Metabolic Effects of Whole Grains: Emphasis on Glycemic control, Appetite, and Body Weight
Doctoral thesis, 2024
Background: Overweight and obesity are among the most pressing health challenges of today,
and leading risk factors for premature death. Consequently, effective lifestyle strategies for
prevention and treatment are urgently needed. High whole grain intake has consistently been
associated with lower BMI, body fat mass, and reduced risk of type 2 diabetes, heart disease, and
colorectal cancer. However, few intervention studies designed to study the effect of different
whole grains on body weight and metabolic outcomes have been conducted. Wholegrain rye has
shown promise in improving metabolic regulation, appetite control, and weight-loss, potentially
mediated by changes in gut microbiota and derived metabolites.
Aim: The overall aim of this thesis was to evaluate whether replacing refined grains with whole
grains in habitual diets improves metabolic markers, appetite control, and body weight in
individuals with elevated cardiometabolic disease risk. Additionally, the aim was to explore the
role of metabolic status, gut microbiota, and appetite in mediating diet-induced weight-loss, with
focus on wholegrain rye.
Results: Consuming largely intact versus finely milled whole grains resulted in improved
glycemic control in individuals with type 2 diabetes. Wholegrain rye foods reduced postprandial
glycemia in non-diabetics compared to refined wheat, while incretin responses were similar
between diets. Contrary to previous findings, wholegrain rye as part of a 12-week hypocaloric diet
did not lead to greater weight-loss but did confirm reductions in CRP, changes in gut microbiota
and short-chain fatty acids, potentially promoting cardiometabolic health. Overall, self-reported
appetite responses showed no differences between diets and no associations with weight-loss.
Individuals with elevated HOMA-IR, CRP, and plasma acetate experienced modest weight and fat
mass reductions, particularly following the wheat-based diet.
Conclusion: Despite similar weight and fat mass loss between wholegrain rye and refined wheat
diets, associations with metabolic markers suggest that individuals with elevated inflammation
and insulin resistance may benefit more from rye foods, while neither appetite-regulating
properties of rye nor baseline gut microbiota were associated with weight-loss. Additionally, the
rye versus wheat foods altered gut microbiota, increased short-chain fatty acids, and reduced
inflammatory markers which may be beneficial for long-term health.
and leading risk factors for premature death. Consequently, effective lifestyle strategies for
prevention and treatment are urgently needed. High whole grain intake has consistently been
associated with lower BMI, body fat mass, and reduced risk of type 2 diabetes, heart disease, and
colorectal cancer. However, few intervention studies designed to study the effect of different
whole grains on body weight and metabolic outcomes have been conducted. Wholegrain rye has
shown promise in improving metabolic regulation, appetite control, and weight-loss, potentially
mediated by changes in gut microbiota and derived metabolites.
Aim: The overall aim of this thesis was to evaluate whether replacing refined grains with whole
grains in habitual diets improves metabolic markers, appetite control, and body weight in
individuals with elevated cardiometabolic disease risk. Additionally, the aim was to explore the
role of metabolic status, gut microbiota, and appetite in mediating diet-induced weight-loss, with
focus on wholegrain rye.
Results: Consuming largely intact versus finely milled whole grains resulted in improved
glycemic control in individuals with type 2 diabetes. Wholegrain rye foods reduced postprandial
glycemia in non-diabetics compared to refined wheat, while incretin responses were similar
between diets. Contrary to previous findings, wholegrain rye as part of a 12-week hypocaloric diet
did not lead to greater weight-loss but did confirm reductions in CRP, changes in gut microbiota
and short-chain fatty acids, potentially promoting cardiometabolic health. Overall, self-reported
appetite responses showed no differences between diets and no associations with weight-loss.
Individuals with elevated HOMA-IR, CRP, and plasma acetate experienced modest weight and fat
mass reductions, particularly following the wheat-based diet.
Conclusion: Despite similar weight and fat mass loss between wholegrain rye and refined wheat
diets, associations with metabolic markers suggest that individuals with elevated inflammation
and insulin resistance may benefit more from rye foods, while neither appetite-regulating
properties of rye nor baseline gut microbiota were associated with weight-loss. Additionally, the
rye versus wheat foods altered gut microbiota, increased short-chain fatty acids, and reduced
inflammatory markers which may be beneficial for long-term health.
Overweight and Obesity
Satiety and appetite regulation
Wholegrain rye
Gut microbiota and short-chain fatty acids
Inflammatory markers
Determinants of weight-loss
Wholegrain particle size
Glycemic response
Gut hormones
Hall KC, Chemistry Building, Kemigården 4
Opponent: Ursula Schwab, Professor, Yliopistonrinne 3, FI-70211 KUOPIO, FINLAND
Author
Sebastian Åberg
Chalmers, Life Sciences, Food and Nutrition Science
Whole-Grain Processing and Glycemic Control in Type 2 Diabetes: A Randomized Crossover Trial
Diabetes Care,;Vol. 43(2020)p. 1717-1723
Journal article
Evaluation of Subjective Appetite Assessment under Free-Living vs. Controlled Conditions: A Randomized Crossover Trial Comparing Whole-Grain Rye and Refined Wheat Diets (VASA-Home)
Nutrients,;Vol. 15(2023)
Journal article
Sebastian Åberg, Dominic L. Webb, Elise Nordin, Per Hellström, Rikard Landberg. Postprandial Effects of Four Test Meals Containing Wholegrain Rye or Refined Wheat Foods on Circulating Incretins, Ghrelin, Glucose, and Inflammatory Markers
Sebastian Åberg, Elise Nordin, Kia Nøhr Iversen, Ingvar Bosaeus, Per Hellström, Karsten Kristiansen, Rikard Landberg. Effects of Hypocaloric Wholegrain Rye vs Refined Wheat Diets on Weight Loss, Cardiometabolic Risk Factors and Gut Microbiota: A 12-Week Randomized Controlled Trial.
Övervikt och fetma utgör stora hälsoutmaningar och är ledande riskfaktorer för typ 2-diabetes och hjärt-kärlsjukdom, men kan förebyggas och behandlas med kost- och livsstilsinterventioner. Högt intag av fullkorn har kopplats till lägre BMI, kroppsfettmassa och minskad risk för typ 2-diabetes, hjärtsjukdom och vissa cancerformer. Effekterna varierar mellan spannmål, och fullkornsråg har visats påverka inflammation, aptitkontroll och viktminskning, möjligen via tarmbakterier och dess metaboliter.
I denna avhandling undersöktes om metabola markörer, aptitkontroll och kroppsvikt kan förbättras då vita spannmålsprodukter ersätts med fullkorn i kosten. Dessutom undersöktes betydelsen av individers tarmbakterier, metabola hälsa och aptit-reglering som faktorer för viktnedgång under 12 veckor av högt intag av fullkornsråg.
Resultaten visar att fullkornsråg förbättrade blodsockerkontroll jämfört med vita veteprodukter, men gav små effekter på självrapporterad aptit och relaterade hormoner. En kost, rik på råg jämfört med vetecerealier under 12 veckor gav inte större viktminskning men bekräftade tidigare fynd av minskad låggradig inflammation samt förändringar av tarmbakterier och kortkedjiga fettsyror, vilket potentiellt främjar hälsan.
Varken aptitreglerande egenskaper hos fullkornsråg eller tarmbakterier visade sig vara avgörande för viktnedgång. I stället tyder resultaten i denna avhandling på att individer med förhöjd inflammation och insulinresistens kan tappa mer vikt och fettmassa med fullkornsråg än vita veteprodukter. Dessa fynd kan bidra till utvecklingen av mer individbaserade kostråd för populationer med hög risk för kardiometabola sjukdomar.
I denna avhandling undersöktes om metabola markörer, aptitkontroll och kroppsvikt kan förbättras då vita spannmålsprodukter ersätts med fullkorn i kosten. Dessutom undersöktes betydelsen av individers tarmbakterier, metabola hälsa och aptit-reglering som faktorer för viktnedgång under 12 veckor av högt intag av fullkornsråg.
Resultaten visar att fullkornsråg förbättrade blodsockerkontroll jämfört med vita veteprodukter, men gav små effekter på självrapporterad aptit och relaterade hormoner. En kost, rik på råg jämfört med vetecerealier under 12 veckor gav inte större viktminskning men bekräftade tidigare fynd av minskad låggradig inflammation samt förändringar av tarmbakterier och kortkedjiga fettsyror, vilket potentiellt främjar hälsan.
Varken aptitreglerande egenskaper hos fullkornsråg eller tarmbakterier visade sig vara avgörande för viktnedgång. I stället tyder resultaten i denna avhandling på att individer med förhöjd inflammation och insulinresistens kan tappa mer vikt och fettmassa med fullkornsråg än vita veteprodukter. Dessa fynd kan bidra till utvecklingen av mer individbaserade kostråd för populationer med hög risk för kardiometabola sjukdomar.
Övervikt och fetma utgör stora hälsoutmaningar och är ledande riskfaktorer för typ 2-diabetes och hjärt-kärlsjukdom, men kan förebyggas och behandlas med kost- och livsstilsinterventioner. Högt intag av fullkorn har kopplats till lägre BMI, kroppsfettmassa och minskad risk för typ 2-diabetes, hjärtsjukdom och vissa cancerformer. Effekterna varierar mellan spannmål, och fullkornsråg har visats påverka inflammation, aptitkontroll och viktminskning, möjligen via tarmbakterier och dess metaboliter.
I denna avhandling undersöktes om metabola markörer, aptitkontroll och kroppsvikt kan förbättras då vita spannmålsprodukter ersätts med fullkorn i kosten. Dessutom undersöktes betydelsen av individers tarmbakterier, metabola hälsa och aptit-reglering som faktorer för viktnedgång under 12 veckor av högt intag av fullkornsråg.
Resultaten visar att fullkornsråg förbättrade blodsockerkontroll jämfört med vita veteprodukter, men gav små effekter på självrapporterad aptit och relaterade hormoner. En kost, rik på råg jämfört med vetecerealier under 12 veckor gav inte större viktminskning men bekräftade tidigare fynd av minskad låggradig inflammation samt förändringar av tarmbakterier och kortkedjiga fettsyror, vilket potentiellt främjar hälsan.
Varken aptitreglerande egenskaper hos fullkornsråg eller tarmbakterier visade sig vara avgörande för viktnedgång. I stället tyder resultaten i denna avhandling på att individer med förhöjd inflammation och insulinresistens kan tappa mer vikt och fettmassa med fullkornsråg än vita veteprodukter. Dessa fynd kan bidra till utvecklingen av mer individbaserade kostråd för populationer med hög risk för kardiometabola sjukdomar.
I denna avhandling undersöktes om metabola markörer, aptitkontroll och kroppsvikt kan förbättras då vita spannmålsprodukter ersätts med fullkorn i kosten. Dessutom undersöktes betydelsen av individers tarmbakterier, metabola hälsa och aptit-reglering som faktorer för viktnedgång under 12 veckor av högt intag av fullkornsråg.
Resultaten visar att fullkornsråg förbättrade blodsockerkontroll jämfört med vita veteprodukter, men gav små effekter på självrapporterad aptit och relaterade hormoner. En kost, rik på råg jämfört med vetecerealier under 12 veckor gav inte större viktminskning men bekräftade tidigare fynd av minskad låggradig inflammation samt förändringar av tarmbakterier och kortkedjiga fettsyror, vilket potentiellt främjar hälsan.
Varken aptitreglerande egenskaper hos fullkornsråg eller tarmbakterier visade sig vara avgörande för viktnedgång. I stället tyder resultaten i denna avhandling på att individer med förhöjd inflammation och insulinresistens kan tappa mer vikt och fettmassa med fullkornsråg än vita veteprodukter. Dessa fynd kan bidra till utvecklingen av mer individbaserade kostråd för populationer med hög risk för kardiometabola sjukdomar.
Subject Categories
Clinical Medicine
Health Sciences
ISBN
978-91-8103-087-7
Doktorsavhandlingar vid Chalmers tekniska högskola. Ny serie: 5545
Publisher
Chalmers
Hall KC, Chemistry Building, Kemigården 4
Opponent: Ursula Schwab, Professor, Yliopistonrinne 3, FI-70211 KUOPIO, FINLAND