Drei National Institutes of Health finanzieren Studie über die Auswirkungen von ultra-verarbeiteten Lebensmitteln auf den menschlichen Körper

Die Abteilung für menschliche Ernährung, Lebensmittel und Bewegung erhielt drei Zuschüsse in Höhe von insgesamt mehr als 1,2 Millionen Dollar für die Untersuchung ultra-verarbeiteter Lebensmittel.

14.12.2022 - USA

Wissenschaftler des Virginia Tech College of Agriculture and Life Sciences untersuchen die Auswirkungen von ultraverarbeiteten Lebensmitteln auf den menschlichen Körper mit Hilfe verschiedener Forschungsinstrumente.

Photo by Clayton Metz for Virginia Tech.

Alexandra DiFeliceantonio ist Co-Principal Investigator eines Forschungsprojekts, das den Einfluss von ultra-verarbeiteten Lebensmitteln auf die Belohnungsverarbeitung und Energieaufnahme beim Menschen untersucht.

Mit Hilfe von drei Zuschüssen, die das Department of Human Nutrition, Foods, and Exercise erhalten hat, werden die Forscher die Auswirkungen von ultra-verarbeiteten Lebensmitteln auf die Belohnungsverarbeitung und die Energieaufnahme bei Jugendlichen, die Gefäßgesundheit und die Glukose-Homöostase bei Erwachsenen in der Lebensmitte untersuchen. An der Studie sind Lehrkräfte des Colleges sowie andere an der Virginia Tech und an der Duke University beteiligt.

Durchschnittlich 58 Prozent der täglich in den Vereinigten Staaten verzehrten Kalorien kommen in Form von ultra-verarbeiteten Lebensmitteln, die gemeinhin als Lebensmittel bezeichnet werden, die Zutaten enthalten, die in der heimischen Küche nicht verwendet werden, wie kommerziell hergestellte Aromen, Farbstoffe, Emulgatoren und Zutaten wie Maissirup mit hohem Fruchtzuckergehalt und Proteinisolate.

"Eine einfache Faustregel für ultra-verarbeitete Lebensmittel im Supermarkt ist, dass sie in einer zerknitterten Verpackung in den mittleren Gängen zu finden sind", sagt Alexandra DiFeliceantonio, Assistenzprofessorin in der Abteilung und Fakultätsmitglied des Fralin Biomedical Research Institute am VTC. "Einige Lebensmittel befinden sich in einer Grauzone, wie etwa Kartoffelchips, die nur Kartoffeln, Pflanzenöl und Salz enthalten. Diese sind zwar industriell hergestellt, enthalten aber keine Zutaten, die sie zu ultraverarbeiteten Lebensmitteln machen.

Da die amerikanische Ernährung einen hohen Anteil an ultraverarbeiteten Lebensmitteln aufweist, ist nicht viel über die Auswirkungen auf den menschlichen Körper bekannt. Die Zuschüsse der National Institutes of Health, die sich auf insgesamt mehr als 1,3 Millionen Dollar belaufen, sollen dazu beitragen, endgültige Antworten auf die Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu finden.

Der erste Zuschuss unter der Leitung von Brenda Davy, einer Professorin des Fachbereichs, und DiFeliceantonio zielt auf den Einfluss von ultra-verarbeiteten Lebensmitteln auf die Belohnungsverarbeitung und die Energieaufnahme beim Menschen.

Die Studie wird an einer "normalen" amerikanischen Bevölkerung durchgeführt, die sesshaft ist und sich nur wenig bewegt. Sportler unterscheiden sich vom Rest der Bevölkerung und sind nicht Teil dieser Studien.

"Wir wissen zwar, dass verarbeitete Lebensmittel schlecht sind, aber ein Großteil der Forschungsergebnisse stammt aus so genannten Korrelationsstudien, bei denen der Verzehr von Lebensmitteln mit dem allgemeinen Gesundheitszustand und den Gesundheitsergebnissen in Verbindung gebracht wird", so DiFeliceantonio. "Aber das sind keine besonders guten Beweise. Was wir machen, und das ist viel aussagekräftiger, ist die Veränderung der Ernährung einer Person und die Beobachtung der Veränderungen im Gehirn und des Verhaltens."

Die Teilnehmer werden in ein fMRI-Gerät gesetzt, und ihre Gehirne werden untersucht, während sie ultraverarbeitete Lebensmittel probieren, und zwar sowohl vor als auch nach der Ernährungsumstellung.

Die Forscher werden dann die Auswirkungen auf die exekutiven Funktionen und kognitiven Aufgaben, wie z. B. die Impulskontrolle, untersuchen. Schließlich wird auch die Nahrungsaufnahme untersucht, z. B. die Tendenzen zum Überessen bei diesen Nahrungsmitteln.

Die Diäten werden von Davys Labor verabreicht und bestehen aus unterschiedlichen Anteilen an ultraverarbeiteten Lebensmitteln. Die kognitiven Tests werden in Zusammenarbeit mit Ben Katz von der Abteilung für menschliche Entwicklung und Familienwissenschaft im College of Liberal Arts and Human Sciences durchgeführt.

Davy ist der Hauptforscher eines weiteren Stipendiums der National Institutes of Health, das sich mit dem Verzehr ultraverarbeiteter Lebensmittel, der Darmmikrobiota und der Glukosehomöostase bei Erwachsenen in der Lebensmitte befasst.

Zu den Mitarbeitern an diesem Projekt gehören Kevin Davy, Professor in der Abteilung für menschliche Ernährung, Lebensmittel und Bewegung; Valisa Hedrick, Assistenzprofessorin in dieser Abteilung; Tina Savla, Professorin für menschliche Entwicklung und Familienwissenschaft im College of Liberal Arts and Human Sciences; Katherine Phillips, leitende Wissenschaftlerin in der Biochemie; und Lawrence David, außerordentlicher Professor für Molekulargenetik und Mikrobiologie an der Duke University.

In ihrer Stoffwechselküche und ihrem Esslabor führt Brenda Davy mehrere Wochen lang eine kontrollierte Diät durch, damit die Forscher genau wissen, was die Teilnehmer täglich zu sich nehmen.

Die Teilnehmer kommen morgens in nüchternem Zustand an - sie essen und trinken nichts -, frühstücken im Labor und nehmen eine Kühltasche mit Mittagessen, Abendessen und Snacks für den Rest des Tages mit nach Hause.

"Wir bitten sie, uns mitzuteilen, wenn sie von der Diät abweichen, aber wir haben auch mehrere Biomarker-Messungen in der Studie, die uns Informationen über die Natrium-, Kalium- und Stickstoffausscheidung liefern, die mit dem übereinstimmen sollten, was wir ihnen zu essen geben", sagte Davy. "Durch diesen Aufbau der Studie überwinden wir ein großes Problem bei der Verwendung von Daten über die selbstberichtete Nahrungsaufnahme".

Die Ergebnisse der Studie sollen direkte Ursache-Wirkungs-Beziehungen zwischen der Aufnahme von ultraverarbeiteten Lebensmitteln und Indikatoren für das Typ-2-Diabetes-Risiko aufzeigen sowie Maßnahmen, die ergriffen werden könnten, um die Abhängigkeit von ultraverarbeiteten Lebensmitteln bei Bedarf zu verringern.

Der letzte der drei Zuschüsse konzentriert sich auf die vaskulären Folgen von ultra-verarbeiteten Lebensmitteln bei Erwachsenen mittleren Alters, wobei Kevin Davy als Hauptforscher und Brenda Davy, Hedrick, Savla und Phillips als Co-Forscher fungieren.

Da ultra-verarbeitete Lebensmittel mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen und dem Alter als zusätzlichem Risikofaktor in Verbindung gebracht werden, untersuchen die Forscher der Abteilung, ob ultra-verarbeitete Lebensmittel an der altersbedingten Verschlechterung der Gefäßgesundheit und einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen beteiligt sind.

Dieses Projekt konzentriert sich auf Menschen im Alter von 50 bis 65 Jahren und verwendet ein ähnliches Design wie die Studie über den Verzehr ultraverarbeiteter Lebensmittel, die Darmmikrobiota und die Glukosehomöostase. Der Hauptunterschied liegt in den Ergebnissen - in der einen wird die Glukosehomöostase untersucht, in der anderen die Gefäßfunktion.

Nach der kontrollierten Diät werden die Forscher die Gefäßfunktion der Teilnehmer mit Hilfe eines hochauflösenden Ultraschalls in Kombination mit Blutdruckmessungen untersuchen.

"Die Idee ist, dass eine Arterie, die sich nach diesem Stimulus stärker ausdehnt, eine gesündere Arterie ist", so Kevin Davy. "Unser Ansatz der kontrollierten Fütterung ist eine leistungsstarke und neuartige Methode zur Steuerung unserer Studien. Wir tun etwas, was andere in dieser Hinsicht noch nicht getan haben, und zwar in Bezug auf die Möglichkeit, die ultraverarbeiteten Lebensmittel in der Ernährung zu manipulieren, um die Gesundheit der Gefäße und des Stoffwechsels zu untersuchen."

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