Obesity and dietary transition and their correlates with fatty acids and desaturases in three distinct populations

Wed, 10/10/2012 - 13:48 -- admin
TitleObesity and dietary transition and their correlates with fatty acids and desaturases in three distinct populations
Publication TypeResearch
Year of Publication2011
AuthorsZhou Y E
Abstract

Thesis (Doctor of Philosophy)--McGill University, 2011. Adipose tissue has long been considered to be inert fat mass, and only in recent years has its role as an active endocrine organ been recognized. Evidence from animal models suggests that adiposity along with insulin and diet could be an independent regulator of desaturases, which are keys in the biosynthesis of unsaturated fatty acids. Few epidemiological studies, however, have been performed in terms of the impact of adiposity on desaturases. Among the existing studies, there was no examination of whether the regulation would be independent of insulin action and dietary intake. The dietary transition among Canadian Indigenous Peoples and the consequent health transition, including the emergence of obesity, have been well documented; however, it is not known how dietary and metabolic changes might affect the status of highly unsaturated n-3 fatty acids (HUFA n-3) that are implicated to be protective against chronic disease risk. The thesis work is composed of three studies. Study 1: The fatty acid composition of fasting plasma from 178 apparently healthy female adolescents from a Montreal gestational diabetes cohort was analyzed. Independent of dietary saturated fatty acids (SFA) intake and the level of insulin resistance, adiposity was demonstrated to be positively predictive of Δ9. The activity of Δ9 was, in turn, positively correlated with fasting plasma triglycerides (TG) and apoliproprotein B (Apo B). Study 2: The fatty acid composition of erythrocyte membranes from fasting blood was assessed from 168 Cree adults living in a single Cree community in northern Québec who were participating in a diabetes screening program. Inter-generational differences existed in terms of HUFA n-3 status. Adiposity was significantly but inversely associated with Δ5. The latter relationship was also observed among Cree with impaired fasting glucose, among whom insulin resistance was not a significant predictor of Δ5. Study 3: The fatty acid composition of erythrocyte membranes from fasting blood was determined from 2200 Inuit adults from Nunatsiavut, Nunavut and Inuvialuit Settlement Region (ISR) participating the International Polar Year Inuit Health Survey. Biochemical measures including of hemoglobin, serum ferritin and C-reactive protein (CRP) from 1528 Inuit adults were examined. Pronounced inter-generational and regional differences across Canadian Arctic regions regarding HUFA n-3 status were observed among Inuit. HUFA n-3 status was inversely related to SFA and TFA status. Additionally, HUFA n-3 status was associated with the presence of iron deficiency (ID) among Inuit; however, only a weak correlation was demonstrated indicating the need for confirmatory studies. In summary, this thesis work involving both female adolescents and the Cree and Inuit adult population has indicated that adiposity plays a more direct role in regulating fatty acid metabolism than previously realized via the demonstration of strong independent associations of adiposity with Δ5 and Δ9 desaturase activities. In terms of the Canadian indigenous peoples, the adverse effects on n-3 fatty acid metabolism mediated by relatively high prevalence of obesity could exacerbate chronic disease risk along with the diminishing consumption of HUFA n-3 rich traditional foods.Le tissu adipeux a longtemps été considéré comme étant une masse graisseuse inerte. Cependant, les recherches des dernières années ont permis de reconnaître son rôle en tant qu’organe endocrinien actif. Les modèles animaux ont démontré que l’adiposité, en plus de l’insuline et de facteurs alimentaires, pourrait être un régulateur de désaturases qui sont essentielles dans la biosynthèse d’acides gras insaturés. Cependant, peu d’études épidémiologiques se sont penchées sur l’impact qu’aurait l’adiposité sur les désaturases. Parmi les études existantes, aucune n’a examiné si ce contrôle pouvait être indépendant de l’action de l’insuline et de celle de l’apport alimentaire. La transition nutritionnelle que vivent présentement les peuples autochtones du Canada de même que les conséquences sur la santé qui leur sont associées, telles que l’apparition de l’obésité, sont bien documentées. Néanmoins, il reste à déterminer comment de tels changements alimentaires et métaboliques peuvent avoir un impact sur le statut en acides gras oméga-3 hautement insaturés (AGHI n-3) qui ont un rôle protecteur face au risque de maladies chroniques. Cette thèse comprend trois études. Étude 1 : La composition en acides gras du plasma prélevé à jeun chez 178 adolescentes en apparence en santé faisant partie d’une cohorte montréalaise sur le diabète de grossesse a été analysée. Indépendamment de l’apport alimentaire en AGS et de l’importance de la résistance à l’insuline, l’adiposité a semblé être positivement prédictive de la Δ9. L’activité de la Δ9 était, quant à elle, positivement corrélée avec les statuts en triglycérides (TG) et en apolipoprotéine B (apo B) à jeun. Étude 2 : La composition en acides gras des membranes érythrocytaires de sang prélevé à jeun chez 168 adultes Cris vivant dans une communauté du nord du Québec et participant à un programme de dépistage du diabète a été analysée. Des différences intergénérationnelles ont été observées quant au statut en AGHI n-3. L’adiposité était significativement mais inversement associée avec la Δ5 v chez les Cris. Cette relation a aussi été observée chez les Cris ayant une glycémie anormale à jeun chez qui la résistance à l’insuline n’était pas un prédicteur significatif de Δ5. Étude 3 : La composition en acides gras des membranes érythrocytaires de sang prélevé à jeun chez 2200 adultes Inuit du Nunatsiavut, du Nunavut et de la région de l’Inuvialuit participant à l’étude «International Polar Year Inuit Health Survey» a été déterminée. Les mesures biochimiques de l’hémoglobine, de la ferritine sérique et de la protéine C réactive chez 1528 adultes Inuit ont été examinées. Des différences intergénérationnelles et régionales importantes ont été observées pour le statut en AGHI n-3 des Inuit à travers les différentes régions arctiques canadiennes. Le statut en AGHI n-3 était inversement relié aux statuts en AGS et en acides gras trans. De plus, le statut en AGHI n-3 était associé à la présence d’une déficience en fer. Cependant, seule une faible corrélation a été observée ce qui indique un besoin pour davantage d’études sur le sujet. En résumé, cette thèse qui porte sur des adolescentes montréalaises ainsi que sur des adultes Cris et Inuit a démontré que l’adiposité joue un rôle plus direct dans le contrôle du métabolisme des acides gras comparé à ce qui a été observé précédemment via la démonstration d’importantes associations indépendantes entre l’adiposité et les activités des Δ5 et Δ9. En ce qui concerne les populations autochtones canadiennes, l’effet opposé sur le métabolisme des acides gras n-3, influencé par la prévalence relativement élevée de l’obésité, pourrait exacerber le risque de maladies chroniques en même temps que la diminution de la consommation d’aliments traditionnels riches en AGHI n-3.

URLhttp://digitool.library.mcgill.ca/thesisfile96854.pdf