Title (deu)
Einfluss einer Protein- und Bewegungsintervention auf das antioxidative Potenzial von älteren Personen
Author
Ricarda Rosalia Baron
Advisor
Karl-Heinz Wagner
Assessor
Karl-Heinz Wagner
Abstract (deu)
Der komplexe Prozess des Alterns ist das Ergebnis vieler biochemischer Mechanismen, die sich im Laufe des Lebens akkumulieren und die Seneszenz des Körpers verursachen. Unter den Kennzeichen des Alternsgehören unter anderem die genomische Instabilität mit einhergehendem Verlust der Genfunktion, die im steigenden Alter fortschreitende Verkürzung der Telomere, epigenetische Veränderungen, die deregulierte Nährstoffwahrnehmung und für diese Arbeit am relevantesten; die Akkumulierung von RONS. Die Free Radical Theory of Aging beruht auf dem Anstieg freier Radikale mit zunehmender Lebenszeit, welcher oxidativen Stress auslösen kann und letztlich zu Organ- und Funktionsstörungen führt. Angesichts der steigenden Lebenserwartung ist es gerade für ältere Menschen besonders wichtig, auf einen gesunden Lebensstil zu achten, der den pro- und antioxidativen Haushalt im Gleichgewicht hält. Eine gesunde Ernährungsweise sowie regelmäßige körperliche Bewegung sind zwei wichtige Schlüsselelemente, die das Wohlbefinden, die Leistungsfähigkeit und die Unabhängigkeit bei älteren Menschen aufrechterhalten können. Die Lebensmittelauswahl sollte sich deswegen bei älteren Personen auf protein- und nährstoffreiche Produkte konzentrieren. Die DGE gibt derzeit einen Schätzwert von 1 g/kg/KG/d Protein für Menschen ab 65 Jahren an. Zusätzlich sollte ein abgestimmtes Krafttrainingsprogramm zwei bis drei Mal die Woche durchgeführt werden, sodass der Erhalt an Muskelmasse und -kraft beibehalten wird.
Des Weiteren kann Krafttraining die Anpassung des antioxidativen Schutzsystems verbessern und folglich die Auswirkungen von oxidativem Stress bei gesunden älteren Menschen mildern.
Ziel dieser Masterarbeit war es, den Effekt einer erhöhten Proteinzufuhr allein und in Kombination mit Krafttraining bei älteren Personen auf die antioxidative Kapazität zu untersuchen.
Für dieses Vorhaben wurde einerseits das FRAP-Assay eingesetzt, um die antioxidative Gesamtkapazität der Proband*innen zu analysieren. Dieser Test bestimmt die antioxidative Aktivität von allen Verbindungen im Hinblick auf ihre eisenreduzierende Fähigkeit. Anderseits wurde zusätzlich der Gehalt an reduziertem GSH und oxidiertem GSSG detektiert sowie das Verhältnis beider Thiole berechnet, um zusätzlich das antioxidative Potenzial zu quantifizieren.
Die Teilnehmer*innen wurden randomisiert in drei Gruppen aufgeteilt. Es gab eine K- Gruppe, deren Ernährungsweise und übliche sportliche Aktivität sich nicht verändern sollte.
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Die PL-Gruppe musste sich an die D-A-CH-Referenzwerte für die empfohlene Proteinzufuhr für 65 Jahre und älter, also 1 g/kg/KG/d Protein, halten, bei der PH-Gruppe gab es eine deutlich erhöhte Gabe von 1,6 g/kg/KG Protein am Tag. Beide Interventionsgruppen nahmen nach sechs Wochen Ernährungsintervention an einem achtwöchigen Krafttraining zweimal pro Woche teil. Es gab drei Messzeitpunkte, an denen medizinische, anthropometrische und funktionelle Erhebungen erfasst worden sind: T1 zu Beginn der Studie, T2 nach achtwöchiger Proteinintervention und T3 nach weiterführender Proteinintervention mit zusätzlicher achtwöchiger Krafttrainingsintervention.
Ein Ergebnis war, dass die erhöhte Proteinzufuhr in der PH-Gruppe die FRAP-Konzentration [μmol/l] bei den Männern signifikant (p = 0,002) reduzierte. Selbiges beobachtete man auch bei der Gesamtgruppe (p = 0,001).
Durch das zusätzliche Krafttraining reduzierte sich die FRAP-Konzentration [μmol/l] in geringem Maße (nicht signifikant). Diese Auswirkungen konnte man bei den Männern sowie bei beiden Geschlechtern beobachten. Frauen wiesen im Allgemeinen jedoch eine geringere antioxidative Gesamtkapazität auf als Männer.
Bei GSH, GSSG und beim GSH/GSSG-Quotienten konnte man keine signifikanten Veränderungen des antioxidativen Potenzials durch die Ernährungs- und Bewegungsinterventionen bei beiden Geschlechtern beobachten. Es gab ausschließlich eine geschlechterspezifische Korrelation (r = -0,328; p = 0,008) des GSH/GSSG-Verhältnisses, da nur die Männer im steigenden Alter einen niedrigeren Quotienten des antioxidativen Redoxpaares aufwiesen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine zu hohe Proteinzufuhr das antioxidative Gesamtpotenzial in ein Ungleichgewicht bringen kann. Dies lässt sich jedoch durch körperliche Betätigung kompensieren, wie man es den FRAP-Werten der PH-Gruppe entnehmen kann.
Um die Auswirkungen von oxidativem Stress durch vorprogrammierte RONS-Bildung im hohen Alter sowie die belastungsinduzierte Produktion freier Radikale besser zu verstehen, sind weitere Untersuchungen nötig. Selbiges lässt sich in Bezug auf die erhöhte Proteinzufuhr bei Menschen ab 65 feststellen.
Abstract (eng)
The complex process of aging is a result of various biochemical mechanisms that accumulate throughout life and cause senescence of the body. The interacting hallmarks of aging include, amongst other things, the genomic instability with accompanying loss of gene function, telomere attrition with increasing age, epigenetic changes, deregulated nutrient sensing and most important to this work; the accumulation of RONS. The Free Radical Theory of Aging is based on the increased levels of free radicals and related prooxidants that can cause damage to cellular constituents, which, over the time, results in oxidative stress leading to structural and functional impairments of the body.
In view of the increasing life expectancy, it is especially important for older people to follow a healthy lifestyle to keep the pro- and antioxidant homeostasis in balance. A healthy diet and regular physical activity are two key elements that can maintain well-being, performance and independence of the older generation.
Nutritional choices should therefore focus on protein- and nutrient-rich products in the elderly; the DGE currently gives an estimated value of 1 g/kg/KG/d of protein for people 65 years and older. In addition, a coordinated resistance training program should be performed 2 to 3 times a week to maximize muscle adaptation.
Furthermore, resistance training may improve the adaptation of the antioxidant protection system and consequently mitigate the effects of oxidative stress in healthy elderly people. The aim of this master’s thesis was to investigate the effect of increased protein intake alone and in combination with resistance training on antioxidant capacity in elderly individuals. For this project, on the one hand, the FRAP assay was used to analyze the TAC of the subjects. This assay determines the antioxidant activity in terms of their iron-reducing capacity. On the other hand, the content of reduced GSH and oxidized GSSG was detected, and the ratio of both thiols was calculated to quantify the antioxidant potential.
The participants were randomly divided into three groups. There was a control group which diet and physical activity were not to change. The PL group had to focus on the D-A-CH reference values for recommended protein intake for 65 years and older, i.e., 1 g/kg/KG/d protein while the PH group had a notable increased intake of 1,6 g/kg/KG protein per day. Both intervention groups participated in an eight-week resistance training program twice per week after six weeks of dietary intervention. There were three measurement time points for medical, anthropometric, and functional surveys: T1 at baseline, T2 after eight weeks of
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protein intervention, and T3 after continuing protein intervention with additional eight weeks of strength training intervention.
The results showed that the increased protein intake in the PH group, significantly (p = 0.002) reduced FRAP concentration [μmol/l] in males and the total group (p = 0.001).
The additional strength training decreased the FRAP concentration [μmol/l] non significantly. The effects were observed for males as well as for both sexes. However, women generally have a lower total antioxidant capacity than men.
For GSH, GSSG, and the GSH/GSSG-quotient, no significant changes in antioxidant potential were observed by the dietary and exercise interventions in either sex. There was exclusively a negative correlation (r = -0.328; p = 0.008) of the GSH/GSSG-ratio, as only males showed a lower ratio of the antioxidant redox couple at increasing age.
In conclusion, excessive protein intake may imbalance the total antioxidant potential. However, this can be compensated by physical exercise, as seen by the FRAP values of the PH group.
Further studies are needed to better understand the effects of oxidative stress through pre- programmed RONS generation in older individuals as well as exercise-induced free radical production. The same can be said about the increased protein intake for people aged 65 and older.
Keywords (eng)
proteinprotein supplementationstrenght trainingoxidative stressantioxidantsFRAPGSHGSSG
Keywords (deu)
ProteineProteinzufuhrKrafttrainingoxidativer StressAntioxidantienFRAPGSHGSSG
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1398384
rdau:P60550 (deu)
IX, 104 Seiten : Illustrationen
Number of pages
115
Study plan
Masterstudium Ernährungswissenschaften
[UA]
[066]
[838]
Association (deu)
Title (deu)
Einfluss einer Protein- und Bewegungsintervention auf das antioxidative Potenzial von älteren Personen
Author
Ricarda Rosalia Baron
Abstract (deu)
Der komplexe Prozess des Alterns ist das Ergebnis vieler biochemischer Mechanismen, die sich im Laufe des Lebens akkumulieren und die Seneszenz des Körpers verursachen. Unter den Kennzeichen des Alternsgehören unter anderem die genomische Instabilität mit einhergehendem Verlust der Genfunktion, die im steigenden Alter fortschreitende Verkürzung der Telomere, epigenetische Veränderungen, die deregulierte Nährstoffwahrnehmung und für diese Arbeit am relevantesten; die Akkumulierung von RONS. Die Free Radical Theory of Aging beruht auf dem Anstieg freier Radikale mit zunehmender Lebenszeit, welcher oxidativen Stress auslösen kann und letztlich zu Organ- und Funktionsstörungen führt. Angesichts der steigenden Lebenserwartung ist es gerade für ältere Menschen besonders wichtig, auf einen gesunden Lebensstil zu achten, der den pro- und antioxidativen Haushalt im Gleichgewicht hält. Eine gesunde Ernährungsweise sowie regelmäßige körperliche Bewegung sind zwei wichtige Schlüsselelemente, die das Wohlbefinden, die Leistungsfähigkeit und die Unabhängigkeit bei älteren Menschen aufrechterhalten können. Die Lebensmittelauswahl sollte sich deswegen bei älteren Personen auf protein- und nährstoffreiche Produkte konzentrieren. Die DGE gibt derzeit einen Schätzwert von 1 g/kg/KG/d Protein für Menschen ab 65 Jahren an. Zusätzlich sollte ein abgestimmtes Krafttrainingsprogramm zwei bis drei Mal die Woche durchgeführt werden, sodass der Erhalt an Muskelmasse und -kraft beibehalten wird.
Des Weiteren kann Krafttraining die Anpassung des antioxidativen Schutzsystems verbessern und folglich die Auswirkungen von oxidativem Stress bei gesunden älteren Menschen mildern.
Ziel dieser Masterarbeit war es, den Effekt einer erhöhten Proteinzufuhr allein und in Kombination mit Krafttraining bei älteren Personen auf die antioxidative Kapazität zu untersuchen.
Für dieses Vorhaben wurde einerseits das FRAP-Assay eingesetzt, um die antioxidative Gesamtkapazität der Proband*innen zu analysieren. Dieser Test bestimmt die antioxidative Aktivität von allen Verbindungen im Hinblick auf ihre eisenreduzierende Fähigkeit. Anderseits wurde zusätzlich der Gehalt an reduziertem GSH und oxidiertem GSSG detektiert sowie das Verhältnis beider Thiole berechnet, um zusätzlich das antioxidative Potenzial zu quantifizieren.
Die Teilnehmer*innen wurden randomisiert in drei Gruppen aufgeteilt. Es gab eine K- Gruppe, deren Ernährungsweise und übliche sportliche Aktivität sich nicht verändern sollte.
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Die PL-Gruppe musste sich an die D-A-CH-Referenzwerte für die empfohlene Proteinzufuhr für 65 Jahre und älter, also 1 g/kg/KG/d Protein, halten, bei der PH-Gruppe gab es eine deutlich erhöhte Gabe von 1,6 g/kg/KG Protein am Tag. Beide Interventionsgruppen nahmen nach sechs Wochen Ernährungsintervention an einem achtwöchigen Krafttraining zweimal pro Woche teil. Es gab drei Messzeitpunkte, an denen medizinische, anthropometrische und funktionelle Erhebungen erfasst worden sind: T1 zu Beginn der Studie, T2 nach achtwöchiger Proteinintervention und T3 nach weiterführender Proteinintervention mit zusätzlicher achtwöchiger Krafttrainingsintervention.
Ein Ergebnis war, dass die erhöhte Proteinzufuhr in der PH-Gruppe die FRAP-Konzentration [μmol/l] bei den Männern signifikant (p = 0,002) reduzierte. Selbiges beobachtete man auch bei der Gesamtgruppe (p = 0,001).
Durch das zusätzliche Krafttraining reduzierte sich die FRAP-Konzentration [μmol/l] in geringem Maße (nicht signifikant). Diese Auswirkungen konnte man bei den Männern sowie bei beiden Geschlechtern beobachten. Frauen wiesen im Allgemeinen jedoch eine geringere antioxidative Gesamtkapazität auf als Männer.
Bei GSH, GSSG und beim GSH/GSSG-Quotienten konnte man keine signifikanten Veränderungen des antioxidativen Potenzials durch die Ernährungs- und Bewegungsinterventionen bei beiden Geschlechtern beobachten. Es gab ausschließlich eine geschlechterspezifische Korrelation (r = -0,328; p = 0,008) des GSH/GSSG-Verhältnisses, da nur die Männer im steigenden Alter einen niedrigeren Quotienten des antioxidativen Redoxpaares aufwiesen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine zu hohe Proteinzufuhr das antioxidative Gesamtpotenzial in ein Ungleichgewicht bringen kann. Dies lässt sich jedoch durch körperliche Betätigung kompensieren, wie man es den FRAP-Werten der PH-Gruppe entnehmen kann.
Um die Auswirkungen von oxidativem Stress durch vorprogrammierte RONS-Bildung im hohen Alter sowie die belastungsinduzierte Produktion freier Radikale besser zu verstehen, sind weitere Untersuchungen nötig. Selbiges lässt sich in Bezug auf die erhöhte Proteinzufuhr bei Menschen ab 65 feststellen.
Abstract (eng)
The complex process of aging is a result of various biochemical mechanisms that accumulate throughout life and cause senescence of the body. The interacting hallmarks of aging include, amongst other things, the genomic instability with accompanying loss of gene function, telomere attrition with increasing age, epigenetic changes, deregulated nutrient sensing and most important to this work; the accumulation of RONS. The Free Radical Theory of Aging is based on the increased levels of free radicals and related prooxidants that can cause damage to cellular constituents, which, over the time, results in oxidative stress leading to structural and functional impairments of the body.
In view of the increasing life expectancy, it is especially important for older people to follow a healthy lifestyle to keep the pro- and antioxidant homeostasis in balance. A healthy diet and regular physical activity are two key elements that can maintain well-being, performance and independence of the older generation.
Nutritional choices should therefore focus on protein- and nutrient-rich products in the elderly; the DGE currently gives an estimated value of 1 g/kg/KG/d of protein for people 65 years and older. In addition, a coordinated resistance training program should be performed 2 to 3 times a week to maximize muscle adaptation.
Furthermore, resistance training may improve the adaptation of the antioxidant protection system and consequently mitigate the effects of oxidative stress in healthy elderly people. The aim of this master’s thesis was to investigate the effect of increased protein intake alone and in combination with resistance training on antioxidant capacity in elderly individuals. For this project, on the one hand, the FRAP assay was used to analyze the TAC of the subjects. This assay determines the antioxidant activity in terms of their iron-reducing capacity. On the other hand, the content of reduced GSH and oxidized GSSG was detected, and the ratio of both thiols was calculated to quantify the antioxidant potential.
The participants were randomly divided into three groups. There was a control group which diet and physical activity were not to change. The PL group had to focus on the D-A-CH reference values for recommended protein intake for 65 years and older, i.e., 1 g/kg/KG/d protein while the PH group had a notable increased intake of 1,6 g/kg/KG protein per day. Both intervention groups participated in an eight-week resistance training program twice per week after six weeks of dietary intervention. There were three measurement time points for medical, anthropometric, and functional surveys: T1 at baseline, T2 after eight weeks of
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protein intervention, and T3 after continuing protein intervention with additional eight weeks of strength training intervention.
The results showed that the increased protein intake in the PH group, significantly (p = 0.002) reduced FRAP concentration [μmol/l] in males and the total group (p = 0.001).
The additional strength training decreased the FRAP concentration [μmol/l] non significantly. The effects were observed for males as well as for both sexes. However, women generally have a lower total antioxidant capacity than men.
For GSH, GSSG, and the GSH/GSSG-quotient, no significant changes in antioxidant potential were observed by the dietary and exercise interventions in either sex. There was exclusively a negative correlation (r = -0.328; p = 0.008) of the GSH/GSSG-ratio, as only males showed a lower ratio of the antioxidant redox couple at increasing age.
In conclusion, excessive protein intake may imbalance the total antioxidant potential. However, this can be compensated by physical exercise, as seen by the FRAP values of the PH group.
Further studies are needed to better understand the effects of oxidative stress through pre- programmed RONS generation in older individuals as well as exercise-induced free radical production. The same can be said about the increased protein intake for people aged 65 and older.
Keywords (eng)
proteinprotein supplementationstrenght trainingoxidative stressantioxidantsFRAPGSHGSSG
Keywords (deu)
ProteineProteinzufuhrKrafttrainingoxidativer StressAntioxidantienFRAPGSHGSSG
Subject (deu)
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115
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