkeit des Trainingsumfanges

46 Lipideffekte in Abhängigkeit der Ernährung

47 Lipideffekte in Abhängigkeit der Ernährung und der Muskelbelastung

48 Schlußfolgerungen Konzentrisches und exzentrisches Muskeltraining haben einen positiven metabolischen Effekt, jedoch in unterschiedlichem Ausmaß bei verschiedenen Parametern. Der Glukosemetabolismus wird durch exzentrisches Muskeltraining signifikant verbessert. LDL-Cholesterin wird sowohl durch Abwärts- als auch durch Aufwärtsgehen signifikant verbessert. Bei postprandialen Triglyzeriden ist durch konzentrisches Muskeltraining ein signifikanter Benefit zu erzielen.

49 Schlußfolgerungen II Eine effektive Verbesserung des Lipidprofils konnte ab einem Trainingsumfang von 3 und mehr Einheiten pro Woche gefunden werden. Je öfter desto besser. Der Benefit des Trainings kann durch geänderte Essgewohnheiten kaschiert werden – dies trifft vor allem bei exzentrischer Belastung zu. Empfehlungen sollten daher nur unter Einbeziehung einer kontrollierten Ernährung erfolgen!

50 Exzentrisches Muskeltraining ist eine vielversprechende Form des Ausdauer-Muskeltrainings für Patienten mit Diabetes mellitus und Patienten mit Herzinsuffizienz, entweder als Startdosis oder als Dauertherapie Ausblick

51 Publikation

52 Effects of Concentric and Eccentric Muscle Exercise on Lipid and Glucose Metabolism in Healthy Sedentary Individuals Präsentiert u.a. an folgenden Jahrestagungen 2004: American Heart Association (AHA) European Society of Cardiology (ESC) Drugs Affecting Lipid Metabolism (DALM) Österreichische Kardiologische Gesellschaft (ÖKG) Österreichische Atherosklerosegesellschaft (AAS) jeweils zu einem der 4 originellsten Beiträge des Jahres gewählt!

53 Publikation Der Spiegel, Ausgabe Nr. 37, The New York Times vom sowie Herald Tribune vom Laienpresse

54 Karrenstudie? Publikation Kuriositäten

55 Von Indien bis Korea

56 Ablauf eines wissenschaftlichen Projektes in der Medizin Originalpublikation in einer medizinischen Fachzeitschrift Impact Factor = Journal Impact Factor (JIF) Der "Journal Impact Factor" gibt an, welche durchschnittliche Zitierungsrate die Artikel einer Zeitschrift in einem bestimmten Jahr erzielt haben. - als Dissertation bereits veröffentlicht von Cand.med. Gerd Lorünser -Originalpublikation in Vorbereitung

57 Ablauf eines wissenschaftlichen Projektes in der Medizin 1)Grundsätzliche Anforderungen an ein medizinisch-wissenschaftliches Projekt 2)Die Karrenstudie 3)Die Koronarstudie 4)Finanzierung Inhaltsangabe

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59 Idee Ziel der Studie war die Untersuchung, welche(r) Lipid- Risiko-Faktor(en) i) Patienten mit Diabetes von jenen mit gestörter und jenen mit normaler Nüchternglukose unterscheiden, ii) assoziiert sind mit koronarer Atherosklerose, und vor allem, iii) prädiktiv sind für zukünftige vaskuläre Ereignisse.

60 Durchführung Schriftliche Einladung der Patienten Telefonische Terminvereinbarung Zweistündige Untersuchung: Anamnese Blutabnahme mit oGTT EKG Blutdruck Harnuntersuchung Psychokardiologischer Fragebogen Befundübermittlung an die niedergelassenen Ärzte

61 Anamnestische Daten telefonisch erhoben. Kontaktaufnahme mit behandelnden Arzt mit Bitte um Zusendung einer Blutprobe eines EKGs und biometrischer Daten. Auf diese Art und Weise konnten Daten von über 96% der Patienten (731 der 756) erhoben werden! Weiteres Vorgehen, falls Patient nicht mobil oder nicht motiviert war, um zur Untersuchung zu kommen : Durchführung

62 Über 200 Variablen erfasst Datenbank aus über Datensätzen Abgleich mit Sterbedaten von Statistik Austria Statistische Prüfverfahren zur Vorhersagbarkeit von vaskulären Ereignissen Auswertung

63 Methodik 3 Patientengruppen: - normale N ü chternglukose (FPG <100 mg/dl; n = 272) - gest ö rte N ü chternglukose (FPG 100 mg/dl; n = 314) - Typ 2 Diabetes (n = 164) Signifikante KHK: Stenosen 50%; Follow-up: ü ber einen Zeitraum von 2.4 ± 0.3 Jahre.

64 Gesamt- Cholesterin LDL- Cholesterin Normale Nüchternglukose (n = 272) Gestörte Nüchternglukose (n = 314) Typ 2 Diabetes (n = 164) i) Plasmalipide bei Patienten mit normaler Nüchternglukose, gestörter Nüchternglukose und Diabetes mellitus Typ 2 p=n.s. Faktor Cholesterin

65 Triglyceride HDL Cholesterin LDL-PPD p <0.001 Normale Nüchternglukose (n = 272) Gestörte Nüchternglukose (n = 314) Typ 2 Diabetes (n = 164) i) Plasmalipide bei Patienten mit normaler Nüchternglukose, gestörter Nüchternglukose und Diabetes mellitus Typ 2 Faktor HDL und TG

66 ii) Assoziation mit signifikanten Stenosen Faktor Cholesterin Faktor HDL und TG FPG <100 mg/dl FPG 100 mg/dl Type 2 Diabetes Gesamt Hazard Ratio Hazard Ratios adjustiert für Alter, Geschlecht und lipidsenkende Medikation.

67 iii) Prädiktoren für vaskuläre Ereignisse FPG <100 mg/dl FPG 100 mg/dl Type 2 Diabetes Gesamt Hazard Ratio Hazard Ratios adjustiert für Alter, Geschlecht und lipidsenkende Medikation. Faktor Cholesterin Faktor HDL und TG

68 !

69 Ablauf eines wissenschaftlichen Projektes in der Medizin 1)Grundsätzliche Anforderungen an ein medizinisch-wissenschaftliches Projekt 2)Die Karrenstudie 3)Die Koronarstudie 4)Finanzierung Inhaltsangabe

70 Forschung benötigt finanziellen Rückhalt VIVIT ist ein (nicht-gewinnorientierter) Verein Finanzierung durch: Land Vorarlberg (Abteilung für Wissenschaft und Forschung) Krankenhausbetriebsgesellschaft Auftragsforschung der Pharmaindustrie Stiftungen (LGT, Propter Homines, Marxer&Partner) Sponsoren (Vorarlberger Industriellenvereinigung, Generali...) Mitgliedsbeiträge

71 Projektbezogenes Sponsoring der Karrenstudie KR Luis Drexel


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