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Epidemiology of diabetic disorders and its long-term impact on adiposity in the offspring

  • Obesity and diabetes have reached epidemic proportions and have emerged as massive public health problems globally. The etiology of both obesity and diabetes are related, multifactorial, highly complex, and involves interplay of genetic, environmental, socio-economic and physiological factors, which calls for a more extensive research in understanding the risk factors and biological pathways. Hence, this dissertation contributed in part to understanding the role of iron markers in the development of type 2 diabetes mellitus and the role of intrauterine hyperglycemia in influencing the risk of offspring obesity along with investigating potential pathways. In the first part of my dissertation, the associations of iron markers (ferritin and transferrin) with type 2 diabetes mellitus and metabolic syndrome were investigated using the population-based Study of Health in Pomerania. The present analyses were based on 3,232 participants aged 20-81 years with a follow-up time of nearly 11 years. The results suggest that serum ferritin concentrations were associated with a higher prevalence of type 2 diabetes mellitus and metabolic syndrome in the total population as well as in men. However, the effects of serum ferritin on incident type 2 diabetes mellitus were observed only in women, while the effects on incident metabolic syndrome were seen in the total population. Serum ferritin is also known to reflect systemic inflammation or hepatic dysfunction in addition to increased iron stores. Hence, upon further analyses, the associations were found to be attenuated after adjustment for hepatic enzymes but not after adjustment for inflammation. Transferrin was not associated with any of the outcomes. Thus, our study provides evidence for a link between the iron marker ferritin and type 2 diabetes mellitus and metabolic syndrome, although the association seemed to vary by sex. Moreover, hepatic dysfunction seems likely to be in the pathway between ferritin and type 2 diabetes mellitus and metabolic syndrome. In the second part of my dissertation, the association between maternal hyperglycemia and the risk of offspring overweight and obesity were investigated using three different cohorts: TEDDY, TEENDIAB and BABYDIAB/BABYDIET. The present analyses were based on a total of 8,103 children who were followed until 6 years of age in TEDDY study and until 18 years of age in TEENDIAB and BABYDIAB/BABYDIET studies. The dissertation revealed that maternal hyperglycemia in general may be associated with increased risk for childhood overweight and obesity, and that the association gets stronger as children grow older, with the risk being clearly evident at late childhood and adolescence. Moreover, this dissertation adds that this association can be driven by different pathways based on the type of maternal diabetes to which the offspring was exposed. The association of maternal gestational diabetes mellitus with offspring overweight can be largely explained by the confounding influence of maternal BMI, whereas the association of maternal type 1 diabetes mellitus with offspring overweight can be substantially explained by birthweight in all three studies. In our attempt to understand biological pathways at a cellular level, we found that the offspring metabolome was unlikely to be in the causal pathway between maternal type 1 diabetes mellitus and overweight, because this association could not be explained by any of the potentially relevant metabolites. To conclude, this dissertation acknowledges the fact that prevention and early intervention of obesity and diabetes is of paramount importance to lessen the impact of these public health problems. Thus, our findings of the role of ferritin in increasing the risk of type 2 diabetes mellitus/ metabolic syndrome and the role of intrauterine hyperglycemia in increasing the risk of offspring overweight helped to identify particular risk groups who may need closer attention with respect to prevention of obesity and diabetes.
  • Adipositas und Diabetes haben epidemische Ausmaße angenommen und sich weltweit zu einem massiven Problem der öffentlichen Gesundheit entwickelt. Die Ätiologie von Adipositas und Diabetes ist verwandt, multifaktoriell, hochkomplex und beinhaltet ein Zusammenspiel von genetischen, umweltbedingten, sozioökonomischen und physiologischen Faktoren, was eine umfassendere Forschung zum Verständnis der Risikofaktoren und biologischen Pfade erfordert. Daher trug diese Dissertation zum Teil dazu bei, die Rolle von Eisenmarkern bei der Entwicklung von Typ-2-Diabetes mellitus und die Rolle der intrauterinen Hyperglykämie bei der Beeinflussung des Risikos von Adipositas bei den Nachkommen zu verstehen und mögliche Pfade zu untersuchen. Im ersten Teil meiner Dissertation wurden die Assoziationen von Eisenmarkern (Ferritin und Transferrin) mit Typ-2-Diabetes mellitus und metabolischem Syndrom anhand der bevölkerungsbasierten Studie (Study of Health in Pomerania) untersucht. Die Analysen basierten auf 3.232 Teilnehmern im Alter von 20-81 Jahren mit einer Nachbeobachtungszeit von fast 11 Jahren. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Ferritin konzentration im Serum sowohl in der Gesamtbevölkerung als auch bei Männern mit einer höheren Prävalenz von Diabetes mellitus Typ 2 und metabolischem Syndrom assoziiert ist. Die Auswirkungen von Serum ferritin auf das Auftreten von Typ-2-Diabetes mellitus wurden jedoch nur bei Frauen beobachtet, während die Auswirkungen auf das Auftreten des metabolischen Syndroms in der Gesamtbevölkerung zu beobachten waren. Es ist bekannt, dass Serum ferritin neben erhöhten Eisenspeichern auch systemische Entzündungen oder hepatische Funktionsstörungen widerspiegelt. Daher wurde bei weiteren Analysen festgestellt, dass die Assoziationen nach Adjustierung für Leberenzyme, nicht aber nach Adjustierung für Entzündungen abgeschwächt wurden. Transferrin war mit keinem der Ergebnisse assoziiert. Unsere Studie liefert somit Beweise für einen Zusammenhang zwischen dem Eisenmarker Ferritin und Typ-2-Diabetes mellitus sowie dem metabolischen Syndrom, obwohl die Assoziation je nach Geschlecht zu variieren scheint. Darüber hinaus scheint eine Leberfunktionsstörung wahrscheinlich in den Zusammenhang zwischen Ferritin und Typ-2-Diabetes mellitus und metabolischem Syndrom eingebunden zu sein. Im zweiten Teil meiner Dissertation wurde der Zusammenhang zwischen mütterlicher Hyperglykämie und dem Risiko von Übergewicht und Adipositas bei den Nachkommen anhand von drei verschiedenen Kohorten TEDDY, TEENDIAB und BABYDIAB/BABYDIET untersucht. Die Analysen basierten auf insgesamt 8.103 Kindern, die in der TEDDY-Studie bis zum Alter von 6 Jahren und in den Studien TEENDIAB und BABYDIAB/BABYDIET bis zum Alter von 18 Jahren verfolgt wurden. Aus der Dissertation geht hervor, dass eine mütterliche Hyperglykämie im Allgemeinen mit einem erhöhten Risiko für Übergewicht und Adipositas im Kindesalter verbunden sein kann und dass sich dieser Zusammenhang mit zunehmendem Alter der Kinder verstärkt, wobei das Risiko in der späten Kindheit und im Jugendalter deutlich erkennbar ist. Darüber hinaus wird in dieser Dissertation festgestellt, dass dieser Zusammenhang je nach Art des mütterlichen Diabetes, dem die Nachkommen ausgesetzt waren, auf unterschiedlichen Wegen zustande kommen kann. Der Zusammenhang zwischen mütterlichem Gestationsdiabetes mellitus und Übergewicht der Nachkommen kann weitgehend durch den störenden Einfluss des mütterlichen BMI erklärt werden, während der Zusammenhang zwischen mütterlichem Typ-1-Diabetes mellitus und Übergewicht der Nachkommen in allen drei Studien im Wesentlichen durch das Geburtsgewicht erklärt werden kann. Bei unserem Versuch, biologische Pfade auf zellulärer Ebene zu verstehen, haben wir festgestellt, dass das Metabolom der Nachkommen wahrscheinlich nicht in den kausalen Pfad zwischen mütterlichem Typ-1-Diabetes mellitus und Übergewicht eingebunden ist, da dieser Zusammenhang durch keinen der potenziell relevanten Metaboliten erklärt werden konnte. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Dissertation die Tatsache anerkennt, dass Prävention und frühzeitige Intervention bei Adipositas und Diabetes von größter Bedeutung sind, um die Auswirkungen dieser Probleme auf die öffentliche Gesundheit zu verringern. Unsere Erkenntnisse über die Rolle von Ferritin bei der Erhöhung des Risikos für Typ-2-Diabetes mellitus/metabolisches Syndrom und die Rolle der intrauterinen Hyperglykämie bei der Erhöhung des Risikos für Übergewicht bei den Nachkommen haben dazu beigetragen, bestimmte Risikogruppen zu identifizieren, die im Hinblick auf die Prävention von Adipositas und Diabetes mehr Aufmerksamkeit benötigen.

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Metadaten
Author: Anitha Pitchika
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-55920
Title Additional (English):Epidemiologie der diabetischen Erkrankungen und ihre langfristigen Auswirkungen auf die Adipositas der Nachkommen
Referee:PD Dr. rer. med. Till Ittermann, Prof. Dr. med. Wolfgang Rathmann
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2020
Date of first Publication:2021/08/18
Granting Institution:Universität Greifswald, Universitätsmedizin
Date of final exam:2021/06/14
Release Date:2021/08/18
Tag:Diabetes mellitus; Epidemiology; Offspring overweight; Schwangerschaftsdiabetes
GND Keyword:Epidemiologie, Diabetes mellitus, Ferritin, Übergewicht, Nachkomme, Schwangerschaftsdiabetes
Page Number:81
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Community Medicine
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit