Effects of targeted lifestyle interventions in healthy volunteers and relatives of type 2 diabetic patients : focus on dietary assessment

HINTERGRUND - Typ 2 Diabetes (T2D) hat sich zu einer globalen Gesundheitsbelastung mit steigender Tendenz entwickelt. Obwohl Lebensstilinterventionen den Ausbruch der Krankheit verzögern können, ist deren Effektivität Schwankungen innerhalb und zwischen den untersuchten Populationen unterworfen. Dies begründet den Bedarf an genaueren Erkenntnissen betreffend individueller Wirkungsmechanismen der Diabetes Präventionsstrategien, insbesondere bei Hochrisikogruppen mit "Prädiabetes", wie den Nachkommen von Typ 2 Diabetikern (REL). DESIGN UND METHODEN - Die RECO-Studien (REsistance versus COnditioning training on insulin action, glucose transport, ATP synthesis and lipid deposition in skeletal muscle of relatives of type 2 diabetic patients) untersuchten die Auswirkungen von körperlichem Training auf die Beeinflussung des Stoffwechsels der Skelettmuskulatur und Insulinresistenz durch Genpolymorphismen. In der RECO 1 Studie vollzogen 24 REL und 12 Kontrollteilnehmer ein Kurzzeit-Training, wohingegen die RECO 2 Studie bei je 8 REL die Auswirkungen eines moderaten sechsmonatigen Widerstandtrainings oder Ausdauertrainings untersuchte. In dieser Dissertation wird der Fokus auf die Bewertung und Analyse des Ernährungsstatus der Studienteilnehmer und deren Nahrungsaufnahme gelegt, mit dem Ziel die Ernährung der Gruppen zu vergleichen und eine gut ausgewogene isokalorische Ernährung sicherzustellen. Die Nahrungsaufnahme wurde an Hand von Ernährungsprotokollen und einem Verzehrserhebungsfragebogen (food frequency questionnaire (FFQ)) überwacht und evaluiert. Der verwendete FFQ wurde mit 7-Tages Protokollen als Referenzmethode validiert, um ein praktisches Instrument für die Bewertung von gewohnheitsmäßiger Energie- und Nahrungsaufnahme in Gruppen mit erhöhtem Diabetesrisiko zu etablieren, welches das zweite Ziel dieser Dissertation war. Die FFQ Studie beruht auf der Hypothese, dass der aktuelle FFQ die Nahrungsaufnahme adäquat erhebt und zur Einschätzung der Ernährung bei gesunden Menschen, Prädiabetikern und Diabetikern eingesetzt werden kann. ERGEBNISSE - Der Ernährungsstatus der untersuchten Gruppen, sowie deren Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme an den Tagen vor den Untersuchungen waren vergleichbar. Die Einhaltung der isokalorischen Ernährung während des Untersuchungszeitraumes wurde sichergestellt. In der FFQ Studie wurden alle Analysen für die Gesamtgruppe und die Subgruppen REL, Patienten mit Diabetes (DIAB) und gesunden Kontrollpersonen ohne familiärer Vorgeschichte von T2D (CON) durchgeführt. In der Gesamtgruppe waren die Ergebnisse für die Energieaufnahme und die Nährstoffaufnahmen in Gramm assoziiert, mit weiten Schwankungsbreiten und Korrelationskoeffizienten zwischen 0.23 und 0.72; P<0.02. Der Vergleich des ersten und zweiten FFQs erreichte Korrelationskoeffizienten zwischen 0.34 und 0.72; P<0.001, allerdings unterschätzte der zweite FFQ die Gesamtenergie und Nährstoffaufnahme (P<0.01), wobei hier DIAB und REL etwas bessere Ergebnisse als CON erzielten. SCHLUSSFOLGERUNGEN - Ergebnisse der Bewertung und Analyse des Ernährungsstatus der Studienteilnehmer, deren Nahrungsaufnahme an den Tagen vor den RECO Untersuchungen und die isokalorische Ernährung der Gruppen stellten optimale Bedingungen sicher, um ausschließlich die Effekte des körperlichen Trainings beurteilen zu können. Die Hypothese der FFQ Studie wurde bezüglich der Gesamtenergie und der meisten, aber nicht aller, Nährstoffe bestätigt. Vor allem die Beurteilung des Fettsäurenmusters ist verzerrt. Eine Verbesserung des Fragebogens und dessen Auswertung wären erforderlich, um den FFQ in epidemiologischen und Interventionsstudien als Messinstrument für Änderungen der Nahrungsaufnahme und des Ernährungsverhaltens einsetzen zu können. Nichtsdestotrotz konnte gezeigt werden, dass der untersuchte FFQ ein valides und praktisches Instrument für die Bewertung von gewohnheitsmäßiger Energie- und Nahrungsaufnahme darstellt.OBJECTIVE - Type 2 diabetes (T2D) has become a global burden with rapidly increasing incidence. Although lifestyle modifications can delay the onset of T2D, the efficacy of these strategies is subject to large differences within and across populations. Hence the need for better insights into individual mechanisms of action of lifestyle modification as a diabetes prevention strategy, especially for high-risk groups with "prediabetes" such as relatives of T2D-affected parents (REL). RESEARCH DESIGN AND METHODS - The RECO studies (REsistance versus COnditioning training on insulin action, glucose transport, ATP synthesis and lipid deposition in skeletal muscle of relatives of type 2 diabetic patients) explored the effects of exercise on the interaction of skeletal muscle metabolism and insulin resistance with gene polymorphisms. The RECO 1 study examined short-term exercise training in 24 glucose-tolerant REL and 12 controls, whereas the RECO 2 study investigated the effects of a 6-month moderate resistance or endurance training in 8 glucose-tolerant REL per group. This thesis focuses on the assessment and analysis of the nutritional status of participants. My aim was to assess the participants' nutrient intake on days before the tests and to ensure a well-balanced isocaloric diet during the study. The diet was assessed and supervised via dietary records and food frequency questionnaires (FFQ). The specific FFQ used was validated with 7-day food records (7-d Record) as a reference method to establish a convenient instrument for the dietary assessment of habitual energy and nutrient intake in groups at increased risk of T2D, which was the second aim of the thesis. To evaluate its reproducibility, the FFQ was completed twice at a 3-month interval. The hypothesis underlying the FFQ study is that the present FFQ adequately estimates nutrient intakes and can be used for nutrition assessment in healthy humans, in prediabetes and diabetes cohorts. RESULTS - The nutritional status of the participants, assessed via FFQ, was shown to be comparable for the investigated groups. Nutrient and fluid intake on days before the tests showed comparable between-group and within-group results. The adherence to a well-balanced isocaloric diet during the study was ascertained. In the FFQ study, all analyses were performed regarding the entire group and the subgroups REL, patients with overt diabetes (DIAB) and healthy volunteers without a family history of diabetes (CON). Results for total energy and gram intakes of nutrients estimated via FFQ and 7-d Record were associated with wide limits of agreement. In the entire group, correlation coefficients were in the range from 0.23 to 0.72; P<0.02. Comparison of the first and second FFQ revealed correlation coefficients between 0.34 and 0.72; P<0.001, but the second FFQ underestimated total energy and macronutrient intakes (P