Potentialbereich Bewegung, Ernährung, Gesundheit

Identifikation der allostatischen Last bei Mäusen mit ernährungsbedingten depressiven Störungen als Grundlage für einen translationalen Forschungsansatz

(AG Kleinridders, AG Wippert)

Kurze Zusammenfassung:

Psychische Erkrankungen, insbesondere Depressionen und Angststörungen, gehören weltweit zu den Hauptursachen für gesundheitliche Beeinträchtigungen. Besonders auffällig ist die erhöhte Prävalenz von depressiven Störungen bei Menschen mit Diabetes, was auf gemeinsame pathophysiologische Mechanismen hinweist. Studien zeigen, dass neurobiologische Prozesse wie Neurotransmitter-Dysregulation, Neuroinflammation, eine gestörte HPA-Achse sowie epigenetische Veränderungen und oxidativer Stress eine zentrale Rolle spielen. Diese Mechanismen können durch hormonelle Resistenz sowie durch stressbedingte Einflüsse in kritischen Entwicklungsphasen ausgelöst werden, was zu weitreichenden Veränderungen in der neuronalen und glialen Interaktion führt.

Ein entscheidender Risikofaktor für die Entwicklung depressiver Symptome ist eine ungesunde, kalorienreiche Ernährung. Forschungsergebnisse belegen, dass insulinresistente, adipöse oder diabetische Mäuse depressive Verhaltensweisen aufweisen und Menschen mit Diabetes ein dreifach erhöhtes Risiko für Depressionen haben. Ein vielversprechender Ansatz ist die Untersuchung des Mikrobioms und der möglichen Schutzwirkung probiotischer Nahrungsergänzungsmittel. Insbesondere das Bakterium Lactobacillus rhamnosus (LR) könnte als Intervention eine Rolle spielen.

In diesem Projekt untersuchen wir das Konzept der allostatischen Last (AL) – ein Maß für die physiologische und emotionale Belastung durch chronischen Stress. Während AL in depressiven Patienten nachgewiesen wurde, bleibt unklar, ob sich dieses Konzept auch auf ernährungsbedingte emotionale Veränderungen in Tiermodellen übertragen lässt. Bisher war dies aufgrund hoher Blutvolumenanforderungen für die Messung neuroendokriner, metabolischer und immunologischer Marker eine methodische Herausforderung.

Ziel der Studie ist es, das Konzept der allostatischen Last in einem Mausmodell zu validieren. Dabei werden drei Gruppen verglichen:

1. Mäuse mit gesunder Ernährung,
2. Mäuse mit fettreicher Ernährung (High-Fat Diet, HFD),
3. Mäuse mit HFD und zusätzlicher Supplementierung mit Lactobacillus rhamnosus (LR).

Wir analysieren, ob eine HFD mit einer erhöhten allostatischen Last einhergeht und ob depressive Verhaltensweisen auftreten. Zudem wird untersucht, ob die Supplementierung mit Lactobacillus rhamnosus die allostatische Last reduziert und somit vor HFD-induzierten depressiven Symptomen schützt. Schließlich vergleichen wir die erhobenen Daten mit einer bereits untersuchten menschlichen Stichprobe von Wippert et al., um translational relevante Zusammenhänge zwischen Stressbelastung, Stoffwechsel und Verhalten besser zu verstehen.

Dieses interdisziplinäre Projekt im Rahmen des Potenzialbereichs verbindet Tiermodelle mit humaner Forschung und trägt zur Aufklärung der molekularen Grundlagen der allostatischen Last sowie deren Einfluss auf die psychische und körperliche Gesundheit bei.

Ursache oder Wirkung? – Das Zusammenspiel von körperlicher Aktivität, Gewichtsstatus und mentaler Gesundheit bei Kindern und Jugendlichen in der Allgemeinbevölkerung

(AG Rapp, AG Warschburger)

Regelmäßige körperliche Aktivität hat nachweislich positive Auswirkungen auf die physische und psychische Gesundheit von Kindern und Jugendlichen. Dennoch erreichen nur etwa ein Drittel der jungen Menschen die Bewegungsempfehlungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Besonders besorgniserregend ist der Zusammenhang zwischen mangelnder Bewegung und dem steigenden Risiko für Übergewicht und Adipositas – ein gesundheitspolitisch relevantes Problem mit weitreichenden Folgen für das Erwachsenenalter. Neben physischen Gesundheitsrisiken besteht zudem eine enge Verbindung zwischen Gewichtsstatus und psychischer Gesundheit, wobei sowohl geringe körperliche Aktivität als auch ein hoher Body-Mass-Index (BMI) mit einem erhöhten Risiko für Depressionen und Verhaltensauffälligkeiten assoziiert sind.

Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, den zeitlichen Zusammenhang zwischen körperlicher Aktivität, Gewichtsstatus und psychischer Gesundheit von der Kindheit bis ins junge Erwachsenenalter zu untersuchen. Dabei werden insbesondere folgende Fragen adressiert:

• Besteht ein bidirektionaler Zusammenhang zwischen körperlicher Aktivität und Gewichtsstatus, der sich mit zunehmendem Alter verstärkt?
• Gibt es eine wechselseitige Beziehung zwischen körperlicher Aktivität und psychischer Gesundheit?
• Vermittelt körperliche Aktivität den Zusammenhang zwischen Gewichtsstatus und mentaler Gesundheit?

Zur Beantwortung dieser Fragen werden drei große längsschnittliche Datensätze zusammengeführt:

1. KIGGS-Studie (Studie zur Gesundheit von Kindern und Jugendlichen in Deutschland)
2. BELLA-Studie (Befragung zum seelischen Wohlbefinden und Verhalten)
3. MoMo-Studie (Motorik-Modul-Studie)

Diese Datensätze umfassen objektive Messungen zur motorischen Leistungsfähigkeit, körperlichen Aktivität sowie anthropometrische und psychologische Erhebungen über mehrere Jahre hinweg. Die Kombination dieser umfangreichen Datenbasis ermöglicht eine präzise Analyse langfristiger Entwicklungen und der zugrunde liegenden Mechanismen.

Dieses interdisziplinäre Projekt des Potenzialbereichs wird durch die enge Kooperation zweier Forschungsteams mit ausgewiesener Expertise in den Bereichen Sportwissenschaft, Psychologie und Adipositasforschung durchgeführt. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dazu beitragen, gezielte Präventionsmaßnahmen zu entwickeln, um die körperliche und psychische Gesundheit junger Menschen nachhaltig zu fördern und somit schon frühzeitig den Grundstein für ein gesundes Altern zu legen.

Der Potenzialbereich verfügt über eine Vielzahl moderner Forschungsmethoden, die zur umfassenden Untersuchung des Gesundheits-, Bewegungs- und Ernährungsverhaltens sowie relevanter Einflussfaktoren eingesetzt werden. Dazu zählen unter anderem:

• Probandenstudien mit mittelalten Erwachsenen aus urbanen und ländlichen Regionen Brandenburgs, um individuelle und kontextuelle Einflussfaktoren auf das Gesundheitsverhalten zu erfassen.
• Datenmodellierung auf Basis großer längsschnittlicher Datensätze
• Digitale Assessments, die sowohl in Form von Remote-Assessments (z. B. über Videokonferenztools) als auch App-basiert (z. B. E-Diaries und Experience Sampling) durchgeführt werden. Diese ermöglichen eine alltagsnahe Erhebung von Gesundheits-, Bewegungs- und Ernährungsverhalten in Kombination mit situativen Einflussgrößen.
• Bürgerbefragungen und leitfadengestützte Interviews zur Untersuchung der Akzeptanz und Gestaltung digitaler Tools, die zur Förderung eines gesundheitsbewussten Lebensstils beitragen können.
• Laborstudien im H-Lab, in denen verschiedene physiologische und verhaltensbezogene Parameter erfasst werden, darunter:

Diese interdisziplinären Forschungsmethoden ermöglichen eine fundierte Analyse der relevanten Einflussfaktoren auf Gesundheit, Bewegung und Ernährung und tragen dazu bei, innovative und nachhaltige Strategien zur Gesundheitsförderung zu entwickeln.

• FGW Colloquien
• NutriTox
• Rehbrücker Kolloquien des DIfE

Gemeinsame Publikationen

Niederer, D., Pfeifer, A.-C., Engel, T., Block, A., Schäfer, R., Floessel, P., Beck, H., Platen, P., Schiltenwolf, M., Schneider, C., Wippert, P.-M., Vogt, L., & Mayer, F. (2023). Dose-response relationship and effect modifier of stabilisation exercises in nonspecific low back pain: a project-wide individual patient data re-analysis on 1483 intervention participants. Pain, 164(5), 1087–1095. https://doi.org/10.1097/j.pain.0000000000002801

Block, A., Schulze, S., Deeken, F., Häusler, A., Rezo, A., Rapp, M. A., & Wippert, P. M. (2021). Effects of inflammatory markers and biographical stress on treatment response in depression. Psychoneuroendocrinology, 131, 105535. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2021.105535

Schraplau, A., Block, A., Häusler, A., Wippert, P.-M., Rapp, M. A., Völler, H., Bonaventura, K., & Mayer, F. (2021). Mobile diagnostics and consultation for the prevention of the metabolic syndrome and its secondary diseases in Brandenburg-study protocol of a regional prospective cohort study: the Mobile Brandenburg Cohort. Pilot and feasibility studies, 7(1), 166. https://doi.org/10.1186/s40814-021-00898-w

Niederer, D., Engel, T., Vogt, L., Arampatzis, A., Banzer, W., Beck, H., Moreno Catalá, M., Brenner-Fliesser, M., Güthoff, C., Haag, T., Hönning, A., Pfeifer, A.-C., Platen, P., Schiltenwolf, M., Schneider, C., Trompeter, K., Wippert, P.-M., & Mayer, F. (2020). Motor Control Stabilisation Exercise for Patients with Non-Specific Low Back Pain: A Prospective Meta-Analysis with Multilevel Meta-Regressions on Intervention Effects. Journal of clinical medicine, 9(9). https://doi.org/10.3390/jcm9093058