Отделение за епидемиология на MRC, Институт по метаболитни науки, Кеймбридж, Великобритания

физическата

Отделение за епидемиология на MRC, Институт по метаболитни науки, Кеймбридж, Великобритания

Отделение за епидемиология на MRC, Институт по метаболитни науки, Кеймбридж, Великобритания

Отделение за епидемиология на MRC, Институт по метаболитни науки, Кеймбридж, Великобритания

Отдел за обществено здраве и първични грижи, Институт за обществено здраве, Университет в Кеймбридж, Кеймбридж, Великобритания

Отдел за обществено здраве и първични грижи, Институт за обществено здраве, Университет в Кеймбридж, Кеймбридж, Великобритания

Отделение за епидемиология на MRC, Институт по метаболитни науки, Кеймбридж, Великобритания

Отделение за епидемиология на MRC, Институт по метаболитни науки, Кеймбридж, Великобритания

  • Шънсю Ли,
  • Дзин Хуа Жао,
  • Jian'an Luan,
  • Улф Екелунд,
  • Робърт Н. Лубен,
  • Kay-Tee Khaw,
  • Никълъс Дж. Уерам,
  • Рут Дж. Ф. Лоос

Фигури

Резюме

Заден план

По-рано показахме, че множество генетични локуси, идентифицирани чрез проучвания за асоцииране в целия геном (GWAS), увеличават чувствителността към затлъстяване по кумулативен начин. Не е известно обаче дали и до каква степен тази генетична податливост може да бъде смекчена от физически активен начин на живот. Целта ни беше да оценим влиянието на физически активния начин на живот върху генетичната предразположеност към затлъстяване в голямо проучване, основано на популация.

Методи и констатации

Заключения

Нашето проучване показва, че воденето на физически активен начин на живот е свързано с 40% намаляване на генетичната предразположеност към обикновено затлъстяване, както се изчислява от броя на носените алели на риска за всеки от 12-те наскоро идентифицирани GWAS локуса.

Моля, вижте по-късно в статията Резюмето на редакторите

Цитат: Li S, Zhao JH, Luan J, Ekelund U, Luben RN, Khaw K-T, et al. (2010) Физическата активност отслабва генетичната предразположеност към затлъстяване при 20 000 мъже и жени от EPIC-Norfolk Prospective Population Study. PLoS Med 7 (8): e1000332. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1000332

Академичен редактор: Джон П. А. Йоанидис, Медицински факултет на Университета в Янина, Гърция

Получено: 19 февруари 2010 г .; Прието: 21 юли 2010 г .; Публикувано: 31 август 2010 г.

Финансиране: Европейското проспективно изследване на рака (EPIC) -Norfolk Study се финансира от Cancer Research UK, Съвета за медицински изследвания, Британската фондация за сърдечни заболявания, Агенцията за хранителни стандарти, Министерството на здравеопазването и Академията на медицинските науки. SL се поддържа от студентство от Unilever Corporate Research, Великобритания. Финансистите не са играли роля в дизайна на проучването, събирането на данни, анализа, решението за публикуване или подготовката на ръкописа.

Конкуриращи се интереси: Авторите са декларирали, че не съществуват конкуриращи се интереси.

Съкращения: ИТМ, индекс на телесна маса; CI, доверителен интервал; EPIC, Европейско перспективно изследване на рака; GWAS, проучвания за асоцииране в целия геном; ИЛИ, коефициент на коефициент; ROC, работна характеристика на приемника; SE, стандартна грешка

Резюме на редакторите

Заден план

През последните няколко десетилетия глобалната честота на затлъстяване - дефинирана като индекс на телесна маса (ИТМ, прост индекс на тегло за височина, който използва теглото в килограми, разделено на квадрата на височината в метри) от 30 и повече, се е увеличил толкова много, че тази нарастваща загриженост за общественото здраве сега се нарича „епидемия от затлъстяване“. Веднъж считано за преобладаващо само в страните с високи доходи, затлъстяването е нарастващ здравен проблем в страните с ниски и средни доходи, особено в градските условия. През 2005 г. най-малко 400 милиона възрастни по целия свят са били със затлъстяване, а прогнозираната цифра за 2015 г. е значително увеличение от 300 милиона до около 700 милиона. Детското затлъстяване също е нарастваща грижа. Допринасящи фактори за епидемията от затлъстяване са промяната в диетата към повишен прием на енергийно гъсти храни с високо съдържание на мазнини и захари и тенденция към намалена физическа активност поради все по-заседналия начин на живот.

Смята се обаче, че генетиката също играе критична роля, тъй като генетично предразположените индивиди може да са по-склонни към затлъстяване, ако живеят в среда, която има богат достъп до енергийно гъста храна и устройства за спестяване на труд.

Защо беше направено това проучване?

Въпреки че неотдавнашните генетични проучвания (проучвания за асоцииране в целия геном) са идентифицирали 12 алела (вариант на ДНК, който е разположен на определена позиция на определена хромозома), свързани с повишен ИТМ, няма убедителни доказателства за взаимодействието между генетиката и начина на живот. В това проучване изследователите изследват възможността за такова взаимодействие, като оценяват дали индивидите с генетично предразположение към повишен риск от затлъстяване могат да модифицират този риск чрез увеличаване на ежедневната си физическа активност.

Какво направиха и откриха изследователите?

Какво означават тези констатации?

Констатациите от това проучване показват, че генетичната предразположеност към затлъстяване може да бъде намалена с приблизително 40% чрез физически активен начин на живот. Констатациите от това проучване показват, че докато цялата популация се възползва от повишените нива на физическа активност, хората, които са генетично предразположени към затлъстяване, биха се възползвали повече от генетично защитените индивиди. Освен това тези открития оспорват детерминирания възглед за генетичното предразположение към затлъстяване, който често се поддържа от обществеността, тъй като те показват, че дори най-генетично предразположените индивиди ще се възползват от възприемането на здравословен начин на живот. Резултатите са ограничени от участниците, които самоотчитат нивата си на физическа активност, което е по-малко точно от обективните мерки за физическа активност.

Допълнителна информация

Моля, отворете тези уебсайтове чрез онлайн версията на това резюме на адрес http://dx.doi.org/10.1371/journal.pmed.1000332.

  • Това проучване се основава на резултатите от предишни проучвания за асоцииране в целия геном. Националният институт за изследване на човешкия геном предоставя лесно за следване ръководство за разбиране на такива изследвания
  • Международната асоциация за изследване на затлъстяването има за цел да подобри глобалното здраве чрез насърчаване на разбирането на затлъстяването и свързаните с теглото заболявания чрез научни изследвания и диалог
  • Международната работна група за затлъстяването е научноизследователският мозъчен тръст и застъпническото звено на Международната асоциация за изследване на затлъстяването
  • Глобалният алианс за превенция на затлъстяването и свързаните с него хронични заболявания е глобална програма за действие, която се занимава с проблемите, свързани с превенцията на затлъстяването
  • Националните здравни институти имат собствена работна група за затлъстяването, която включва 26 института

Въведение

Промените в начина ни на живот, включително повишен енергиен прием и липса на физическа активност, са движещата сила на драматичното нарастване на разпространението на затлъстяването през последните няколко десетилетия [1] - [3], а нарастващите нива на физическа активност са свързани с намалено телесно затлъстяване и метаболитен риск [4]. Генетичните епидемиологични изследвания обаче твърдо установиха, че генетичните фактори също играят критична роля в развитието на затлъстяването [5]. Въпреки че на теория генетично предразположените индивиди могат да бъдат по-податливи на затлъстяване в обезогенна среда, няма предишни убедителни доказателства за взаимодействия между генотип и начин на живот.

Последните проучвания за асоцииране в целия геном (GWAS) са идентифицирали 12 локуса, стабилно свързани с повишен индекс на телесна маса (ИТМ) [6] - [10]. Ние показахме, че тези локуси имат кумулативен ефект върху ИТМ и върху риска от затлъстяване и че, заедно, тези локуси могат да се използват за оценка на генетичната предразположеност на индивида към затлъстяване [11]. Въпреки че връзките между този набор от локуси и ИТМ и риска от затлъстяване бяха убедителни, вариацията в ИТМ, обяснена с тези варианти, все още е много малка (по-малко от 1%) [11], въпреки предишни наблюдения, че ИТМ има оценена наследственост от 40 % –70% [5]. Взаимодействието между ген и начин на живот може отчасти да обясни необяснимата наследственост на ИТМ [12].

В настоящото проучване изследвахме дали генетичната предразположеност към повишен ИТМ и риск от затлъстяване, оценена чрез оценка за генетична предразположеност, базирана на 12-те локуса на чувствителност, които наскоро бяха идентифицирани чрез GWAS, беше променена от самоотчитане на ежедневна физическа активност в голяма популационна извадка от Европейското проспективно изследване на рака (EPIC) -Norfolk проучване.

Методи

Проба за изследване

Проучването EPIC-Norfolk е кохортно проучване, основано на населението, на 25 631 души, живеещи в град Норич, Великобритания и близките райони. Участниците бяха на възраст от 39 до 79 години по време на здравния преглед между 1993 и 1997 г. От януари 1998 г. участниците бяха поканени за втори здравен преглед, на който до октомври 2000 г. присъстваха 15 786 лица. Пълните подробности за кохортата на изследването са описани по-рано [ 13], [14]. Накратко, обучени медицински сестри измерват ръст в сантиметри и тегло в килограми и ИТМ се изчислява като тегло в килограм, разделено на ръст в метър на квадрат.

ДНК на 21 631 индивида, всички от бял европейски произход, беше на разположение за генотипиране. Лица с преобладаващ диабет тип 2 (n = 522), тези с липсващи стойности за някой от изследваните фенотипи (n = 617) и такива с абсолютна годишна промяна на ИТМ над 2 kg/m 2 или с обиколка на талията по-голяма по-малко от 7 cm (n = 62) по време на периода на проследяване от 3-4 години бяха изключени. Общо 20 430 лица са разполагали с изходни данни, от които 11 936 са имали данни за ИТМ при втората здравна проверка (Таблица 1). Тези, които участваха във втория здравен преглед, бяха по-слаби (p = 1,06 × 10 −33) и по-физически активни (p = 3,85 × 10 −36). Пропорционално повече жени от мъже са участвали във второто здраве в сравнение с изходното участие (p = 0,0004) (Таблица S1).

Комитетът по местна научна етика в Норфолк, Великобритания, одобри проучването и всички участници дадоха своето информирано писмено съгласие.

Оценка на физическата активност

Както професионалните (заседнал, изправен, физически труд, тежък ръчен труд), така и свободното време (колоездене, упражнения) бяха оценени с валидиран самоуправляван въпросник [15]. Регистрира се физическа активност през свободното време (часове/седмица) както за лятото, така и за зимата. Въз основа на тази информация се изчислява среднодневната физическа активност като общи часове физическа активност на седмица, разделени на 7 и това се използва за категоризиране на нивата на физическа активност в четири групи: неактивни (заседнала работа, без развлекателна дейност), умерено неактивни (заседнала работа, 1 h/d развлекателна дейност или постоянна работа,> 1 h/d развлекателна дейност или физическа работа с някаква развлекателна дейност или тежка ръчна работа). Тази категоризация на нивата на физическа активност е предварително дефинирана и валидирана спрямо обективни измервания на физическата активност чрез многократно индивидуално калибрирано наблюдение на сърдечната честота от минута до минута, както е описано по-рано [15].

Генотипиране

Ние генотипирахме rs3101336, rs10913469, rs6548238, rs7647305, rs10938397, rs925946, rs10838738, rs7132908, rs7498665, rs1121980, rs17782313 и rsNEME, Гени SH2B1, FTO, MC4R и KCTD15. Тези локуси са идентифицирани чрез скорошни GWAS за ИТМ [6] - [10]. Информацията за генотипа и методите за генотипиране за 12-те варианта са докладвани по-рано подробно (Таблица S2) [11]. Всички варианти отговарят на критериите за контрол на качеството (честота на разговори> 95%, дубликат на дубликат> 97% и равновесие на Харди-Вайнберг p> 0,05).

Статистически анализи

Отделни SNPs са кодирани като 0, 1 и 2 според броя на алелите, увеличаващи ИТМ за този конкретен SNP. Алелите, увеличаващи ИТМ, бяха определени въз основа на стабилните асоциации на SNP с ИТМ, наблюдавани в неотдавнашния GWAS [6] - [10].

Резултатът за генетична предразположеност се изчислява за всеки индивид чрез събиране на нарастващите ИТМ алели от всички 12 варианта. За лица с липсващи данни за генотип за три или по-малко SNP (97,3% от общата проба) липсващите генотипове са заместени от средния брой рискови алели за съответния SNP с цел изчисляване на резултата за генетична предразположеност. Това доведе до общ брой от 19 878 индивида на изходно ниво с резултат от генетична предразположеност, от които 12 201 са имали пълни генотипизирани данни за всички SNP, а 7 677 индивида са заместили генотипове за 3 или по-малко SNP. От 19 878 лица, 11 651 са имали данни от втората здравна проверка. Резултатът за генетична предразположеност не се различава между индивидите, които са участвали в проследяването, и тези, които не са участвали в проследяването (p = 0,606). Анализите на чувствителността показват, че резултатите от данните със и без заместване на липсващи генотипове са сходни. Тук представяме само резултатите въз основа на оценката за предразположение със заместване. Резултатът за генетично предразположение обикновено се разпределя.

След това анализирахме данните надлъжно с годишната промяна на ИТМ между първата и втората здравна проверка като резултат. GLMs бяха използвани за изследване на взаимодействието между оценката на генетичното предразположение и физическата активност върху годишната промяна на ИТМ, като се коригира възрастта, възрастта 2, пола и изходния ИТМ. Всички анализи бяха извършени с помощта на SAS версия 9.1 (SAS Institute Inc.).

Резултати

В началото всеки допълнителен алел, повишаващ ИТМ, в резултата за генетично предразположение е свързан с 0.154 (стандартна грешка [SE] 0.012) kg/m 2 (p = 6.73 × 10 −37) увеличение на ИТМ, което съответства на 445 g увеличаване на телесното тегло за човек висок 1,70 m, но не е свързано с нива на физическа активност (p = 0,49). Всяко повишаване на нивото на физическа активност е свързано с намаляване с 0,313 kg/m 2 (SE 0,025; p = 1,2 × 10 -36) на изходния ИТМ, което съответства на 904 g намаляване на телесното тегло за човек висок 1,70 m.

Наблюдава се подобен модел на взаимодействие между оценката на генетичното предразположение и физическата активност върху риска от затлъстяване. Всеки допълнителен алел, повишаващ ИТМ, е свързан с коефициент на шанс (OR) от 1.116 (95% доверителен интервал [CI] 1.093–1.139; p = 3.37 × 10 −26) в общата проба. В неактивната група всеки допълнителен алел, повишаващ ИТМ, е свързан с OR от 1,158 (95% CI 1,118–1,199; p = 1,93 × 10 −16), което е значително (pinteraction = 0,038) по-голямо от OR, наблюдавано за други групи за физическа активност (Таблица 2). В комбинираната активна група всеки допълнителен алем, повишаващ ИТМ, е свързан с OR от 1.095 (95% CI 1.068–1.123; p = 1.15 × 10 −12) (pinteraction = 0.015, в сравнение с неактивната група). Наблюдавахме подобни тенденции за риск от наднормено тегло (pinteraction = 0,064 за четири нива на физическа активност; pinteraction = 0,043 за активната спрямо неактивната група).

В неактивната група разликата в ИТМ между индивиди с висок резултат на генетично предразположение (> 11 алели, увеличаващи ИТМ) и тези с нисък резултат на генетично предразположение (≤11 алели, увеличаващи ИТМ) възлиза на 0,739 (SE 0,103) kg/m 2 (или 2 136 g тегло) (p −13), докато тази разлика е била само 0,407 (SE 0,061) kg/m 2 (или 1,176 g по-голямо тегло) (p −11) в активната група (pinteraction = 0,004, Фигура 2). По същия начин в неактивната група шансовете за затлъстяване са 1,722 пъти (95% CI 1,486–1,996; p = 2,22 × 10 −16) по-високи при тези с висока генетична чувствителност в сравнение с тези с ниска генетична чувствителност, докато тази разлика е била много по-малка (OR 1.287 [95% CI 1.156–1.433; p = 1.15 × 10 −12]) в активната група (pinteraction = 0.007).

Лентите за грешки показват 95% CI.

Резултатът от генетичната предразположеност обяснява 1,2% от вариацията на ИТМ в неактивната група и 0,6% в активната група. Освен това, ROC кривите за прогнозиране на затлъстяването въз основа на оценката на генетичната предразположеност, заедно с възрастта, възрастта 2, пола, показват, че прогнозата е значително (p -30) по-добра в неактивната група (площ под ROC кривата, 0,614 [ 95% CI 0,594–0,635]) от този в комбинираната активна група (0,576 [95% CI 0,561–0,591]).

От отделните анализи на SNP само rs6548238 близо до TMEM18, rs10838738 в MTCH2 и rs7498665 близо до SH2B1 показват номинално значими взаимодействия с нивото на физическа активност върху ИТМ или риска от затлъстяване (таблици S3 и S4), но нито един не е оцелял при корекция за множество сравнения.

В съответствие с наблюденията на напречното сечение, физическата активност променя връзката между оценката на генетичното предразположение и годишната промяна в ИТМ по време на проследяването (pinteraction = 0,028, Фигура 3). Докато като цяло резултатът за генетично предразположение не е свързан с годишната промяна на ИТМ по време на проследяването (p = 0,95), резултатът за генетична предразположеност има тенденция да бъде свързан с увеличение на годишния ИТМ при физически неактивни индивиди, докато тенденцията е противоположна при физически активни индивиди (pinteraction = 0,028; Фигура 3).

Лентите за грешки показват стандартна грешка и р-стойността на всяко ниво на физическа активност представлява значимостта на връзката между оценката на генетичното предразположение и годишната промяна в ИТМ.

Дискусия