Bastian Max Kochlik

• Frailty and sarcopenia share some underlying characteristics like loss of muscle mass, low muscle strength, and low physical performance. Imaging parameters and functional examinations mainly assess frailty and sarcopenia criteria; however, these measures can have limitations in clinical settings. Therefore, finding suitable biomarkers that reflect a catabolic muscle state e.g. an elevated muscle protein turnover as suggested in frailty, are becoming more relevant concerning frailty diagnosis and risk assessment. 3-Methylhistidine (3-MH) and its ratios 3-MH-to-creatinine (3-MH/Crea) and 3 MH-to-estimated glomerular filtration rate (3-MH/eGFR) are under discussion as possible biomarkers for muscle protein turnover and might support the diagnosis of frailty. However, there is some skepticism about the reliability of 3-MH measures since confounders such as meat and fish intake might influence 3-MH plasma concentrations. Therefore, the influence of dietary habits and an intervention with white meat on plasma 3-MH was determined in youngFrailty and sarcopenia share some underlying characteristics like loss of muscle mass, low muscle strength, and low physical performance. Imaging parameters and functional examinations mainly assess frailty and sarcopenia criteria; however, these measures can have limitations in clinical settings. Therefore, finding suitable biomarkers that reflect a catabolic muscle state e.g. an elevated muscle protein turnover as suggested in frailty, are becoming more relevant concerning frailty diagnosis and risk assessment. 3-Methylhistidine (3-MH) and its ratios 3-MH-to-creatinine (3-MH/Crea) and 3 MH-to-estimated glomerular filtration rate (3-MH/eGFR) are under discussion as possible biomarkers for muscle protein turnover and might support the diagnosis of frailty. However, there is some skepticism about the reliability of 3-MH measures since confounders such as meat and fish intake might influence 3-MH plasma concentrations. Therefore, the influence of dietary habits and an intervention with white meat on plasma 3-MH was determined in young and healthy individuals. In another study, the cross-sectional associations of plasma 3-MH, 3-MH/Crea and 3-MH/eGFR with the frailty status (robust, pre-frail and frail) were investigated. Oxidative stress (OS) is a possible contributor to frailty development, and high OS levels as well as low micronutrient levels are associated with the frailty syndrome. However, data on simultaneous measures of OS biomarkers together with micronutrients are lacking in studies including frail, pre-frail and robust individuals. Therefore, cross-sectional associations of protein carbonyls (PrCarb), 3-nitrotyrosine (3-NT) and several micronutrients with the frailty status were determined. A validated UPLC-MS/MS (ultra-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry) method for the simultaneous quantification of 3-MH and 1-MH (1 methylhistidine, as marker for meat and fish consumption) was presented and used for further analyses. Omnivores showed higher plasma 3-MH and 1-MH concentrations than vegetarians and a white meat intervention resulted in an increase in plasma 3-MH, 3 MH/Crea, 1-MH and 1-MH/Crea in omnivores. Elevated 3-MH and 3-MH/Crea levels declined significantly within 24 hours after this white meat intervention. Thus, 3-MH and 3-MH/Crea might be used as biomarker for muscle protein turnover when subjects did not consume meat 24 hours prior to blood samplings. Plasma 3-MH, 3-MH/Crea and 3-MH/eGFR were higher in frail individuals than in robust individuals. Additionally, these biomarkers were positively associated with frailty in linear regression models, and higher odds to be frail were found for every increase in 3 MH and 3-MH/eGFR quintile in multivariable logistic regression models adjusted for several confounders. This was the first study using 3-MH/eGFR and it is concluded that plasma 3-MH, 3-MH/Crea and 3-MH/eGFR might be used to identify frail individuals or individuals at higher risk to be frail, and that there might be threshold concentrations or ratios to support these diagnoses. Higher vitamin D3, lutein/zeaxanthin, γ-tocopherol, α-carotene, β-carotene, lycopene and β-cryptoxanthin concentrations and additionally lower PrCarb concentrations were found in robust compared to frail individuals in multivariate linear models. Frail subjects had higher odds to be in the lowest than in the highest tertile for vitamin D3 α-tocopherol, α-carotene, β-carotene, lycopene, lutein/zeaxanthin, and β cryptoxanthin, and had higher odds to be in the highest than in the lowest tertile for PrCarb than robust individuals in multivariate logistic regression models. Thus, a low micronutrient together with a high PrCarb status is associated with pre-frailty and frailty.…
• Gebrechlichkeit (englisch: frailty) und Sarkopenie teilen einige zugrundeliegende Merkmale wie einen Verlust von Muskelmasse, eine geringe Muskelkraft und eine geringe körperliche Leistungsfähigkeit, welche durch einen erhöhten Muskelproteinumsatz entstehen können. Kriterien der Gebrechlichkeit und Sarkopenie werden hauptsächlich durch bildgebende Verfahren sowie funktionelle Untersuchungen gemessen, die in ihrer Durchführbarkeit im klinischen Alltag jedoch eingeschränkt sein können. Daher gewinnt das Finden geeigneter Biomarker zur Anzeige eines erhöhten Muskelproteinumsatzes (kataboler Muskelzustand) in Bezug auf Diagnose und Risikobewertung der Gebrechlichkeit zunehmend an Bedeutung. 3-Methylhistidin (3-MH) und die Verhältnisse 3-MH zu Kreatinin (3-MH/Crea) und 3-MH zu geschätzter glomerulärer Filtrationsrate (3-MH/eGFR) werden als solche möglichen Biomarker diskutiert und könnten folglich die Diagnose und Risikobewertung von Gebrechlichkeit unterstützen. Es herrscht jedoch eine gewisse Skepsis hinsichtlich der ZuverlässigkeitGebrechlichkeit (englisch: frailty) und Sarkopenie teilen einige zugrundeliegende Merkmale wie einen Verlust von Muskelmasse, eine geringe Muskelkraft und eine geringe körperliche Leistungsfähigkeit, welche durch einen erhöhten Muskelproteinumsatz entstehen können. Kriterien der Gebrechlichkeit und Sarkopenie werden hauptsächlich durch bildgebende Verfahren sowie funktionelle Untersuchungen gemessen, die in ihrer Durchführbarkeit im klinischen Alltag jedoch eingeschränkt sein können. Daher gewinnt das Finden geeigneter Biomarker zur Anzeige eines erhöhten Muskelproteinumsatzes (kataboler Muskelzustand) in Bezug auf Diagnose und Risikobewertung der Gebrechlichkeit zunehmend an Bedeutung. 3-Methylhistidin (3-MH) und die Verhältnisse 3-MH zu Kreatinin (3-MH/Crea) und 3-MH zu geschätzter glomerulärer Filtrationsrate (3-MH/eGFR) werden als solche möglichen Biomarker diskutiert und könnten folglich die Diagnose und Risikobewertung von Gebrechlichkeit unterstützen. Es herrscht jedoch eine gewisse Skepsis hinsichtlich der Zuverlässigkeit von 3-MH-Messungen, da 3-MH-Plasmakonzentrationen durch Fleisch- und Fischaufnahme beeinflusst werden können. Daher wurde der Einfluss von Ernährungsgewohnheiten (Mischkost oder vegetarisch) und einer Intervention mit Hähnchenfleisch auf Plasma-3-MH bei jungen und gesunden Personen untersucht. In einer weiteren Studie wurden die Querschnittsassoziationen von 3-MH, 3-MH/Crea und 3-MH/eGFR im Plasma mit dem Frailty-Status (robust, pre-frail und frail) untersucht. Oxidativer Stress (OS) ist ein potentieller Faktor der zur Entwicklung von Gebrechlichkeit beiträgt, und sowohl hohe OS-Konzentrationen als auch niedrige Mikronährstoffkonzentrationen sind mit Gebrechlichkeit assoziiert. Daten zu simultanen Messungen von OS und Mikronährstoffen in Personen aller drei Frailty-Kategorien (robust, pre-frail und frail) fehlen jedoch. Aus diesem Grund wurden Querschnittsassoziationen von Proteincarbonylen (PrCarb), 3-Nitrotyrosin (3-NT) und mehrerer fettlöslicher Mikronährstoffe mit dem Frailty-Status bestimmt. Eine validierte UPLC-MS/MS-Methode (ultra-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry) zur simultanen Bestimmung von 3-MH und 1-MH (1 Methylhistidin als Marker für den Fleisch- und Fischkonsum) in Plasma wurde beschrieben und für die weiteren Analysen verwendet. Mischköstler wiesen höhere 3 MH- und 1-MH-Konzentrationen in Plasma auf als Vegetarier. Die Intervention mit Hähnchenfleisch führte zu einem Anstieg von Plasma 3-MH, 3-MH/Crea, 1-MH und 1 MH/Crea bei Mischköstlern. Diese erhöhten 3-MH- und 3-MH/Crea-Spiegel sanken innerhalb von 24 Stunden nach der Intervention signifikant ab. Folglich stellen 3-MH und 3-MH/Crea potentielle Biomarker für den Muskelproteinumsatz dar, wenn Personen für 24 Stunden vor der Blutentnahme kein Fleisch verzehrt haben. Gebrechliche Teilnehmer wiesen höhere Plasma 3-MH-, 3-MH/Crea- und 3 MH/eGFR-Werte auf als robuste Teilnehmer und zusätzlich waren diese Biomarker in linearen Regressionsmodellen positiv mit Gebrechlichkeit assoziiert. In multivariablen logistischen Regressionsmodellen (adjustiert für mehrere Confounder) waren gebrechliche Personen im Vergleich zu robusten Personen mit einer höheren Wahrscheinlichkeit in einer höheren 3-MH- und 3-MH/eGFR-Quintile. Diese erste Studie, die 3-MH/eGFR als Biomarker für Gebrechlichkeit untersucht hat, erlaubt die Schlussfolgerung, dass Plasma-3-MH, -3-MH/Crea und -3-MH/eGFR verwendet werden könnte, um gebrechliche Personen oder Personen mit einem erhöhten Frailty-Risiko zu identifizieren. Möglicherweise gibt es auch Schwellenwerte, die diese Diagnosen unterstützen können. In multivariaten Regressionsanalysen wiesen robuste Personen höhere Vitamin D3-, Lutein/Zeaxanthin-, γ-Tocopherol-, α-Carotin-, β-Carotin-, Lycopin- und β Cryptoxanthin-Konzentrationen sowie niedrigere PrCarb-Konzentrationen auf als gebrechliche Personen. Zudem waren in multinomialen logistischen Regressionsanalysen gebrechliche Personen mit einer höheren Wahrscheinlichkeit sowohl in der niedrigsten Vitamin D3-, α-Tocopherol-, α-Carotin-, β-Carotin-, Lycopin-, Lutein/Zeaxanthin- und β Cryptoxanthin-Tertil als auch im höchsten PrCarb-Tertil zu finden als robuste Personen. Es wird daher geschlussfolgert, dass niedrige Mikronährstoffkonzentrationen zusammen mit hohen PrCarb-Konzentrationen mit Gebrechlichkeit und dessen Vorstufe (pre-frailty) assoziiert sind.…