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Titelaufnahme

Titel
The effect of endurance sports on the validity of blood-born predictors for depression and diabetes in the elderly
Weitere Titel
Der Effekt von Ausdauersport auf die Validität von Blutmarkern für Depression und Diabetes bei älteren Menschen
Verfasser / VerfasserinHaslacher, Helmuth
GutachterWinker, Robert
Erschienen2018
HochschulschriftMedizinische Universität Wien, Diss., 2018
Anmerkung
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprüft
Datum der AbgabeApril 2018
SpracheEnglisch
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Ausdauersport / Training / ältere Menschen / Präanalytik / Laboranalytik / Diabetes / Depression / rs6265 / BDNF / rs6295 / 5HT1A Rezeptor / 25(OH)D / Vitamin D
Schlagwörter (EN)Endurance sports / exercise / elderly / pre-analytical phase / total testing process / diabetes / depression / rs6265 / BDNF / rs6295 / 5HT1A receptor / 25(OH)D / vitamin D
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-19108 Persistent Identifier (URN)
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The effect of endurance sports on the validity of blood-born predictors for depression and diabetes in the elderly [18.44 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Chronische Erkrankungen und deren Komplikationen könnten zu einem beträchtlichen Teil verhindert werden, würden RisikopatientInnen frühzeitig identifiziert werden. Dies käme allen voran älteren Menschen zu Gute, die überdurchschnittlich an nicht-übertragbaren chronischen Erkrankungen wie z.B. Diabetes mellitus oder Depression leiden. Biomarker aus dem peripheren Blut erleichtern die Früherkennung, solange diese verlässliche Ergebnisse liefern. Diese Verlässlichkeit kann jedoch durch viele Störgrößen, welche zumeist in der prä- oder der postanalytischen Phase auftreten, beeinflusst werden. Zu diesen Störgrößen zählen nicht nur technisch bedingte, sondern auch PatientInnen-bezogene Faktoren wie z. B. das Ausmaß sportlicher Betätigung. Die vorliegende Dissertation hat zum Ziel, die vorhandene Evidenz bezüglich des Einflusses der „Störgröße Sport“ um genetische Risikomarker für Depression (rs6265 im brain-derived neurotropic factor, BDNF; rs6295 innerhalb des 5-HT1A Rezeptors) sowie um Vitamin D3 als Diabetesmarker zu erweitern. Falls durch Sport verursachte Veränderungen der Blutzusammensetzung in einer gerichteten, dosisabhängigen Form auftreten, müsste die Möglichkeit bestehen, Trainingsmotivation und -effizienz mittels Blutuntersuchungen vorherzusagen, wofür ein statistisches Modell errechnet werden soll. Zur Beantwortung dieser Fragen wurden 55 über 60-jährige MarathonathletInnen sowie 58 Kontrollpersonen (gleich in Alter, Geschlecht und Ausbildungsdauer) inkludiert. Die eingehende medizinische und psychologische Untersuchung zu Studieneinschluss und nach drei Jahren, beinhaltete eine Ergometrie sowie diverse Blutuntersuchungen. Genetische Varianten in BDNF und 5HT1A sind mittels der 5-Nuklease-Technik bestimmt worden. Das Ausmaß einer etwaigen depressiven Symptomatik wurde mit dem Beck-Depressions-Inventar (BDI) sowie der Geriatric Depression Scale (GDS) abgeschätzt. Ein binär-logistisches Regressionsmodel zur Vorhersage der sportlichen Leistungsentwicklung wurde in zwei unabhängigen TeilnehmerInnengruppen ermittelt. Wie erwartet unterschied sich die Vorhersagekraft beider genetischer Marker zwischen AthletInnen und Kontrollpersonen. Dabei schien Sport die Korrelation zwischen dem [C];[C]-Genotyp in rs6265 und einer depressiven Symptomatik abzuschwächen, was in einem relativen Risiko von 3,5 (95% Konfidenzintervall, CI: 1,3 9,8) für [C];[C]-TrägerInnen aus der Kontrollgruppe resultierte, einen auffälligen BDI-Score zu erzielen. Dementgegen nützte rs6295 im 5HT1A Rezeptor nur bei AthletInnen zur Vorhersage einer mitunter subklinischen Depression, wohingegen sich ein derartiger Effekt für die Kontrollgruppe nicht zeigen ließ. In Bezug auf die Vorhersage eines zukünftigen (prä-)Diabetes mellitus zeigte sich bei den Kontrollen in der Tat eine signifikante Korrelation zwischen Vitamin D3-Konzentrationen bei Studieneinschluss und einem HbA1c über 5,6% bei der Follow-up-Untersuchung. Dieser Zusammenhang war bei den AthletInnen nicht nachweisbar, wobei deren Vitamin D3-Spiegel von der wöchentlichen Trainingszeit abzuhängen schien. Für die Vorhersage zukünftiger Ergometrieergebnisse aus Baseline-Blutwerten wurde ein Modell mit hoher Vorhersagekraft (receiver-operator characteristics area under the curve, ROC AUC = 0.9510.050 bzw. ROC AUC = 0.7860.098) errechnet. Die vorliegende Dissertation konnte darlegen, dass die Vorhersagekraft von genetischen Risikomarkern für Depression (in BDNF und 5HT1A) sowie von Vitamin D3-Spiegeln als Risikomarker für Diabetes mellitus durch patientInnenbezogene Störgrößen wie z. B. das Ausmaß an sportlicher Betätigung beeinflusst werden. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass sportliche Betätigung einzelne Blutwerte in einer gerichteten Art und Weise zu verändern scheint, was die Abschätzung von Trainingsmotivation und -effizienz aus der Blutzusammensetzung ermöglicht.

Zusammenfassung (Englisch)

A considerable proportion of chronic diseases and long-term complications might be preventable if patients under risk are adequately identified. This is especially true for the elderly, who exhibit considerable prevalences of non-communicable diseases, e.g. diabetes mellitus and depression. Biomarkers from the peripheral blood could be helpful, as long as their predictions are reliable. However, a plethora of disturbance factors influence the reliability of a biomarker, and most of them occur not during blood analysis, but in the pre- or the post-analytical phase. The pre-analytical phase is particularly vulnerable to potential influence. As the existing literature reveals, those disturbance variables include not only technical, but also patient-related factors, e.g. the patients level of physical activity. The present thesis aims to extend the existing evidence to include genetic risk markers for depression (rs6265 within the Brain-derived neurotropic factor, BDNF; rs6295 within the 5-HT1A receptor) and circulating vitamin D3 as a predictive marker for diabetes mellitus. Moreover, if exercise-induced changes in blood composition occurred in a directed and dose-dependent manner, they might be exploitable in order to evaluate training efficacy and motivation. Hence the aim was to calculate a statistical model enabling prediction of future declines in fitness. To this end, 55 elderly marathon athletes above the age of 60 and a sedentary control group (N = 58), matched for age, sex and years of education, were enrolled and examined at baseline and after three years follow-up. Participants underwent a thorough medical and psychological check-up, including ergometry and blood examinations. Genetic variants within BDNF and 5-HT1A were determined by means of the 5-nuclease assay. Depressiveness was assessed using the Beck Depression Inventory (BDI) and the Geriatric Depression Scale (GDS). A binary logistic regression model allowing for future fitness prediction was compiled in two independent participant samples. The predictive capability of both genetic risk markers was different in athletes when compared to sedentary controls. In detail, physical activity seemed to ameliorate the correlation between the rs6265 [C];[C] genotype and depressiveness, resulting in a relative risk of 3.5 (95% confidence interval, CI: 1.3 9.8) for [C]; [C] carriers of the control group regarding the presence of a suspicious BDI score. In contrast, within rs6295 in the 5HT1A receptor, the [G];[G] genotype predicted depressiveness only in athletes, but not in controls. Regarding the prediction of future (pre-)diabetic states, a significant correlation between baseline vitamin D3 levels and a HbA1c level 5.6% was registered among controls. However, this relationship was not seen in athletes, where vitamin D3 correlated with weekly training amounts. In order to predict follow-up ergometry results from baseline blood markers, a binary logistic regression model with excellent statistical significance ( = 21.412, df = 5, p = 0.001) could be calculated. The model presented with high discriminatory power in both the model training sample (receiver-operator characteristics area under the curve, ROC AUC = 0.9510.050) and the test sample (ROC AUC = 0.7860.098). The present thesis revealed that the predictive capabilities of the genetic risk markers for depression in BDNF and 5HT1A, as well as the diabetes-associated risk marker vitamin D3, were influenced by individual life-style factors, i.e. engaging in endurance sports. These findings are largely novel and reinforce the need to consider patient-related pre-analytical confounders when interpreting disease markers. Moreover, it was demonstrated that physical activity seemed to influence blood components in a directed manner, thus making it possible to estimate training motivation and efficacy from easily assessable blood parameters.

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