Association between (poly)phenols and obesity: from the observational study to the clinical trial

Abstract

[eng] (Poly)phenols from plants may help manage obesity due to their antioxidant and anti-inflammatory effects, but the exact types beneficial for obesity have yet to be clearly identified. High (poly)phenol diets may prevent or treat obesity, although no official intake guidelines exist. This epidemiologic research aims to identify specific (poly)phenols that may improve obesity parameters. In this doctoral thesis, firstly, the impact of dietary (poly)phenols on body weight (BW) change over five years was examined in 349,165 participants from the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC). Additionally, the study delved into the relationship between 36 specific plasma (poly)phenols and BW change within a smaller subset of the EPIC cohort (n=761). Employing general linear mixed models and adjusting for key confounders, the research identified an inverse relationship between the intake of most dietary (poly)phenols and 5-year BW change, particularly emphasizing flavonoids and compounds present in whole grains, tea, fruits (notably berries), and cocoa. Moreover, a trend towards BW reduction was noted with higher plasma (poly)phenol concentrations, although these findings did not achieve statistical significance after adjusting for multiple comparisons. Secondly, this thesis included the cross-sectional associations of dietary intakes of flavonoids and flavonoid subclasses with adiposity parameters, assessed in ~ 11,000 adult participants from the Fenland study, in the UK. Outcome variables included body fat percentage, visceral abdominal and subcutaneous abdominal fat thickness (VAT and SCAT, respectively), VAT:SCAT ratio, body mass index (BMI), waist circumference (WC), waist-to-hip ratio (WHR), and a body shape index. Associations were assessed through robust linear regression analyses. Higher dietary intake of total flavonoids and most flavonoid subclasses was inversely associated with most outcomes, especially body fat percentage, VAT, BMI, WC and WHR. Thirdly, a (poly)phenol-rich supplement was developed based on findings from the EPIC study, previous literature, and Mediterranean diet components. The 400mg supplement contained seven plant extract compounds and was tested on participants with severe obesity (BMI ≥ 40 kg/m2) in a 12-week double-blind, placebo-controlled clinical trial. Participants were divided into an intervention group, receiving the supplement alongside a 1,200 kcal diet, and a control group, receiving a placebo and the same diet. Outcomes measured included body weight and composition, various health biomarkers, metabolic pathways, and gut microbiota diversity. The study adhered to ethical guidelines, secured participant consent, and is registered at ClinicalTrials.gov (NCT05428540). Overall, and through different analyses and levels of scientific evidence, this doctoral thesis can conclude that higher dietary intakes of (poly)phenols through plant-based foods are associated with body weight maintenance and less adiposity and can be considered an interesting approach in the prevention or treatment of obesity and its associated cardiometabolic risk.

[cat] Els (poli)fenols de les plantes poden ajudar a controlar l'obesitat a causa dels seus efectes antioxidants i antiinflamatoris, però els tipus exactes beneficiosos per a l'obesitat encara no s'han identificat clarament. Les dietes altes en (poli)fenol poden prevenir o tractar l'obesitat, tot i que no existeixen directrius oficials d'ingesta. Aquesta recerca epidemiològica té com a objectiu identificar (poli)fenols específics que poden millorar els paràmetres de l'obesitat. En aquesta tesi doctoral, en primer lloc, es va examinar l'impacte dels (poli)fenols dietètics en el canvi de pes corporal (PV) en cinc anys en 349.165 participants de l'European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC). A més, l'estudi va aprofundir en la relació entre 36 (poli)fenols plasmàtics específics i el canvi de pes corporal dins d'un subconjunt més petit de la cohort EPIC (n = 761). Utilitzant models mixtos lineals generals i ajustant els factors de confusió clau, la investigació va identificar una relació inversa entre la ingesta de la majoria dels (poli)fenols dietètics i el canvi de pes corporal a 5 anys, destacant especialment els flavonoides i compostos presents en cereals integrals, te, fruites (especialment baies) i cacau. A més, es va observar una tendència cap a la reducció del pes corporal amb concentracions plasmàtiques més altes de (poli)fenols, tot i que aquestes troballes no van assolir significació estadística després d'ajustar per comparacions múltiples. En segon lloc, aquesta tesi incloïa les associacions transversals de la ingesta dietètica de flavonoides i subclasses de flavonoides amb paràmetres d'adipositat, avaluades en ~ 11.000 participants adults de l'estudi Fenland, al Regne Unit. Les variables de resultat van incloure el percentatge de greix corporal, el gruix de greix abdominal visceral i abdominal subcutani (IVA i SCAT, respectivament), la ràtio VAT:CUT, l'índex de massa corporal (IMC), la circumferència de la cintura (CC), la relació cintura-maluc (RCQ) i un índex de forma corporal. Les associacions es van avaluar mitjançant anàlisis de regressió lineal robustes. Una major ingesta dietètica de flavonoides totals i la majoria de les subclasses de flavonoides es va associar inversament amb la majoria dels resultats, especialment el percentatge de greix corporal, VAT, IMC, WC i WHR. En tercer lloc, es va desenvolupar un suplement ric en (poli)fenol basant-se en els resultats de l'estudi EPIC, la literatura prèvia i els components de la dieta mediterrània. El suplement de 400 mg contenia set compostos d'extracte vegetal i es va provar en participants amb obesitat severa (IMC ≥ 40 kg / m2) en un assaig clínic doble cec de 12 setmanes controlat amb placebo. Els participants es van dividir en un grup d'intervenció, que va rebre el suplement juntament amb una dieta de 1.200 kcal, i un grup de control, que va rebre un placebo i la mateixa dieta. Els resultats mesurats van incloure el pes corporal i la composició, diversos biomarcadors de salut, vies metabòliques i diversitat de microbiota intestinal. L'estudi es va adherir a les directrius ètiques, va obtenir el consentiment dels participants i es va registrar a ClinicalTrials.gov (NCT05428540). En conjunt, i a través de diferents anàlisis i nivells d'evidència científica, aquesta tesi doctoral pot concloure que una major ingesta dietètica de (poli)fenols a través d'aliments d'origen vegetal s'associa amb el manteniment del pes corporal i una menor adipositat i es pot considerar un enfocament interessant en la prevenció o tractament de l'obesitat i el seu risc cardiometabòlic associat.