Untersuchung des Zusammenhangs der alimentären Fettsäurezufuhr und des Fettsäurestatus in Erythrozyten mit dem Risiko für Typ-2-Diabetes mellitus in der EPIC-Potsdam-Studie

Examination of the relation of dietary fatty acid intake and fatty acid status in erythrocytes to the risk of type 2 diabetes in the EPIC-Potsdam study

  • Hintergrund: Die langfristige Rolle von Fettsäuren (FS) in der Ätiologie des Typ-2-Diabetes ist noch nicht ausreichend erforscht. Aufgrund der bekannten Limitationen traditioneller Ernährungserhebungsinstrumente erfährt der Einsatz von FS-Biomarkern seit einiger Zeit zunehmendes Interesse. FS-Biomarker reflektieren zudem das biologisch relevante FS-Profil an der Schnittstelle zwischen der Ernährung und metabolischen Prozessen. Ziel: Das Ziel dieser Arbeit war, den Zusammenhang der FS-Zufuhr, derHintergrund: Die langfristige Rolle von Fettsäuren (FS) in der Ätiologie des Typ-2-Diabetes ist noch nicht ausreichend erforscht. Aufgrund der bekannten Limitationen traditioneller Ernährungserhebungsinstrumente erfährt der Einsatz von FS-Biomarkern seit einiger Zeit zunehmendes Interesse. FS-Biomarker reflektieren zudem das biologisch relevante FS-Profil an der Schnittstelle zwischen der Ernährung und metabolischen Prozessen. Ziel: Das Ziel dieser Arbeit war, den Zusammenhang der FS-Zufuhr, der FS-Zusammensetzung von Erythrozytenmembranen und der Aktivitäten von FS-Desaturasen mit der Inzidenz des Typ-2-Diabetes zu untersuchen. Design: Für die vorliegende Arbeit wurden die Daten der European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC)-Potsdam-Studie ausgewertet, einer prospektiven Kohortenstudie mit 27 548 Studienteilnehmern. Für die Analysen zur FS-Zufuhr fand ein Kohortendesign (n=25 069) Anwendung, während für Auswertungen zu biologischen Markern das Design einer eingebetteten Fall-Kohorten-Studie (n=2 724) gewählt wurde. Die Bestimmung der Zufuhr von FS mit der Nahrung (Erhebung mit einem Verzehrshäufigkeitenfragebogen (FFQ), FS-Zufuhr ausgedrückt als % der Energiezufuhr) und der Proportionen von FS in Erythrozytenmembranen (Bestimmung durch Gaschromatographie, FS ausgedrückt als % aller FS) erfolgte zur Basis. Ärztlich verifizierte Fälle einer inzidenten Erkrankung an Typ-2-Diabetes (n=849) wurden während einer mittleren Nachbeobachtungszeit von 7,0 Jahren identifiziert. Die Aktivitäten der Δ5-Desaturase (D5D) und Δ6-Desaturase (D6D) wurden zum einen anhand von FS-Verhältnissen in den Erythrozyten (traditioneller Ansatz) und zum anderen anhand von genetischen Varianten in den FADS1- und FADS2-Genen evaluiert, welche für diese beiden Desaturasen kodieren (Ansatz der Mendelschen Randomisierung). Zur Analyse der Zusammenhänge mit dem Diabetes-Risiko fand das proportionale Hazard-Modell nach Cox Anwendung unter Einbeziehung verschiedener Kovariate. Ergebnisse: Das FS-Profil von Erythrozytenmembranen stellte sich als starker Prädiktor des Diabetes-Risikos heraus. Die stärksten direkten Assoziationen mit dem Risiko wurden für Proportionen von γ-Linolensäure, Dihomo-γ-Linolensäure und Palmitoleinsäure beobachtet, während für die Proportion von Linolsäure die stärkste inverse Assoziation mit dem Risiko detektiert wurde. Zudem standen FS-Verhältnisse, die als geschätzte Aktivitäten von Desaturasen interpretiert werden, in einem sehr starken Zusammenhang mit dem Diabetes-Risiko. So wurde eine klare direkte Risikobeziehung für die geschätzten Aktivitäten der SCD und D6D und eine starke inverse Risikobeziehung für die geschätzte Aktivität der D5D beobachtet (traditioneller Ansatz). Unter Verwendung von Genotypinformationen für die FADS1- und FADS2-Gene konnte in der vorliegenden Arbeit die direkte Risikobeziehung für die D6D bekräftigt werden und die inverse Risikobeziehung für die D5D tendenziell auch bestätigt werden (Ansatz der Mendelschen Randomisierung). Die Nahrungszufuhr von FS laut FFQ korrelierte nur moderat bis schwach mit den entsprechenden FS-Proportionen in Erythrozyten und war, wenn überhaupt, nur schwach mit dem Diabetes-Risiko assoziiert. Schlussfolgerung: Das FS-Profil von Erythrozytenmembranen und die Aktivitäten von Desaturasen stehen in einem starken Zusammenhang mit dem Risiko für Typ-2-Diabetes. Die Beziehungen der D5D- und D6D-Aktivitäten mit dem Diabetes-Risiko sind nicht durch umgekehrte Kausalität erklärbar und können wahrscheinlich auch nicht auf Confounding zurückgeführt werden.show moreshow less
  • Background: The long-term role of fatty acids (FAs) in the etiology of type 2 diabetes remains largely unclear. Given the well-known limitations of traditional dietary assessment methods, the use of FA biomarkers has received particular interest. FA biomarkers may be measurable more accurately than dietary FAs and reflect the biologically relevant FA profile. Objective: The aim of this thesis was to investigate dietary FAs, erythrocyte membrane FAs, and activities of FA desaturases in relation tBackground: The long-term role of fatty acids (FAs) in the etiology of type 2 diabetes remains largely unclear. Given the well-known limitations of traditional dietary assessment methods, the use of FA biomarkers has received particular interest. FA biomarkers may be measurable more accurately than dietary FAs and reflect the biologically relevant FA profile. Objective: The aim of this thesis was to investigate dietary FAs, erythrocyte membrane FAs, and activities of FA desaturases in relation to the incidence of type 2 diabetes. Design: The prospective European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC)-Potsdam Study involves 27,548 subjects. A cohort design (n=25,069) was applied for dietary studies and a nested case-cohort design (n=2,724) for biomarker studies. FA intake (assessed with a food frequency questionnaire (FFQ), FA intake expressed as % of total energy intake) and erythrocyte membrane FAs (determined by gas chromatography, FAs expressed as % of total FAs) were measured at baseline and physician-confirmed incident type 2 diabetes (n=849) was assessed during a mean follow-up of 7.0 years. Δ5 desaturase (D5D) and Δ6 desaturase (D6D) activities were evaluated by using FA product-to-precursor ratios in erythrocytes (traditional approach) and by investigating variants in FADS1 and FADS2 genes that encode these desaturases (Mendelian randomization approach). Cox proportional hazards analysis with multivariable adjustments was applied to study relations to the incidence of type 2 diabetes. Results: The FA profile of erythrocyte membranes was clearly associated with diabetes risk. The strongest direct relations with risk were observed for proportions of γ-linolenic acid, dihomo-γ-linolenic acid, and palmitoleic acid, whereas the strongest inverse relation was detected for linoleic acid. Furthermore, ratios of erythrocyte FAs that reflect desaturase activities were strongly associated with diabetes incidence. FA ratios that estimate stearoyl CoA desaturase (SCD) and D6D activity were clearly positively associated with risk, whereas the FA ratio that reflects D5D activity showed a strong negative risk relation (traditional approach). The Mendelian randomization approach corroborated the direct risk relation for D6D activity and tended to support the inverse relation for D5D activity. Dietary FAs as assessed with the FFQ showed only modest to low correlations with erythrocyte FAs and were, if at all, only weakly associated with diabetes risk. Conclusions: The FA profile of erythrocyte membranes and activities of desaturases are strongly linked to the risk of type 2 diabetes. The relations of D5D and D6D activity to diabetes risk are not subject to reverse causation and are not likely to be explainable by confounding.show moreshow less

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Metadaten
Author: Janine Kröger
URN:urn:nbn:de:kobv:83-opus-30589
Advisor:Prof. Heiner Boeing
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2011/05/17
Publishing Institution:Technische Universität Berlin
Granting Institution:Technische Universität Berlin, Fakultät VII - Wirtschaft und Management
Date of final exam:2011/05/05
Release Date:2011/05/17
Tag:Biomarker; Epidemiologie; Ernährung; Fettsäuren; Typ-2-Diabetes
biomarker; epidemiology; fatty acids; nutrition; type 2 diabetes
Institutes:Institut für Gesundheitswissenschaften
Dewey Decimal Classification:610 Medizin und Gesundheit
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht mit Print on Demand (u.a. für Dissertationen empfohlen)