Når man er syg og indlagt, taber man ofte muskelmasse på grund af immobilisering, betændelse i kroppen og mangel på appetit. Det problem forsøger forskerne bag projektet TAKE at løse. Ved at undersøge den optimale sammensætning af mælkeproteiner og ketonstof i ernæringen til syge patienter, tager de det første spadestik til individualiseret ernæring.

16.11.2021 | Lise Bundgaard

Tab af muskelmasse i forbindelse med sygdom og indlæggelse er et stort problem for den enkelte patient og kan indebære betydelige omkostninger for samfundet.

Forskere fra Aarhus Universitet og Aarhus Universitetshospital har undersøgt, hvordan mælkeproteiner og ketonstof kan sammensættes i individualiseret ernæring for at bidrage til at løse problemet. Dette er sket inden for rammerne af forskningsprojektet TAKE og med støtte fra Arla Food for Health.

Resultaterne har ikke alene overrasket forskerne og givet ny viden om tab af muskelmasse ved sygdom, men også givet grobund for yderligere undersøgelser, der både kan komme hjertesvigtspatienter og diabetikere til gode.

Udvikling af ny sygdomsmodel

Der har været tale om en tredelt undersøgelse. Forud for ernæringsundersøgelserne har forskerne i studie 1 udviklet en helt ny sygdomsmodel, der efterligner et rigtigt sygdomsforløb. Her har forsøgspersonerne været udsat for sengeleje, faste og feber. Det er første gang, at en sygdomsmodel har taget højde for disse tre omstændigheder på samme tid.

Maike Mose, der var med til at gennemføre undersøgelserne som en del af sit ph.d.-studie ved Institut for Klinisk Medicin på Aarhus Universitet, fortæller:

- Det lykkedes os at få vores forsøgspersoners kroppe til at udvise sygdomstegn. Deres temperatur steg, de fik forhøjet betændelsestal og udviklede insulinresistens, som potentielt påvirker muskelomsætningen. Desuden skete der et skift i forsøgspersonernes forbrænding. Ved sygdom forbrænder man nemlig ofte mere fedt, end når man er rask, hvor man forbrænder mere sukker.  

Overraskende resultater af test af proteinprodukter

I studie 2 er den nye sygdomsmodel blevet brugt til at teste tre forskellige proteinprodukter. Det første protein er kasein, som kommer fra mælk, og som er det, der hovedsageligt bruges i hospitalernes ernæringsdrikke i dag. Det andet protein er valleprotein, et sideprodukt fra ostefremstilling. Det tredje protein er et nyt protein udviklet af Arla, der hedder beta-lactoglobulin, og som er isoleret fra vallen. De tre har et forskelligt indhold af aminosyren leucin. Kasein har det laveste indhold, mens beta-lactoglobulin har det højeste.

Maike Mose uddyber:

- Vi har undersøgt tre proteinprodukter for at finde ud af, om proteinerne kan formindske det muskeltab, der foregår under sygdom, og om der er ét produkt, der fungerer bedre end de andre. Vi har haft en teori om, at jo højere indhold af aminosyren leucin, jo bedre virkning på musklerne. Men resultatet er kommet bag på os, siger Maike Mose, og fortsætter:

- De tre proteiner virkede lige godt på musklerne, på trods af den store forskel i deres indhold af leucin. Det tyder ikke på at der er nogen fordel ved at skifte kasein ud med valle og beta-lactoglobulin på baggrund af vores undersøgelser, med forbehold for at undersøgelsen er lavet i en sygdomsmodel og på få relativt unge individer.

Forskerne har to mulige forklaringer på resultaterne i studie 2:

- Enten så er de bare gode proteiner alle sammen, måske fordi de kommer fra mælk, som generelt indeholder en fordelagtig aminosyresammensætning i forhold til musklernes behov, eller også har vi simpelthen gjort vores forsøgspersoner så syge, at ernæringen ikke virker ordentligt, siger Maike Mose.

Muskelmasse og tarmfunktion

De overraskende resultater fra studie 2 blev undersøgt yderligere i studie 3. I dette forsøg gav forskerne den samme mængde protein til forsøgspersoner både i syg og i rask tilstand for at se, om der er forskel på, hvordan kroppen behandler protein i de to forskellige tilstande.

- Imod vores forventning så det ud til at de syge forsøgspersoner, når de drak proteintilskud, var i stand til at kompensere fuldt ud for den nedsatte muskelomsætning som sygdomsmodellen bevirkede, fortæller Maike Mose.

Ikke nok med det, så brugte forskerne også studie 3 til at forsøge at blive klogere på den rolle, som tarmen spiller i optagelsen af næring:

- Vi tror at tarmsystemet fungerer dårligere, når man er syg, end når man er rask. Vi fik vores forsøgspersoner til at sluge en kapsel, som kan måle passagetiden gennem tarmens forskellige dele samt måle hvor aktiv tarmen er, men resultaterne fra denne del af studiet er endnu ikke færdiganalyseret.

”Super fuel” til patienter med og uden hjertesvigt

I studie 3 har forskerne også inkluderet en tredje vinkel på problemstillingen med muskeltab under sygdom: sammensætningen af protein og ketonstof. Ketonstof er et produkt, som kroppen selv kan danne og forbrænde. Ketoner dannes typisk ved faste i mere end 24 timer, hvor kroppen så kan forbrænde ketonstof i stedet for sukker:

- Ketonstof betegnes lidt populært sagt som et ”super fuel”, da det kan lave mere energi til kroppen per iltmolekyle, når det forbrændes end for eksempel sukker kan. Grunden til at vi har valgt at sammensætte protein og ketonstoffer er, at et nyere studie viser at ketonstoffer virker rigtig godt på at bevare muskelmasse under febersygdom. En anden kendt anvendelse er hos cykelryttere som bruger ketonstof som et præstationsfremmende middel, uddyber Maike Mose.

I forbindelse med undersøgelsen af ketonstof, blev forsøgspersonerne endvidere scannet af en hjertelæge, både i rask tilstand og i syg tilstand, og både med protein alene eller med protein og keton samtidigt. Dette skyldes, at studier har vist, at ketonstoffer har en god effekt i forhold til at øge pumpeevnen hos hjertesvigtspatienter:

- Medicinen som aktuelt udskrives til hjertesvigtspatienter er ofte forbundet med mange bivirkninger, så alternative behandlingsmuligheder er kærkomne til denne patientgruppe. Vores hjertelæge vil forsøge at belyse, om ketonstoffer øger hjertepumpefunktionen på raske mennesker, som undergår sygdom, som det gør på hjertesvigtspatienter, fortæller Maike Mose.

Så vi har tre vinkler på studie 3, fortæller Maike Mose: en muskel-, tarm- og hjertevinkel, og endnu foreligger der altså udelukkende resultater i forbindelse med muskeltab

Bedre blodsukkerregulering til diabetikere

Selv om forskerne blev overraskede over resultaterne i studie 2, så førte det alligevel noget godt med sig:

- Vi fandt noget andet spændende, nemlig at beta-lactoglobulin øger koncentrationen af insulin i kroppen. Beta-lactoglobulin var faktisk forbundet med 62 % højere insulinkoncentrationer end kasein og 30 % højere koncentrationer end valle. Dén viden kan potentielt få betydning for patienter med type 2-diabetes. Hvis man giver dem protein før et måltid, så er deres blodsukkerstigning efter et måltid ikke lige så stort, som det normalt ville være, siger Maike Mose, og fortsætter:

- Protein før måltider er generelt rigtig godt til at regulere og stabilisere blodsukkeret. Men fordi insulin ofte har nedsat effekt, eller bliver produceret i mindre grad i patienter med type 2-diabetes, besluttede vi os for at lave et studie 4 og undersøge om et protein, som laver meget insulin, ville kunne virke bedre end andre proteiner i forhold til at regulere blodsukkeret efter et måltid i sukkersygepatienter.

Stine Smedegaard, der var forsøgsleder på det fjerde studie, fortæller:

- Vi undersøgte både valleprotein og beta-lactoglobulin, og fandt at begge proteiner sænkede blodsukkeret efter et måltid. Som forventet så vi, at beta-lactoglobulin medførte en større stigning i insulin end det almindelige valleprotein gjorde, men overraskende så vi ikke en større sænkning af blodsukkeret - faktisk var blodsukkeret højere ved beta-lactoglobulin sammenlignet med valleprotein. Dette skyldtes muligvis en større stigning i hormonet glukagon, der har den modsatte effekt af insulin.

Derfor er konklusionen på studie 4 klar:

- Begge proteiner kan altså regulere blodsukkeret efter et måltid hos patienter med type 2-diabetes, men almindeligt valleprotein er det mest effektive, understreger Stine Smedegaard.

Bag om resultatet

• Projektet er finansieret af: Arla Food for Health (AFH), Aarhus Universitet, Health, Augustinus Fonden, Arla Foods Ingredients, Medicinsk Forskningslaboratorium, Becket Fonden, Lægevidenskabens Fremme, direktør Emil Hertz Fond og Carl og Ellen Hertz Fond.
• Studiet er lavet i et samarbejde mellem Aarhus Universitet: Institut for Klinisk Medicin og Translational Neuropsychiatry Unit, Institut for Klinisk Medicin, Aarhus Universitetshospital: Afdelingen for Diabetes og Hormonsygdomme, Steno Diabetes Center, Afdelingen for Hjertesygdomme, Afdelingen for Patologi, Afdeling for Lever-, mave- og tarmsygdomme samt Gastroenterologisk Afdeling, Københavns Universitet, Biomedicinsk Institut.
• Interessekonflikter: Der er ansøgt om patent på beta-lactoglobulins insulinotrope egenskaber med Maike Mose og Stine Smedegaard samt Nikolaj Rittig, Adam Hulman  og Niels Møller, der alle tre er tilknyttet Steno Diabetes Center,  og flere medarbejdere i Arla som opfindere.
• De videnskabelige artikler kan læses her:
• https://doi.org/10.1371/journal.pone.0241274, https://academic.oup.com/jn/article-abstract/151/6/1462/6163256
• https://academic.oup.com/ajcn/article-abstract/114/3/1159/6291735
• https://www.mdpi.com/2072-6643/13/2/308

Kontakt:

Projektleder Niels Møller, professor
Institut for Klinisk Medicin – Steno Diabetes Center Aarhus/Medicinsk Forskningslaboratorium
Mail: niels.moeller@clin.au.dk
Mobil: 25368866

Maike Mose, ph.d.
Institut for Klinisk Medicin – SDCA/Medicinsk Forskningslaboratorium
Mail: maikmose@rm.dk

 

Stine Smedegaard, ph.d.-studerende
Institut for Klinisk Medicin – SDCA/Medicinsk Forskningslaboratorium
Mail: stinesmedegaard@clin.au.dk