Influence of timing of milk consumption coupled with endurance training on body composition and endurance training adaptations in humans.

Consumption of low-fat milk (LFM) after resistance training has been shown to have positive influences on body composition and training adaptations; however, little research has examined the effects of LFM consumption following endurance training. The purpose of the study was to look at the effects of combining additional servings of LFM following endurance exercise on body composition, bone health, and training adaptations. 40 healthy males were recruited. Individuals were randomized into 4 groups – DEI (750mL LFM immediately post exercise), DEA (750mL LFM 4 hrs prior to or 6 hrs post exercise), CEI (750mL carbohydrate beverage immediately post-exercise), and CEA (750mL carbohydrate beverage immediately post-exercise). Participants took part in a 12-week endurance training intervention (1 h/day, 3 d/wk, ~60% max HR). 22 participants completed the study. Analysis showed significant increases in lean mass, spinal bone mineral content, relative VO2peak, and a decrease in Trap 5β across all groups (p < 0.05).

Différence dans la qualité de l’alimentation en relation au risque d’excès de poids chez des populations autochtones canadiennes

L‘obésité constitue un problème de santé publique au Canada, particulièrement chez les populations autochtones où les prévalences les plus élevées ont été rapportées. D’après les écrits recensés, plusieurs méthodes ont été essayées pour étudier la relation entre l’alimentation et l’obésité, mais les résultats sont inconstants. Le but de cette thèse est d’identifier, en termes quantitatif et qualitatif, les différences dans l’alimentation des obèses et non-obèses. Pour y parvenir, nous avons développé une nouvelle méthode à l’aide d’une banque de données portant sur les enfants Mohawk de Kahnawake afin d’identifier les différences dans les choix alimentaires. Cette même méthode a été ensuite appliquée à deux autres banques de données (celle des adultes cris de la Baie James et celle des autochtones de l’enquête ESCC 2.2). Globalement, les résultats n’ont pas montré de différences significatives dans l’alimentation des participants selon les catégories d’IMC en considérant les indicateurs reliés à la quantité et à la qualité de l’alimentation comme l’apport énergétique total, l’apport énergétique en provenance des lipides, les fibres alimentaires, la densité énergétique et la diversité alimentaire. Par contre, les résultats de la nouvelle méthode fondée sur la sélection des items alimentaires fréquemment consommés par au moins 10 % des participants ont révélé que les enfants de Kahnawake à risque d’excès de poids consommaient plus fréquemment de croustilles (p=0.001) et moins fréquemment de craquelins que les enfants avec excès de poids ou ceux ayant un poids normal (p=0.015). Ensuite, en prenant la catégorie de poids normal comme référence, le rapport de côte (Odds ratio : OR) d’être à risque d’excès de poids était de 2.16 (95 % IC : 1.14 - 4.09) fois plus élevé chez les enfants de Kahnawake qui consommaient plus fréquemment de croustilles comparativement aux non-consommateurs de croustilles, et ce, après ajustement pour l’âge. Par contre, le rapport de côte d’être à risque d’excès de poids diminuait de 79 % (OR = 0.21; 95 % IC : 0.06 – 0.72) chez les enfants consommateurs de craquelins comparativement à leurs homologues non-consommateurs. Après avoir corrigé les quantités pour l’âge, on note que les enfants avec excès de poids consommaient plus de frites que les enfants à risque d’excès de poids ou ceux ayant un poids normal (p = 0.027). Chez les femmes cries, les résultats de la nouvelle méthode ont montré que le colorant à café était associé à un risque élevé d’obésité (OR = 4.64, 95 % IC : 1.04 - 0.54); alors que le lait faible en matières grasses était associé à un moindre risque d’embonpoint (OR = 0.38, 95 % IC : 0.17 - 0.82), après ajustement pour l’âge. Quant aux hommes cris, le lait entier était associé à un moindre risque d’avoir de l’embonpoint (OR ajusté pour l’âge = 0.38, 95 % IC : 0.20 - 0.71) et, en termes de quantité corrigée pour l’âge, les hommes obèses buvaient plus de boissons sucrées aux fruits comparativement aux hommes de poids normal ou ceux ayant de l’embonpoint (p=0.015). Selon les résultats de cette méthode appliquée aux données de l’enquête ESCC 2.2, les garçons à risque d’excès de poids ou avec excès de poids consommaient moins fréquemment de pain blanc que ceux de poids normal (p=0.048). En termes de quantité toutefois, ils consommaient plus de pain blanc (p=0.040), utilisaient plus de farine de blé (p=0.006) et de levure (p=0.002). Après avoir ajusté les quantités consommées pour l’âge et l’indice d’activité physique, les femmes avec embonpoint ou obèses utilisaient plus de farine de blé (p< 0.001) que leurs homologues de poids normal. Chez les hommes, il n'y avait pas de différences ni dans les fréquences de consommation ni dans les quantités consommées. Concernant les filles, leurs apports alimentaires n'étaient pas valides (facteur d'activité de Goldberg < 1.2 dans la catégorie embonpoint / obèse). Les résultats de cette méthode innovatrice pourraient d’une part, permettre d’axer la sensibilisation sur des aliments particuliers en plus des recommandations générales du Guide Alimentaire Canadien. D’autre part, ils nous renvoient aux données biologiques de laboratoire afin d’identifier les composantes des items susceptibles de contribuer au développement de l’obésité.

Modalities of exercise training on liver fat accretion and inflammatory markers in ovariectomized rats

Les facteurs de risque des maladies cardiovasculaires, telle, que la détérioration du profil lipidique, deviennent plus prononcés après la ménopause, ce qui fait de la maladie coronarienne, l’une des principales causes de décès chez les femmes ménopausées. Une proportion importante de femmes prennent du poids après la ménopause en particulier dans la région abdominale entraînant par conséquent des perturbations métaboliques. Des données récentes suggèrent également que l’absence des œstrogènes observée à la ménopause favorise le développement de la stéatose hépatique. Cette dernière a été incriminée pour incriminée dans le développement de la résistance à l'insuline, et est de ce fait considérée comme une composante hépatique du syndrome métabolique. Il est impératif d'établir des stratégies visant à contrecarrer l'accumulation de graisse dans le foie et l’accroissement du tissu adipeux chez les femmes ménopausées, en tenant compte que l'utilisation de l'hormonothérapie substitutive est de nos jours moins soutenue. Les quatre études de la présente thèse ont été conduites pour tenter de fournir des informations sur le traitement et la prévention de l’augmentation de la masse graisseuse et de la stéatose hépatique qu’entraîne la suppression des œstrogènes, à travers les modifications du mode de vie (diète et exercice physique) chez la rate ovariectomizée (Ovx); un modèle animal de la ménopause. Dans les deux premières études nous nous sommes concentrés sur l’augmentation de la masse graisseuse et sa reprise suite à une perte de poids. Dans la première étude, nous avons montré que les rates Ovx qui ont suivi un programme de restriction alimentaire (FR) ont diminué significativement (P < 0.01) leur poids corporel, leur contenu en graisses intra-abdominales ainsi que leurs triacylglycérols (TAG) hépatiques, comparativement aux rates Ovx nourries à la diète normale. De plus, l’entraînement en résistance (RT) a prévenu la reprise de poids corporel ainsi que l’accroissement du tissu adipeux et l’accumulation de lipides dans le foie des rates Ovx, après l’arrêt du régime amaigrissant. Les résultats de la deuxième étude ont confirmé l'efficacité de la restriction alimentaire associée à l’entraînement en résistance (FR + RT) dans la réduction du poids corporel, des lipides dans le foie et le tissu adipeux chez les rates Ovx. Tenant compte des résultats de notre première étude, l’entraînement en résistance seulement a constitué un atout pour atténuer le poids corporel et la masse grasse reprise par les rates Ovx suite à un programme de perte de poids (FR + RT); bien que l'impact ait été moindre comparé au maintien seul de la restriction alimentaire. De la même manière que la supplémentation en œstrogènes, les résultats de la troisième étude indiquent que l'entraînement en endurance mené concurremment avec l’ovariectomie a significativement atténué l'accumulation de lipides dans le foie ainsi que dans le tissu adipeux. Toutefois, l’entraînement en endurance effectué avant l'ovariectomie n'a pas protégé contre l'accumulation des graisses qu’entraîne l'ovariectomie, si celui-ci est interrompu après l'ovariectomie. Enfin, pour compléter les résultats antérieurs, nous avons montré dans la quatrième étude que l’expression des gènes impliqués dans la synthèse de lipide; SREBP-1c, SCD-1, ChREBP, et ACC dans le foie a augmenté après le retrait des œstrogènes, tandis qu’une diminution (P < 0.01) des niveaux d'ARNm de PPAR-α a été observée. De plus, l'expression hépatique des gènes des cytokines pro-inflammatoires incluant IKKβ, IL-6 ainsi que le contenu protéinique de NF-кB étaient augmentés (P < 0.01) chez les rates Ovx par rapport aux rates ayant subi une Ovx simulée (Sham). Toutes ces perturbations ont été améliorées avec la supplémentation en œstrogènes seulement, ainsi qu'avec l'entraînement en endurance seulement. Dans l'ensemble, nos résultats indiquent que l'exercice physique (en résistance ou en endurance) a un impact significatif sur la réduction de l'accumulation des lipides dans le foie et dans le tissu adipeux des rates Ovx. De plus, chez les rates Ovx, l’entraînement en endurance mimerait les effets des œstrogènes sur l'expression des gènes impliqués dans l'accumulation de lipides et l’inflammation préclinique dans le foie.

Estrogen withdrawal and liver fat accumulation : contribution of hepatic VLDL-TG production and effect of exercise training

L’accumulation de triglycérides (TG) dans les hépatocytes est caractéristique de la stéatose hépatique non-alcoolique (SHNA). Cette dernière se produit dans diverses conditions dont le facteur commun est le métabolisme anormal des lipides. Le processus conduisant à l'accumulation des lipides dans le foie n’a pas encore été totalement élucidé. Toutefois, des lipides s'accumulent dans le foie lorsque les mécanismes qui favorisent leur exportation (oxydation et sécrétion) sont insuffisants par rapport aux mécanismes qui favorisent leur importation ou leur biosynthèse. De nos jours il est admis que la carence en œstrogènes est associée au développement de la stéatose hépatique. Bien que les résultats des études récentes révèlent l'implication des hormones ovariennes dans l'accumulation de lipides dans le foie, les mécanismes qui sous-tendent ce phénomène doivent encore être étudiés. En conséquence, les trois études présentées dans cette thèse ont été menées sur des rates ovariectomizées (Ovx), comme modèle animal de femmes post-ménopausées, pour étudier les effets du retrait des œstrogènes sur le métabolisme des lipides dans le foie, en considérant l'entraînement physique comme étant un élément positif pouvant contrecarrer ces effets. Il a été démontré que l'entraînement physique peut réduire l'accumulation de graisses dans le foie chez les rates Ovx. Dans la première étude, nous avons montré que chez les rates Ovx nourries à la diète riche en lipides (HF), les contenus de TG hépatiques étaient élevées (P < 0.01) comparativement aux rates Sham, 5 semaines après la chirurgie. Le changement de la diète HF par la diète standard (SD) chez les rates Sham a diminué l’accumulation de lipides dans le foie. Toutefois, chez les rates Ovx, 8 semaines après le changement de la HF par la SD le niveau de TG dans le foie était maintenu aussi élevé que chez les rates nourries continuellement avec la diète HF. Lorsque les TG hépatiques mesurés à la 13e semaine ont été comparés aux valeurs correspondant au retrait initial de la diète HF effectué à la 5e semaine, les niveaux de TG hépatiques chez les animaux Ovx ont été maintenus, indépendamment du changement du régime alimentaire; tandis que chez les rats Sham le passage à la SD a réduit (P < 0.05) les TG dans le foie. Les mêmes comparaisons avec la concentration des TG plasmatiques ont révélé une relation inverse. Ces résultats suggèrent que la résorption des lipides au foie est contrée par l'absence des œstrogènes. Dans cette continuité, nous avons utilisé une approche physiologique dans notre seconde étude pour investiguer la façon dont la carence en œstrogènes entraîne l’accumulation de graisses dans le foie, en nous focalisant sur la voie de l'exportation des lipides du foie. Les résultats de cette étude ont révélé que le retrait des œstrogènes a entraîné une augmentation (P < 0.01) de l’accumulation de lipides dans le foie en concomitance avec la baisse (P < 0.01) de production de VLDL-TG et une réduction l'ARNm et de la teneur en protéines microsomales de transfert des triglycérides (MTP). Tous ces effets ont été corrigés par la supplémentation en œstrogènes chez les rates Ovx. En outre, l'entraînement physique chez les rates Ovx a entraîné une réduction (P < 0.01) de l’accumulation de lipides dans le foie ainsi qu’une diminution (P < 0.01) de production de VLDL-TG accompagnée de celle de l'expression des gènes MTP et DGAT-2 (diacylglycérol acyltransférase-2). Des études récentes suggèrent que le peptide natriurétique auriculaire (ANP) devrait être au centre des intérêts des recherches sur les métabolismes énergétiques et lipidiques. Le ANP est relâché dans le plasma par les cellules cardiaques lorsque stimulée par l’oxytocine et exerce ses fonctions en se liant à son récepteur, le guanylyl cyclase-A (GC-A). En conséquence, dans la troisième étude, nous avons étudié les effets du blocage du système ocytocine-peptide natriurétique auriculaire (OT-ANP) en utilisant un antagoniste de l’ocytocine (OTA), sur l'expression des gènes guanylyl cyclase-A et certains marqueurs de l’inflammation dans le foie de rates Ovx. Nous avons observé une diminution (P < 0.05) de l’ARNm de la GC-A chez les rates Ovx et Sham sédentaires traitées avec l’OTA, tandis qu’une augmentation (P < 0.05) de l'expression de l’ARNm de la protéine C-réactive (CRP) hépatique a été notée chez ces animaux. L’exercice physique n'a apporté aucun changement sur l'expression hépatique de ces gènes que ce soit chez les rates Ovx ou Sham traitées avec l’OTA. En résumé, pour expliquer l’observation selon laquelle l’accumulation et la résorption de lipides dans le foie dépendent des mécanismes associés à des niveaux d’œstrogènes, nos résultats suggèrent que la diminution de production de VLDL-TG induite par une déficience en œstrogènes, pourrait être un des mecanismes responsables de l’accumulation de lipides dans le foie. L’exercice physique quant à lui diminue l'infiltration de lipides dans le foie ainsi que la production de VLDL-TG indépendamment des niveaux d'œstrogènes. En outre, l'expression des récepteurs de l’ANP a diminué par l'OTA chez les rates Ovx et Sham suggérant une action indirecte de l’ocytocine (OT) au niveau du foie indépendamment de la présence ou non des estrogènes. L’axe ocytocine-peptide natriurétique auriculaire, dans des conditions physiologiques normales, protègerait le foie contre l'inflammation à travers la modulation de l’expression de la GC-A.

Dietary fat composition and cardiovascular disease

Cardiovascular disease (CVD), which includes coronary heart disease and stroke, remains the major killer in the EU, being responsible for 42% of total mortality. The amount and composition of dietary fat is arguably the most important dietary factor contributing to disease risk. A significant body of consistent evidence indicates that a decrease in dietary saturated fat:unsaturated (polyunsaturated + monounsaturated) ratio and an increased intake of long-chain n-3 polyunsaturated fatty acids (LC n-3 PUFA) found in fish, is cardioprotective. Furthermore, although the evidence is currently less convincing, such a strategy is also likely to improve insulin sensitivity, the central metabolic defect in diabetes. Currently in the UK only 12% of men, 17% of women and 8% of children have an SFA intakes <10% of energy. The average intake of LC n-3 PUFA is <0.2 g/day, which is less than half the current conservative recommendation of a minimum of 0.45 g/day. Public health strategies to reverse these dietary fatty acid imbalances, aimed at educating and motivating the consumer and making affordable and acceptable food products with an ‘enhanced’ fatty acid profile more widely available, must remain a public health priority in the ‘fight’ against CVD.

Symposium on 'nutrition interventions in high-risk groups' - CVD risk in South Asians: the importance of defining adiposity and influence of dietary polyunsaturated fat

The prevalence of the metabolic syndrome (MetS), CVD and type 2 diabetes (T2D) is known to be higher in populations from the Indian subcontinent compared with the general UK population. While identification of this increased risk is crucial to allow for effective treatment, there is controversy over the applicability of diagnostic criteria, and particularly measures of adiposity in ethnic minorities. Diagnostic cut-offs for BMI and waist circumference have been largely derived from predominantly white Caucasian populations and, therefore, have been inappropriate and not transferable to Asian groups. Many Asian populations, particularly South Asians, have a higher total and central adiposity for a similar body weight compared with matched Caucasians and greater CVD risk associated with a lower BMI. Although the causes of CVD and T2D are multi-factorial, diet is thought to make a substantial contribution to the development of these diseases. Low dietary intakes and tissue levels of long-chain (LC) n-3 PUFA in South Asian populations have been linked to high-risk abnormalities in the MetS. Conversely, increasing the dietary intake of LC n-3 PUFA in South Asians has proved an effective strategy for correcting such abnormalities as dyslipidaemia in the MetS. Appropriate diagnostic criteria that include a modified definition of adiposity must be in place to facilitate the early detection and thus targeted treatment of increased risk in ethnic minorities.

ACC2 gene polymorphisms, metabolic syndrome, and gene-nutrient interactions with dietary fat.

Acetyl-CoA carboxylase β (ACC2) plays a key role in fatty acid synthesis and oxidation pathways. Disturbance of these pathways is associated with impaired insulin responsiveness and metabolic syndrome (MetS). Gene-nutrient interactions may affect MetS risk. This study determined the relationship between ACC2 polymorphisms (rs2075263, rs2268387, rs2284685, rs2284689, rs2300453, rs3742023, rs3742026, rs4766587, and rs6606697) and MetS risk, and whether dietary fatty acids modulate this in the LIPGENE-SU.VI.MAX study of MetS cases and matched controls (n = 1754). Minor A allele carriers of rs4766587 had increased MetS risk (OR 1.29 [CI 1.08, 1.58], P = 0.0064) compared with the GG homozygotes, which may in part be explained by their increased body mass index (BMI), abdominal obesity, and impaired insulin sensitivity (P < 0.05). MetS risk was modulated by dietary fat intake (P = 0.04 for gene-nutrient interaction), where risk conferred by the A allele was exacerbated among individuals with a high-fat intake (>35% energy) (OR 1.62 [CI 1.05, 2.50], P = 0.027), particularly a high intake (>5.5% energy) of n-6 polyunsaturated fat (PUFA) (OR 1.82 [CI 1.14, 2.94], P = 0.01; P = 0.05 for gene-nutrient interaction). Saturated and monounsaturated fat intake did not modulate MetS risk. Importantly, we replicated some of these findings in an independent cohort. In conclusion, the ACC2 rs4766587 polymorphism influences MetS risk, which was modulated by dietary fat, suggesting novel gene-nutrient interactions.

Single nucleotide polymorphisms at the ADIPOQ gene locus interact with age and dietary intake of fat to determine serum adiponectin in subjects at risk of the metabolic syndrome

Background: Adiponectin gene expression is modulated by peroxisome proliferator–activated receptor γ, which is a transcription factor activated by unsaturated fatty acids. Objective: We investigated the effect of the interaction between variants at the ADIPOQ gene locus, age, sex, body mass index (BMI), ethnicity, and the replacement of dietary saturated fatty acids (SFAs) with monounsaturated fatty acids (MUFAs) or carbohydrates on serum adiponectin concentrations. Design: The RISCK (Reading, Imperial, Surrey, Cambridge, and Kings) study is a parallel-design, randomized controlled trial. Serum adiponectin concentrations were measured after a 4-wk high-SFA (HS) diet and a 24-wk intervention with reference (HS), high-MUFA (HM), and low-fat (LF) diets. Single nucleotide polymorphisms at the ADIPOQ locus −11391 G/A (rs17300539), −10066 G/A (rs182052), −7734 A/C (rs16861209), and +276 G/T (rs1501299) were genotyped in 448 participants. Results: In white Europeans, +276 T was associated with higher serum adiponectin concentrations (n = 340; P = 0.006) and −10066 A was associated with lower serum adiponectin concentrations (n = 360; P = 0.03), after adjustment for age, BMI, and sex. After the HM diet, −10066 G/G subjects showed a 3.8% increase (95% CI: −0.1%, 7.7%) and G/A+A/A subjects a 2.6% decrease (95% CI: −5.6%, 0.4%) in serum adiponectin (P = 0.006 for difference after adjustment for the change in BMI, age, and sex). In −10066 G/G homozygotes, serum adiponectin increased with age after the HM diet and decreased after the LF diet. Conclusion: In white −10066 G/G homozygotes, an HM diet may help to increase adiponectin concentrations with advancing age. This trial was registered at clinicaltrials.gov as ISRCTN29111298.

Early metabolic adaptation in C57BL/6 mice resistant to high fat diet induced weight gain involves an activation of mitochondrial oxidative pathways

We investigated the short-term (7 days) and long-term (60 days) metabolic effect of high fat diet induced obesity (DIO) and weight gain in isogenic C57BL/6 mice and examined the specific metabolic differentiation between mice that were either strong-responders (SR), or non-responders (NR) to weight gain. Mice (n = 80) were fed a standard chow diet for 7 days prior to randomization into a high-fat (HF) (n = 56) or a low-fat (LF) (n = 24) diet group. The (1)H NMR urinary metabolic profiles of LF and HF mice were recorded 7 and 60 days after the diet switch. On the basis of the body weight gain (BWG) distribution of HF group, we identified NR mice (n = 10) and SR mice (n = 14) to DIO. Compared with LF, HF feeding increased urinary excretion of glycine conjugates of β-oxidation intermediate (hexanoylglycine), branched chain amino acid (BCAA) catabolism intermediates (isovalerylglycine, α-keto-β-methylvalerate and α-ketoisovalerate) and end-products of nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) metabolism (N1-methyl-2-pyridone-5-carboxamide, N1-methyl-4-pyridone-3-carboxamide) suggesting up-regulation of mitochondrial oxidative pathways. In the HF group, NR mice excreted relatively more hexanoylglycine, isovalerylglycine, and fewer tricarboxylic acid (TCA) cycle intermediate (succinate) in comparison to SR mice. Thus, subtle regulation of ketogenic pathways in DIO may alleviate the saturation of the TCA cycle and mitochondrial oxidative metabolism.

Association between FTO variant and change in body weight and its interaction with dietary factors: the DiOGenes study

Although FTO is an established obesity-susceptibility locus, it remains unknown whether it influences weight change in adult life and whether diet attenuates this association. Therefore, we investigated the association of FTO-rs9939609 with changes in weight and waist circumference (WC) during 6.8 years follow-up in a large-scale prospective study and examined whether these associations were modified by dietary energy percentage from fat, protein, carbohydrate, or glycemic index (GI). This study comprised data from five countries of European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC) and was designed as a case-cohort study for weight gain. Analyses included 11,091 individuals, of whom 5,584 were cases (age (SD), 47.6 (7.5) years), defined as those with the greatest unexplained annual weight gain during follow-up and 5,507 were noncases (48.0 (7.3) years), who were compared in our case-noncase (CNC) analyses. Furthermore, 6,566 individuals (47.9 (7.3) years) selected from the total sample (all noncases and 1,059 cases) formed the random subcohort (RSC), used for continuous trait analyses. Interactions were tested by including interaction terms in the models. In the RSC-analyses, FTO-rs9939609 was associated with BMI (β (SE), 0.17 (0.08) kg·m(-2)/allele; P = 0.034) and WC (0.47 (0.21) cm/allele; P = 0.026) at baseline, but not with weight change (5.55 (12.5) g·year(-1)/allele; P = 0.66) during follow up. In the CNC-analysis, FTO-rs9939609 was associated with increased risk of being a weight-gainer (OR: 1.1; P = 0.045). We observed no interaction between FTO-rs9939609 and dietary fat, protein and carbohydrate, and GI on BMI and WC at baseline or on change in weight and WC. FTO-rs9939609 is associated with BMI and WC at baseline, but association with weight gain is weak and only observed for extreme gain. Dietary factors did not influence the associations.

Physical activity attenuates the body mass index-increasing influence of genetic variation in the FTO gene 1-3.

BACKGROUND: Intronic variation in the FTO (fat mass and obesity-associated) gene has been unequivocally associated with increased body mass index (BMI; in kg/m(2)) and the risk of obesity in populations of different ethnicity. OBJECTIVE: We examined whether this robust genetic predisposition to obesity can be attenuated by being more physically active. DESIGN: The FTO variant rs1121980 was genotyped in 20,374 participants (39-79 y of age) from the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition-Norfolk Study, an ethnically homogeneous population-based cohort. Physical activity (PA) was assessed with a validated self-reported questionnaire. The interaction between rs1121980 and PA on BMI and waist circumference (WC) was examined by including the interaction term in mixed-effect models. RESULTS: We confirmed that the risk (T) allele of rs1121980 was significantly associated with BMI (0.31-unit increase per allele; P < 0.001) and WC (0.77-cm increase per allele; P < 0.001). The PA level attenuated the effect of rs1121980 on BMI and WC; ie, whereas in active individuals the risk allele increased BMI by 0.25 per allele, the increase in BMI was significantly (P for interaction = 0.004) more pronounced (76%) in inactive individuals (0.44 per risk allele). We observed similar effects for WC (P for interaction = 0.02): the risk allele increased WC by 1.04 cm per allele in inactive individuals but by only 0.64 cm in active individuals. CONCLUSIONS: Our results showed that PA attenuates the effect of the FTO rs1121980 genotype on BMI and WC. This observation has important public health implications because we showed that a genetic susceptibility to obesity induced by FTO variation can be overcome, at least in part, by adopting a physically active lifestyle.

Variation in genes related to hepatic lipid metabolism and changes in waist circumference and body weight.

We analysed single nucleotide polymorphisms (SNPs) tagging the genetic variability of six candidate genes (ATF6, FABP1, LPIN2, LPIN3, MLXIPL and MTTP) involved in the regulation of hepatic lipid metabolism, an important regulatory site of energy balance for associations with body mass index (BMI) and changes in weight and waist circumference. We also investigated effect modification by sex and dietary intake. Data of 6,287 individuals participating in the European prospective investigation into cancer and nutrition were included in the analyses. Data on weight and waist circumference were followed up for 6.9 ± 2.5 years. Association of 69 tagSNPs with baseline BMI and annual changes in weight as well as waist circumference were investigated using linear regression analysis. Interactions with sex, GI and intake of carbohydrates, fat as well as saturated, monounsaturated and polyunsaturated fatty acids were examined by including multiplicative SNP-covariate terms into the regression model. Neither baseline BMI nor annual weight or waist circumference changes were significantly associated with variation in the selected genes in the entire study population after correction for multiple testing. One SNP (rs1164) in LPIN2 appeared to be significantly interacting with sex (p = 0.0003) and was associated with greater annual weight gain in men (56.8 ± 23.7 g/year per allele, p = 0.02) than in women (-25.5 ± 19.8 g/year per allele, p = 0.2). With respect to gene-nutrient interaction, we could not detect any significant interactions when accounting for multiple testing. Therefore, out of our six candidate genes, LPIN2 may be considered as a candidate for further studies.

Endothelial function and insulin sensitivity during acute non-esterified fatty acid elevation: effects of fat composition and gender

Background and Aims: We have reported that adverse effects on flow-mediated dilation of an acute elevation of non-esterified fatty acids rich in saturated fat (SFA) are reversed following addition of long-chain (LC) n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA), and hypothesised that these effects may be mediated through alterations in insulin signalling pathways. In a subgroup, we explored the effects of raised NEFA enriched with SFA, with or without LC n-3 PUFA, on whole body insulin sensitivity (SI) and responsiveness of the endothelium to insulin infusion. Methods and Results: Thirty adults (mean age 27.8 y, BMI 23.2 kg/m2) consumed oral fat loads on separate occasions with continuous heparin infusion to elevate NEFA between 60-390 min. For the final 150 min, a hyperinsulinaemic-euglycaemic clamp was performed, whilst FMD and circulating markers of endothelial function were measured at baseline, pre-clamp (240 min) and post-clamp (390 min). NEFA elevation during the SFA-rich drinks was associated with impaired FMD (P=0.027) whilst SFA+LC n-3 PUFA improved FMD at 240 min (P=0.003). In males, insulin infusion attenuated the increase in FMD with SFA+LC n-3 PUFA (P=0.049), with SI 10% greater with SFA+LC n-3 PUFA than SFA (P=0.041). Conclusion: This study provides evidence that NEFA composition during acute elevation influences both FMD and SI, with some indication of a difference by gender. However our findings are not consistent with the hypothesis that the effects of fatty acids on endothelial function and SI operate through a common pathway. Trial registered at clinicaltrials.gov, NCT01351324.

Effect of maternal protein restriction during pregnancy and postweaning high-fat feeding of diet-induced thermogenesis in adult mouse offspring

Purpose Prenatal undernutrition followed by postweaning feeding of a high-fat diet results in obesity in the adult offspring. In this study, we investigated whether diet-induced thermogenesis is altered as a result of such nutritional mismatch. Methods Female MF-1 mice were fed a normal protein (NP, 18 % casein) or a protein-restricted (PR, 9 % casein) diet throughout pregnancy and lactation. After weaning, male offspring of both groups were fed either a high-fat diet (HF; 45 % kcal fat) or standard chow (C, 7 % kcal fat) to generate the NP/C, NP/HF, PR/C and PR/HF adult offspring groups (n = 7–11 per group). Results PR/C and NP/C offspring have similar body weights at 30 weeks of age. Postweaning HF feeding resulted in significantly heavier NP/HF offspring (P < 0.01), but not in PR/HF offspring, compared with their chow-fed counterparts. However, the PR/HF offspring exhibited greater adiposity (P < 0.01) v the NP/HF group. The NP/HF offspring had increased energy expenditure and increased mRNA expression of uncoupling protein-1 and β-3 adrenergic receptor in the interscapular brown adipose tissue (iBAT) compared with the NP/C mice (both at P < 0.01). No such differences in energy expenditure and iBAT gene expression were observed between the PR/HF and PR/C offspring. Conclusions These data suggest that a mismatch between maternal diet during pregnancy and lactation, and the postweaning diet of the offspring, can attenuate diet-induced thermogenesis in the iBAT, resulting in the development of obesity in adulthood.

Insulin resistance determines a differential response to changes in dietary fat modification on metabolic syndrome risk factors: the LIPGENE study

Background: Previous data support the benefits of reducing dietary saturated fatty acids (SFAs) on insulin resistance (IR) and other metabolic risk factors. However, whether the IR status of those suffering from metabolic syndrome (MetS) affects this response is not established. OBJECTIVE: Our objective was to determine whether the degree of IR influences the effect of substituting high-saturated fatty acid (HSFA) diets by isoenergetic alterations in the quality and quantity of dietary fat on MetS risk factors. DESIGN: In this single-blind, parallel, controlled, dietary intervention study, MetS subjects (n = 472) from 8 European countries classified by different IR levels according to homeostasis model assessment of insulin resistance (HOMA-IR) were randomly assigned to 4 diets: an HSFA diet; a high-monounsaturated fatty acid (HMUFA) diet; a low-fat, high-complex carbohydrate (LFHCC) diet supplemented with long-chain n-3 polyunsaturated fatty acids (1.2 g/d); or an LFHCC diet supplemented with placebo for 12 wk (control). Anthropometric, lipid, inflammatory, and IR markers were determined. RESULTS: Insulin-resistant MetS subjects with the highest HOMA-IR improved IR, with reduced insulin and HOMA-IR concentrations after consumption of the HMUFA and LFHCC n-3 diets (P < 0.05). In contrast, subjects with lower HOMA-IR showed reduced body mass index and waist circumference after consumption of the LFHCC control and LFHCC n-3 diets and increased HDL cholesterol concentrations after consumption of the HMUFA and HSFA diets (P < 0.05). MetS subjects with a low to medium HOMA-IR exhibited reduced blood pressure, triglyceride, and LDL cholesterol levels after the LFHCC n-3 diet and increased apolipoprotein A-I concentrations after consumption of the HMUFA and HSFA diets (all P < 0.05). CONCLUSIONS: Insulin-resistant MetS subjects with more metabolic complications responded differently to dietary fat modification, being more susceptible to a health effect from the substitution of SFAs in the HMUFA and LFHCC n-3 diets. Conversely, MetS subjects without IR may be more sensitive to the detrimental effects of HSFA intake. The metabolic phenotype of subjects clearly determines response to the quantity and quality of dietary fat on MetS risk factors, which suggests that targeted and personalized dietary therapies may be of value for its different metabolic features.