Patrón dietético rico en (poli)fenoles y salud cardiometabólica en el estudio MAX: Subcohorte “Diet, Cancer and Health – Next Generations (DCH-NG)

Abstract

[spa] La transición epidemiológica y demográfica en los últimos siglos ha influenciado en los patrones de salud y enfermedad de la población mundial, alcanzando nuevos hitos y desafíos para la sociedad actual. A pesar de los avances en ciencia, tecnología e investigación en medicina y salud, hemos visto un creciente aumento de enfermedades crónicas no transmisibles que se asocian, en parte, a estilos de vida poco saludables tales como inactividad física y sedentarismo, consumo de sustancias tóxicas y malos hábitos alimentarios, entre otros. La complejidad de un evento de salud precede e interactúa con múltiples determinantes, sin embargo, las características individuales y el comportamiento humano tendrían un rol fundamental en su prevención y tratamiento. Asimismo, se ha establecido que un sistema alimentario sano, sostenible e integral, y una mayor adherencia a patrones dietéticos saludables tendría una positiva relación con la salud individual y colectiva de la población. Es por lo cual que el campo de la epidemiologia nutricional se ha posicionado como una herramienta eficaz para el estudio de la relación entre la dieta, salud y enfermedad. La promoción de una alimentación equilibrada que proporcione un adecuado balance de energía, nutrientes y ciertos componentes dietéticos, favorecería un estado fisiológico de bienestar. Últimamente se ha presenciado un mayor interés en ciertos fitoquímicos tales como los (poli)fenoles, que tendrían un factor protector para la salud. Previamente a introducirse al estudio y temática principal en el cual se anido la presente tesis doctoral, se desarrollaron trabajos de investigación de pre entrenamiento conceptual y metodológico relacionado a la variable de exposición (i.e. enfoque dietético) y resultado (i.e. factores cardiometabólicos) en participantes adultos y adultos mayores de la Encuesta Nacional de Salud de Chile. El primer estudio asoció el consumo de cereales integrales con factores de riesgo

cardiometabólico y la segunda investigación analizó la adherencia de un score de alimentación saludable con la depresión mayor. Ambos temas de investigación permitieron experimentar un fortalecimiento en el abordaje técnico y científico de las variables de estudio que fueron aplicadas en esta encuesta poblacional que tuvo un diseño observacional, aleatorio y estratificado. El principal objetivo de esta tesis doctoral fue estudiar la adherencia de un patrón dietético rico en (poli)fenoles dietarios y su asociación con parámetros de salud, especialmente en factores de riesgo cardiometabólico. Se llevaron a cabo dos etapas previas para estudiar esta asociación, la primera consistió en una estimación de (poli)fenoles y patrones dietéticos mediante cuestionarios de consumo alimentario y, en una segunda etapa, se identificaron biomarcadores plasmáticos de exposición para predecir patrones dietéticos, específicamente el PDI (del inglés, plant-based diet indices) y sus diferentes versiones, general, saludable y menos saludable. La hipótesis y los objetivos de estudio han sido desarrollados en participantes de la sub-cohorte DCH-NG MAX (del inglés, Diet Cancer Health Next-Generations) del proyecto DiGuMet. El diseño de estudio del estudio MAX permitió un seguimiento de un año con mediciones en tres tiempos: basal, 6 y 12 meses. Por tanto, el primer objetivo fue desarrollar un análisis descriptivo de la ingesta dietaria de todos los (poli)fenoles individuales y totales de ingesta para sus clases y subclases según evento de comida, e identificar sus principales fuentes alimentarias usando recordatorios dietéticos de 24 horas para cada tiempo. Como un segundo objetivo, se realizó una comparación de la ingesta de flavonoides usando diferentes métodos de estimación según las bases de datos de USDA y Phenol-Explorer (PE), en los participantes de la sub-cohorte. Lo anterior con el fin de dilucidar más allá de un aspecto metodológico y analítico, si existen diferencias que podrían afectar un análisis conjunto o comparativo entre distintos estudios de investigación y a su vez, proporcionar recomendaciones específicas para ello.

Desde un análisis observacional prospectivo, se trabajaron las asociaciones entre la ingesta total de (poli)fenoles dietéticos y sus clases con el síndrome metabólico (MetS, del inglés, metabolic syndrome) y factores de riesgo cardiometabólico. Estos análisis se llevaron a cabo mediante modelos lineales mixtos generalizados para muestras repetidas. Por otra parte, y con el mismo enfoque estadístico, se crearon distintos patrones dietéticos (ej.: PDIs) que fueron asociados con los factores de riesgo cardiometabólicos. Adicionalmente, se identificaron metabolitos plasmáticos como biomarcadores de predicción/exposición de los patrones dietéticos con el fin de establecer una aproximación sobre el perfil metabolómico, y determinar su asociación y/o explicación con desenlaces en salud. Los resultados de los análisis de asociación han mostrado un efecto positivo, es decir, una relación inversa tanto para: i) la mayor ingesta de (poli)fenoles dietarios, y ii) clases de flavonoides y ácidos fenólicos, iii) como la mejor adherencia a los patrones basados en plantas (versión saludable), con el MetS y ciertos factores de riesgo cardiovascular (principalmente para riesgo elevado de circunferencia de cintura y presión arterial, y bajo colesterol C-HDL). El estudio metabolómico proporcionó para cada patrón dietético distintos perfiles de metabolitos plasmáticos, lo cual permitió seleccionar importantes metabolitos de intersección entre ellos, los cuales fueron asociados inversamente a factores de riesgo cardiometabólico. Nuestros hallazgos tienen distintas implicancias tanto para los enfoques descriptivos y comparativos de los (poli)fenoles dietarios, como también para recomendaciones de una mejor adherencia a patrones dietéticos saludables y ricos en (poli)fenoles, ya que estos podrían reducir el riesgo de síndrome metabólico y ciertos factores de riesgo cardiovascular en adultos. Por otra parte, se refuerza la importancia de la calidad y procedencia de los alimentos de origen vegetal para la prevención de factores de riesgo cardiovascular. Finalmente, el poder trabajar con un perfil metabolómico dirigido puede ser una medida objetiva y una metodología complementaria (de preferencia) a las mediciones obtenidas a partir de los reportes dietéticos, y ser un aliado para tener una mejor comprensión de ciertos procesos biológicos resultantes de la interacción entre la dieta, el microbioma intestinal y el organismo, y su asociación con la salud humana.

[eng] The epidemiological and demographic transition in recent centuries has influenced the general patterns of health and disease of the world population, reaching new milestones and challenges within society. Despite advances in science, technology, and research in medicine and health fields, we have seen a growing increase in chronic non-communicable diseases that are associated, in part, with unhealthy lifestyles such as physical inactivity and sedentary lifestyle, consumption of contaminants or drugs, and bad eating habits, among others The complexity of a health event precedes and interacts with multiple determinants; however, individual characteristics and human behavior play a fundamental role in its prevention and treatment. Likewise, it has been established that a healthy, sustainable and integrate food system, and higher adherence to healthy dietary patterns would have a positive relationship with the individual and collective health of the population. That is why the field of nutritional epidemiology has positioned itself as an effective tool for the study of the relationship between diet, health and disease. The promotion of an equilibrated diet that provides an adequate balance of energy, nutrients and dietary components, would support a physiological state of well-being. Lastly, there has been a greater interest in certain phytochemicals such as (poly)phenols that would have a protective effect on human health. Prior to the introduction of the main study in which the present doctoral thesis was nested, both conceptual and methodological pre training research works related to the variables of exposure (i.e., dietary approach) and outcome (i.e., cardiometabolic risk factors) were developed in adult and older adults of the National Health Survey of Chile. The first study associated the consumption of whole grains with cardiometabolic risk factors and the second study analyzed the adherence of a healthy eating score with major depression. Both research topics allowed to

experience a strengthening in the technical and scientific approach of the study variables that were applied in this population survey that had an observational, random and stratified design. The main objective of this doctoral thesis was to study the adherence to a polyphenol-rich dietary pattern and its association with health outcomes, especially cardiometabolic risk factors. Two previous stages were carried out to study this association, the first consisted of an estimation of polyphenols and dietary patterns through food questionnaires (mainly 24-HDRs) and, in the second stage, plasma exposure biomarkers were identified to predict dietary patterns (PDIs: overall, healthy and unhealthy versions). The hypothesis and objectives of the study have been developed in participants of the DCH-NG (Diet Cancer Health – Next Generations) MAX sub-cohort of the DiGuMet project. The MAX study design allowed a one-year follow-up with measurements at three times: baseline, 6, and 12 months. Therefore, the first objective was to develop a descriptive analysis of total polyphenols and total intakes for their classes and subclasses by meal event, and to identify their main food sources using 24-h dietary recalls for each time. As a second objective, a comparison of flavonoid intake was performed using different estimation methods according to the USDA and Phenol-Explorer (PE) databases, in the sub-cohort participants. The foregoing is in order to elucidate beyond a methodological and analytical issue if there are differences that could affect a joint or comparative analysis between different studies and, in addition, provide specific recommendations for it. The associations between the total intake of dietary polyphenols and their classes with metabolic syndrome (MetS) and cardiometabolic risk factors in a prospective observational analysis have been performed using generalized mixed linear models (GLMM) for repeated samples. On the other hand, and with the same statistical approach, different dietary patterns (PDIs) were created

that were associated with cardiometabolic risk factors. Additionally, plasma metabolites were identified as predictive/exposure biomarkers of dietary patterns in order to establish an approximation of the metabolomics profile, and determine their association and/or explanation with health outcomes. The results of the association analyzes have shown a positive effect, that is, an inverse relationship for i) the highest intake of dietary polyphenols, and ii) classes of flavonoids and phenolic acids, iii) and the higher adherence to the plant-based dietary patterns (healthy version), with the MetS and certain cardiovascular risk factors (mainly for elevated risk of waist circumference and blood pressure, and low HDL-C cholesterol). The metabolomic study provided different profiles of plasma metabolites for each dietary pattern, which create it possible to select important intersecting metabolites between them and that were inversely associated with cardiometabolic risk factors. Our findings have distinct implications for both descriptive and comparative approaches to dietary polyphenols, but also for recommendations for improved adherence to healthy and polyphenol-rich dietary patterns, as these could reduce the risk of metabolic syndrome and certain cardiovascular risk factors in adults. Moreover, the importance of the quality and origin of plant- based foods for the prevention of cardiovascular risk factors is reinforced. Ultimately, working with a targeted metabolomic approach can be an objective and alternative methodology (preferably) for measuring the assessments obtained from dietary questionnaires. In addition, metabolomics can be an ally to capture and better understanding of biological responses derived from the interaction between diet, human gut microbiome and host responses, and its association with human health.