Consumo de alimentos ultraprocesados, actividad física y alteraciones de marcadores metabólicos en adolescentes: estudio para la prevención de Diabetes Mellitus tipo 2 en un contexto multicultural

Abstract

La incidencia de Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2) en adolescentes se ha triplicado en los últimos años, debido al alejamiento del patrón de alimentación tradicional que conforma la dieta mediterránea, unido a la incorporación de alimentos ultraprocesados (UPFs) y a un estilo de vida sedentario. La adolescencia es un periodo crucial en el desarrollo humano, caracterizado por profundos cambios físicos, emocionales y sociales que influyen significativamente en los hábitos alimentarios y en la adopción de patrones de conducta que pueden perdurar en la vida adulta. Durante esta etapa, se incrementan las necesidades nutricionales debido al crecimiento acelerado y a la maduración sexual, lo cual, sumado a una mayor independencia en la elección de alimentos y a la influencia de factores socioculturales, puede favorecer el consumo de UPFs alejado de patrones dietéticos saludables. Existe evidencia científica que relaciona estos cambios con la aparición de obesidad y DM2 a edades más tempranas. En España, el consumo de UPFs en la población infantojuvenil es muy elevado, representando el 24.4% de la ingesta calórica total. En entornos multiculturales, se ponen de manifiesto diferencias en hábitos alimentarios debidas a la cultura y la religión, que no han sido suficientemente estudiadas. Asimismo, entre los factores inductores de DM2, se incluye la disfunción del metabolismo del tejido adiposo abdominal que tiene un impacto directo en la homeostasis de la glucosa y los lípidos. Como consecuencia, se produce una alteración de la liberación de triglicéridos en sangre, la secreción de citoquinas proinflamatorias y la sobreproducción de especies reactivas de oxígeno, así como cambios en la composición lipídica de la membrana plasmática celular. Por todo ello, se plantea como hipótesis que la religión, como componente cultural, entre otros factores, condiciona los hábitos alimentarios, en particular el consumo de UPFs, y el estilo de vida de los adolescentes, actuando como factores predisponentes frente al desarrollo de DM2. Teniendo en cuenta la relevancia de la salud integral en la adolescencia, los objetivos específicos de este estudio son: describir las características antropométricas, el estado nutricional, la presión arterial, el nivel de actividad física y el grado de madurez sexual de la población objeto de estudio; estudiar los hábitos alimentarios y la calidad de la dieta de los adolescentes participantes; evaluar el consumo de UPFs y analizar su relación con el sexo y la religión; determinar los patrones alimentarios y su relación con factores determinantes de la salud; y examinar, mediante un estudio piloto, la asociación entre la frecuencia de consumo de UPFs y los determinantes del riesgo de desarrollo de DM2, evaluados a través de marcadores metabólicos en sangre. Se ha llevado a cabo una investigación descriptivo-correlacional, de corte transversal y enfoque cuantitativo y exploratorio seguido de análisis bioquímicos para la determinación de factores determinantes de riesgo de desarrollo de DM2 en una muestra piloto. A través de un muestreo intencional, participaron en el estudio un total de 602 adolescentes con edades comprendidas entre 15 y 17 años, correspondientes a los cursos de 3º y 4º de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) y 1º de Bachillerato, todos ellos pertenecientes a seis Centros Educativos de la Ciudad Autónoma de Melilla. La recogida de datos se realizó utilizando instrumentos validados: la escala de Tanner para evaluar el grado de madurez sexual, el Cuestionario de Actividad Física (IPAQ), el Cuestionario de Adherencia a la Dieta Mediterránea (KIDMED), el Cuestionario de Frecuencia de Consumo Alimentario (FFQ) y el Cuestionario Recordatorio de 72 horas para detallar los patrones alimentarios. Además, se recopilaron las variables sociodemográficas y de salud mediante un cuestionario ad hoc que incluyó también la Escala de Actitud Religiosa para establecer la religión de los participantes. Para el análisis bioquímico de los integrantes del estudio piloto, las muestras de sangre se trasladaron al Instituto de la Grasa (CSIC, Sevilla) para analizar la composición en ácidos grasos del suero, de las VLDL y de la membrana eritrocitaria, además de las concentraciones plasmáticas de citocinas pro- y antiinflamatorias. Paralelamente, en el Laboratorio de Análisis y Bioquímica Clínica del Hospital Universitario Virgen del Rocío (Sevilla), se determinaron los lípidos circulantes. Para el análisis de los datos descriptivos e inferenciales se empleó el programa estadístico SPSS 28.0, aplicando pruebas estadísticas paramétricas y no paramétricas, y análisis multivariado según las características de la muestra. Los resultados de la presente Tesis Doctoral indican diferencias significativas en diversos parámetros cardiovasculares, metabólicos y alimentarios según sexo y religión. Se observó que el riesgo cardiovascular estimado mediante el índice ICA es mayor en chicos cristianos (19.8%) y en chicas musulmanas (17.5%), estas últimas con mayor tendencia a la prehipertensión. La actividad física fue similar en ambos sexos y no se relacionó con el consumo de UPFs ni tampoco con factores de riesgo de DM2. En cuanto a la madurez sexual, los chicos mostraron un mayor desarrollo sexual (estadio V) de Tanner, mientras que las chicas musulmanas presentaron un desarrollo mamario más avanzado y menor desarrollo del vello pubiano en comparación con sus pares cristianas. La calidad de la dieta, evaluada con el índice KIDMED, fue en general muy baja, con un patrón alimentario desequilibrado caracterizado por un exceso de proteínas, grasas y ácidos grasos saturados, y una ingesta insuficiente de hidratos de carbono, fibra, ácido fólico, vitaminas D, E y A, calcio y potasio. Además, la ingesta calórica diaria fue superior a la recomendada, especialmente en los adolescentes musulmanes. Se evidenció un alto consumo de UPFs en ambos grupos, siendo de 3 a 4 veces mayor en los musulmanes, lo que se tradujo en un consumo elevado de bebidas azucaradas y energéticas, y en un aporte energético diario significativamente superior. El análisis de patrones alimentarios reveló la existencia de un patrón menos saludable, al que se adhirieron mayoritariamente adolescentes musulmanes, quienes también presentaron un mayor porcentaje de masa grasa y una frecuencia cardíaca elevada. En el perfil lipídico, las chicas musulmanas mostraron niveles más altos de TG, cVLDL, cLDL y ratio CT/cHDL, indicadores de un perfil predisponente para DM2. Por último, se encontró que la ingesta de UPFs correlaciona significativamente con alteraciones en la composición lipídica y marcadores metabólicos, con diferencias entre sexos: en chicos, se asocia con mayor adiposidad central y grasa corporal, mientras que en chicas se relaciona con el ICA e insulina. Relativo al componente inflamatorio, las chicas musulmanas presentaron niveles elevados de IL-7, IL-10 e IL-13, y los chicos musulmanes niveles superiores de MIP-1β; además, la IL-8 correlacionó positivamente con el perímetro de cintura, IMC y la relación cHDL/cLDL, mientras que MCP-1 se asoció negativamente con Apo A1, colesterol total y cHDL. En conclusión, tanto los adolescentes musulmanes como los cristianos presentaron una baja adherencia a la dieta mediterránea y un alto consumo de UPFs. Relativo al impacto potencial de la religión, observamos que los escolares musulmanes consumían más UPFs que los escolares cristianos. El perfil lipídico en sangre presenta diferencias significativas entre sexos, con niveles más altos de TG, cVLDL, cLDL y ratio CT/cHDL entre las chicas musulmanas lo que indica un perfil lípidico predisponente para el desarrollo de DM2. Estos resultados ponen de manifiesto un alejamiento del patrón de alimentación saludable, especialmente entre escolares musulmanes. De este modo, resulta necesario supervisar el consumo de dichos alimentos entre los escolares, tanto en el ámbito asistencial como a través de iniciativas de promoción de la salud y estrategias de educación nutricional a edades tempranas, considerando los factores socioculturales con el objetivo de prevenir y tratar problemas cardiometabólicos entre otros, derivados de un consumo elevado de UPFs.

The incidence of type 2 Diabetes Mellitus (DM2) in adolescents has tripled in recent years, due to the shift away from the traditional eating pattern that makes up the Mediterranean diet, together with the incorporation of ultra-processed foods (UPFs) and a sedentary lifestyle. Adolescence is a crucial period in human development, characterized by profound physical, emotional and social changes that significantly influence eating habits and the adoption of behavioral patterns that can last into adulthood. During this stage, nutritional needs increase due to accelerated growth and sexual maturation, which, added to greater independence in food choice and the influence of sociocultural factors, may favor the consumption of UPFs away from healthy dietary patterns. There is scientific evidence that relates these changes to the appearance of obesity and DM2 at younger ages. In Spain, the consumption of UPFs in the population of children and adolescents is very high, representing 24.4% of total caloric intake. In multicultural environments, differences in dietary habits due to culture and religion are evident and have not been sufficiently studied. Also, among the inducing factors of DM2 is the dysfunction of abdominal adipose tissue metabolism, which has a direct impact on glucose and lipid homeostasis. As a consequence, there is an alteration in the release of triglycerides in the blood, secretion of proinflammatory cytokines and overproduction of reactive oxygen species, as well as changes in the lipid composition of the cell plasma membrane. Therefore, it is hypothesized that religion, as a cultural component, among other factors, conditions the dietary habits, in particular the consumption of UPFs, and the lifestyle of adolescents, acting as predisposing factors in the development of DM2. Taking into account the relevance of integral health in adolescence, the specific objectives of this study are: to describe the anthropometric characteristics, nutritional status, blood pressure, level of physical activity, and degree of sexual maturity of the study population; to study the dietary habits and diet quality of the adolescent participants; to evaluate the consumption of UPFs and analyze their relationship with sex and religion; to determine dietary patterns and their relationship with health determinants; and to examine, by means of a pilot study, the relationship between dietary patterns and health determinants; to determine dietary patterns and their relationship with health determinants; and to examine, by means of a pilot study, the association between the frequency of consumption of UPFs and the determinants of the risk of developing DM2, assessed by means of metabolic markers in blood. A descriptive-correlational, cross-sectional, quantitative and exploratory cross-sectional study was carried out, followed by biochemical analyses to determine the determinants of risk factors for the development of DM2 in a pilot sample. A total of 602 adolescents aged between 15 and 17 years, corresponding to the 3rd and 4th years of Compulsory Secondary Education (ESO) and 1st year of Baccalaureate, all belonging to six educational centers in the Autonomous City of Melilla, participated in the study by means of purposive sampling. Data collection was carried out using validated instruments: the Tanner scale to assess the degree of sexual maturity, the Physical Activity Questionnaire (IPAQ), the Mediterranean Diet Adherence Questionnaire (KIDMED), the Food Consumption Frequency Questionnaire (FFQ) and the 72-hour Reminder Questionnaire to detail eating patterns. In addition, sociodemographic and health variables were collected by means of an ad hoc questionnaire that also included the Religious Attitude Scale to establish the religion of the participants. For the biochemical analysis of the members of the pilot study, blood samples were transferred to the Instituto de la Grasa (CSIC, Seville) to analyze the fatty acid composition of serum, VLDL and erythrocyte membrane, in addition to plasma concentrations of pro- and anti-inflammatory cytokines. In parallel, circulating lipids were determined in the Clinical Biochemistry and Analysis Laboratory of the Hospital Universitario Virgen del Rocío (Seville). The SPSS 28.0 statistical program was used for the analysis of descriptive and inferential data, applying parametric and nonparametric statistical tests and multivariate analysis according to the characteristics of the sample. The results of this doctoral thesis indicate significant differences in various cardiovascular, metabolic and dietary parameters according to sex and religion. It was observed that the cardiovascular risk estimated by the ICA index was higher in Christian boys (19.8%) and in Muslim girls (17.5%), the latter with a greater tendency to prehypertension. Physical activity was similar in both sexes and was not related to the consumption of UPFs or to risk factors for DM2. Regarding sexual maturity, boys showed greater sexual development (Tanner stage V), while Muslim girls had more advanced breast development and less pubic hair development compared to their Christian peers. Diet quality, assessed with the KIDMED index, was generally very low, with an unbalanced dietary pattern characterized by an excess of protein, fat and saturated fatty acids, and insufficient intake of carbohydrates, fiber, folic acid, vitamins D, E and A, calcium and potassium. In addition, daily caloric intake was higher than recommended, especially in Muslim adolescents. A high consumption of UPFs was evident in both groups, being 3 to 4 times higher in Muslims, which translated into a high consumption of sugary and energy drinks, and a significantly higher daily energy intake. The analysis of dietary patterns revealed the existence of a less healthy pattern, which was adhered to mostly by Muslim adolescents, who also had a higher percentage of fat mass and an elevated heart rate. In the lipid profile, Muslim girls showed higher levels of TG, cVLDL, cLDL and CT/cHDL ratio, indicators of a predisposing profile for DM2. Finally, it was found that UPF intake correlated significantly with alterations in lipid composition and metabolic markers, with differences between sexes: in boys, it was associated with greater central adiposity and body fat, while in girls it was related to ABI and insulin. Regarding the inflammatory component, Muslim girls had elevated levels of IL-7, IL-10 and IL-13, and Muslim boys had higher levels of MIP-1β; in addition, IL-8 correlated positively with waist circumference, BMI and HDL-CHDL ratio, while MCP-1 was negatively associated with Apo A1, total cholesterol and HDL-CHD. In conclusion, both Muslim and Christian adolescents had a low adherence to the Mediterranean diet and a high consumption of UPFs. Regarding the potential impact of religion, we observed that Muslim schoolchildren consumed more UPFs than Christian schoolchildren. The lipid profile showed significant differences between sexes, with higher levels of TG, cVLDL, cLDL and CT/cHDL ratio among Muslim girls, indicating a lipid profile predisposing to the development of DM2. These results show a departure from a healthy dietary pattern, especially among Muslim schoolchildren. Thus, it is necessary to monitor the consumption of these foods among schoolchildren, both in the health care setting and through health promotion initiatives and nutritional education strategies at an early age, taking into account sociocultural factors with the aim of preventing and treating cardiometabolic problems, among others, derived from high consumption of UFP.