Die DONALD-Studie (Abkürzung für: DOrtmund Nutritional and Anthropometric Longitudinally Designed) startete 1985 als eines der zentralen Forschungsprojekte am Forschungsinstitut für Kinderernährung Dortmund (FKE). Im Jahr 2012 wurde die DONALD-Studie als Dortmunder Außenstelle des Instituts für Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften (IEL), Fachbereich Ernährungsepidemiologie, in die Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn integriert. Das Studienzentrum ist in Dortmund-Brünninghausen. Die DONALD-Studie erhält eine Grundfinanzierung vom Land Nordrhein-Westfalen und ist registriert beim Deutschen Register Klinischer Studien (DRKS00029092).
Studienziele Übergeordneten Ziele der DONALD-Studie sind: Analyse von Wechselwirkungen zwischen Ernährung, Stoffwechsel, Entwicklung und Wachstum bei gesunden Kindern Ermittlung intra- und inter-individueller Trends in der Nährstoffaufnahme und im Ernährungsverhalten Bereitstellung von Ernährungsdaten für spezifische Expositionsabschätzungen Bereitstellung metabolischer Referenzdaten von gesunden Kindern und Jugendlichen
Studienkollektiv In die DONALD-Studie eingeschlossen werden Probanden aus dem Raum Dortmund, deren Mütter oder Väter interessiert und bereit sind, langfristig an einer Longitudinalstudie teilzunehmen; vorausgesetzt ein Elternteil verfügt über ausreichend deutsche Sprachkenntnisse. Die Rekrutierung erfolgt unsystematisch über Empfehlungen aktiver Studienteilnehmer beziehungsweise durch Hebammen, Kinderärzte und Eltern-Kind-Gruppen. Aufgrund der hohen Anforderungen hinsichtlich des Umfangs und der Dauer der Datenerhebung, die an die Probanden gestellt werden, ist das Kollektiv der DONALD-Studie nicht repräsentativ.
Studiendesign Die DONALD-Studie ist als dynamische (offene) Langzeit-Kohorten-Studie konzipiert. Seit 1985 werden jährlich etwa 35–40 gesunde Säuglinge im Alter von drei bis sechs Monaten neu in die Studie aufgenommen (bislang über 1.500 Teilnehmer). Vorgesehen sind engmaschige Untersuchungen vom Säuglings- bis ins Erwachsenenalter mit detaillierter Datenerhebung zu Ernährung, Wachstum, Entwicklung, Stoffwechsel und Gesundheitsstatus. Seit 2005 werden die Teilnehmer im Anschluss zu regelmäßigen Nachuntersuchungen alle 5 Jahre eingeladen.
Untersuchungsmethoden mini|324x324px|DONALD Studienzentrum
Anthropometrische Messungen Je nach Alter der Teilnehmer werden bei jedem Besuch verschiedene anthropometrische Messungen vorgenommen. Für die Messungen tragen die Kinder nur Unterwäsche und keine Schuhe. Bei jeder Untersuchung werden gemessen: Größe bzw. Länge (auf 0,1 cm) Gewicht (auf 100 g) Oberarmumfang (auf 0,1 cm) vier Hautfettfalten (Bizeps, Triceps, subscapulare und iliacale Hautfettfalte, auf 0,1 mm).
Basierend auf den Hautfettfalten kann der Körperfettanteil der Probanden zu bestimmten Alterszeitpunkten geschätzt werden. Calipometrie
Ab einem Alter von 3 Jahren werden zusätzlich gemessen: Hüft- und Taillenumfang (auf 0,1 cm) und Sitzhöhe (auf 0,1 cm)
Nur zu bestimmten Alterszeitpunkten gemessen werden: Kopfumfang Becken- und Schulterbreite sowie Oberschenkel- und Wadenumfang Eltern werden alle 4 Jahre vermessen.
Medizinische Untersuchung Der gegenwärtige Gesundheitszustand sowie im zurückliegenden Jahr aufgetretene Erkrankungen werden erfasst. Der Blutdruck wird ab einem Alter von 4 Jahren gemessen. Zu bestimmten Altersanlässen werden zusätzliche medizinische Untersuchungen wie Lungenfunktionstests (Spirometrie), Muskelfunktionstests (Sprungplatte) und Gefäßwanddicke (Intima Media) der Arterie Carotis Communis durchgeführt.
Befragung und Anamnese Bei jeder Untersuchung wird eine Reihe von Standardfragen gestellt: Fragen zu akuten Erkrankungen im zurückliegenden Jahr Schlafgewohnheiten Ernährungsvorlieben und -abneigungen Kinderbetreuung Präventivmaßnahmen (Vitamin D und Fluorid) Nutzung präventivmedizinischer Dienste.
Ab einem Alter von 12 Jahren werden zusätzlich erfragt: Rauchgewohnheiten der Konsum alkoholischer Getränke Parameter eines restriktiven Ernährungsverhaltens.
Während der Studie werden mehrfach Daten zum sozioökonomischen Status erhoben (elterliche Schulbildung, Ausbildung, Beruf und Wohnsituation).
Körperliche Aktivität und Leistungsfähigkeit Daten zur körperlichen Aktivität werden in der DONALD-Studie mit Fragenbögen erhoben. Ziel ist das Bilden einer Rangordnung innerhalb der Studienpopulation hinsichtlich der Höhe der körperlichen Aktivität und eine Unterscheidung von aktiven und inaktiven Probanden, nicht die Ermittlung absoluter Werte auf Individualebene. Seit Juni 2004 wird die körperliche Leistungsfähigkeit der DONALD Probanden mit einer Ground Reaction Force Platform (GRFP) [NOVOTEC Medical GmbH] erhoben.
Ernährungsprotokoll An drei aufeinander folgenden Tagen wiegen die Teilnehmer (im Kindesalter die Eltern) alle verzehrten Lebensmittel, Rezepte und Getränke mit Hilfe einer vom Studienzentrum zur Verfügung gestellten digitalen Waage (Genauigkeit: 1 g). Stillende Mütter erhalten eine Babywaage, mit der das Kind vor und nach dem Stillen gewogen wird. Beim Verzehr von Fertigprodukten wird die Marke des Produktes notiert und die Verpackungen bzw. Etiketten gesammelt und dem Protokoll beigefügt. Wird ein Lebensmittel bzw. ein Snack „außer Haus“ verzehrt und die Benutzung einer Waage ist nicht möglich, können die verzehrten Mengen in haushaltsüblichen Maßen (Teelöffel, Esslöffel, Tasse, Stück usw.) unter Angabe der Art, des Markennamens bzw. eines Rezeptes geschätzt werden. Alle protokollierten Lebensmittel werden kodiert und mit der institutseigenen Lebensmitteldatenbank LEBTAB verknüpft, um je nach Fragestellung die Zufuhr von Nährstoffen und Energie zu berechnen. LEBTAB enthält detaillierte Daten zu Nährwerten der in der DONALD-Studie protokollierten Grundnahrungsmittel, Produkte für Säuglinge und Kleinkinder, Fertigprodukte, Supplemente und diätetische Lebensmittel. Die Nährstoffdaten der Grundlebensmittel basieren auf dem Bundeslebensmittschlüssel (BLS). Nährwerte von Fertigprodukten werden anhand der deklarierten Nährstoffe und Zutatenlisten mit Berücksichtigung der gegebenenfalls durchgeführten Anreicherung geschätzt. Jedes neue oder modifizierte von den DONALD Probanden protokollierte Produkt erhält einen neuen Eintrag (Lebensmittelcode) in LEBTAB. Zusatz- und Aromastoffe werden seit 2004 qualitativ erfasst.
24-Stunden-Urin Kann das Kind die Toilette benutzen (ab dem 3.–4. Lebensjahr), wird nach einem standardisierten Prozedere ein 24-Stunden-Urin am 3. Tag der Ernährungserhebung gesammelt. Im Labor der DONALD-Studie werden nach dem Auftauen, Mischen und der genauen Bestimmung des Urinvolumens Parameter des Säure-Basen-Haushaltes, Kreatinin, Osmolalität und Harnstoff analysiert und mit handelsüblichen Teststreifen u. a. auf Leukozyten, Eiweiß und Hämoglobin hin untersucht. Von jedem 24h-Urin werden Aliquote der Proben für spätere Analysen und zukünftige Fragestellungen tiefgefroren (Urinbank, −22 °C). Bei bestimmten projektbezogenen Fragestellungen können aus den aufgetauten Proben projektspezifische Stoffwechselparameter, Biomarker und/oder ernährungs- und stoffwechselrelevante Hormonmetabolite gemessen werden.
Blutabnahme Seit Januar 2005 werden alle über 18-Jährigen zu einer Nüchternblutabnahme gebeten. In der Blutprobe wird routinemäßig ein großes Blutbild (incl. Leber- und Nierenfunktionswerte, Blutzucker, Blutfettwerte, Eisen) bestimmt. Das Serum wird durch Zentrifugation bei 3100/min gewonnen und in Fraktionen von 500 µl bei −80 °C für weitergehende Analysen gelagert. Aus den Proben werden im Rahmen von Drittmittelprojekten spezifische Parameter bestimmt (z. B. Insulin, Parameter der IGF-1-Achse, Entzündungsparameter).
Datenpool Bis 2022 wurden insgesamt 2,375 (♂: 1,177; ♀: 1,198) Teilnehmer für die DONALD-Studie rekrutiert. Aus dem Beobachtungszeitraum 1985 bis 2022 liegen ~30,700 anthropometrischen Messungen, ~19,200 Ernährungsprotokolle, ~10,600 24-h-Urine und ~1,300 Blutproben vor.I. Perrar, U. Alexy, U. Nöthlings: Cohort profile update - overview of over 35 years of research in the DONALD Nutritional and Anthropometric Longitudinally Designed (DONALD) study In: Eur J Nutr doi:10.1007/s00394-023-03290-x. PMID 38151532.
Ausgewählte Teilergebnisse Die molekularen Mechanismen, durch die körperliche Aktivität die allgemeine Gesundheit beeinflusst, sind bisher wenig bekannt. Die ungezielte Metabolomik ermöglicht eine systemweite Kartierung molekularer Störungen, die Aufschluss über physiologische Reaktionen auf regelmäßige körperliche Aktivität geben können. In der DONALD-Studie wurden die Assoziationen zwischen gewohnheitsmäßiger körperlicher Aktivität und dem Metabolom von Plasma und Urin bei Jugendlichen und jungen Erwachsenen untersucht. Die habituelle körperliche Aktivität war nur bei den männlichen Teilnehmern positiv mit dem Muster „Lipide, Aminosäuren und Xenometabolite“ in den Plasmaproben assoziiert. Bei beiden Geschlechtern wurde kein Zusammenhang zwischen körperlicher Aktivität und einzelnen Metaboliten in Plasma und Urin sowie Metabolitenmustern im Urin festgestellt. Diese explorative Auswertung deutet darauf hin, dass körperliche Aktivität mit Veränderungen einer Gruppe von Metaboliten verbunden ist, die sich im Plasmametabolitenmuster bei Männern widerspiegeln. Diese Ergebnisse können Einblicke in einige der zugrunde liegenden Mechanismen geben, die die Auswirkungen körperlicher Aktivität modulieren.S. Muli, C. Brachem u. a.: Exploring the association of physical activity with the plasma and urine metabolome in adolescents and young adults In: Nutr. Metab Band 20, Nummer 1, 2023, doi:10.1186/s12986-023-00742-3. PMID 37020289. Jugendlichen mit einem späteren Chronotyp, die ihre Mahlzeit mit der höchsten Zufuhr von Nahrungsenergie später am Tag zu sich nahmen, hatten eine höhere fettfreie Körpermasse.N. Jancovic, S. Schmitting u. a.: Alignment between timing of 'highest caloric intake' and chronotype in relation to body composition during adolescence: the DONALD study. In: Eur J Nutr. online ahead of print, doi:10.1007/s00394-023-03259-w. PMID 37863858. . Ob es einen Zusammenhang gibt zwischen der Jodversorgung, der Vererbung und kognitiven Fähigkeiten, wurde anhand der Jodausscheidung im 24h-Urin, der Genetik und einem kognitiven Test bei 238 Studienteilnehmern untersucht (mittleres Alter: 16,5 Jahre). Eine bedarfsgerechte Jodausscheidung war mit einer besseren Kognition verbunden. Der ebenfalls festgestellte Zusammenhang zwischen der Genetik und den Ergebnissen des kognitiven Tests veränderte diese Assoziation nicht.CA. Schulz, L. Weinhold u. a.: Association between urinary iodine excretion, genetic disposition and fluid intelligence in children, adolescents and young adults: the DONALD study. In: Eur J Nutr. Band 62, Nummer 6, 2023, doi:10.1007/s00394-023-03152-6. PMID 37103611, .