OptiGrow / The GROwTH Program – GRowing Optimally with long-Term Health
Ziel der Arbeitsgruppe ist es, die Ernährung Frühgeborener so zu gestalten, dass ein ausreichend schnelles Wachstum mit adäquater Zunahme der fettfreien Masse und ohne übermäßige Zunahme der Fettmasse möglich wird. Grundlage ist die DOHaD-Hypothese: Frühe Ernährung und Wachstumsmuster beeinflussen die Gesundheit ein Leben lang – unter anderem das Risiko für Adipositas, Hypertonie, Diabetes und kardiovaskuläre Erkrankungen.
Individualisierte Target Fortifizierung
Muttermilch schwankt natürlich stark in ihrer Nährstoffzusammensetzung und deckt den Bedarf Frühgeborener oft nicht. Bei der Target Fortifizierung wird die individuelle Milchzusammensetzung analysiert und gezielt mit Protein, Fett und Kohlenhydraten ergänzt. Für die Umsetzung im Alltag wurde eine App entwickelt, die die Berechnung automatisiert. Die Wirksamkeit konnte in einer doppelblinden randomisierten kontrollierten Studie belegt werden (Rochow et al., Clinical Nutrition 2021); der Ansatz ist inzwischen in mehreren neonatologischen Zentren implementiert. Grundlage der Methodenentwicklung war ein CIHR-Grant an der McMaster University (2012).
Wachstum und Körperzusammensetzung
Gewicht, Länge und Kopfumfang allein sagen wenig über die Qualität des Wachstums. Wir erfassen daher die Verteilung von fettfreier Masse, Fettmasse und Körperwasser über alle Entwicklungsphasen hinweg:
- Fetales MRT – fetale Körperzusammensetzung und Referenzkurven
- Bioelektrische Impedanzspektroskopie (BIA) – Frühgeborene mit Atemunterstützung, zusätzlich Körperwasser und Hydratationsstatus
- Air-Displacement-Plethysmographie (PeaPod) – Früh- und Reifgeborene ohne Atemunterstützung
- Indirekte Kalorimetrie – Energieumsatz und Aktivität
Aus diesen Messungen entstehen Wachstumsmodelle und individualisierte Referenzkurven von der fetalen Phase bis ins Kleinkindalter. Sie sind international über www.growthcalculator.org zugänglich (Landau-Crangle et al. 2018).
Weitere Forschungslinien
- Humane Milch-Oligosaccharide (HMO) und Mikrobiom: präbiotische Wirkung, Mikrobiomentwicklung, Immunfunktion; Probiotika zur Normalisierung der Darmflora, individuelle Dosisfindung, Calprotectin als Marker für Darmentzündungen und Nahrungstoleranz
- Ausschließlich humane Ernährung: Verstärker auf Muttermilchbasis durch Lactoengineering, um kuhmilchbasierte Nahrung bei Risikofrühgeborenen zu vermeiden
- Hormonelle Regulation: IGF, IGFBP, Leptin und Schilddrüsenhormone nach vorzeitiger Trennung von der feto-plazento-maternalen Einheit (Möllers et al. 2022)
- Stoffwechsel und Tracer-Studien: stabile Isotope zur Bestimmung von Proteineinbau und Proteinoxidation und damit des altersspezifischen Nährstoffbedarfs
- Neurologische Entwicklung und Follow-up: Motorik, Kognition und Sozialverhalten im Verlauf bis ins Vorschulalter
Laufende Studien (Auswahl)
- Multizentrische RCT: Muttermilch mit muttermilchbasiertem Verstärker vs. kuhmilchbasiertem Verstärker (< 34 Wochen)
- Multizentrische RCT: rekombinantes IGF1 + IGFBP3 vs. Standardtherapie bei Frühgeborenen < 28 Wochen (BPD, Wachstum, Morbiditäten, Neuroentwicklung)
- Metabolische Tracer-Studie: Proteinumsatzrate bei zwei isokalorischen Fortifier-Zusammensetzungen (low-carb/high-fat vs. high-carb/low-fat, < 31 Wochen)
- Multizentrische prospektive HMO-Studie und Verträglichkeit (< 34 Wochen); longitudinale HMO-Analyse in Milch und Stuhl (< 32 Wochen)
- Qualitätsverbesserungsprojekt: Einführung eines lyophilisierten Verstärkers (< 32 Wochen)
- Körperzusammensetzung: Aufbau von Referenzkurven, Vergleich PeaPod vs. BIA
- Wachstums-App für individualisierte Trajektorien in Klinik und nach Entlassung
Infrastruktur und Methoden
- Muttermilchanalysator und Target-Fortifizierungs-Software
- Osmometer
- BIA
- PeaPod
- MRT für Frühgeborene
- Energieumsatzmessung
- Milchbank und Milchzubereitungsraum
- individualisierter Wachstumskalkulator
- REDCap-Datenbank und Nuvolos-Cloud
- systematische Reviews, retrospektive und prospektive Studien, Surveys und Follow-up-Untersuchungen
Kooperationen
- Koordination der Nutrition Expertise Group der Deutschen Gesellschaft für Neonatologie und Pädiatrische Intensivmedizin (GNPI)
- Mitglied der Frauenmilchbank-Initiative e. V. (fmbi)
- Metabolic Research Laboratories, Universitätsklinikum Dresden
- langjährige Forschungskooperation mit der McMaster University, Kanada
- Zusammenarbeit mit mehreren neonatologischen Einheiten in Deutschland zur Implementierung und Evaluation individualisierter Ernährungsstrategien
Nächste Schritte
- Prospektive multizentrische Studie zur individualisierten Target Fortifizierung
- Nährstoffzusammensetzungen für unterschiedliche Reifealter
- Referenzkurven für fetale und postnatale Körperzusammensetzung
- Einfluss körperlicher Aktivität auf die fettfreie Masse
- Post-Discharge-Fortifizierungsprogramme und telemedizinische Anbindung
- geplante DFG-multizentrische RCT zu Target- vs. Routinefortifizierung mit neurologischem Outcome
