Проф. Д-р Андреас Фриче

аеробния

Вътрешни болести IV

Университетска болница Тюбинген

Otfried-Müller-Straße 10, 72076 Тюбинген, Германия

Сродни статии за „“

  • Facebook
  • FTO Генотипът взаимодейства с подобряването на аеробния фитнес при загуба на телесно тегло по време на намеса в начина на живот - https://www.karger.com/Article/FullText/444145 @KargerPublisher "target =" _ blank "onclick =" javascript: window.open (this.href, '', 'menubar = не, лента с инструменти = не, преоразмеряем = да, ленти за превъртане = да, височина = 400, ширина = 600'); връщане на false; "title =" Tweet тази страница "onclick =" ga ('send', 'event', 'FullText', 'Social Media', 'Fix Twitter'); "> Twitter
  • LinkedIn
  • FTO Генотипът взаимодейства с подобряването на аеробния фитнес при загуба на телесно тегло по време на намеса в начина на живот% 0A% 0A https://www.karger.com/Article/FullText/444145 "onclick =" ga ('send', 'event', 'FullText', 'Social Media', 'Fix Email'); "> електронна поща

Резюме

Обективен: Не всеки участник реагира със съпоставима загуба на телесно тегло на интервенция в начина на живот, въпреки същото спазване. Генетични фактори могат да обяснят части от тази разлика. Разлика в мастната маса и свързания със затлъстяването ген (FTO) е най-силната често срещана генетична детерминанта на телесното тегло. Целта на настоящото проучване беше да се оцени въздействието на FTO генотипни разлики във връзката между подобряване на физическата форма и намаляване на телесното тегло по време на интервенция в начина на живот. Методи: Ние генотипирахме 292 здрави субекта за FTO rs8050136. Участниците бяха подложени на 9-месечна интервенция за начина на живот. Преди и след интервенция, аеробната годност беше тествана с велосипед (VO2max) и спироергометрия на бягаща пътека (индивидуален анаеробен праг (IAT), подгрупа от N = 192). Резултати: Участниците са загубили телесно тегло (стр

Въведение

През последните десетилетия в световен мащаб се наблюдава тревожно нарастване на разпространението на затлъстяването. Няколко програми за намеса в начина на живот са създадени за предотвратяване на диабет тип 2. Програми като Програмата за профилактика на диабета (DPP) [1], Финландското проучване за профилактика на диабета (DPS) [2] и Германската програма за намеса в начина на живот в Тюбинген (TULIP) [3] категорично показват, че освен превенцията на диабета, загубата на телесно тегло е и осъществима . Не всички участници обаче реагираха на интервенциите в начина на живот еднакво. Въпреки подобно съответствие, реакцията, особено намаляването на телесното тегло и телесните мазнини, но също така и подобренията в глюкозния толеранс и кардиореспираторната годност, се различават значително сред участниците [4,5].

В този контекст генетичният фон играе важна роля, евентуално обяснявайки тези разлики в успеха на интервенцията в начина на живот. Вариация в FTO (свързано с мастна маса и затлъстяване) е най-силният често срещан генетичен детерминант на телесното тегло при деца [6] и възрастни, идентифицирани досега [7,8]. Приносът на FTO полиморфизмите за успеха на интервенцията в начина на живот все още е спорен [9,10,11].

FTO е широко изразена в човешки тъкани, включително мастна тъкан, скелетни мускули и мозък [12]. Изглежда, че връзката с телесното тегло се дължи главно на по-висок прием на храна, докато енергийните разходи не са свързани с този полиморфизъм при проучвания при хора [7,13,14,15]. Основните механизми могат да произхождат от мозъка, където FTO вариацията определя функцията при животните [7] и хората [16,17,18]. На молекулярно ниво, скорошни проучвания на Smemo et al. [19] и Claussnitzer et al. [20] показват, че варирането на риска от затлъстяване през FTO асоциира се с експресивна регулация на далечни хомеобокс гени IRX3 и IRX5. От своя страна това засяга митохондриалния метаболизъм и може да бъде причината за асоциацията на затлъстяването.

Материали и методи

Участници

292 доброволци от TULIP [24] са проучени преди и след 9-месечна интервенция. Това проучване има за цел да предотврати диабета при високорискови лица чрез намеса в начина на живот. Получено е писмено съгласие и местната комисия по етика одобрява протокола.

Намеса в начина на живот

След измерванията на изходното ниво участниците претърпяха 9 месеца интензивна намеса в начина на живот. Участниците бяха инструктирани да изпълняват поне 3 часа умерен спорт/седмица под техния индивидуален анаеробен праг (IAT). На участниците бяха дадени монитори за сърдечен ритъм (Polar, Büttelbronn, Германия). Спазването се контролира от протоколи за ходене. Освен повишената физическа активност, интервенцията в начина на живот включваше една сесия на диетични консултации всеки месец с цел намаляване на телесното тегло с поне 5% [24].

Фенотипиране

Антропометрични измервания и 75 g орален тест за глюкозен толеранс (oGTT) (както е описано в [3]) са извършени преди и след 9 месеца намеса в начина на живот. Общата телесна мастна маса се измерва чрез биоелектричен импеданс (BIA-101; RJL Systems, Детройт, Мичиган, САЩ).

Лицата са попълнили стандартизиран, самостоятелно администриран и валидиран въпросник за измерване на физическата активност и е изчислена оценка на обичайната физическа активност (HPA) [5].

Хората преминаха непрекъснат, постепенно упражнен тест до волево изтощение, използвайки велоергометър (Ergometrics 800 S, Ergoline, Bitz, Германия). Консумацията на кислород се измерва с помощта на спироергометър (MedGraphics System Breese; MedGraphics, St. Paul, MN, USA). VO2max се изразява като VO2 на кг телесна маса (ml/min/kg).

Подгрупа (N = 192), упражнена на бягаща пътека с едновременно регистриране на пулса при 3 km/h в продължение на 3 минути и 6 km/h след това. След 6 минути бягащата пътека е наклонена с 2,5% на всеки 3 минути. Лактатът се измерва на всеки 3 минути от капилярна кръв. Генерирана е лактатна крива и е начертана спрямо интензивността на упражнението (Ergonizer, Freiburg i.Br., Германия) [24].

Генотипиране

Избрахме rs8050136 като SNP за маркиране за свързващ блок в FTO за което се знае, че е свързано със затлъстяването [13]. ДНК се изолира (NucleoSpin, Macherey & Nagel, Düren, Германия) и генотипизирането се извършва с помощта на анализ TaqMan (Applied Biosystems, Forster City, CA, USA). Реакцията на генотипиране се усилва (GeneAmp 7000; Applied Biosystems). Флуоресценцията беше открита на ABI PRISM 7000 детектор за последователност (Applied Biosystems). Процентът на успех при генотипирането е 100%. Тези резултати от генотипирането са валидирани чрез двупосочно секвениране при 37 произволно избрани субекта и двата метода дават 100% идентични резултати. От субектите 31% са C/C хомозиготи (N = 89), 17% са A/A хомозиготи (N = 53) и 52% са C/A хетерозиготи (N = 150). SNP е в равновесие на Харди-Вайнберг (p = 0,8).

Статистически анализи

Статистическото сравнение между нормално разпределените параметри беше извършено с помощта на сдвоен t-тест. За ненормално разпределени параметри е използвано преобразуване на журнали. Извършихме многовариантни модели на линейна регресия, коригирани за пол, възраст и изходен ИТМ, за да тестваме разликите между генотипите. Освен ако не е посочено друго, ние анализирахме разликите в генотипа при доминиращ модел на наследяване. Отчетените размери на ефекта бяха стандартизирани бета. Стойностите на P ≤ 0,05 се считат за статистически значими. Статистическият софтуерен пакет JMP 11 (SAS, Cary, NC, USA).

Резултати

Характеристиките на субекта преди, както и след 9-месечна интервенция в начина на живот са обобщени в таблица 1. Общо 292 участници със средна възраст 46 ± 1 години са участвали. По време на намеса в начина на живот, ИТМ значително намалява от 29,8 ± 0,3 kg/m² на 28,9 ± 0,3 kg/m² (p a

FTO генотиповете не се асоциират нито със загуба на телесно тегло или телесни мазнини, нито с подобряване на гликемията или аеробната годност (VO2max, IAT) след корекция за измерване на пол, възраст и изходно ниво (всички p> 0,09, таблица 1). Това важи и при използване на добавка вместо доминиращ модел на наследяване (всички p> 0,3, данните не са показани).

Въпреки това, имаше значителна връзка между промяната в VO2max и промяната в ИТМ (p 0.6; фиг. 1b, две двойки колони вляво). За разлика от тях, носителите на алел с риск от затлъстяване са загубили значително по-малко тегло в горните два квартила (p = 0,05, β = -0,234 ± 0,006 или p = 0,0451, β = -0,240 ± 0,006; фиг. 1b, двойки отдясно на две колони), въпреки че сравнима подобрение на VO2max между генотипове във всички фитнес групи (всички p> 0,2).

Дискусия

По време на 9-месечна програма за намеса в начина на живот участниците отслабваха повече, колкото повече подобряваха физическата си форма. В общата група загубата на тегло не се различава статистически между генотипите за варианта на риска от затлъстяване през FTO. Въпреки това, при тези, които най-добре са подобрили физическата си форма, загубата на тегло е значително по-малка при носителите на FTO алел на риска от затлъстяване.

В съответствие с Mitchell et al. [21], вариация в FTO не повлиява подобрението във фитнеса. Съответно, при спортистите производителността не е била засегната от FTO генотип [25]. В допълнение, FTO генотипът също не е свързан с количеството загуба на тегло по време на интервенция в начина на живот, както беше показано преди [10,26].

Сега предположихме това FTO генотипът взаимодейства с връзката между подобрение във фитнеса и загуба на тегло. Наистина, FTO генотипът е повлиял на размера на загуба на тегло само при участници със силно подобрение във фитнеса. В рамките на тази група носителите на алел с риск от затлъстяване са загубили значително по-малко тегло. Подобно взаимодействие между генотипа и упражненията с течение на времето при загуба на тегло не е разглеждано в по-ранни проучвания [21,22]. Тези две проучвания отчитат противоположни резултати относно въздействието на FTO за загуба на тегло по време на интервенция в начина на живот. Разликите между тези проучвания по отношение на тренировъчния режим или пола и корекцията за изходното телесно тегло могат да обяснят противоречивите резултати. Нашите резултати могат допълнително да обяснят част от разликата между тези две предишни проучвания: FTO генотипът може да има различни или дори противоположни ефекти върху загубата на тегло в зависимост от степента на подобряване на физическата форма.

FTO се изразява в скелетните мускули на човека. Докато нивата на експресия не се различават между генотипите [27], FTO вариацията се свързва с митохондриалния метаболизъм и енергийната ефективност в скелетните мускули на човека [28]. освен това, FTO вариацията влияе върху регулаторна мрежа, която засяга митохондриалната функция [20]. Дори ако тези резултати са получени при адипоцити, сравними ефекти могат да присъстват и в мускулите. Следователно, разлики в мускулния метаболизъм между FTO генотиповете могат да допринесат за взаимодействието, наблюдавано в настоящото ни проучване.

При хората обаче връзката между FTO вариацията и телесното тегло изглежда се дължат главно на разликите в приема на храна [14,15]. Тъй като нашата констатация е била статистически независима от приема на храна, предлагаме други аспекти освен приема на храна да допринесат за риска от затлъстяване и при хората.

Въпреки това, особено в подгрупите, размерът на извадката ни е доста малък в сравнение с други проучвания за генетична асоциация. Освен това няма налична независима кохорта със сравними измервания за независимо възпроизвеждане на нашите открития. Тук се фокусирахме върху взаимодействията с един специфичен полиморфизъм. Със сигурност е възможен цял брой допълнителни взаимодействия ген-ген или ген-начин на живот, които обаче са извън обхвата на настоящата ни работа.

Докато големите проучвания на напречното сечение предполагат, че FTO носителите на алел с риск от затлъстяване могат да се възползват от упражнения над средното [29,30], нашите интервенционални резултати и тези от Rankinen et al. [22] посочват, че това може да не е така. Когато подобрявате фитнеса повече от средното в програма за намеса в начина на живот, FTO носителите на алелни рискове може да се възползват по-малко от средното по отношение на загуба на тегло. Тъй като генетичният фон предразполага към затлъстяване, при някои обстоятелства това може да попречи и на загубата на тегло чрез интензивни упражнения.

Принос на авторите

CS е написал ръкописа и е извършил метаболитни тестове (oGTT) и статистически анализ, VS и LF са извършили метаболитни тестове и са допринесли за дискусията, TP е извършил тест за упражнения за велосипеди и бягаща пътека, FM е извършил генотипиране, AN е предоставил техническо оборудване за тестване на упражнения и доказателство е прочел ръкописа, HUH инициира проучването TULIP и доказателството прочете ръкописа, NS проектира анализа на упражненията и извърши статистически анализ и доказателството прочете ръкописа, AF проектира и извърши изследването и доказателството прочете ръкописа, MH написа ръкописа и извърши статистически анализ. Всички автори одобриха окончателната версия на ръкописа преди изпращане.

Благодарности

Благодарим на всички участници в проучването за сътрудничеството им в този проект. Благодарим за отличната техническа помощ на Анна Бури, Алке Гиргис, Елен Колмар, Андреас Воселер и Роман-Георг Вернер (всички Университет в Тюбинген, Германия).

Това проучване беше частично подкрепено от безвъзмездна помощ от германското Федерално министерство на образованието и научните изследвания (BMBF) на Германския център за изследване на диабета (DZD e.V .: 01GI0925)

Също така признаваме подкрепата на Deutsche Forschungsgemeinschaft и издателския фонд с отворен достъп на Университета в Тюбинген.

Декларация за оповестяване

Всички автори нямат конфликт на интереси, които са пряко свързани със съдържанието на това изследване.