The effects of fat amount and fatty acid composition on postprandial metabolic events in older adults with a risk phenotype for cardiometabolic diseases

Abstract

Due to frequent food intake, most humans spend the majority of the day in the postprandial state, associated with alterations in blood concentrations of triglycerides (TGs), glucose, and insulin. The meal composition is known to influence the postprandial response. According to the current knowledge, an excessive metabolic response increases the risk of cardiovascular diseases (CVDs). Strategies to mitigate the metabolic response could contribute to reducing the risk of CVDs. <br/> The core of this thesis was a randomized controlled crossover trial of the acute metabolic and vascular effects of four isoenergetic, isonitrogenous meals enriched with 25 or 50 g of canola oil (rich in unsaturated fatty acids [FAs]) or coconut oil (rich in saturated FAs [SFAs]) in 29 participants at increased risk for cardiometabolic diseases. In the fasting state and during a postprandial period of 6 h, blood samples for the analysis of parameters of lipid and glucose metabolism as well as parameters of pro-inflammatory and pro-oxidative processes were collected. In addition, serum concentrations of individual FAs were measured and parameters of arterial stiffness were determined. The main findings were that canola oil induced a stronger TG and interleukin-6 response than coconut oil. Serum concentrations of lauric and myristic acid were higher after coconut oil, while serum concentrations of oleic, linoleic, and alpha-linolenic acid were higher after canola oil. Compared to 25 g test oil, 50 g test oil elicited a stronger TG response but lower glucose and insulin responses. The parameters of arterial stiffness decreased postprandially, independent of fat amount and FA composition. <br/> The intervention study was complemented by two systematic reviews of the effects of fat amount and FA composition on lipemia and vascular function. The first review revealed that in individuals with increased CVD risk, SFA-rich meals often induce a stronger TG response than meals rich in unsaturated FAs, whereas the TG response in metabolically healthy individuals is not influenced by the FA composition. The analysis confirmed the influence of fat amount on lipemia. The second review showed that the FA composition largely has no influence on the postprandial vascular function. <br/> Data demonstrate that the fat amount and FA composition of a meal are relevant determinants of acute metabolic processes.

Aufgrund häufiger Nahrungsaufnahme verbringen die meisten Menschen einen Großteil des Tages im postprandialen Zustand, einhergehend mit Veränderungen der Blutkonzentrationen von Triglyzeriden (TG), Glukose und Insulin. Die Mahlzeitenzusammensetzung beeinflusst die postprandiale Reaktion. Nach derzeitigem Kenntnisstand erhöht eine übersteigerte Stoffwechselantwort das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen (HKEs). Strategien zur Abmilderung der Stoffwechselreaktion könnten zur Verringerung des HKE-Risikos beitragen. <br/> Kern dieser Arbeit war eine randomisierte kontrollierte Crossover-Studie zu den akuten metabolischen und vaskulären Effekten von vier isoenergetischen, isonitrogenen Mahlzeiten, angereichert mit 25 oder 50 g Rapsöl (reich an ungesättigten Fettsäuren [FS]) oder Kokosöl (reich an gesättigten FS [SAFAs]), bei 29 Teilnehmern mit erhöhtem Risiko für kardiometabolische Erkrankungen. Nüchtern sowie über 6 Stunden postprandial wurden Blutproben für die Analyse von Parametern des Lipid- und Glukosestoffwechsels sowie von Parametern proinflammatorischer und prooxidativer Prozesse entnommen. Zudem wurden die Serumkonzentrationen einzelner FS gemessen und Parameter der arteriellen Gefäßsteifigkeit bestimmt. Die zentralen Ergebnisse waren, dass Rapsöl eine stärkere TG- und Interleukin-6-Reaktion auslöste als Kokosöl. Die Serumkonzentrationen an Laurin- und Myristinsäure waren nach Kokosöl höher, während die Serumkonzentrationen an Öl-, Linol-, und Alpha-Linolensäure nach Rapsöl höher waren. Im Vergleich zu 25 g Testöl lösten 50 g Testöl eine stärkere TG-Antwort, aber schwächere Glukose- und Insulinantworten aus. Die Parameter der arteriellen Gefäßsteifigkeit sanken postprandial, unabhängig von Fettart und Fettmenge. <br/> Die Interventionsstudie wurde durch zwei Übersichtsarbeiten zu den Effekten von Fettmenge und FS-Zusammensetzung auf die Lipämie und Gefäßfunktion ergänzt. Die erste Analyse ergab, dass bei Personen mit erhöhtem HKE-Risiko SAFA-reiche Mahlzeiten im Vergleich zu Mahlzeiten reich an ungesättigten FS oft eine stärkere TG-Antwort auslösen, während die FS-Zusammensetzung die TG-Reaktion bei Stoffwechselgesunden nicht beeinflusst. Die Analyse bestätigte den Einfluss der Fettmenge auf die Lipämie. Die zweite Analyse zeigte, dass die FS-Zusammensetzung meist keinen Einfluss auf die postprandiale Gefäßfunktion hat. <br/> Die Daten zeigen, dass die Fettmenge und FS-Zusammensetzung einer Mahlzeit relevante Determinanten akuter Stoffwechselprozesse sind.