Fisch oder Nüsse? Auswirkungen der Ernährung auf kardiometabolische Risikofaktoren und persistente organische Schadstoffe

Heute ist mehr als ein Fünftel der erwachsenen norwegischen Bevölkerung fettleibig, und die Prävalenz von abdominaler Fettleibigkeit hat bei Frauen überproportional zugenommen. Herz-Kreislauf-Störungen (metabolisches Syndrom, Typ-2-Diabetes) führen im Zuge der Adipositas zu zunehmenden gesundheitlichen Belastungen der Bevölkerung. Persistente organische Schadstoffe (POPs) sind lipophile Chemikalien wie Dioxine, polychlorierte Biphenyle (PCBs) und chlororganische Pestizide (OPs), die sich über viele Jahre in lebenden Organismen bioakkumulieren. Beim Menschen werden POPs hauptsächlich im Fettgewebe gespeichert, und diese Chemikalien wurden im Plasma aller Bevölkerungsgruppen, einschließlich Babys, nachgewiesen. Menschen sind POPs hauptsächlich durch den Verzehr von fettreichen Lebensmitteln ausgesetzt, wobei die höchsten POP-Werte in fettem Fisch vorkommen. Aufgrund des Vorhandenseins mehrfach ungesättigter n-3-Fettsäuren wird der Verzehr von fettem Fisch allgemein mit guten Gesundheitsergebnissen in Verbindung gebracht. Allerdings stellt sich die Frage, ob POPs und andere Schadstoffe den ernährungsphysiologischen Nutzen von Fisch beeinträchtigen (5). Eine Ernährungsumstellung ist ein wichtiger Eckpfeiler der Prävention und Behandlung von Fettleibigkeit und Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD). Es gibt Hinweise darauf, dass die Mittelmeerdiät zur Vorbeugung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und zur nachhaltigen Gewichtsabnahme beiträgt. Die traditionell verzehrte mediterrane Ernährung besteht aus Brot, Hülsenfrüchten, Gemüse und Obst, Nüssen, Olivenöl und begrenztem rotem Fleisch, Fleischprodukten, Butter, harter Margarine und Zucker sowie mäßigem Alkoholkonsum. Die Akzeptanz und Durchführbarkeit der Mittelmeerdiät ist in Nicht-Mittelmeerländern und in bestimmten Gruppen begrenzt und erfordert eine Anpassung an die lokale Kultur und Normen. In Norwegen empfehlen offizielle Ernährungsempfehlungen, dass die Bevölkerung viel Gemüse, Obst, Beeren, Vollkornprodukte, Hülsenfrüchte, Nüsse und Fisch essen sollte und dass verarbeitetes und rotes Fleisch, Salz und Zucker begrenzt sein sollten (11). Nüsse sind ein Kraftpaket aus Proteinen, Ballaststoffen, ungesättigten Fettsäuren einschließlich n-3-Fettsäuren und sekundären Pflanzenstoffen und lassen sich leicht in die Ernährung integrieren. Es gibt Hinweise darauf, dass Nüsse mit verringerten Raten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Übergewicht in Zusammenhang stehen. Ernährungsempfehlungen, die das CVD-Risiko bei Patienten mit Übergewicht oder Adipositas am wahrscheinlichsten senken, sind umstritten. Wenn der regelmäßige Verzehr von fettem Fisch die Stoffwechselregulation beeinträchtigt, kann der Verzehr von Nüssen eine Alternative zu fettem Fisch sein. Ziel dieser Studie ist es, die Auswirkungen des Verzehrs von fettem Fisch im Vergleich zu Nüssen auf kardiovaskuläre Risikofaktoren und den POP-Spiegel bei Patienten mit Übergewicht oder Adipositas zu klären, bei denen das Risiko einer Herz-Kreislauf-Erkrankung besteht. 2.0 Insulinresistenz steht in engem Zusammenhang mit abdominaler Fettleibigkeit und geht mit einer Vielzahl von Veränderungen kardiometabolischer Risikofaktoren einher, darunter niedriges HDL-Cholesterin, hohe Triglyceride und subklinische Entzündungen (dargestellt als hohes CRP), Störungen, die zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen führen. Weitere Merkmale sind ein hoher Adipokinspiegel (Leptin, Visfatin) und ein verringerter Adiponektinspiegel, ein Insulin-sensibilisierendes Hormon. Klinisch ist das metabolische Syndrom durch das Vorhandensein von drei oder mehr der fünf Risikofaktoren charakterisiert, nämlich abdominale Fettleibigkeit, niedriges HDL-Cholesterin, hohe Triglyceride, hoher Nüchternglukosespiegel und hoher Blutdruck. Die Insulinresistenz lässt sich am genauesten mit der hyperinsulinämischen euglykämischen Clamp-Methode messen, diese Methode ist jedoch zeitaufwändig und kann nur auf begrenzte Proben angewendet werden. Klinisch deutet ein hoher C-Peptidspiegel auf eine Insulinresistenz hin. Der Homöostase-Modellbewertungsindex kann berechnet werden, um die Insulinresistenz (HOMA-IR) anhand der Nüchternglukose- und Insulinspiegel abzuschätzen. 3.1 Fettleibigkeit und POPs Faktoren, die die Homöostase zwischen im Fettgewebe gespeicherten POPs und den Konzentrationen im zirkulierenden Blut beeinflussen, sind nicht klar. Sowohl bei adipösen als auch bei mageren Personen wurden höhere und niedrigere POP-Werte berichtet. Diese Assoziationen können je nach Verbindung und vorheriger Exposition unterschiedlich sein. Weniger chlorierte PCBs, Dichlordiphenyldichlorethylen (DDE) und Dioxin zeigten in Daten von Senioren ein angepasstes Odds Ratio von 2-3 für abdominale Fettleibigkeit. Da es sich bei den Studien größtenteils um Querschnittsstudien handelt oder um retrospektiv erhobene Daten zur Gewichtsveränderung, bleibt der ursächliche Zusammenhang zwischen POP-Werten und Fettleibigkeit spekulativ. Gewichtsverlust verringert die Speicherung von Fettgewebe und erhöht kurzfristig die Konzentration im Blut, obwohl ein drastischer Gewichtsverlust die Gesamtbelastung des Körpers verringert. 3.3 Zuchtfische als POP-Quelle – Studien aus Norwegen Eine vielzitierte Studie aus dem Jahr 2004 ergab, dass Zuchtlachs deutlich höhere POP-Belastungen aufwies als Wildlachs und dass Zuchtlachs aus Europa deutlich stärker kontaminiert war als Zuchtlachs aus Süd- und Nordamerika. Seitdem dürfte der Gehalt an einigen POPs wie Dioxinen zurückgegangen sein, da das derzeitige Aquakulturfutter zunehmend auf Pflanzenölen basiert. Andere Schadstoffe wie OPs und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), die in Pflanzenölen allgegenwärtig sind, sind jedoch größtenteils in Zuchtfischen vorhanden. Kürzlich wurde berichtet, dass in norwegischem Lachs noch erhebliche Mengen an POPs vorhanden sind. Wichtig ist, dass der Anteil an n-3-Fettsäuren um etwa 50 % zurückgegangen ist. In norwegischen Küstenpopulationen wurden hohe POP-Werte sowie Zusammenhänge zwischen dem Verzehr von Meeresnahrungsmitteln und den POP-Konzentrationen festgestellt (26, 27). Weitere Studien haben gezeigt, dass fetter Fisch sowohl bei hohen als auch bei bevölkerungsrepräsentativen Fischkonsumenten in Norwegen die Hauptquelle für PCB und Dioxine ist. Es wurden klare Korrelationen zwischen der geschätzten Aufnahme und den Blutkonzentrationen von POPs gezeigt. 4.1 Nüsse und Herz-Kreislauf-Erkrankungen In den letzten Jahren durchgeführte systematische Überprüfungen und Metaanalysen belegen nachdrücklich einen protektiven Zusammenhang zwischen dem Verzehr von Nüssen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Im Jahr 2014 erschienen drei Metaanalysen. Studien ergaben, dass der Verzehr von Nüssen umgekehrt mit ischämischer Herzkrankheit, allgemeiner Herz-Kreislauf-Erkrankung und Gesamtmortalität assoziiert war, jedoch nicht signifikant mit Diabetes und Schlaganfall verbunden war. Es wurde ein umgekehrter Zusammenhang zwischen dem Verzehr von Nüssen und dem Auftreten von ischämischer Herzkrankheit und Diabetes festgestellt, jedoch nicht mit Schlaganfall. Es wurde eine lineare Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen dem Verzehr von Nüssen und dem Risiko einer koronaren Herzkrankheit (KHK) festgestellt, wobei das KHK-Risiko mit jeder Portion/Woche um 5 % sank. Eine randomisierte Ernährungsstudie lieferte experimentelle Beweise für die schützende Wirkung von Nüssen bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Teilnehmer im Alter von 55 bis 80 Jahren und mit einem hohen Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen wurden nach dem Zufallsprinzip einer von drei Ernährungsinterventionen zugeteilt: Mittelmeerdiät, ergänzt mit nativem Olivenöl oder Nüssen (ca. 30 g/Tag gemischte Nüsse) oder einer fettarmen Diät. Der primäre Endpunkt war die Rate schwerwiegender kardiovaskulärer Ereignisse (Myokardinfarkt, Schlaganfall oder Tod aus kardiovaskulären Gründen) und die mittlere Nachbeobachtungszeit betrug 4,8 Jahre. Die multivariablenbereinigte Hazard Ratio für die Gruppe, die einer Mittelmeerdiät mit Nüssen zugeordnet war, betrug 0,72 im Vergleich zur Kontrollgruppe. 4.2 Nüsse und Körpergewicht Obwohl Nüsse ein energiereiches Lebensmittel sind, scheint der Verzehr von Nüssen nicht mit einem erhöhten Körpergewicht verbunden zu sein. Eine 2013 durchgeführte Metaanalyse ergab 33 relevante klinische Studien zur Nussaufnahme, die Ergebnisse zum Körpergewicht lieferten. Im Vergleich zu Kontrolldiäten führten mit Nüssen angereicherte Diäten nicht zu einer Erhöhung des Körpergewichts, des BMI oder des Taillenumfangs. Die Auswirkungen von Nüssen auf die Energie wurden kürzlich zusammengefasst. Nüsse zeichnen sich durch einen hohen Sättigungswert aus, der zu starken kompensatorischen Reaktionen der Ernährung, einer ineffizienten Absorption der darin enthaltenen Energie und einer verstärkten Fettoxidation führt. 4.3 Nüsse und kardiometabolische Risikofaktoren In experimentellen Studien wurden eine Reihe von Mechanismen untersucht, die mutmaßliche Erklärungen für die schützende Wirkung von Nüssen auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen liefern. Wirkungen konnten vor allem bei Walnüssen, Haselnüssen, Mandeln und Pistazien nachgewiesen werden. Der Verzehr von Walnüssen verbesserte nachweislich die Endothelfunktion bei übergewichtigen Erwachsenen mit viszeraler Fettleibigkeit. Mittelmeerdiäten, ergänzt mit Olivenöl oder Nüssen, reduzierten den ambulanten 24-Stunden-Blutdruck, den Gesamtcholesterin- und Nüchternglukosespiegel sowie das umgekehrte metabolische Syndrom und verlagerten die Lipoprotein-Subfraktionen in ein weniger atherogenes Muster. Mit Haselnüssen angereicherte Diäten verbesserten die Endothelfunktion, verhinderten die LDL-Oxidation und senkten Entzündungsmarker zusätzlich zu ihrer lipidsenkenden Wirkung. Nüsse könnten eine Alternative zu fettem Fisch in der Ernährung sein, sowohl für Personen, die sich vegetarisch ernähren möchten, für diejenigen, die Schadstoffe vermeiden möchten, als auch zur Verbesserung der Risikofaktoren für Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei Personen mit hohem Risiko. Uns sind jedoch keine Studien bekannt, die Risikofaktoren für Herz-Kreislauf-Erkrankungen in der Ernährung mit Nüssen und fettem Fisch verglichen haben.

5.0 Ziele der Studie und Haupthypothesen

1. an eine Kontrollgruppe, die weder Nüsse noch fetten Fisch verzehrt
2. an eine Gruppe, die fetten Fisch verzehrt

Hypothesen:

1. Die Forscher gehen davon aus, dass der Verzehr von fettem Fisch den POP-Spiegel bei übergewichtigen und fettleibigen norwegischen Männern und Frauen erhöht.
2. Die Forscher gehen davon aus, dass der Verzehr von fettem Fisch die Marker des kardiometabolischen Risikos bei übergewichtigen und fettleibigen norwegischen Männern und Frauen verändern wird.
3. Die Forscher gehen davon aus, dass der Verzehr von Nüssen die Marker für kardiometabolische Risiken bei übergewichtigen und fettleibigen norwegischen Männern und Frauen verbessert, sowohl im Vergleich zu einer Kontrollgruppe, die keine Nüsse konsumiert, als auch zu der Gruppe, die fetten Fisch konsumiert. Variablen, Nachbeobachtung und Endpunkte: Klinikbesuche werden in den ersten 12 Wochen in zweiwöchentlichen Abständen geplant, um die Stabilität des Körpergewichts in beiden Gruppen und die Compliance sicherzustellen. Vitalfunktionen und Gewicht werden bei Besuchen auf standardisierte Weise gemessen. Eine Teilstichprobe von jeweils 15 Teilnehmern der Fisch-, Nuss- und Kontrollgruppe wird einer hyperinsulinämischen euglykämischen Klemme unterzogen, um die Insulinsensitivität und -resistenz zu Studienbeginn und nach drei Monaten zu bewerten. Für die POP-Analyse werden die Proben bei -70 Grad Celsius eingefroren und ansatzweise auf die folgenden 21 POPs analysiert, bei denen der Verdacht besteht, dass sie stark als endokrine und metabolische Disruptoren wirken:14 PCB, einschließlich dioxinähnlicher PCB und nicht dioxinähnlicher PCB, 5 , 2,2',4,4'-Tetrabrombiphenylether und 1 Dioxin. Aussagekraft: Ähnliche Studien wie die aktuelle wurden bisher nicht durchgeführt, um bei der Berechnung der Stichprobengröße zu helfen, es wird jedoch versucht, dies zu tun. In einem Zeitraum von sechs Monaten kann eine möglicherweise klinisch relevante Veränderung der POPs ein Anstieg von 15–20 % sein – dies entspricht auch dem Unterschied der PCBs zwischen repräsentativen und hohen Konsumenten in Norwegen (29). Die Studie wird 40 Teilnehmer in jeder Gruppe umfassen, um Abbrecher für insgesamt 120 Teilnehmer zu ermöglichen. Klinische Bedeutung der Studie: Wenn ein Anstieg der POP-Werte beobachtet wird und mit kardiometabolischen Risiken korreliert, kann dies darauf hinweisen, dass ein kausaler Zusammenhang zwischen POPs und kardiometabolischen Erkrankungen und Risikofaktoren, insbesondere Typ-2-Diabetes, weiter untersucht werden muss. Wenn der Verzehr von fettem Fisch das kardiometabolische Risiko erhöht, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass die aktuellen Ernährungsempfehlungen überdacht werden müssen. Wenn der Verzehr von Nüssen die Risikofaktoren für Herz-Kreislauf-Erkrankungen im Vergleich zum Verzicht auf Nüsse oder zum Verzehr von fettem Fisch verbessert, könnte dies eine wichtige Ernährungsinformation für Bevölkerungsgruppen mit einem hohen Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen sein.

4.3 Statistische Analysen Die statistische Analyse folgt dem Intent-to-Treat-Prinzip mit zusätzlichen ergänzenden Analysen der Pro-Protokoll-Population. Die Datenanalyse für Veränderungen bei POPs und CVD-Risikofaktoren umfasst alle randomisierten Personen, die die 12-wöchige erste Studienphase abschließen (Intention-to-Treat-Analyse – primäres Ergebnis). Diese Analyse wird wiederholt und schließt nur Pro-Protokoll-Teilnehmer ein, die eine Einhaltung von über 80 % bei den zugewiesenen Lebensmitteln verzeichneten (vollständige Analyse – sekundäres Ergebnis). Zwischen Gruppen werden Vergleiche von Veränderungen der POPs und CVD-Risikofaktoren mithilfe des T-Tests unabhängiger Stichproben durchgeführt. In der Studie wird die Fischgruppe mit der Kontrollgruppe und der Nussgruppe verglichen. Vergleiche innerhalb der Gruppe werden mithilfe des gepaarten T-Tests durchgeführt. P-Werte <0,05 werden als statistisch signifikant angesehen.