FTO A genotípus kölcsönhatásba lép az aerob fitnesz javulásával a testsúlycsökkenés során az életmódbeli beavatkozás során

Prof. Dr. Andreas Fritsche

genotípus

Belgyógyászat IV

Tübingeni Egyetemi Kórház

Otfried-Müller-Straße 10, 72076 Tübingen, Németország

Kapcsolódó cikkek a következőhöz: "

  • Facebook
  • FTO A genotípus kölcsönhatásba lép az aerob fitnesz javulásával a testsúlycsökkenés során az életmódbeli beavatkozás során - https://www.karger.com/Article/FullText/444145 @KargerPublisher "target =" _ blank "onclick =" javascript: window.open (this.href, '', 'menubar = nem, eszköztár = nem, átméretezhető = igen, gördítősávok = igen, magasság = 400, szélesség = 600'); return false; "title =" Oldal küldése "onclick =" ga ('send', 'event', 'FullText', 'Social Media', 'Fix Twitter'); "> Twitter
  • LinkedIn
  • FTO A genotípus kölcsönhatásba lép az aerob fitnesz javulásával a testsúlycsökkenés során az életmódbeli beavatkozás során% 0A% 0A https://www.karger.com/Article/FullText/444145 "onclick =" ga ('send', 'event', 'FullText', 'Social Media', 'Fix Email'); "> Email

Absztrakt

Célkitűzés: Nem minden résztvevő hasonló testsúlycsökkenéssel reagál az életmódbeli beavatkozásokra, annak ellenére, hogy ugyanolyan megfelel. Genetikai tényezők magyarázhatják ennek a különbségnek a részeit. A zsírtömeg és az elhízással kapcsolatos gén változása (FTO) a testtömeg legerősebb közös genetikai meghatározója. Jelen tanulmány célja a FTO az életmódbeli beavatkozás során a fitnesz javulása és a testsúly csökkenése közötti kapcsolat genotípusbeli különbségei. Mód: Genotípust adtunk 292 egészséges alany számára FTO rs8050136. A résztvevők 9 hónapos életmódbeli beavatkozáson estek át. A beavatkozás előtt és után az aerob alkalmasságot kerékpárral (VO2max) és futópad spiroergometriával (egyéni anaerob küszöb (IAT), N = 192 alcsoport) tesztelték. Eredmények: A résztvevők elvesztették a testsúlyukat (p

Bevezetés

Az elmúlt évtizedekben az elhízás elterjedtsége riasztóan növekedett világszerte. Számos életmódbeli beavatkozási programot terveztek a 2-es típusú cukorbetegség megelőzésére. Az olyan programok, mint a Diabétesz Megelőzési Program (DPP) [1], a finn Diabétesz Megelőzési Tanulmány (DPS) [2] és a német Tübingeni Életmód Intervenciós Program (TULIP) [3], meggyőzően megmutatták, hogy a cukorbetegség megelőzése mellett a testsúlycsökkenés is megvalósítható . Az életmódbeli beavatkozásokra azonban nem minden résztvevő reagált egységesen. A hasonló megfelelés ellenére a válasz, különösen a testtömeg és a testzsír csökkenése, de a glükóz tolerancia és a kardiorespiratoris fitnesz fokozása is, a résztvevők között jelentősen különbözött [4,5].

Ebben az összefüggésben a genetikai háttér fontos szerepet játszik, ami esetleg megmagyarázza ezeket a különbségeket az életmódbeli beavatkozás sikerében. Változás FTO (a zsírtömeghez és az elhízáshoz társuló) a testtömeg legerősebb genetikai meghatározója gyermekekben [6] és felnőttekben, amelyeket eddig azonosítottak [7,8]. A közreműködés FTO az életmódbeli beavatkozás sikerének polimorfizmusai még mindig ellentmondásosak [9,10,11].

FTO széles körben kifejeződik az emberi szövetekben, beleértve a zsírszövetet, a vázizomzatot és az agyat is [12]. A testtömeggel való összefüggés főként a nagyobb táplálékfelvételnek tudható be, míg az emberen végzett vizsgálatok során az energiafogyasztás nem kapcsolódott ehhez a polimorfizmushoz [7,13,14,15]. A mögöttes mechanizmusok az agyból származhatnak, ahol FTO a variáció meghatározza a funkciót állatokban [7] és emberekben [16,17,18]. Molekuláris szinten Smemo et al. [19] és Claussnitzer et al. [20] azt jelzi, hogy az elhízás-kockázat változása FTO társul a távoli homeobox gének expressziós szabályozásához IRX3 és IRX5. Ez viszont befolyásolja a mitokondriális anyagcserét, és okozhatja az elhízás társulását.

Anyag és módszerek

Résztvevők

A TULIP-ből 292 önkéntest [24] vizsgáltak 9 hónapos beavatkozás előtt és után. Ennek a tanulmánynak a célja a cukorbetegség megelőzése magas kockázatú alanyokban életmódbeli beavatkozással. Tájékozott írásbeli beleegyezést kaptak, és a helyi etikai bizottság jóváhagyta a jegyzőkönyvet.

Életmódbeli beavatkozás

A kiindulási mérések után a résztvevők 9 hónapos intenzív életmódbeli beavatkozáson estek át. A résztvevőket arra utasították, hogy legalább 3 órát mérsékelt sportolással végezzenek hetente az egyéni anaerob küszöbérték alatt (IAT). A pulzusmérőket (Polar, Büttelbronn, Németország) kapták a résztvevők. A betartást gyalogos protokollok ellenőrizték. A megnövekedett fizikai aktivitás mellett az életmódbeli beavatkozás havonta egy étkezési tanácsadást tartalmazott, amelynek célja a testtömeg legalább 5% -os csökkentése [24].

Fenotipizálás

9 hónapos életmódbeli beavatkozás előtt és után antropometriai méréseket és 75 g orális glükóz tolerancia tesztet (oGTT) végeztek (a [3] -ben leírtak szerint). A teljes testzsírtömeget bioelektromos impedanciával mértük (BIA-101; RJL Systems, Detroit, MI, USA).

Az egyének standardizált, önadagolt és validált kérdőívet töltöttek ki a fizikai aktivitás mérésére, és kiszámították a szokásos fizikai aktivitás (HPA) pontszámát [5].

Az egyének folyamatos, növekményes testgyakorlati teszten estek át akaratkimerülésig egy ciklusergométer segítségével (Ergometrics 800 S, Ergoline, Bitz, Németország). Az oxigénfogyasztást spiroergométerrel (MedGraphics System Breese; MedGraphics, St. Paul, MN, USA) mértük. A VO2max-ot VO2-ként fejezzük ki testtömeg-kilogrammonként (ml/perc/kg).

Egy alcsoport (N = 192) futópadon edzett egyidejű szívritmus-felvételt 3 km/h sebességgel 3 percig, majd 6 km/h-t követően. 6 perc után a futópad 3 percenként 2,5% -kal dől. A laktátot 3 percenként mértük kapilláris vérből. Laktátgörbét generáltunk, és ábrázoltuk a testmozgás intenzitásával szemben (Ergonizer, Freiburg i.Br., Németország).

Genotipizálás

Kiválasztottuk az rs8050136-ot címkézési SNP-ként egy összekapcsolási blokkhoz FTO amely köztudottan összefügg az elhízással [13]. DNS-t izoláltunk (NucleoSpin, Macherey & Nagel, Düren, Németország), és a genotipizálást TaqMan assay-vel (Applied Biosystems, Forster City, CA, USA) hajtottuk végre. A genotipizáló reakciót amplifikáltuk (GeneAmp 7000; Applied Biosystems). A fluoreszcenciát egy ABI PRISM 7000 szekvencia detektoron (Applied Biosystems) detektáltuk. A genotipizálás sikere 100% volt. Ezeket a genotipizálási eredményeket kétirányú szekvenálással validáltuk 37 véletlenszerűen kiválasztott alanyban, és mindkét módszer 100% -ban azonos eredményt adott. Az alanyok 31% -a volt C/C homozigóta (N = 89), 17% A/A homozigóta (N = 53) és 52% C/A heterozigóta (N = 150). Az SNP Hardy-Weinberg egyensúlyban volt (p = 0,8).

Statisztikai elemzések

A normál eloszlású paraméterek statisztikai összehasonlítását páros t-teszttel végeztük. A nem normálisan elosztott paraméterekhez log transzformációt használtunk. Többváltozós lineáris regressziós modelleket hajtottunk végre a nem, az életkor és az alap BMI alapján kiigazítva, hogy teszteljük a genotípusok közötti különbségeket. Hacsak másként nem jelezzük, domináns öröklődési modell alapján elemeztük a genotípus különbségeket. A jelentett hatásméretek standardizált béták voltak. A ≤ 0,05 P értékeket statisztikailag szignifikánsnak tekintettük. A JMP 11 statisztikai szoftvercsomag (SAS, Cary, NC, USA).

Eredmények

Az alany jellemzőit a 9 hónapos életmódbeli beavatkozás előtt és után az 1. táblázat foglalja össze. Összesen 292 alany vett részt 46 ± 1 éves átlagéletkorral. Az életmódbeli beavatkozás során a BMI szignifikánsan, 29,8 ± 0,3 kg/m²-ről 28,9 ± 0,3 kg/m²-re csökkent (p a

FTO A genotípusok nem jártak összefüggésben sem a testsúly, sem a testzsír csökkenésével, sem a glikémia vagy az aerob alkalmasság javulásával (VO2max, IAT) a nem, az életkor és a kiindulási mérések kiigazítását követően (mindegyik p> 0,09, 1. táblázat). Ez akkor is igaz, ha domináns öröklési modell helyett adalékot használunk (mind p> 0,3, az adatok nem láthatók).

Jelentős összefüggés volt azonban a VO2max változása és a BMI változása között (p 0.6; 1b ábra, két oszloppár maradt). Ezzel szemben az elhízási kockázatú allélhordozók lényegesen kevesebb súlyt vesztettek a felső két kvartilisben (p = 0,05, β = -0,234 ± 0,006 vagy p = 0,0451, β = -0,240 ± 0,006; 1b ábra, két jobb oszloppár), annak ellenére, hogy összehasonlítható javulás a VO2max között a genotípusok között az összes fitneszcsoportban (p> 0,2).

Vita

Egy 9 hónapos életmód-beavatkozási program során a résztvevők annál többet fogytak, minél jobban javították fizikai erőnlétüket. A teljes csoportban a súlycsökkenés statisztikailag nem különbözött az elhízás kockázati változatának genotípusai között FTO. Azonban azoknál, akik fizikai erőnlétüket leginkább javították, a fogyás lényegesen kisebb volt a FTO elhízási kockázat allél.

Mitchell et al. [21], variáció FTO nem befolyásolta az erőnlét javulását. Ennek megfelelően a sportolók teljesítménye nem változott FTO genotípus [25]. Továbbá, FTO a genotípus nem volt összefüggésben a súlyvesztéssel az életmódbeli beavatkozás során, amint azt korábban bemutattuk [10,26].

Most ezt feltételeztük FTO A genotípus kölcsönhatásba lép a fitnesz javulása és a fogyás közötti összefüggéssel. Valóban, FTO a genotípus csak azoknál a résztvevőknél befolyásolta a fogyás mértékét, akik erőteljesen javították az erőnlétet. Ezen a csoporton belül az elhízási kockázatú allélhordozók lényegesen kevesebb súlyt vesztettek. A genotípus és a testmozgás közötti ilyen kölcsönhatással a fogyás során a korábbi vizsgálatok nem foglalkoztak [21,22]. Ez a két tanulmány ellentétes eredményeket jelentett a FTO az életmódbeli beavatkozás alatti fogyásról. E tanulmányok közötti különbségek az edzés rendje vagy neme és az alap testtömeg korrekciója alapján magyarázhatják az ellentmondásos eredményeket. Eredményeink további magyarázatot adhatnak a két korábbi vizsgálat közötti különbségre: FTO A genotípusnak eltérő vagy akár ellentétes hatása lehet a fogyásra, az erőnlét javulásának mértékétől függően.

FTO emberi vázizomban fejeződik ki. Míg az expresszió szintje nem különbözik a genotípusok között [27], FTO a variáció az emberi vázizom mitokondriális anyagcseréjével és energiahatékonyságával társul [28]. Továbbá, FTO a variáció befolyásolja a mitokondriális funkciót befolyásoló szabályozó hálózatot [20]. Még akkor is, ha ezeket az eredményeket adipocitákban kapták, hasonló hatások lehetnek az izmokban is. Ezért az izomanyagcsere különbségei között FTO a genotípusok hozzájárulhatnak a jelenlegi vizsgálatunkban megfigyelt interakcióhoz.

Az embereknél azonban a kapcsolat az FTO a változás és a testtömeg főleg a táplálékfelvétel különbségeinek tudható be [14,15]. Mivel megállapításunk statisztikailag független volt a táplálékfelvételtől, azt javasoljuk, hogy az étkezésen kívül más szempontok is hozzájárulhatnak az elhízás kockázatához az embereknél is.

Különösen az alcsoportokban a mintanagyságunk azonban meglehetősen kicsi a többi genetikai asszociációs vizsgálathoz képest. Ezenkívül nem állt rendelkezésre összehasonlítható mérésekkel rendelkező független kohorsz eredményeink független replikációjához. Itt egy specifikus polimorfizmussal való kölcsönhatásokra összpontosítottunk. Természetesen számos további gén-gén vagy gén-életmód kölcsönhatás valószínűsíthető, amelyek azonban meghaladják jelenlegi munkánkat.

Míg a nagy keresztmetszeti vizsgálatok azt sugallták FTO az elhízási kockázat allélhordozóinak előnyös lehet az átlag feletti testmozgás [29,30], intervenciós eredményeink és Rankinen és mtsai. [22] jelzi, hogy ez nem biztos, hogy így van. Az életmódbeli beavatkozási programban az átlagnál jobban javítva, FTO a kockázati allélhordozók az átlagosnál kevesebb előnyhöz juthatnak a fogyás szempontjából. Mivel a genetikai háttér hajlamosít az elhízásra, bizonyos körülmények között intenzív testmozgással akadályozhatja a fogyást is.

Szerzők közreműködései

CS írta a kéziratot, anyagcsere-teszteket (oGTT) és statisztikai elemzéseket végzett, VS és LF anyagcsere-teszteket végzett és hozzájárult a megbeszélésekhez, a TP kerékpár- és futópados testtesztet végzett, az FM genotipizálást végzett, az AN technikai felszerelést biztosított a testmozgás teszteléséhez és a kézirat kézikönyvét, HUH kezdeményezte a TULIP-tanulmányt és a bizonyíték elolvasta a kéziratot, NS megtervezte a gyakorlat elemzését és elvégezte a statisztikai elemzést és a bizonyíték elolvasta a kéziratot, az AF megtervezte és elvégezte a vizsgálatot, és a bizonyíték elolvasta a kéziratot, MH megírta a kéziratot és elvégezte a statisztikai elemzést. Minden szerző jóváhagyta a kézirat végleges változatát a benyújtás előtt.

Köszönetnyilvánítás

Köszönjük minden tanulmány résztvevőjének a projektben való együttműködését. Hálásan köszönjük Anna Bury, Alke Guirguis, Ellen Kollmar, Andreas Vosseler és Roman-Georg Werner (összes Tübingeni Egyetem, Németország) kiváló technikai segítségét.

Ezt a tanulmányt részben a Német Szövetségi Oktatási és Kutatási Minisztérium (BMBF) támogatása támogatta a Német Diabéteszkutató Központ számára (DZD e.V .: 01GI0925)

Elismerjük a Deutsche Forschungsgemeinschaft és a Tübingeni Egyetem Open Access Publishing Fund támogatását is.

Közzétételi nyilatkozat

Valamennyi szerzőnek nincsenek összeférhetetlenségei, amelyek közvetlenül kapcsolódnak a tanulmány tartalmához.