@phdthesis{Markova2016,
  author    = {Markova, Mariya},
  title     = {Metabolic and molecular effects of two different isocaloric high protein diets in subjects with type 2 diabetes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-394310},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {x, 127},
  year      = {2016},
  abstract  = {Ern{\"a}hrung stellt ein wichtiger Faktor in der Pr{\"a}vention und Therapie von Typ-2-Diabetes dar. Fr{\"u}here Studien haben gezeigt, dass Hochproteindi{\"a}ten sowohl positive als auch negative Effekte auf den Metabolismus hervorrufen. Jedoch ist unklar, ob die Herkunft des Proteins dabei eine Rolle spielt. In der LeguAN-Studie wurden die Effekte von zwei unterschiedlichen Hochproteindi{\"a}ten, entweder tierischer oder pflanzlicher Herkunft, bei Typ-2-Diabetes Patienten untersucht. Beide Di{\"a}ten enthielten 30 EN\% Proteine, 40 EN\% Kohlenhydrate und 30 EN\% Fette. Der Anteil an Ballaststoffen, der glyk{\"a}mischer Index und die Fettkomposition waren in beiden Di{\"a}ten {\"a}hnlich. Die Proteinaufnahme war h{\"o}her, w{\"a}hrend die Fettaufnahme niedriger im Vergleich zu den fr{\"u}heren Ern{\"a}hrungsgewohnheiten der Probanden war. Insgesamt f{\"u}hrten beide Di{\"a}tinterventionen zu einer Verbesserung der glyk{\"a}mischen Kontrolle, der Insulinsensitivit{\"a}t, des Leberfettgehalts und kardiovaskul{\"a}rer Risikomarkern ohne wesentliche Unterschiede zwischen den Proteintypen. In beiden Interventionsgruppen wurden die n{\"u}chternen Glukosewerte zusammen mit Indizes von Insulinresistenz in einem unterschiedlichen Ausmaß, jedoch ohne signifikante Unterschiede zwischen beiden Di{\"a}ten verbessert. Die Reduktion von HbA1c war ausgepr{\"a}gter in der pflanzlichen Gruppe, w{\"a}hrend sich die Insulinsensitivit{\"a}t mehr in der tierischen Gruppe erh{\"o}hte. Die Hochproteindi{\"a}ten hatten nur einen geringf{\"u}gigen Einfluss auf den postprandialen Metabolismus. Dies zeigte sich durch eine leichte Verbesserung der Indizes f{\"u}r Insulinsekretion, -sensitivit{\"a}t und -degradation sowie der Werte der freien Fetts{\"a}uren. Mit Ausnahme des Einflusses auf die GIP-Sekretion riefen die tierische und die pflanzliche Testmahlzeit {\"a}hnliche metabolische und hormonelle Antworten, trotz unterschiedlicher Aminos{\"a}urenzusammensetzung. Die tierische Hochproteindi{\"a}t f{\"u}hrte zu einer selektiven Zunahme der fettfreien Masse und Abnahme der Fettmasse, was nicht signifikant unterschiedlich von der pflanzlichen Gruppe war. Dar{\"u}ber hinaus reduzierten die Hochproteindi{\"a}ten den Leberfettgehalt um durchschnittlich 42\%. Die Reduktion des Leberfettgehaltes ging mit einer Verminderung der Lipogenese, der Lipolyse und des freien Fetts{\"a}ure Flux einher. Beide Interventionen induzierten einen moderaten Abfall von Leberenzymen im Blut. Die Reduktion des Leberfetts war mit einer verbesserten Glukosehom{\"o}ostase und Insulinsensitivit{\"a}t assoziiert. Blutlipide sanken in allen Probanden, was eventuell auf die niedrigere Fettaufnahme zur{\"u}ckzuf{\"u}hren war. Weiterhin waren die Spiegel an Harns{\"a}ure und Inflammationsmarkern erniedrigt unabh{\"a}ngig von der Proteinquelle. Die Werte des systolischen und diastolischen Blutdrucks sanken nur in der pflanzlichen Gruppe, was auf eine potentielle Rolle von Arginin hinweist. Es wurden keine Hinweise auf eine beeintr{\"a}chtigte Nierenfunktion durch die 6-w{\"o}chige Hochproteindi{\"a}ten beobachtet unabh{\"a}ngig von der Herkunft der Proteine. Serumkreatinin war nur in der pflanzlichen Gruppe signifikant reduziert, was eventuell an dem geringen Kreatingehalt der pflanzlichen Nahrungsmittel liegen k{\"o}nnte. Jedoch sind l{\"a}ngere Studien n{\"o}tig, um die Sicherheit von Hochproteindi{\"a}ten vollkommen aufkl{\"a}ren zu k{\"o}nnen. Des Weiteren verursachte keine der Di{\"a}ten eine Induktion des mTOR Signalwegs weder im Fettgewebe noch in Blutzellen. Die Verbesserung der Ganzk{\"o}rper-Insulinsensitivit{\"a}t deutete auch auf keine Aktivierung von mTOR und keine Verschlechterung der Insulinsensitivit{\"a}t im Skeletmuskel hin. Ein nennenswerter Befund war die erhebliche Reduktion von FGF21, einem wichtigen Regulator metabolischer Prozesse, um ungef{\"a}hr 50\% bei beiden Proteinarten. Ob hepatischer ER-Stress, Ammoniumniveau oder die Makron{\"a}hrstoffpr{\"a}ferenz hinter dem paradoxen Ergebnis stehen, sollte weiter im Detail untersucht werden. Entgegen der anf{\"a}nglichen Erwartung und der bisherigen Studienlage zeigte die pflanzlich-betonte Hochproteindi{\"a}t keine klaren Vorteile gegen{\"u}ber der tierischen Di{\"a}t. Der ausgepr{\"a}gte g{\"u}nstige Effekt des tierischen Proteins auf Insulinhom{\"o}ostase trotz des hohen BCAA-Gehaltes war sicherlich unerwartet und deutet darauf hin, dass bei dem l{\"a}ngeren Verzehr andere komplexe metabolische Adaptationen stattfinden. Einen weiteren Aspekt stellt der niedrigere Fettverzehr dar, der eventuell auch zu den Verbesserungen in beiden Gruppen beigetragen hat. Zusammenfassend l{\"a}sst sich sagen, dass eine 6-w{\"o}chige Di{\"a}t mit 30 EN\% Proteinen (entweder pflanzlich oder tierisch), 40 EN\% Kohlenhydraten und 30 EN\% Fetten mit weniger ges{\"a}ttigten Fetten zu metabolischen Verbesserungen bei Typ-2-Diabetes Patienten unabh{\"a}ngig von Proteinherkunft f{\"u}hrt.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Klauder2021,
  author    = {Klauder, Julia},
  title     = {Makrophagenaktivierung durch Hyperinsulin{\"a}mie als Ausl{\"o}ser eines Teufelkreises der Entz{\"u}ndung im Kontext des metabolischen Syndroms},
  doi       = {10.25932/publishup-52019},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-520199},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {IX, 227},
  year      = {2021},
  abstract  = {Insulinresistenz ist ein zentraler Bestandteil des metabolischen Syndroms und tr{\"a}gt maßgeblich zur Ausbildung eines Typ-2-Diabetes bei. Eine m{\"o}gliche Ursache f{\"u}r die Entstehung von Insulinresistenz ist eine chronische unterschwellige Entz{\"u}ndung, welche ihren Ursprung im Fettgewebe {\"u}bergewichtiger Personen hat. Eingewanderte Makrophagen produzieren vermehrt pro-inflammatorische Mediatoren, wie Zytokine und Prostaglandine, wodurch die Konzentrationen dieser Substanzen sowohl lokal als auch systemisch erh{\"o}ht sind. Dar{\"u}ber hinaus weisen {\"u}bergewichtige Personen einen gest{\"o}rten Fetts{\"a}uremetabolismus und eine erh{\"o}hte Darmpermeabilit{\"a}t auf. Ein gesteigerter Flux an freien Fetts{\"a}uren vom Fettgewebe in andere Organe f{\"u}hrt zu einer lokalen Konzentrationssteigerung in diesen Organen. Eine erh{\"o}hte Darmpermeabilit{\"a}t erleichtert das Eindringen von Pathogenen und anderer k{\"o}rperfremder Substanzen in den K{\"o}rper. Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, ob hohe Konzentrationen von Insulin, des bakteriellen Bestandteils Lipopolysaccharid (LPS) oder der freien Fetts{\"a}ure Palmitat eine Entz{\"u}ndungsreaktion in Makrophagen ausl{\"o}sen oder verst{\"a}rken k{\"o}nnen und ob diese Entz{\"u}ndungsantwort zur Ausbildung einer Insulinresistenz beitragen kann. Weiterhin sollte untersucht werden, ob Metabolite und Signalsubstanzen, deren Konzentrationen beim metabolischen Syndrom erh{\"o}ht sind, die Produktion des Prostaglandins (PG) E2 beg{\"u}nstigen k{\"o}nnen und ob dieses wiederum die Entz{\"u}ndungsreaktion und seine eigene Produktion in Makrophagen regulieren kann. Um den Einfluss dieser Faktoren auf die Produktion pro-inflammatorischer Mediatoren in Makrophagen zu untersuchen, wurden Monozyten-artigen Zelllinien und prim{\"a}re humane Monozyten, welche aus dem Blut gesunder Probanden isoliert wurden, in Makrophagen differenziert und mit Insulin, LPS, Palmitat und/ oder PGE2 inkubiert. {\"U}berdies wurden prim{\"a}re Hepatozyten der Ratte isoliert und mit {\"U}berst{\"a}nden Insulin-stimulierter Makrophagen inkubiert, um zu untersuchen, ob die Entz{\"u}ndungsanwort in Makrophagen an der Ausbildung einer Insulinresistenz in Hepatozyten beteiligt ist. Insulin induzierte die Expression pro-inflammatorischer Zytokine in Makrophagen-artigen Zelllinien wahrscheinlich vorrangig {\"u}ber den Phosphoinositid-3-Kinase (PI3K)-Akt-Signalweg mit anschließender Aktiverung des Transkriptionsfaktors NF-κB (nuclear factor 'kappa-light-chain-enhancer' of activated B-cells). Die dabei ausgesch{\"u}tteten Zytokine hemmten in prim{\"a}ren Hepatozyten der Ratte die Insulin-induzierte Expression der Glukokinase durch {\"U}berst{\"a}nde Insulin-stimulierter Makrophagen. Auch LPS oder Palmitat, deren lokale Konzentrationen im Zuge des metabolischen Syndroms erh{\"o}ht sind, waren in der Lage, die Expression pro-inflammatorischer Zytokine in Makrophagen-artigen Zelllinien zu stimulieren. W{\"a}hrend LPS seine Wirkung, laut Literatur, unbestritten {\"u}ber eine Aktivierung des Toll-{\"a}hnlichen Rezeptors (toll-like receptor; TLR) 4 vermittelt, scheint Palmitat jedoch weitestgehend TLR4-unabh{\"a}ngig wirken zu k{\"o}nnen. Vielmehr schien die de novo-Ceramidsynthese eine entscheidene Rolle zu spielen. Dar{\"u}ber hinaus verst{\"a}rkte Insulin sowohl die LPS- als auch die Palmitat-induzierte Ent-z{\"u}ndungsantwort in beiden Zelllinien. Die in Zelllinien gewonnenen Ergebnisse wurden gr{\"o}ßtenteils in prim{\"a}ren humanen Makrophagen best{\"a}tigt. Desweiteren induzierten sowohl Insulin als auch LPS oder Palmitat die Produktion von PGE2 in den untersuchten Makrophagen. Die Daten legen nahe, dass dies auf eine gesteigerte Expression PGE2-synthetisierender Enzyme zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. PGE2 wiederum hemmte auf der einen Seite die Stimulus-abh{\"a}ngige Expression des pro-inflammatorischen Zytokins Tumornekrosefaktor (TNF) α in U937-Makrophagen. Auf der anderen Seite verst{\"a}rkte es jedoch die Expression der pro-inflammatorischen Zytokine Interleukin- (IL-) 1β und IL-8. Dar{\"u}ber hinaus verst{\"a}rkte es die Expression von IL-6-Typ-Zytokinen, welche sowohl pro- als auch anti-inflammatorisch wirken k{\"o}nnen. Außerdem vest{\"a}rkte PGE2 die Expression PGE2-synthetisierender Enzyme. Es scheint daher in der Lage zu sein, seine eigene Synthese zu verst{\"a}rken. Zusammenfassend kann die Freisetzung pro-inflammatorischer Mediatoren aus Makro-phagen im Zuge einer Hyperinsulin{\"a}mie die Entstehung einer Insulinresistenz beg{\"u}nstigen. Insulin ist daher in der Lage, einen Teufelskreis der immer st{\"a}rker werdenden Insulin-resistenz in Gang zu setzen. Auch Metabolite und Signalsubstanzen, deren Konzentrationen beim metabolischen Syndrom erh{\"o}ht sind (zum Beispiel LPS, freie Fetts{\"a}uren und PGE2), l{\"o}sten Entz{\"u}ndungsantworten in Makrophagen aus. Das wechselseitige Zusammenspiel von Insulin und diesen Metaboliten und Signalsubstanzen l{\"o}ste eine st{\"a}rkere Entz{\"u}ndungsantwort in Makrophagen aus als jeder der Einzelkomponenten. Die dadurch freigesetzten Zytokine k{\"o}nnten zur Manifestation einer Insulinresistenz und des metabolischen Syndroms beitragen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Prada2023,
  author    = {Prada, Marcela},
  title     = {Fatty acid biomarkers of intake and metabolism and their association with type 2 diabetes},
  doi       = {10.25932/publishup-58159},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-581598},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {142},
  year      = {2023},
  abstract  = {Background: The role of fatty acid (FA) intake and metabolism in type 2 diabetes (T2D) incidence is controversial. Some FAs are not synthesised endogenously and, therefore, these circulating FAs reflect dietary intake, for example, the trans fatty acids (TFAs), saturated odd chain fatty acids (OCFAs), and linoleic acid, an n-6 polyunsaturated fatty acids (PUFA). It remains unclear if intake of TFA influence T2D risk and whether industrial TFAs (iTFAs) and ruminant TFAs (rTFAs) exert the same effect. Unlike even chain saturated FAs, the OCFAs have been inversely associated with T2D risk, but this association is poorly understood. Furthermore, the associations of n-6 PUFAs intake with T2D risk are still debated, while delta-5 desaturase (D5D), a key enzyme in the metabolism of PUFAs, has been consistently related to T2D risk. To better understand these relationships, the FA composition in circulating lipid fractions can be used as biomarkers of dietary intake and metabolism. The exploration of TFAs subtypes in plasma phospholipids and OCFAs and n-6 PUFAs within a wide range of lipid classes may give insights into the pathophysiology of T2D. Aim: This thesis aimed mainly to analyse the association of TFAs, OCFAs and n-6 PUFAs with self-reported dietary intake and prospective T2D risk, using seven types of TFAs in plasma phospholipids and deep lipidomics profiling data from fifteen lipid classes. Methods: A prospective case-cohort study was designed within the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC)-Potsdam study, including all the participants who developed T2D (median follow-up 6.5 years) and a random subsample of the full cohort (subcohort: n=1248; T2D cases: n=820). The main analyses included two lipid profiles. The first was an assessment of seven TFA in plasma phospholipids, with a modified method for analysis of FA with very low abundances. The second lipid profile was derived from a high-throughout lipid profiling technology, which identified 940 distinct molecular species and allowed to quantify OCFAs and PUFAs composition across 15 lipid classes. Delta-5 desaturase (D5D) activity was estimated as 20:4/20:3-ratio. Using multivariable Cox regression models, we examined the associations of TFA subtypes with incident T2D and class-specific associations of OCFA and n-6 PUFAs with T2D risk. Results: 16:1n-7t, 18:1n-7t, and c9t11-CLA were positively correlated with the intake of fat-rich dairy foods. iTFA 18:1 isomers were positively correlated with margarine. After adjustment for confounders and other TFAs, higher plasma phospholipid concentrations of two rTFAs were associated with a lower incidence of T2D: 18:1n-7t and t10c12-CLA. In contrast, the rTFA c9t11-CLA was associated with a higher incidence of T2D. rTFA 16:1n-7t and iTFAs (18:1n-6t, 18:1n-9t, 18:2n-6,9t) were not statistically significantly associated with T2D risk. We observed heterogeneous integration of OCFA in different lipid classes, and the contribution of 15:0 versus 17:0 to the total OCFA abundance differed across lipid classes. Consumption of fat-rich dairy and fiber-rich foods were positively and red meat inversely correlated to OCFA abundance in plasma phospholipid classes. In women only, higher abundances of 15:0 in phosphatidylcholines (PC) and diacylglycerols (DG), and 17:0 in PC, lysophosphatidylcholines (LPC), and cholesterol esters (CE) were inversely associated with T2D risk. In men and women, a higher abundance of 15:0 in monoacylglycerols (MG) was also inversely associated with T2D. Conversely, a higher 15:0 concentration in LPC and triacylglycerols (TG) was associated with higher T2D risk in men. Women with a higher concentration of 17:0 as free fatty acids (FFA) also had higher T2D incidence. The integration of n-6 PUFAs in lipid classes was also heterogeneous. 18:2 was highly abundant in phospholipids (particularly PC), CE, and TG; 20:3 represented a small fraction of FA in most lipid classes, and 20:4 accounted for a large proportion of circulating phosphatidylinositol (PI) and phosphatidylethanolamines (PE). Higher concentrations of 18:2 were inversely associated with T2D risk, especially within DG, TG, and LPC. However, 18:2 as part of MG was positively associated with T2D risk. Higher concentrations of 20:3 in phospholipids (PC, PE, PI), FFA, CE, and MG were linked to higher T2D incidence. 20:4 was unrelated to risk in most lipid classes, except positive associations were observed for 20:4 enriched in FFA and PE. The estimated D5D activities in PC, PE, PI, LPC, and CE were inversely associated with T2D and explained variance of estimated D5D activity by genomic variation in the FADS locus was only substantial in those lipid classes. Conclusion: The TFAs' conformation is essential in their relationship to diabetes risk, as indicated by plasma rTFA subtypes concentrations having opposite directions of associations with diabetes risk. Plasma OCFA concentration is linked to T2D risk in a lipid class and sex-specific manner. Plasma n-6 PUFA concentrations are associated differently with T2D incidence depending on the specific FA and the lipid class. Overall, these results highlight the complexity of circulating FAs and their heterogeneous association with T2D risk depending on the specific FA structure, lipid class, and sex. My results extend the evidence of the relationship between diet, lipid metabolism, and subsequent T2D risk. In addition, my work generated several potential new biomarkers of dietary intake and prospective T2D risk.},
  language  = {en}
}
@article{SchibornSchulze2020,
  author    = {Schiborn, Catarina and Schulze, Matthias Bernd},
  title     = {Diabetes risk scores},
  series = {Der Diabetologe},
  volume    = {16},
  journal   = {Der Diabetologe},
  number    = {3},
  publisher = {Springer},
  address   = {Heidelberg},
  issn      = {1860-9716},
  doi       = {10.1007/s11428-020-00592-0},
  pages     = {226 -- 233},
  year      = {2020},
  abstract  = {Risk scores are used to identify high-risk individuals for type 2 diabetes (T2DM) who benefit from preventive measures. The DIfE-DEUTSCHER DIABETES-RISIKO-TEST (R) (DRT) is used to determine the absolute 5-year risk for T2DM. Since the calculation is based on non-clinical information, the test can be used independently of a doctor's visit. Data from prospective population-based long-term studies serve as the basis for the development of risk scores. As in the case of the DRT, the very good predictive quality of a score should be confirmed in independent populations. In addition to the use by doctors and for individual self-anamnesis, non-clinical risk scores can be used in the context of broader, population-based prevention concepts and information offers to reduce the risk of disease. Prevention services billable by health insurance companies should support the integration of health-promoting behavior into everyday life within the meaning of the German Prevention Act. Although obesity and diet are relevant lifestyle risk factors for T2DM, the proportion of preventive courses taken on this topic is only 3\% of the courses billed. Appropriate recommendations in medical examinations could promote more extensive use. The use of risk scores as the basis for systematic and targeted recommendations for behavioral prevention could also support this, as is already established in guidelines for cardiovascular prevention. The further development of implementation research is also important for the efficient use of risk scores.},
  language  = {de}
}