Study of the components and adherence to the Mediterranean diet on functional and cognitive ageing: from dietary assessment to a metabolomic approach

Abstract

[eng] Healthy dietary patterns, such as the Mediterranean diet, have been linked to reduced chronic disease risk and mortality. However, the evidence regarding the impact of healthy dietary patterns on physical and cognitive functions in older adults is still inconclusive due to limitations in traditional dietary data collection methods, which are prone to measurement errors. To overcome these challenges, the use of dietary biomarkers is proposed. Food biomarkers not only provide more objective measures but also consider factors like food compound bioavailability and the metabolic intervariability of individuals. The hypothesis of this doctoral thesis was that high adherence to a dietary pattern rich in phytochemicals and unsaturated fatty acids, such as the Mediterranean diet, may influence the physical and cognitive health of older adults. The research aimed to explore the effects of the Mediterranean diet and its components on physical and cognitive function in individuals aged 65 and older. The findings of this thesis are documented in five scientific publications. In the framework of the FoodBall Project, the phytochemical profile of legumes was investigated, and their composition was analyzed in a second stage. Beans had the greatest number of described compounds and the most discriminant profile, while lentils, chickpeas, and peas revealed a high number of common compounds. The intervention study with pulses, which aimed to characterize the composition of bioactive compounds in legumes and to identify biomarkers of their consumption, revealed a broad list of candidate metabolites. Some metabolites and their families were found to be specific for certain pulses, while others appeared to be more generic indicators of legume consumption. The relationship between adherence to the Mediterranean diet and the response to an exercise and health education program for preventing hospital-associated disability in older patients was investigated using the MEDAS questionnaire. The study showed that patients with low adherence to the Mediterranean diet might benefit more from the intervention. The concentration of urinary total polyphenols was also used as a biomarker of polyphenol intake and as a proxy of the Mediterranean diet, and similar results were obtained. In another study within the InCHIANTI prospective cohort, it was observed that fish consumption was inversely associated with the risk of cognitive decline, a significant contributor to elderly disability. Additionally, a higher adherence to the Mediterranean diet, assessed through an a priori Mediterranean diet metabolomic score, was associated with a lower risk of cognitive decline in older adults from the Three-City Study. In conclusion, the research presented in this doctoral thesis provides evidence that adherence to a healthy diet rich in phytochemicals and unsaturated fatty acids, such as the Mediterranean diet, may contribute to the prevention of cognitive and functional decline in older individuals. These findings underscore the importance of refining nutritional metabolomic techniques for future research in the study of diet-health relationships in aging and the value of bioactive compounds from food groups with nutritional relevance like legumes and fish.

[cat] redactada en anglès, aquest resum pot ser en un altre idioma. L'evidència relativa a l'impacte de patrons dietètics saludables en les funcions físiques i cognitives en adults grans encara no és concloent a causa dels errors de mesures dels mètodes tradicionals de recollida de dades dietètiques. Els biomarcadors del consum d'aliments no sols proporcionen mesures més objectives, sinó que també consideren factors com la biodisponibilitat dels compostos alimentaris i la intervariabilitat metabòlica dels individus. La hipòtesi d'aquesta tesi doctoral és que l'alta adherència a un patró dietètic ric en fitoquímics i àcids grassos insaturats, com la dieta mediterrània, pot influir en la salut física i cognitiva dels adults majors. La investigació va tenir com a objectiu explorar els efectes de la dieta mediterrània i els seus components sobre la funció física i cognitiva en individus majors de 65 anys. En el marc del Projecte FoodBall, es va investigar el perfil fitoquímic dels llegums. Les mongetes presentaven el major nombre de compostos descrits i el perfil més discriminant, mentre que les llenties, els cigrons i els pèsols van revelar un gran nombre de compostos comuns. L'estudi d'intervenció amb llegums, que pretenia caracteritzar la composició de compostos bioactius en llegums i identificar biomarcadors del seu consum, va revelar una àmplia llista de metabòlits candidats, tant de genèrics com d’específics de certs llegums. En un tercer estudi, es va demostrar que els pacients majors amb baixa adherència a la dieta mediterrània, avaluada a través del qüestionari MEDAS, podrien beneficiar-se més d’un programa d’exercici i educació en salut per prevenir la discapacitat associada a l'hospital. Es van obtenir resultats semblants usant la concentració de polifenols totals urinaris. En un altre estudi dins de la cohort prospectiva InCHIANTI, es va observar que el consum de peix estava inversament associat amb el risc de declivi cognitiu. A més, una major adherència a la dieta mediterrània, avaluada a través d’una puntuació metabolòmica a priori de dieta mediterrània, es va associar amb un menor risc de deteriorament cognitiu en adults majors de l'Estudi de les Tres Ciutats. En conclusió, la investigació presentada en aquesta tesi doctoral proporciona evidència que l’adherència a una dieta saludable rica en fitoquímics i àcids grassos insaturats, com la dieta mediterrània, pot contribuir a la prevenció del declivi cognitiu i funcional en les persones majors. Aquestes troballes subratllen la importància de refinar les tècniques nutricionals metabolòmiques per a la investigació futura.