title: The change of lifestyle in an indigenous Namibian population group (Ovahimba) is associated with alterations of glucose metabolism, metabolic parameters, cortisol homeostasis and parameters of bone ultrasound (quantitative ultrasound).
title: The Veränderung des Lebenstils einer indigenen namibischen Bevölkerungsgruppe (Ovahimba) ist assoziiert mit einer Änderung des Glukosestoffwechsels, metabolischen Parametern, Cortisol Haushalts und der Knochendichte (quantitativer Ultraschall).
Creators: name: Wilhelm, Anneke
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2014
Subjects: Himba
urbanisation
Cortisol Homeostase
Qūs
Allgemeines, Wissenschaft
Glucosestoffwechselstörung
quantitativer Ultraschall
psychosozialer Stress
quantitative ultrasound
Knochendichte
Urbanisierung
cortisol homeostasis
Diabetes
disorders of glucose metabolism
Diabetes mellitus

description: Die Anzahl der an Diabetes
      mellitus Erkrankten hat in den letzten Jahren weltweit rapide
      zugenommen, und es wird erwartet, dass die Zahlen weiterhin
      ansteigen: von 171 Millionen im Jahr 2000, 382 Millionen im
      Jahr 2013 und auf 592 Millionen Diabetes-Kranker im Jahr 2030
      (Hossain et al. 2007). Früher wurde der Diabetes mellitus,
      besonders Diabetes mellitus Typ 2 (DM) als eine Krankheit der
      reichen und damit der westlichen industrialisierten Länder
      gesehen (King et al. 1991). Dieses Bild hat sich gewandelt,
      da mehr und mehr Daten aus Entwicklungsländern vorliegen, die
      einen beängstigenden Anstieg der Prävalenz des Diabetes
      mellitus zeigen. Aus diesen Gründen widmete sich unsere
      Studie primär der Frage, inwiefern sich für eine spezifische
      indigene namibische Bevölkerungsgruppe (Ovahimba) darstellen
      lässt, dass die Veränderung der Lebensweise im Rahmen der
      Urbanisierung mit einer erhöhten Prävalenz von
      Glukosestoffwechselstörungen einhergeht. Sekundär wurde der
      Cortisolhaushalt der Probanden mit der Fragestellung
      untersucht, ob ein erhöhter psychosozialer Stress, welcher
      häufig mit dem Prozess der Urbanisierung assoziiert ist, mit
      erhöhten Cortisolwerten in unserer Studienkohorte einhergeht.
      Weiterhin wurden die Facetten des Metabolischen Syndroms
      (MetS) untersucht und der Framingham risk score (FRS)
      berechnet um das kardiometabolische Risikoprofil der
      Studienkohorte zu beurteilen. Ferner wurde die
      Knochengesundheit osteosonometrisch mit der Fragestellung
      untersucht, ob die Änderung des Lebensstils im Rahmen der
      Urbanisierung einen Einfluss auf die Knochendichte hat. Da
      unsere Studie die erste Studie in dieser Form bei den
      Ovahimba war, galt es auch, Grunddaten für mögliche
      weiterführende Studien zu erlangen. In diesem Kontext
      untersuchten wir zwei Studiengruppen: Gruppe 1, auch als
      ‚städtische Gruppe‘ bezeichnet, bestand aus sechzig
      Probanden, die seit mindestens drei Jahren in der Stadt Opuwo
      leben und so dem Prozess der Urbanisierung ausgesetzt sind.
      Gruppe 2, auch als ‚ländliche‘ Gruppe bezeichnet, setzte sich
      aus 63 Probanden zusammen, die in den ländlichen Gebieten des
      Kaokovelds im Nord-Westen Namibias, einer traditionellen
      Lebensweise nachgehen. Die anthropometrischen Daten der
      Probanden wurden erhoben und mit den Probanden der orale
      Glukose Toleranz Test (OGTT) durchgeführt. Weiterhin wurde
      mittels Body Impedance Analysis (BIA) die
      Körperzusammensetzung analysiert und ferner die
      Fettstoffwechselparameter untersucht um kardiometabolische
      Risikofaktoren zu identifizieren und die Prävalenz des
      Metabolischen Syndroms als auch den FRS berechnen zu können.
      Außerdem wurde zu Sonnenaufgang und Sonnenuntergang jeweils
      eine Speichelprobe für die Analyse des Cortisolhaushalts
      entnommen. Die Knochendichte wurde mittels quantitativen
      Ultraschalls ermittelt. In dem ersten Schritt der
      statistischen Analyse wurde eine deskriptive Analyse der
      Daten mittels des Exakten Fishers Tests und eines
      zweiseitigen t-Tests durchgeführt. Das Signifikanz Niveau
      wurde bei 5% festgelegt. In einem zweiten Schritt der
      statistischen Analyse wurden die Daten für verschiedene
      Störfaktoren adjustiert. Weiterhin wurde ein möglicher
      Zusammenhang zwischen Glukosestoffwechselstörung, MetS und
      Cortisolhaushalt mittels des Mann-Whitney-U Tests untersucht.
      In einem dritten Schritt der statistischen Analyse wurde der
      Pearson’s Korrelationskoeffizient zwischen Area under the
      Line (AUL) des Cortisols und den metabolischen Parametern als
      auch den Knochendichtemessungen errechnet. Die Analyse zeigte
      statistisch signifikante Unterschiede in allen
      anthropometrischen Daten (Alter, Größe, Gewicht, Taillen- und
      Hüftumfang, BMI, systolisch und diastolischer Blutdruck vor
      körperlicher Betätigung und systolischer Blutdruck und Puls
      nach körperlicher Betätigung) außer Geschlecht, diastolischer
      Blutdruck nach körperlicher Betätigung und Puls in Ruhe. Die
      Daten des Glukosestoffwechsels zeigten signifikante
      Unterschiede in der Nüchternglukose und dem 2-Stunden
      Glukosewert, aber nicht im HbA1c Wert. Die Analyse der
      primären Fragestellung ‚Glukosestoffwechselstörung: ja/nein‘
      zeigte signifikante Unterschiede zwischen der ländlichen und
      der städtischen Gruppe (Gruppe 1 28.3% vs. Gruppe 2 12.7%).
      Allerdings zeigten sich keine signifikanten Unterschiede in
      den einzelnen Komponenten der Glukosestoffwechselstörung
      (Diabetes mellitus Typ 2 3.35 vs. 0.0%, gestörte
      Glukosetoleranz 18.3% vs. 7.9%, gestörte Nüchternglukose 6.7%
      vs. 4.8%). Die Untersuchung des Fettstoffwechsels und der
      Körperzusammensetzung zeigte signifikante Unterschiede der
      Triglyzerid, HDL-Chol, LDL-Chol (vor Adjustierung)
      Konzentration und die Körpermasse nach Adjustierung. Ein
      signifikanter Unterschied zeigte sich im Mittelwert der
      Cortisol Konzentration bei Sonnenaufgang und –untergang, der
      absoluten Cortisol Abnahme und der AUL. Die Prävalenz des
      Metabolischen Syndroms war signifikant höher in Gruppe 1 im
      Vergleich zu Gruppe 2 (Gruppe 1 31.7% vs. Gruppe 2 7.9%). Die
      Berechnung des Framingham risk scores ergab folgende Werte:
      Gruppe 1 hat ein 10-Jahre kardiovaskuläres Risiko von 5.3 ±
      5.3% und Gruppe 2 von 5.5 ± 7.9%, der Unterschied war nicht
      signifikant. Die Analyse der Knochendichte ergab nur zwei
      signifikante Unterschiede zwischen den Studiengruppen: die
      SOS Daten nach Adjustierung für ‚Geschlecht‘, ‚Alter‘ und
      ‚Größe‘ und die SOS und SI Daten nach Adjustierung für
      ‚Geschlecht‘, ‚Alter‘, ‚Größe‘ und ‚Gewicht‘. Der Mittelwert
      des Z-Wertes lag bei +1.6 ± 1.6. Die Ergebnisse unserer
      Studien zeigen, dass die Veränderung der Lebensweise der
      Ovahimba im Rahmen der Urbanisierung bereits unerwünschte
      gesundheitliche Folgen mit sich bringt. Der signifikante
      Unterschied in der Prävalenz der Glukosestoffwechselstörung
      zwischen der städtischen und der ländlichen Kohorte
      unterstützt unsere Hypothese, dass eine Veränderung der
      Lebensweise mit einem erhöhten Risiko für
      Glukosestoffwechselstörungen assoziiert ist. Durchgeführte
      Studien haben gezeigt, dass es im Rahmen der Urbanisierung
      häufig zu erhöhtem psychosozialem Stress kommt und damit zu
      erhöhten Cortisolkonzentrationen. Die Hypothese, dass die
      städtischen Probanden höhere Cortisolwerte und eine höhere
      Cortisol AUL auf Grund der Urbanisierung aufweisen, konnte
      verifiziert werden. Weitere ungewünschte Aspekte der
      Urbanisierung sind das hohe Auftreten von metabolischen und
      kardiovaskulären Risikofaktoren. Unsere Studienkohorte zeigte
      eine Gesamt-Prävalenz des MetS von 19.5% mit einem
      signifikanten Unterschied zwischen den einzelnen Gruppen
      (Gruppe 1 31.7% vs. Gruppe 2 7.9%). Die Berechnung des FRS
      ergab folgende Werte: 48.0% niedriges Risiko, 43.9% mittleres
      Risiko, 5.7% hohes Risiko und 1.6% sehr hohes Risiko in den
      nächsten 10 Jahren eine kardiovaskuläre Krankheit zu
      erleiden. Der Unterschied zwischen den zwei Studiengruppen
      war nicht signifikant. Die Knochendichtemessungen wurden
      durchgeführt um Rohdaten für weitere Studien zu erlangen und
      um mögliche Auswirkungen der Urbanisierung zu untersuchen.
      Unsere Hypothese, dass die städtischen Probanden eine
      schlechtere Knochendichte aufweisen, konnte partiell
      bestätigt werden. Zwei Parameter ergaben einen statistisch
      signifikanten Unterschied: erstens der SOS-Wert nach
      Adjustierung für ‚Geschlecht‘, ‚Alter‘ und ‚Größe‘ und der
      SOS und SI-Wert nach Adjustierung für ‚Geschlecht‘, ‚Alter‘,
      ‚Größe‘ und ‚Gewicht‘ (SOS: ps+a+h = 0.004, ps+a+h+w &lt;
      0.001; SI: ps+a+h+w = 0.025). Diese signifikanten
      Unterschiede nach Adjustierung könnten ein erster Hinweis für
      eine negative Beeinflussung der Knochendichte der Ovahimba
      nach Veränderung ihrer Lebensweise sein. Der Mittelwert des
      SI - Z-Werts der Gesamtkohorte lag bei +1.6 ± 1.6 Standard
      Deviationen über dem Wert einer gleichaltrigen gesunden
      Person der gleichen Ethnizität. Dies zeigt, dass die Ovahimba
      eine bessere Knochendichte als Afro-Amerikaner aufweisen.
      Zusammenfassend hat unsere Studie gezeigt, dass Urbanisierung
      mit einem erhöhten Risiko für Glukosestoffwechselstörung in
      den Ovahimba assoziiert ist. Weiterhin konnten wir zeigen,
      dass Urbanisierung mit erhöhten Cortisolwerten, einer
      Veränderung der Knochendichte und der metabolischen Parameter
      einschließlich des Metabolischen Syndroms,
      einhergeht.
description: The number of patients suffering
      from diabetes mellitus type 2 (DM) worldwide has increased
      rapidly over the past few years and it is expected that the
      numbers will increase further: from 171 million people
      suffering from diabetes in 2000, to 382 million in 2013 and
      to 592 million people by 2035 (IDF 2013, Hossain et al.
      2007). Until some time ago diabetes, especially type 2 DM,
      was seen as a disease of the more affluent and therefore of
      the western industrialised world (King &amp; Rewers 1991).
      However, this picture is changing as more and more data from
      the developing world become available showing an alarming
      rise of the prevalence of DM in these countries. Therefore,
      the aim of our study was to assess the association of
      lifestyle changes and modification of the social environment
      in the face of urbanisation on the risk for a disorder of
      glucose metabolism in the Ovahimba people of Namibia.
      Secondary to this, the cortisol homeostasis of the
      participants was investigated with the question whether urban
      compared to rural participants have a higher cortisol
      exposure due to increased psychosocial stress. In order to
      assess the cardio-metabolic risk profile of the Ovahimba, the
      prevalence of the metabolic syndrome (MetS) was ascertained
      and the participants’ 10-year cardiovascular risk was
      calculated according to the Framingham risk score (FRS).
      Lastly, the acoustical properties of bone of the study cohort
      were examined with the question whether lifestyle changes
      affect bone quality. No study with the above-mentioned
      questions has been conducted in the Ovahimba yet; therefore
      another aim of our study was to establish baseline data for
      further research. In order to answer the above questions, two
      groups of participants were formed from the Ovahimba
      community in Namibia: ‘Group 1’, also called ‘urban group’
      consisted of participants having been living in the town of
      Opuwo for at least three years, thus being subjected to
      urbanisation and ‘westernisation’. ‘Group 2’, also called
      ‘rural group’ consisted of participants living a traditional
      lifestyle in the rural area of the Kaokoveld in north-western
      Namibia. Each participant underwent the oral glucose
      tolerance test. In addition, anthropometric measurements were
      taken, the body fat and lean mass measured by body impedance
      analysis (BIA) and the fat metabolism examined to identify
      cardiovascular risk factors, assess the prevalence of the
      MetS and calculate the 10-year cardiovascular risk. In
      addition, two saliva samples were collected, one at sunrise
      and one at sunset to examine the cortisol homeostasis and a
      possible association with dysglycaemia, the MetS and low
      quality of bone. Lastly, bone ultrasound was used to
      determine the acoustical properties of bone of the
      participants. In the first step of statistical analysis a
      descriptive analysis of the data was performed as a group
      comparison. Nominal variables were evaluated using Fisher’s
      exact test. A two-sided t-test was applied to the continuous
      variables with the null-hypothesis of equal mean values in
      both groups. A prevalence of 5% was taken as the basis for
      the statistical power. In a second step of statistical
      analysis, the data were adjusted for various confounders. In
      addition, a Mann-Whitney-U test was applied to the data of
      disorder of glucose metabolism, MetS and cortisol
      concentration to assess a possible association of cortisol
      concentration and the presence or not of dysglycaemia and
      MetS. In a third step of statistical analysis, the Pearson’s
      correlation was calculated for the cortisol area under the
      line (AUL) and metabolic parameters as well as bone
      ultrasound measurements. The analysis showed significant
      differences in all anthropometrical data (age, height,
      weight, hip and waist circumference (WC), body mass index
      (BMI), systolic and diastolic blood pressure (SBP, DBP)
      before and after exercise and heart rate after exercise)
      except for ‘sex’, ‘diastolic BP after exercise’ and ‘heart
      rate at rest’. The characteristics of glucose metabolism
      showed significant differences of the fasting glucose (FG)
      and 2-hours glucose, but not of the HbA1c. The analysis of
      the primary question ‘disorder of glucose metabolism: yes/no’
      presented a significant difference between the urban and the
      rural group (Group 1 28.3% vs. Group 2 12.7%), but this
      significance was not present in the individual components
      (diabetes mellitus type 2 (DM) 3.3% vs. 0.0%, impaired
      glucose tolerance (IGT) 18.3% vs. 7.9%, impaired fasting
      glucose (IFG) 6.7% vs. 4.8%). The investigation of the fat
      metabolism and BIA measurements showed significant
      differences for triglycerides, HDL-Chol, LDL-Chol before
      adjustment and lean body mass after adjustment. A significant
      difference was seen in the mean saliva cortisol
      concentrations at sunrise and sunset, the mean absolute
      decline of cortisol concentration and the cortisol AUL. The
      relative decline was not significantly different. The
      prevalence of the MetS was significantly higher in the urban
      group (Group 1 31.7% vs. Group 2 7.9%). Looking at the
      Framingham risk score, Group 1 showed a 10-year
      cardiovascular risk of 5.3 ± 5.3% and Group 2 of 5.5 ± 7.9%,
      with no significant difference. The analysis of the bone
      ultrasound measurements only showed two significant
      differences between the urban and the rural group: the SOS
      data after adjustment for ‘sex’, ‘age’ and ‘height’ and the
      SOS and SI data after adjustment for ‘sex’, ‘age’, ‘height’
      and ‘weight’. The mean Z-score of the study cohort was +1.6 ±
      1.6 standard deviations. There was only a weak correlation
      between milk consumption and walking time and bone ultrasound
      measurements. The interpretation of the results of our study
      showed that the Ovahimba of Namibia are not spared the
      adverse effects of urbanisation and westernisation. The
      significant difference in the presence of a disorder of
      glucose metabolism between the urban and rural group supports
      the hypothesis that urbanisation concurrent with a change of
      lifestyle was associated with an increased risk of
      dysglycaemia in our study cohort. Research has shown that
      psychosocial stress, a condition often associated with
      urbanisation leads to an alteration of the cortisol
      homeostasis with increased cortisol exposure. The urban
      participants had significantly higher mean concentrations at
      sunrise and sunset and a higher cortisol AUL, supporting our
      hypothesis that urban participants will present higher
      cortisol exposure due to increased psychosocial stress.
      Another adverse effect of urbanisation is the high prevalence
      of metabolic and cardiovascular disorders. Our study
      population presented a prevalence of the MetS of 31.7% in the
      urban and 7.9% in the rural group, showing a significant
      difference. The calculation of the FRS showed that of the
      total study cohort, 48.0% were at low risk, 43.9% at moderate
      risk, 5.7% at high risk and 1.6% at very high risk of
      incurring a cardiovascular event in the next 10 years. This
      assessment tool showed no significant difference between the
      two study groups. The acoustical properties of bone were
      measured to establish baseline data for future studies and to
      assess the impact of urbanisation on bone quality. Our
      hypothesis that urban participants will have a lesser bone
      quality could partially be verified. There were two
      measurements of bone ultrasound that showed a statistically
      significant difference between the urban and the rural group.
      Firstly, the SOS measurement after adjustment for ‘sex’,
      ‘age’ and ‘height’ and ‘sex’, ‘age’, ‘height’ and ‘weight’
      (ps+a+h = 0.004, ps+a+h+w &lt; 0.001); and secondly the SI
      measurement after adjustment for ‘sex’, ‘age’, ‘height’ and
      ‘weight’ (ps+a+h+w = 0.025). This significant difference in
      the SOS and SI measurement after adjustment could be the
      first indication that a change of lifestyle affects bone
      ultrasound measurements in the Ovahimba. The mean SI -
      Z-score of the whole cohort was 1.6 standard deviations above
      that for a person of the same age, gender and ethnicity. This
      indicates that the Ovahimba have greater bone strength
      compared to the Afro-Americans. In conclusion, our study has
      shown that urbanisation is associated with an increased risk
      for a disorder of glucose metabolism in Ovahimba people. We
      could furthermore show that urbanisation is associated with
      an increased cortisol exposure, alterations of metabolic
      parameters including the metabolic syndrome and parameters of
      bone quality.