medisinsk teknologi - kontaktutvalget - phd

Effekter av ernæringsmessige livsstilsendringer hos friske overvektigeEr det noen sammenheng mellom sammensetningen av makronæringsstoffer i maten og regulering av gener og proteiner i blodet i tidlige stadier i utviklingen av fedmerelaterte livsstilssykdommer, som f.eks. lavgradige betennelser og insulinresistens?Reduksjon av andelen karbohydrater i kosten er studert hos friske lett overvektige mennesker av begge kjønn, i en randomisert overkrysnings kostholdsintervensjon. I hovedstudien i dette prosjektet har 32 lett overvektige (BMI 24,5-27,5) unge mennesker (18-30 år) levd utelukkende på nøye spesialkomponerte og til prosjektet spesialproduserte forskningsdietter. Seks daglige måltider ble inntatt som flytende måltidserstattere, som inneholdt alle næringsstoffer, tilpasset kalorimessig pr. individ for å holde stabil vekt. To ulike måltidserstatterne ble inntatt som eneste føde i to perioder á 6 dager. Vann var eneste tillatte drikke. De to ulike diettene inneholdt henholdsvis 65 E% karbohydrater, 15 E% proteiner og 20 E% fett, og 43 E% karbohydrater, 30 E% proteiner og 43 E% fett. Innholdet av flerumettet fett (omega 3 og 6) var likt i begge diettene, og forholdet mellom enumettet og mettet fett var også likt. Det ble undersøkt for endringer i det totale genutrykket i blodceller, og for ulike biomarkører i blod relatert til betennelse, fettmetabolisme, og glukose-insulinstoffskiftet som følge av de to ulike diettene. Resultatene viser at endringer av flere av biomarkørene peker i retning av at et kosthold med mer fett og proteiner, og mindre karbohydrater enn det norske kostholdsanbefalinger tilsier, er mer gunstig med tanke på utvikling av livsstilssykdommer som f.eks. lavgradig betennelse og insulinresistens. En generell positiv effekt av å være på diett med mange små måltider synes å være felles for begge forskningsdiettene i denne studien. Det er også vist en sammenheng mellom grad av endringer i insulinresistens og genuttrykksresponser som følge av dietter med ulik glykemisk belastning, og at dette er assosiert med visse genotyper. To tett integrerte doktorgrader er fullført i 2010 med utgangspunkt i dette prosjektet. Den ene stipendiaten er finansiert gjennom Samarbeidsorganet HMN-NTNU (Ingerid Arbo), mens den andre stipendiaten er finansiert av NT-fakultetet, NTNU (Hans-Richard Brattbakk). Phd stipendiat Ingerid Arbo disputerte for phd i medisinsk teknologi 29.11.2010. Hovedveileder har vært professor Berit Johansen ved institutt for biologi, NTNU, og biveileder har vært overlege Bård Kulseng, Regionalt senter for behandling av sykelig overvekt ved St. Olavs hospital, Trondheim. Stipendet fra Samarbeidsorganet ble avsluttet 01.12.2009, mens prosjektet ble fullført parallelt med 100% stilling som overingeniør ved DMF, NTNU. Tilsammen 6 masterstudenter innen biologi og bioteknologi, og 4 bioingeniør bachelorstudenter har gjennomført sine gradsarbeider basert på deler av dette prosjektet, med Ingerid Arbo som medveileder. Tilsammen har det utgått fire vitenskapelige artikler i manuskripts form fra prosjektet (i tillegg til publiserte abstracts og posterpresentasjoner). To av de fire manuskriptene er antatt for publisering i internasjonale tidsskrifter i løpet av 2011 (Omics og Scandinavian Journal of Clinical Investigation). Det er også sendt inn en U.S. Provisional Application/patentsøknad relatert til ett av manuskriptene. Endelig rapport fra prosjektet vil foreligge ved sluttrapportering i 2011.

Hva slags kosthold er best for helsa?Uheldig kosthold bidrar til utvikling av livsstilssykdommer, men hva slags kosthold er uheldig eller sunt? Hvordan kan sammensetningen av kostholdet vårt påvirke og regulere aktiviteten til genene våre, og hvordan kan biologiske mekanismer på molekylært nivå bidra til at vi holder oss friske eller til at vi utvikler sykdom?Kan et balansert kosthold forebygge livsstilssykdommer og holde oss friske, eller et vestlig kosthold like bra? Endringer i genaktivitet ble undersøkt i blodprøver fra deltakere i en kostholdsundersøkelse som sammenlignet to dietter med forskjellig energimessig innhold av karbohydrater, proteiner og fett. Mikromatriser er en ny teknologi som kan måle aktivitestsnivå og endringer i genaktivitet for alle kjente gener, og til en rekke gensekvenser som vi enda ikke kjenner funksjonen til. Aktiviteten til mange titalls tusen gener kan måles samtidig, for eksempel i en enkelt blodprøve eller i en bit fra et vev, og opptil 12 slike prøver kan undersøkes på en gang på en og samme glassplate (mikromatrise), som er ca 10 kvadratcentimeter stor. Resultatene fra slike målinger utgjør vanvittige mengder data, som ved hjelp av avanserte statistiske og bioinformatiske analyser kan tolkes som kroppens svar på kostholdet på et molekylært nivå, og kan settes i sammenheng med hvordan sykdomsutvikling skjer. Friske, lett overvektige, unge kvinner og menn deltok i en kostholdsundersøkelse hvor to ulikt sammensatte måltidserstattere i flytende form var eneste mat i to seksdagersperioder. Diettene tilsvarte henholdsvis et vestlig kosthold med mye karbohydrater, og et balansert kosthold med energimessig mer balanse mellom mengde karbohydrater, proteiner og fett. Mengden mat ble tilpasset den enkelte for at de ikke skulle gå ned i vekt, fordi vektreduksjon allerede er kjent for å gi utslag på endringer av genaktivitet. I tillegg til å måle endringer i genaktivitet, ble også en rekke andre, mer vanlig kjente, blodanalyser utført, for å undersøke blant annet betennelsestilstander og kolesterolverdier. En forstudie som ble gjennomført i 2006 med noen få overvektige menn, viste at kostholdendringer kan påvises som forandringer i genaktivitet i prøver fra både blod og fettvev, og at disse endringene skjer allerede etter ett døgn. - Vi ser det som en fordel at disse undersøkelsene kan utføres i blodprøver siden det er lite ubehag knyttet til blodprøvetaking for forsøkspersonene. De bioinformatiske analysene er i sluttfasen, og resultater vil gi ny kunnskap om sammenhenger mellom kosthold, helse og sykdomsutvikling. Resultatene ventes å bli publisert i løpet av 2010, sier daglig leder av prosjektet, stipendiat og bioingeniør Ingerid Arbo.

Hva slags kosthold er best for helsa?Det er kjent at uheldig kosthold bidrar til utvikling av livsstilssykdommer, men hva slags kosthold er uheldig eller sunt? Vi vet fortsatt lite om hvordan sammensetningen av kostholdet vårt påvirker og regulerer aktiviteten til genene våre, og hvordan slike biologiske mekanismer på molekylært nivå kan bidra til å holde oss friske eller til at vi utvikler sykdom.Kan et balansert kosthold forebygge livsstilssykdommer og holde oss friske, eller et vestlig kosthold like bra? Endringer i genaktivitet ble undersøkt i blodprøver fra deltakere i en kostholdsundersøkelse som sammenlignet to dietter med forskjellig energimessig innhold av karbohydrater, proteiner og fett. Mikromatriser er en ny teknologi som kan måle aktivitestsnivå og endringer i genaktivitet for alle kjente gener, og til en rekke gensekvenser som vi enda ikke kjenner funksjonen til. Aktiviteten til mange titalls tusen gener kan måles samtidig, for eksempel i en enkelt blodprøve eller i en bit fra et vev, og opptil 12 slike prøver kan undersøkes på en gang på en og samme glassplate (mikromatrise), som er ca 10 kvadratcentimeter stor. Resultatene fra slike målinger utgjør vanvittige mengder data, som ved hjelp av avanserte statistiske og bioinformatiske analyser kan tolkes som kroppens svar på kostholdet på et molekylært nivå, og kan settes i sammenheng med hvordan sykdomsutvikling skjer. Friske, lett overvektige, unge kvinner og menn deltok i en kostholdsundersøkelse hvor to ulikt sammensatte måltidserstattere i flytende form var eneste mat i to seksdagersperioder. Diettene tilsvarte henholdsvis et vestlig kosthold med mye karbohydrater, og et balansert kosthold med energimessig mer balanse mellom mengde karbohydrater, proteiner og fett. Mengden mat ble tilpasset den enkelte for at de ikke skulle gå ned i vekt, fordi vektreduksjon allerede er kjent for å gi utslag på endringer av genaktivitet. I tillegg til å måle endringer i genaktivitet, ble også en rekke andre, mer vanlig kjente, blodanalyser utført, for å undersøke blant annet betennelsestilstander og kolesterolverdier. En forstudie som ble gjennomført i 2006 med noen få overvektige menn, viste at kostholdendringer kan påvises som forandringer i genaktivitet i prøver fra både blod og fettvev, og at disse endringene skjer allerede etter ett døgn. - Vi ser det som en fordel at disse undersøkelsene kan utføres i blodprøver siden det er lite ubehag knyttet til blodprøvetaking for forsøkspersonene. De bioinformatiske analysene pågår nå, og resultater som forhåpentligvis kan fortelle oss mer om sammenhenger mellom kosthold, helse og sykdomsutvikling, er ventet i løpet av 2009, sier daglig leder av prosjektet, stipendiat og bioingeniør Ingerid Arbo ved institutt for biologi ved NTNU.