Habituelle Mahlzeitenmuster in einer EPIC-Potsdam Substudie:Beschreibung, Assoziationen mit Risikofaktoren für kardiometabolische Erkrankungen und Mehrebenenanalyse der Energie- und Makronutrientenaufnahme

Background and aim: During the past decades, the prevalence of cardiometabolic diseases increased to epidemic proportions. In parallel, human eating behavior underwent extensive secular changes. Several studies suggested a causal link between both developments. However, meal patterns as one aspect of eating behavior have been a neglected topic so far. Therefore, the aim of this thesis was to describe meal patterns and study their impact on cardiometabolic disease risk factors (CMRF) as intermediate parameters for human health. Furthermore, it should be revealed whether inter-individual, intra-individual or inter-meal variance is a potential source of unexplained variability in energy and macronutrient intake. Methods: In a cross-sectional EPIC-Potsdam sub-study diet was assessed by three 24h dietary recalls. Habitual meal patterns were estimated using the National Cancer Institute method and described statistically. Relations of habitual meal patterns (frequencies, timing across the day) and CMRF (anthropometry, physical activity, blood parameters, blood pressure) were examined via analysis of covariance adjusted for energy misreporting and further covariates. Multilevel analysis was conducted with energy or macronutrient intake of individuals, of 24h recalls and during intake episodes (morning, noon, afternoon, evening) as random effects as well as subject-specific and recall day-specific factors as fixed effects. Intraclass correlation coefficients (ICC) were calculated. Results: On average subjects had 7.8 intake occasions per day. The first and the latest intake were averagely about 30 min or 14 h 40 min after awakening. The largest intake was 7 h 48 min after awakening for men and one hour earlier for women. For men, the energy intake of main meals increased throughout the day from 517 kcal at breakfast to 595 kcal at dinner. For women, energy intake peaked at lunch (451 kcal). In-between meal snacking also contributed to daily energy intake, specifically snacks in the afternoon (~12 en%) and after dinner (~7 en%). The highest carbohydrate intake occurred at breakfast while the highest protein intake was at lunch and the highest fat intake at dinner. For the association analyses of habitual eating frequency, initial relations with anthropometry, blood lipid levels and diastolic blood pressure in both sexes were nullified after adjusting for energy misreporting. When habitual intake frequency was analyzed, only women showed relations, mainly with anthropometric parameters. Regarding the timing of the first intake or eating, only few sex-specific associations with CMRF were visible and those depended strongly on whether the event was defined as intake or as eating. Timing of the largest and latest intake or eating event, respectively, revealed more associations in women compared to men and the definition of intake or eating in part influenced the results. For the habitual timing of main meals, only a few relations were present in men and more in women and timing of breakfast seemed to be more important than timing of other main meals. Misreporting did not have a major influence on those relations. The habitual energy intake of main meals was less important for breakfast with only a few associations but more important regarding lunch and dinner. The results depended in part on misreporting adjustment. Regarding the multilevel analyses, recall days did not explain any variance in energy or nutrient intake. 8.8 % of the variability in energy intake was accounted for by subjects leaving 91.2 % of the variability within intake episodes. Results were similar for macronutrient intake. Regarding intake episodes, the highest ICCs for energy and nutrients (0.50 to 0.62) were seen in the morning. ICCs were lowest in the afternoon for energy (0.19) and protein (0.12) and at noon for carbohydrates (0.17). ICCs for fat were lowest at noon and in the afternoon (0.18). Conclusion: The distribution of energy and macronutrient intake throughout the day was patterned, without remarkable sex-specific differences. Compared to literature, a secular trend towards higher intake frequency, increased importance of snacks and snacking later in the day and, in men, a shift to a later peak in energy intake seems likely. The associations of habitual meal patterns with CMRF suggest it is not clear whether early eating might be favorable. However, frequency and timing of eating seem to be more important for women than for men. Relations of meal patterns with CMRF depended strongly on the definition of patterns and in part on misreporting. The multilevel analyses indicate that intra-individual variance played a minor role in energy and macronutrient intake variability while inter-intake episode variance had an essential impact. The morning was most stable regarding energy and macronutrient intake while stability was lowest during noon for carbohydrate or during afternoon for energy and protein intake. Further research is needed to elucidate the relevance of the results for human health. Hintergrund und Ziel: Während der letzten Jahrzehnte hat die Prävalenz von kardiometabolischen Erkrankungen epidemische Ausmaße angenommen. Gleichzeitig hat sich das Essverhalten grundlegend verändert. Viele Studien vermuten einen kausalen Zusammenhang zwischen beiden Entwicklungen. Nichtsdestotrotz sind Mahlzeitenmuster als ein Aspekt des Essverhaltens immer noch ein vernachlässigtes Thema. Ziel dieser Arbeit ist daher, Mahlzeitenmuster zu beschreiben und ihren Einfluss auf kardiometabolische Risikofaktoren (KMRF) als Zwischenparameter für Gesundheit zu untersuchen. Zudem soll geprüft werden, ob die interindividuelle oder intraindividuelle Varianz oder die Varianz zwischen Mahlzeiten eine potentielle Quelle für nicht erklärte Varianz in der Energie- und Makronutrientenaufnahme ist. Methoden: In einer querschnittlichen EPIC-Potsdam-Substudie wurde die Ernährung mittels drei 24h-Recalls erhoben. Habituelle Mahlzeitenmuster wurden mittels der National Cancer Institute-Methode modelliert und statistisch beschrieben. Assoziationen der habituellen Mahlzeitenmuster (Häufigkeiten, zeitliche Verteilung) und der KMRF (Anthropometrie, körperliche Aktivität, Blutparameter, Blutdruck) wurden mittels Kovarianzanalysemodellen untersucht, die neben anderen Kovariaten auch Misreporting einbezogen. Multilevelanalysen wurden durchgeführt mit der Energie- und Makronutrientenaufnahme der Individuen, der 24h-Recalls und der Verzehrsepisoden (Morgen, Mittag, Nachmittag, Abend) als zufälligen Effekten sowie subjektspezifischen und Recalltag-spezifischen Parametern als festen Effekten. Intraklassen-Korrelationskoeffizienten (ICC) wurden berechnet. Ergebnisse: Im Durchschnitt hatten die Studienteilnehmer 7,8 Verzehrsgelegenheiten pro Tag. Die erste und die letzte Energieaufnahme des Tages fand durchschnittlich etwa 30 min bzw. 14 h 40 min nach dem Aufstehen statt. Männer hatten ihren größten Verzehr 7 h 48 min nach dem Aufstehen, Frauen eine Stunde früher. Bei Männern stieg der Energiegehalt der Hauptmahlzeiten im Tagesverlauf von 517 kcal beim Frühstück zu 595 kcal beim Abendessen. Bei Frauen hatte das Mittagessen den größten Energiegehalt (451 kcal). Snacks zwischen den Hauptmahlzeiten trugen ebenfalls bedeutend zur Energieaufnahme bei, besonders die Snacks während des Nachmittags (~12 en%) und nach dem Abendessen (~7 en%). Die Mahlzeit mit dem größten Kohlenhydratgehalt war das Frühstück (228 oder 182 kcal) während der größte Proteinverzehr während des Mittagessens (111 oder 91 kcal) und der größte Fettverzehr während des Abendessens (291 oder 204 kcal) stattfand. Bei den Assoziationsanalysen der habituellen Essfrequenz wurden initiale Zusammenhänge mit anthropometrischen Parametern, Blutfettwerten und diastolischem Blutdruck bei beiden Geschlechtern nach Adjustierung für Misreporting aufgehoben. Bei der Untersuchung der habituellen Verzehrsfrequenz ergaben sich nur bei Frauen Zusammenhänge, hauptsächlich mit anthropometrischen Faktoren. Bezüglich der Zeit der ersten Verzehrs- oder Essgelegenheit zeigten sich nur wenige geschlechtsspezifische Assoziationen mit KMRF, welche stark davon abhingen ob die Gelegenheit als Verzehr oder als Essen definiert wurde. Bei der Zeit der größten und spätesten Verzehrs- oder Essgelegenheit ergaben sich für Frauen mehr Zusammenhänge als für Männer und die Definition der Verzehrs- oder Essgelegenheiten beeinflusste die Ergebnisse teilweise. Bezüglich der habituellen Zeit der Hauptmahlzeiten gab es nur wenige Zusammenhänge bei Männern und mehr bei Frauen. Hier war die Zeit des Frühstücks wichtiger als die Zeit der anderen Hauptmahlzeiten. Misreporting hatte keinen größeren Einfluss auf die Ergebnisse. Die habituelle Energieaufnahme während der Hauptmahlzeiten war für das Frühstück mit nur wenigen Assoziationen weniger bedeutsam während Mittagessen und Abendessen eine größere Rolle spielten. Die Ergebnisse wurden teilweise durch Misreporting beeinflusst. Bezüglich der Multilevelanalysen erklärte der Recalltag keine Varianz in der Energie- und Makronutrientenaufnahme. 8,8 % der Variabilität der Energieaufnahme wurden durch Individuen erklärt während 91,2 % durch Verzehrsepisoden erklärt wurden. Ähnliche Ergebnisse wurden auch für die Makronutrientenaufnahme erzielt. Von den Verzehrsepisoden wies der Morgen die höchsten ICCs für die Energie- und Makronutrientenaufnahme auf (zwischen 0,50 und 0,62). Die niedrigsten ICCs wurden am Nachmittag für Energie- (0,19) und Proteinaufnahme (0,12) sowie am Mittag für Kohlenhydrate (0,17) erreicht. Die ICCs für Fett waren am Mittag und Nachmittag am niedrigsten (0,18). Schlussfolgerung: Die Verteilung der Energie- und Makronutrientenaufnahme im Tagesverlauf war klar strukturiert und zeigte keine nennenswerten geschlechtsspezifischen Unterschiede. Verglichen mit früheren Studien scheint sich über die letzten Jahrzehnte ein Trend zu einer höheren Verzehrsfrequenz, einer größeren Bedeutsamkeit von Snacks und dem Snacken im späteren Tagesverlauf sowie, bei Männern, zu einem späteren Maximum der Energieaufnahme abzuzeichnen. Die Zusammenhänge zwischen habituellen Mahlzeitenmustern und KMRF konnten nicht aufklären ob sich frühes Essen günstig auswirken könnte oder nicht. Die Frequenz und die zeitliche Verteilung der Energieaufnahme schien jedoch für Frauen von größerer Bedeutung zu sein als für Männer. Der Zusammenhang zwischen habituellen Mahlzeitenmustern und KMRF hing stark von der Definition der Muster und teilweise von Misreporting ab. Die Multilevelanalysen zeigten, dass intraindividuelle Varianz eine zu vernachlässigende Rolle in der Energie- und Makronutrientenaufnahme spielte während Varianz zwischen den Verzehrsepisoden einen essentiellen Einfluss hatte. Der Morgen war am stabilsten hinsichtlich der Energie- und Makronutrientenaufnahme während die niedrigsten Stabilitäten am Mittag bezüglich der Kohlenhydrataufnahme sowie am Nachmittag bezüglich der Energie- und Proteinaufnahme auftraten. Um die Relevanz der Ergebnisse dieser Arbeit für die menschliche Gesundheit zu bewerten, müssen weitere Studien durchgeführt werden.