Nutritional epidemiology: new insights for meal analysis
Schwedhelm Ramirez, Carolina
By retaining the meal structure of repeated non-consecutive 24-hour diet recalls in a sample of 814 adults from an EPIC-Potsdam sub-cohort study, we aimed to investigate the role of meals in the formation of commonly-used habitual dietary patterns, the origin of variance in dietary intake, as well as the relative importance of predictors of intake in the context of meals and individuals.
A commonly used method (Principal Component Analysis, PCA) and a novel method (networks using Gaussian Graphical Models, GGM) for deriving habitual dietary patterns were applied to habitual and meal-specific food intakes and compared to the correlation and consistency of consumption structures between 39 food groups. Multi-level linear regression models were applied to investigate variance in energy and macronutrient intake in the meal and participant levels and important predictors of intake were identified. Energy misreporting was considered in sensitivity analyses.
The findings showed different correlation structures between meals. Breakfast was the most consistent meal across the days, but dinner was the meal that contributed the most to the formation of habitual dietary patterns. Variance in energy and macronutrient intake was mostly explained by differences between meal types but not between individuals. Place of meal was the most important intake-level predictor of energy and macronutrient intake. Week/weekend day was important in the breakfast meal, and prior interval (hours passed since last meal) was especially important for the afternoon snack and dinner for carbohydrate intake. On the participant level, sex was the main predictor of energy and macronutrient intake. Energy misreporting accounted for a substantial proportion of the explained variance in carbohydrate intake, especially at the afternoon snack.
In conclusion, this thesis revealed that meals are important units of investigations for understanding habitual dietary intake and eating behavior. The here applied statistical methods offer a novel way to study diet in the context of meals and should be applied to different populations to better understand their eating behavior. This knowledge will provide pivotal information useful for planning interventions aiming to influence dietary intake.
Die Rolle von Mahlzeiten in der Entstehung von häufig verwendeten habituellen Ernährungsmustern wurde untersucht. Im Speziellen wurden dabei der Ursprung der Varianz in der Nahrungsaufnahme und die relative Wichtigkeit von Prädiktoren für die Aufnahme im Rahmen von Mahlzeiten und Individuen betrachtet.
Die Datenanalyse basiert auf drei 24-Stunden-Ernährungsprotokollen von 814 Erwachsenen aus einer Querschnittsstudie der EPIC-Potsdam-Kohorte. Verzehrsdaten wurden in 39 Lebensmittelgruppen eingeordnet. Zwei Methoden, eine etablierte (Hauptkomponentenanalyse, PCA) und eine neuere (Netzwerke mit Gaussian Graphische Modelle, GGM) wurden zur Ableitung von Ernährungsmustern auf habituelle und Mahlzeit-spezifische Ernährungsdaten angewendet und bezüglich Korrelation und Konsistenz verglichen. Lineare multi-level Regressionsmodelle wurden angewendet, um die Varianz der Energie- und Makronährstoffaufnahme auf Mahlzeiten- und Teilnehmerebene zu untersuchen, wodurch wichtige Prädiktoren für die Aufnahme identifiziert wurden. Falschangaben in der Energieaufnahme (Under-/Over-reporting) wurden in Sensitivitätsanalysen berücksichtigt.
Unsere Ergebnisse zeigten unterschiedliche Korrelationsstrukturen zwischen den Mahlzeiten. Das Frühstück war die konsistenteste Mahlzeit über die Tage hinweg, aber das Abendessen war die Mahlzeit, die am meisten zur Entstehung habitueller Ernährungsmuster beitrug. Die Varianz bei der Aufnahme von Energie und Makronährstoffen wurde hauptsächlich durch Unterschiede zwischen den Mahlzeitentypen und nicht zwischen Individuen erklärt. Der Ort der Mahlzeit (z.B. außerhaus, zuhause) war der wichtigste Indikator für Energie- und Makronährstoffaufnahme. Ob es Wochentag oder Wochenendtag war, war beim Frühstück relevant, während der zeitliche Abstand zur letzten Mahlzeit besonders wichtig für den Nachmittagssnack und das Abendessen für Kohlehydrataufnahme war. Auf der Ebene der Teilnehmer war Geschlecht der Hauptindikator für Energie- und Makronährstoffaufnahme. Ein wesentlicher Teil der erklärten Varianz für Kohlehydrataufnahme, insbesondere beim Nachmittagssnack, entfiel auf Falschangaben in der Energieaufnahme.
Zusammenfassend konnte in dieser Promotionsschrift gezeigt werden, dass Mahlzeiten wichtige Untersuchungseinheiten sind, um die habituelle Ernährung und die Entstehung von Essgewohnheiten zu verstehen. Die verwendeten statistischen Methoden bieten einen neuartigen Weg, Ernährung im Kontext von Mahlzeiten zu untersuchen. Solche Methoden sollten auf verschiedene Bevölkerungen angewendet werden, um ihre Essgewohnheiten besser zu verstehen. Dieses Wissen liefert wichtige Informationen um Maßnahmen zur Beeinflussung der Nahrungsaufnahme zu entwerfen.
