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The mediterranean diet and its components and the risk of heart failure in the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC)-Potsdam study
A top down approach
Wirth, Janine
Hintergrund und Ziele: Herzinsuffizienz ist ein komplexes Syndrom das eine zunehmende Belastung für die öffentliche Gesundheit darstellt. Ungeachtet der verbesserten therapeutischen Möglichkeiten ist Herzinsuffizienz weiterhin die dritthäufigste Todesursache in Deutschland und mit einer hohen Krankenhausaufenthaltsrate, teuren Behandlungskosten und einer starken Beeinträchtigung der Lebensqualität verbunden. Kardio-protektive Effekte der mediterranen Ernährung wurden bereits vielfach beschrieben: von inversen Assoziationen zwischen der Einhaltung dieser Ernährung und diversen kardiovaskulären Ereignissen wurden berichtet. Die Mediterrane Kost zeichnet sich durch eine hohe Aufnahme von Obst und Gemüse, Getreide, Fisch und Hülsenfrüchte aus. Auf der anderen Seite ist der Anteil der gesättigten Fette in der Regel gering aufgrund der häufigen Verwendung von Olivenöl in Salaten und anderen Gerichten und des geringen Verzehrs von Fleisch. Ein weiterer typischer Bestandteil der Ernährung ist der moderate Konsum von Alkohol, hauptsächlich in Form von Wein, während der Mahlzeiten.
Trotz des großen Potenzials für die Herzinsuffizienz-Prävention wurde die Mediterrane Ernährung noch nicht in prospektiven, auf der Allgemeinbevölkerung basierenden, Studien bezüglich ihre Assoziation zur Herzinsuffizienz-Entwicklung untersucht. Das Ziel der vorliegenden Studie war es daher, den Zusammenhang zwischen dem Mediterranen Ernährungsmuster und den Hauptkomponenten auf der Ebene der Lebensmittelgruppen und Nährstoffe und dem Risiko von Herzinsuffizienz zu erforschen.
Methoden: Die Studie wurde mit 9.225 Männern und 14.783 Frauen der European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC)-Potsdam-Studie durchgeführt. Um das Einhalten der Mediterranen Ernährung zu beurteilen, wurde der erweiterte traditionelle Mediterrane Ernährungs-Score (tMED) unter Verwendung griechischer Grenzwerte (mediane Aufnahmemenge) erzeugt. Durch einen Top-down-Ansatz wurde die Ernährungs-Erkrankungs-Beziehung systematisch untersucht, beginnend mit der Analyse der Assoziation zwischen tMED-Kategorien und dem Risiko von Herzinsuffizienz, über ausgewählte relevante Komponenten des Scores (Lebensmittelgruppen) bis hin zu den repräsentativsten Nährstoffe dieser Komponenten. Eine Cox-Regressionsanalyse wurde durchgeführt, um Hazard Ratios (HRs) und 95% Konfidenzintervalle (95% KI) für Herzinsuffizienz zu berechnen. Drei Methoden wurden angewendet, um die Relevanz der Score-Komponenten zu beurteilen: 1. Die Berechnung der HRs der Herzinsuffizienz für kontinuierliche Aufnahmen der Lebensmittelgruppen jeder Komponente durch „Restricted cubic spline“ Cox-Regressionen, 2. mittels Errechnen der HRs von Herzinsuffizienz nach tMED-Komponenten auf dichotomer Skalierung (Erreichen eines Punktes im Vergleich zu keinem) und 3. Durch die Berechnung der Veränderung der HRs pro zwei tMED-Einheiten vor und nach Ausschluss jeder Score-Komponente. Die so ausgewählten Komponenten wurden dann in ihre Bestandteile zerlegt (d.h. Lebensmittelgruppen und repräsentative Makro- und Mikronährstoffe) und die Risiko-Beziehung zur Herzinsuffizienz wurde weiter auf diesen tieferen Ebenen der Ernährung untersucht.
Ergebnisse: Nach einer mittleren Nachbeobachtungszeit von 8,2 Jahren traten 209 Fälle von Herzinsuffizienz auf. Im Allgemeinen war die Einhaltung des Mediterranen Ernährungsmusters eher gering (durchschnittlicher Score: 3,5 Punkte). Eine inverse Beziehung zwischen den erreichten Punkten im tMED und dem Risiko einer Herzinsuffizienz wurde beobachtet. Nach multivariabler Adjustierung wiesen Personen, die fünf oder mehr Punkte erhalten hatten, ein um 37% geringeres Herzinsuffizienz-Risiko auf als Teilnehmer denen null bis zwei Punkte vergeben wurden. Doch diese Assoziation verfehlte knapp das Signifikanzniveau (ptrend = 0,06). Eine weitere Analyse ergab, dass nicht jede der tMED-Komponenten zu der Herzinsuffizienz-Risikoreduktion des Scores beigetragen hat. Drei Komponenten wurden als die wichtigsten Einflussfaktoren für die insgesamt inverse Assoziation identifiziert, nämlich eine hohe Aufnahme von Fettfisch, moderater Alkoholkonsum, sowie ein geringer Konsum von Fleisch und Fleischprodukten, insbesondere verarbeitetem Fleisch. Nach Adjustierung für Alter, Geschlecht, Bildung, körperlicher Aktivität, Rauchverhalten und der Aufnahme der übrigen Score-Komponenten war ein hoher Fleischkonsum verglichen zu geringem Konsum mit einem 2,5-fach erhöhten Risiko für Herzinsuffizienz verbunden. Im Gegensatz dazu wurde moderater Alkoholkonsum mit einem um 33% (95% KI: 49% -11%) niedrigeren Risiko für Herzinsuffizienz in Verbindung gebracht im Vergleich zu niedrigem oder hohem Konsum. Der Verzehr von Fischkonserven (hauptsächlich aus fettem Fisch bestehend) stand ebenfalls in einem inversen Zusammenhang mit dem Herzinsuffizienz-Risiko (HR (95% KI) für das höchste gegenüber dem niedrigsten Quintil der Aufnahme: 0,59 (0,36-0,96)).
Die Untersuchungen auf Nährstoff-Ebene deuteten darauf hin, dass besonders die Fettqualität diese Ergebnisse erklären könnte: die Aufnahmen von Cholesterin und vor allem gesättigten Fettsäuren zeigten eine positive Assoziation zum Herzinsuffizienzrisiko, während marine Omega-3-Fettsäuren invers mit dem Herzinsuffizienzrisiko assoziiert waren.
Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse der vorliegenden Analyse zeigen, dass die Einhaltung eines Mediterranen Ernährungsmusters das Risiko der Entwicklung einer Herzinsuffizienz reduzieren kann. Von den neun Komponenten, die in dem tMED verwendet wurden, spielten nur drei eine wichtige Rolle für das Herzinsuffizienz-Risiko. Diese waren: eine geringe Aufnahme von Fleisch und Fleischprodukten, mäßiger Alkoholkonsum und eine hoher Verzehr von Fisch. Gesättigte Fettsäuren und Cholesterin scheinen höchstwahrscheinlich für die risiko-steigernde Wirkung von Fleischkonsum verantwortlich zu sein, während die enthaltenden Omega-3-Fettsäuren die Schutzwirkung durch Fischkonsum erklären könnten.
Weitere Studien sind erforderlich, um die in dieser Arbeit beobachteten Ergebnisse und Schlussfolgerungen zu validieren und zu bekräftigen.
Background and Aims: Heart failure is a complex syndrome with growing burden to public health. In spite of improved therapeutic opportunities, heart failure is still the third leading cause of death in Germany and linked to high hospitalization rates, treatment costs and impaired quality of life. Cardio-protective effects of the Mediterranean diet have been well documented: inverse associations have been reported between adherence to the diet and several cardiovascular outcomes. The Mediterranean diet is characterised by a high intake of fruits and vegetables, cereals, fish and legumes. On the other side, the proportion of saturated fats is usually low due to a frequent use of olive oil in salads and dishes and low consumption of meat. Another typical component of the diet is the moderate consumption of alcohol, mainly in form of wine, during meals.
Despite its great potential in heart failure prevention, the Mediterranean diet has yet not been investigated in relation to heart failure development in prospective studies based on the general population. Therefore, the aim of the present thesis was to examine the association between the Mediterranean dietary pattern and its components on the level of food groups and nutrients and the risk of heart failure.
Methods: The study was carried out in 9,225 men and 14,783 women of the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC)-Potsdam study. To assess the adherence to the Mediterranean diet, the revised traditional Mediterranean diet score (tMED) was generated using Greek median intakes as cut-points. By means of a top-down approach the diet-disease association was investigated systematically, starting with the examination of the relationship between tMED categories and the risk of heart failure up to selected relevant components of the score (food groups) to the most representative nutrients of these components. Cox proportional hazards regression analysis was performed to calculate hazard ratios (HRs) and 95% confidence intervals (95%CIs) of heart failure according to the adherence to the Mediterranean-style diet. Three methods were used to assess the relevance of the score components: 1. Calculation of HRs of heart failure for continuous intakes of the food groups covered by tMED components using restricted cubic spline Cox regression analyses, 2. computing HRs of heart failure according to tMED components on a dichotomous scale (receiving one point versus zero point), and 3. calculating the changes in the HRs per two units increase of tMED before and after exclusion of each of the score components. Relevant components were then disaggregated into its constituents (i.e.: food subgroups, and main representative macro-and micronutrients), and the relationship with the risk of developing heart failure was further investigated on these lower levels of nutrition.
Results: After a mean follow-up period of 8.2 years, 209 heart failure cases occurred. Adherence to the Mediterranean diet was generally low (mean score points: 3.5). An inverse relationship between the adherence to the Mediterranean diet and the risk of heart failure was observed. After multivariable adjustment, individuals who received five or more score points had a 37% decreased risk compared to participants who were assigned a score of zero to two points. However, this association narrowly missed the significance level (ptrend=0.06).
Further analysis revealed that not every tMED component contributed to the heart failure risk reduction of the overall score. Three components were identified as being the most influencing factors for the overall inverse association, namely high fatty fish intake, moderate alcohol consumption, and low consumption of meat and meat products, especially processed meat. High meat consumption was associated with a 2.5-fold increased risk of heart failure relative to low consumption after adjustment for age, sex, education, physical activity, smoking, and intakes of the remaining score components. In contrast, moderate alcohol consumption was associated with a 33% (95% CI: 11%-49%) lower risk of heart failure compared to low or high intakes. Intake of canned fish (mainly comprising fatty fish) was also inversely associated with heart failure risk (HR (95% CI) for the highest versus the lowest quintile of intake: 0.59 (0.36-0.96).
Analyses on nutrient level indicated that in particular fat quality might explain these findings: cholesterol and especially saturated fat intakes were positively associated with heart failure risk, whereas the intake of marine omega-3 fatty acids was inversely associated.
Conclusion: The results of the present thesis indicate that the adherence to a Mediterranean-style dietary pattern may reduce the risk of developing heart failure. Of the nine components that were used in the tMED, only three played a major role for heart failure risk. These were: low intakes of meat and meat products, moderate consumption of alcohol and a high intake of fish. Saturated fat and cholesterol seem most likely to be responsible for the risk-increasing effect of meat consumption, while the containing omega-3 fatty acids might explain the protective effect of fatty fish intake.
Further studies are warranted to replicate and validate the findings observed in this thesis.
