Comparative analysis of dietary patterns in patients with non-alcoholic fatty liver disease with and without type 2 diabetes mellitus

• Armida N. Sasunova
• Alexey A. Goncharov
• Vasily A. Isakov

Abstract

Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is considered to be metabolically determined and alimentary condition, one of the components of metabolic syndrome. Therefore, dietary patterns of patients with different clinical types of the disease are worth to be studied.

The aim of the research was to study the dietary patterns in patients with NAFLD and with type 2 diabetes mellitus (T2DM) (group T2DM+) compared to the control group without T2DM (T2DM-).

Material and methods. A retrospective analysis of the database (n=316) of patients with NAFLD, formed in the period from 2021 to 2023, was carried out. A total of 79 sex- and age-matched pairs of T2D+ and T2D- patients were selected for the case-control study. Hepatic steatosis and fibrosis stage assessment was performed using vibration-controlled transient elastography (VCTE) with controlled attenuation parameter (CAP). Actual nutrition was evaluated using a semi-quantitative method of assessing consumption frequency during a personal interview. Consumption of 100 grouped food items was assessed. Blood parameters characterizing lipid and carbohydrate metabolism were assessed.

Results. Among patients with T2DM+, patients with NASH (24.1 vs 8.9%, p=0.005) and patients with severe liver fibrosis F3–F4 (32.9 vs 10.1%, p<0.0001) were significantly more common. There were no differences between the T2DM+ and T2DM- groups in energy consumption (1969 [1492; 3098] vs 1870 [1380; 2593] kcal/day; p=0.4), proteins (90.5 [71.5; 130.3] vs 81.0 [59.4; 116.0] g/day; p=0.1), fats (83.0 [66.7; 144.9] vs 78.8 [59.2; 116.4] g/day; p=0.3), carbohydrates (220 [156; 312] vs 209 [155; 282] g/day; p=0.9). The study of dietary patterns revealed greater consumption of meat and meat products (1.23 [0.84; 1.73] vs 0.96 [0.71; 1.37] times a day, p=0.03), fish and seafood (0.37 [0.17; 0.89] vs 0.27 [0.13; 0.51] times a day, p=0.01) in T2DM+ group. It was found that in patients with T2DM the intake of calories and the following nutrients from meat and meat products was more, then without: energy (289.6 [174.9; 420.3] vs 191.9 [148.2; 336.5] kcal/day, p=0.006), proteins (25.8 [17.2; 36.5] vs 18.6 [12.6; 29.6] g/day, p=0.008) and fats (18.9 [10.8; 31.4] g/day vs 13.7 [10.3; 23.6] g/day, p=0.01). Similar data was obtained for fish and seafood, with energy (59.7 [28.3; 117.3] vs 45.2 [20.5; 70.1] kcal/day, p=0.03), proteins (8.1 [6.9; 16.8] vs 6.3 [6.7; 10.2] g/day, p=0.02) and fats (3.0 [1.5; 6.4] vs 1.9 [0.9; 3.8] g/day, p=0.01) consumed more in T2DM+ group.

Conclusion. In the traditional analysis of actual nutrition in NAFLD patients with and without T2DM, no significant differences were found. However, the structure of the patients’ diet differs significantly due to meat and meat products, fish and seafood. The identified differences may indicate the need to change dietary recommendations for patients with T2DM, and may also become the basis for the development of innovative food for special dietary uses aimed at improving the quality of nutrition of patients and, as a result, remission of the underlying disease.

Keywords: diet structure; dietary patterns; type 2 diabetes mellitus; non-alcoholic fatty liver disease

References

1. Younossi Z.M., Golabi P., Paik J.M., Henry A., Van Dongen C., Henry L. The global epidemiology of nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) and nonalcoholic steatohepatitis (NASH): a systematic review. Hepatology. 2023; 77 (4): 1335–47. DOI: https://doi.org/10.1097/HEP.0000000000000004

2. Vernon G., Baranova A., Younossi Z.M. Systematic review: the epidemiology and natural history of non-alcoholic fatty liver disease and non-alcoholic steatohepatitis in adults. Aliment Pharmacol Ther. 2011; 34: 274–85. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2036.2011.04724.x

3. Sato-Espinoza K., Chotiprasidhi P., Huaman M.R., Díaz-Ferrer J. Update in lean metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease. World J Hepatol. 2024; 16 (3): 452–64. DOI: https://doi.org/10.4254/wjh.v16.i3.452

4. Witkowski M., Moreno S.I., Fernandes J., Johansen P., Augusto M., Nair S. The economic burden of non-alcoholic steatohepatitis: a systematic review. Pharmacoeconomics. 2022; 40 (8): 751–76. DOI: https://doi.org/10.1007/s40273-022-01140-y

5. European Association for the Study of the Liver (EASL). Electronic address: easloffice@easloffice.eu; European Association for the Study of Diabetes (EASD); European Association for the Study of Obesity (EASO); European Association for the Study of the Liver (EASL). EASL-EASD-EASO Clinical Practice Guidelines on the management of metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD). J Hepatol. 2024; Jun 5: S0168-8278(24)00329-5. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhep.2024.04.031

6. Sasunova A., Morozov S., Isakov V. Randomized trial to assess safety and efficacy of personalized isocalorie and lowcalorie diets in non-alcoholic steatohepatitis. Turk J Gastroenterol. 2019; 30 (3 suppl): S175. DOI: https://doi.org/10.5152/tjg.2019.050919

7. Davis C., Bryan J., Hodgson J., Murphy K. Definition of the Mediterranean diet; a literature review. Nutrients. 2015; 7 (11): 9139–53. DOI: https://doi.org/10.3390/nu711545/9

8. Tucker K.L. Dietary patterns, approaches, and multicultural perspective. Appl Physiol Nutr Metab. 2010; 35 (2): 211–8. DOI: https://doi.org/10.1139/H10-01

9. Dedov I., Shestakova M., Mayorov A., Mokrysheva N., Andreeva E., Bezlepkina O., et al. Standards of specialized diabetes care. Dedov I.I., Shestakova M.V., MayorovA.Yu. (eds). 11th edition. Sakharniy diabet [Diabetes Mellitus]. 2023; 26 (2S): 1–157. DOI: https://doi.org/10.14341/DM13042 (in Russian)

10. Tsochatzis E.A., Gurusamy K.S., Ntaoula S., Cholongitas E., Davidson B.R., Burroughs A.K. Elastography for the diagnosis of severity of fibrosis in chronic liver disease: a meta-analysis of diagnostic accuracy. J Hepatol. 2011; 54 (4): 650–9. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhep.2010.07.033

11. Karlas T., Petroff D., Sasso M., Fan J. G., Mi Y. Q., de Lédinghen V., et al. Individual patient data meta-analysis of controlled attenuation parameter (CAP) technology for assessing steatosis. J Hepatol. 2017; 66 (5): 1022–30. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhep.2016.12.022

12. Dubtsov G.G. Conclusion on the effectiveness of the scientific and technical development «Method for analyzing the nature of human nutrition at home and the actual chemical composition of dietary rations generated using the Nutrilogic service» (approved by Yu.V. Babin). Moscow: MGUPP, 2018. URL: https://nutrilogic.ru/f/2020-02/zaklyuchenie.pdf?08f53d6231 (date of access June 15, 2024). (in Russian)

13. Liu Z., Huang H., Xie J., Xu, C. Dietary patterns and long-term outcomes in patients with NAFLD: a prospective analysis of 128,695 UK biobank participants. Nutrients. 2023; 15 (2): 271. DOI: https://doi.org/10.3390/nu15020271

14. Mitra S., De A., Chowdhury A. Epidemiology of non-alcoholic and alcoholic fatty liver diseases. Transl Gastroenterol Hepatol. 2020; 5: 16. DOI: https://doi.org/10.21037/tgh.2019.09.0

15. Ciardullo S., Grassi G., Mancia G., Perseghin G. Nonalcoholic fatty liver disease and risk of incident hypertension: a systematic review and meta-analysis. Eur J Gastroenterol Hepatol. 2022; 34 (4): 365–71. DOI: https://doi.org/10.1097/MEG.0000000000002299

Как и ожидалось, традиционный анализ фактического питания не выявил различий по калорийности рациона, а также потреблению макронутриентов (см. табл. 2), которые традиционно рассматриваются при исследовании особенностей питания. Связано это с тем, что пищевые привычки, традиции питания в целом близки для лиц одной возрастной группы и пола, с другой стороны, это демонстрирует слабое влияние на данные показатели рекомендаций по питанию, в частности для пациентов с СД 2 типа, которые, безусловно, были им даны лечащими врачами. Однако при подробном изучении паттернов питания были выявлены существенные различия. Основным источником энергии для обеих групп пациентов оказались пищевые продукты, входящие в группу "молоко и яйца". И хотя в целом по группе продуктов различий в потреблении не было найдено, потребление молока с жирностью ниже 2,5% было выше в группе СД2+, при этом потребление молочных продуктов с куда более высокой жирностью, таких как сметана и сливочное масло, не различалось (см. табл. 4). Очевидно, что данное различие обусловлено не соблюдением рекомендаций по диетическому питанию, полученных пациентами, а, скорее, более низкой стоимостью молока с меньшей жирностью. Одним из трех основных источников энергии у пациентов обеих групп были пищевые продукты, входящие в группу "хлеб и мучные изделия", на которые приходилось около 250 ккал/сут (см. рис. 5А). Пациенты группы СД2+ статистически значимо больше потребляли энергии за счет пищевых продуктов, входящих в группы "мясо и мясные продукты", а также "рыба и морепродукты" (см. рис. 5А). При детальном анализе оказалось, что они потребляли больше свиного сала, в 1,5 раза больше колбасных изделий и в 2 раза больше говядины; копченой, соленой, вяленой рыбы и рыбных консервов (см. табл. 4). Таким образом, пациенты из группы СД2+ возмещают привычную для них калорийность рациона, уменьшенную в результате ограничения потребления сахара и простых углеводов, увеличением потребления животных жиров из переработанных мясных продуктов и копченых или консервированных рыбных продуктов.

Относительно источников углеводов для обеих групп пациентов основными в порядке убывания оказались "хлеб и мучные изделия", "фрукты", "каши и макароны" (см. рис. 5Г). Интересно, что картофель не являлся значимым источником углеводов для пациентов обеих групп, на него приходилось менее 10% всего потребления углеводов.

При анализе фактического питания были выявлены различия между группами в потреблении микронутриентов (см. табл. 5), которые также могут быть объяснены различиями в паттернах питания. Так, большее потребление ретинола и кобаламина пациентами группы СД2+ объяснимо, учитывая избыточное потребление мясных продуктов, рыбных консервов и соленой, копченой и вяленой рыбы. Увеличение потребления витамина С в этой же группе пациентов обусловлено большим потреблением ими цитрусовых и белокочанной капусты.

Исключительно важной находкой в нашем исследовании стало то, что у пациентов группы СД2+ показатели плотности печени были достоверно выше, чем в группе СД2- (см. табл. 1), что связано с большей распространенностью НАСГ, который встречался в 2,5 раза чаще у пациентов с СД 2 типа (см. рис. 2). Высокая распространенность фиброза печени, наблюдаемая у пациентов данной группы, вызывает особую тревогу, поскольку его наличие связано с более высоким риском цирроза печени и смертности от всех причин [14, 15]. Помимо этого, данные исследований показывают, что ожирение и неудовлетворительный контроль гликемии были независимыми предикторами увеличения плотности печени. Эта информация была бы полезна для выявления лиц с нарушениями гликемии и высоким риском прогрессирования фиброза печени. Что касается стеатоза, то третья стадия стеатоза печени встречалась достоверно чаще у пациентов с СД 2 типа (см. табл. 1). Таким образом, можно заключить, что для пациентов с СД 2 типа характерны более выраженный стеатоз, а также фиброз печени, повышенный риск НАСГ и, вероятно, связанные с ним риски осложнений и снижения продолжительности жизни. Объяснением этим различиям могут служить как недостаточный контроль гликемии, так и более высокое потребление животных жиров - известного фактора риска НАСГ. Контроль гликемии подразумевает, помимо соответствующего медикаментозного лечения, соответствующую диету. Однако, как показано нами, основным источником углеводов для пациентов этой группы остаются хлебобулочные изделия.

Проведенный нами анализ показал весьма посредственные результаты рекомендаций по диетическому питанию, полученных пациентами с СД 2 типа, единственные следы этих рекомендаций мы обнаружили в снижении потребления сахара и увеличении потребления молока с низкой жирностью, а также, возможно, в увеличении потребления цитрусовых. При этом пациенты возмещают утраченные вследствие этих ограничений калории увеличением потребления животных жиров, что неблагоприятно сказывается на состоянии жирового обмена и, как следствие, на состоянии печени. Решение данной проблемы лежит не столько в разработке новых диет, сколько в создании новых пищевых продуктов, которые могут не только легко вписаться в существующий паттерн питания у данных пациентов, но и обеспечить их совершенно другими пищевыми веществами. Первой группой таких пищевых продуктов могли бы стать сосиски, сардельки, колбасные изделия, в которых животные белки были бы заменены на растительные, а жир был бы представлен полиненасыщенными жирными кислотами. Следует отметить, что с технологической точки зрения эта задача нетривиальна ввиду того, что требует работы над текстурой растительного белка, разработки соответствующих ароматизаторов, так как продукт может быть вписан в паттерн питания только в случае его максимального соответствия органолептическим показателям типичного пищевого продукта. Второй группой продуктов являются хлебобулочные изделия. Хотя на рынке существует масса продуктов для диабетиков, в частности хлеб, задача состоит не просто в том, чтобы снизить в нем содержание простых углеводов, а, скорее, сохранить или увеличить в нем содержание белка и растворимых пищевых волокон. Третьей группой могут стать пищевые продукты, которые позволят таргетно скорректировать выраженное изменение паттерна питания, которое не удается исправить изменением химического состава и технологии традиционных пищевых продуктов. Например, это могут быть безалкогольные напитки, не содержащие простых углеводов, но обогащенные витаминами и растворимыми пищевыми волокнами.

Ограничением исследования является отсутствие расчета объема требуемой выборки пациентов, однако тщательный отбор пациентов в группы с верификацией клинической формы НАЖБП и дизайн парного исследования позволил существенно снизить влияние возраста и пола на найденные в процессе исследования различия.

Заключение

Таким образом, результаты исследования свидетельствуют о том, что особенности питания пациентов с НАЖБП и СД 2 типа и без него имеют значимые различия. У пациентов с СД 2 типа отмечается большее потребление колбасных изделий, говядины, сала свиного, копченой и соленой рыбы, морских водорослей, молока пониженной жирности, капустных и зеленой фасоли, а также цитрусовых фруктов. Выявленные данные могут стать основой для разработки инновационных специализированных пищевых продуктов, направленных на улучшение качества питания пациентов и, как следствие, ремиссии основного заболевания.

Литература

1. Younossi Z.M., Golabi P., Paik J.M., Henry A., Van Dongen C., Henry L. The global epidemiology of nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) and nonalcoholic steatohepatitis (NASH): a systematic review // Hepatology. 2023. Vol. 77, N 4. P. 1335-1347. DOI: https://doi.org/10.1097/HEP.0000000000000004

2. Vernon G., Baranova A., Younossi Z.M. Systematic review: the epidemiology and natural history of non-alcoholic fatty liver disease and non-alcoholic steatohepatitis in adults // Aliment. Pharmacol. Ther. 2011. Vol. 34. Р. 274-285. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2036.2011.04724.x

3. Sato-Espinoza K., Chotiprasidhi P., Huaman M.R., Díaz-Ferrer J. Update in lean metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease // World J. Hepatol. 2024. Vol. 16, N 3. P. 452-464. DOI: https://doi.org/10.4254/wjh.v16.i3.452

4. Witkowski M., Moreno S.I., Fernandes J., Johansen P., Augusto M., Nair S. The economic burden of non-alcoholic steatohepatitis: a systematic review // Pharmacoeconomics. 2022. Vol. 40, N 8. P. 751-776. DOI: https://doi.org/10.1007/s40273-022-01140-y

5. European Association for the Study of the Liver (EASL). Electronic address: easloffice@easloffice.eu; European Association for the Study of Diabetes (EASD); European Association for the Study of Obesity (EASO); European Association for the Study of the Liver (EASL). EASL-EASD-EASO Clinical Practice Guidelines on the management of metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD) // J. Hepatol. 2024. Jun 5. Article ID S0168-8278(24)00329-5. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhep.2024.04.031

6. Sasunova A., Morozov S., Isakov V. Randomized trial to assess safety and efficacy of personalized isocalorie and lowcalorie diets in non-alcoholic steatohepatitis // Turk. J. Gastroenterol. 2019. Vol. 30, N 3. Suppl. P. S175. DOI: https://doi.org/10.5152/tjg.2019.050919

7. Davis C., Bryan J., Hodgson J., Murphy K. Definition of the Mediterranean diet; a literature review // Nutrients. 2015. Vol. 7, N 11. P. 9139-9153. DOI: https://doi.org/10.3390/nu711545/9

8. Tucker K.L. Dietary patterns, approaches, and multicultural perspective // Appl. Physiol. Nutr. Metab. 2010. Vol. 35, N 2. P. 211-218. DOI: https://doi.org/10.1139/H10-01

9. Дедов И.И., Шестакова М.В., Майоров А.Ю., Мокрышева Н.Г., Андреева Е.Н., Безлепкина О.Б. и др. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом / под ред. И.И. Дедова, М.В. Шестаковой, А.Ю. Майорова. 11-й вып. // Сахарный диабет. 2023. Т. 26, № 2S. С. 1-157. DOI: https://doi.org/10.14341/DM13042

10. Tsochatzis E.A., Gurusamy K.S., Ntaoula S., Cholongitas E., Davidson B.R., Burroughs A.K. Elastography for the diagnosis of severity of fibrosis in chronic liver disease: a meta-analysis of diagnostic accuracy // J. Hepatol. 2011. Vol. 54, N 4. P. 650-659. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhep.2010.07.033

11. Karlas T., Petroff D., Sasso M., Fan J. G., Mi Y. Q., de Lédinghen V. et al. Individual patient data meta-analysis of controlled attenuation parameter (CAP) technology for assessing steatosis // J. Hepatol. 2017. Vol. 66, N 5. P. 1022-1030. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhep.2016.12.022

12. Дубцов Г.Г. Заключение об эффективности научно-технической разработки "Метод анализа характера питания человека в домашних условиях и фактического химического состава диетологических рационов, генерированных с использованием сервиса Nutrilogic" (утв. Ю.В. Бабиным). Москва : МГУПП, 2018. URL: https://nutrilogic.ru/f/2020-02/zaklyuchenie.pdf?08f53d6231 (дата обращения: 15.06.2024).

13. Liu Z., Huang H., Xie J., Xu, C. Dietary patterns and long-term outcomes in patients with NAFLD: a prospective analysis of 128,695 UK biobank participants // Nutrients. 2023. Vol. 15, N 2. P. 271. DOI: https://doi.org/10.3390/nu15020271

14. Mitra S., De A., Chowdhury A. Epidemiology of non-alcoholic and alcoholic fatty liver diseases // Transl. Gastroenterol. Hepatol. 2020. Vol. 5. P. 16. DOI: https://doi.org/10.21037/tgh.2019.09.0

15. Ciardullo S., Grassi G., Mancia G., Perseghin G. Nonalcoholic fatty liver disease and risk of incident hypertension: a systematic review and meta-analysis // Eur. J. Gastroenterol. Hepatol. 2022. Vol. 34, N 4. P. 365-371. DOI: https://doi.org/10.1097/MEG.0000000000002299

All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)

© GEOTAR-Media Publishing Group. The use of textual and illustrative content from this publication for the training of any artificial intelligence systems - including machine learning models and neural networks - is strictly prohibited without the prior written consent of the copyright holder.