Non-invasive investigation of metabolic processes in pediatric diabetes mellitus type 1 patients by means of volatile organic compounds in the breath
Final Report Abstract
Forschungsgegenstand des Projektes war die Untersuchung von Profilen volatiler organischer Verbindungen in der Ausatemluft pädiatrischer Patienten mit Diabetes Mellitus Typ 1. Dabei wurden zunächst systematisch Einflüsse der Probenmatrix und Probenahme evaluiert, um ein quantitatives metabolisches und physiologisches Monitoring am pädiatrischen Patienten zu ermöglichen. Dabei konnte der Einfluss von Matrixeffekten aufgezeigt werden und damit eine wichtige Voraussetzung für einen breiten Einsatz der PTR-ToF-MS für klinische Untersuchungen erbracht werden. Die Untersuchung physiologischer Einflüsse demonstrierte darüber hinaus, dass die Probennahme störanfällig ist und daher unter standardisierten Bedingungen (Körperhaltung während der Messung, gleichmäßige Ruheatmung etc) erfolgen muß. Diese Ergebnisse liefern damit einen wertvollen Beitrag zur Standardisierung der Atemgasprobenahme und -analyse, insbesondere im Hinblick auf akkurate Quantifizierung, die für die klinische Anwendung eine entscheidende Voraussetzung darstellt. Am pädiatrischen Patienten konnte der Einfluss veränderter Stoffwechselprozesse auf VOC Profile und deren Veränderung im Lauf eines Tages demonstriert werden. Dabei wurde sowohl der Einfluss langfristiger Veränderungen aufgezeigt, da veränderte VOC Konzentrationen bei schlecht eingestellten Patienten am ausgeprägtesten ausfielen, als auch der Einfluss hyperglykämischer Episoden aufgezeigt werden. Die Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse bzgl. metabolischer und ernährungsspezifischer Einflüsse und können darüber hinaus Erklärungen für Diskrepanzen in der veröffentlichten Literatur zum Thema Atemgas und Diabetes liefern. Damit erweitert das Projekt den wissenschaftlichen Kenntnisstand zur Thematik signifikant.
Publications
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Exhaled volatile substances mirror clinical conditions in pediatric chronic kidney disease, PLOS ONE, Jun. 2017., vol. 12, no. 6, p. e0178745
Obermeier, J., Trefz, P., Happ, J., Schubert, J.K., Staude, H., Fischer, D.C., Miekisch, W.
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ral or nasal breathing? Real-time effects of switching sampling route onto exhaled VOC concentrations, Journal of Breath Research, 2017, 11 (2):027101
Sukul, P., Oertel, P., Kamysek, S., Trefz, P.
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Effects of humidity, CO2 and O2 on real time quantitation of breath biomarkers by means of PTR-ToF-MS, Journal of Breath Research, 2018, 12(2):026016
Trefz, P., Schubert, JK., Miekisch, W.
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Effects of high oxygen levels on breath VOC analysis by means of PTR-ToF-MS, Journal of Breath Research, 2019;13(4):046004
Trefz, P., Pugliese, G, Brock, B., Schubert, JK., Miekisch
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Exhaled volatile substances in children suffering from type 1 diabetes mellitus: results from a cross-sectional study, Scientific Reports, 2019
Trefz, P., Obermeier, J., Lehbrink, R., Schubert, J.K., Miekisch, W., Fischer, D-C.
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Non-invasive assessment of metabolic adaptation in pediatric patients suffering from type 1 diabetes mellitus, Journal of Clinical Medicine, 2019, 8, 1797
Trefz, P., Schmidt, S., Sukul, P., Gierschner, P., Obermeier, J., Happ, J., Schubert, J.K., Miekisch, W., Fischer, D-C.
