Evaluarea polimorfismelor genei FTO (rs1421085, rs17817449 și rs9939609) în exerciții fizice
Abstract
fundal
Variațiile masei grase și ale genei asociate obezității (FTO) sunt asociate cu obezitatea; cu toate acestea, nu este clar dacă modificările aportului de energie afectează răspunsul adaptativ la restricția calorică la cei cu variante de risc. Cele trei polimorfisme FTO cu nucleotide unice (SNP), rs1421085, rs17817449 și rs9939609, se află într-un puternic dezechilibru de legătură. Astfel, scopul acestei investigații a fost de a determina rolul acestor SNP FTO față de efectele unei diete hipocalorice de 4 săptămâni asupra compoziției corpului la bărbații și femeile antrenate la exercițiu. Au fost de asemenea evaluați doi biomarkeri salivari care se asociază cu cheltuielile de energie (cortizol și alfa-amilază salivară, sAA).
Metode
Patruzeci și șapte de bărbați antrenați la mișcare ( = 11) și femei = 36) (medie ± SD: vârstă 32 ± 9 ani; înălțime 169 ± 8 cm, indice de masă corporală 24,5 ± 2,9 kg/m 2, ore de antrenament aerob pe săptămână 4,9 ± 3,8, ore de antrenament cu greutăți pe săptămână 3,9 ± 2,4, ani de experiență de antrenament 13,4 ± 7,0) au finalizat o dietă hipocalorică de 4 săptămâni (adică, scăderea caloriilor totale cu
20–25% menținând în același timp un aport proteic de
2,0 g/kg/zi). Subiecții au fost instruiți să mențină același regim de antrenament și să reducă aportul de energie prin restricție de carbohidrați și/sau grăsimi în timpul perioadei de tratament. Compoziția corpului a fost evaluată prin absorptiometrie cu raze X cu energie duală (DXA) (Model: Hologic Horizon W; Hologic Inc., Danbury CT SUA). Apa totală din corp a fost determinată printr-un dispozitiv cu impedanță bioelectrică multifuncțională (BIA) (InBody 770). Probele de salivă au fost colectate înainte și după intervenție pentru a genotipa participanții, precum și pentru a determina concentrațiile de cortizol și sAA.
Rezultate
Dintre cei 47 de subiecți, 15 prezentau un risc normal de obezitate, în timp ce 32 erau purtători ai alelelor cu risc de genă FTO. Subiecții au fost grupați pe baza genotipului lor pentru cei trei SNP FTO (adică, rs1421085, rs17817449 și rs9939609) datorită dezechilibrului lor puternic de legătură. Le-am clasificat pe cei cu riscul obezității normale ca „alelă non-risc” față de cei care poartă „alela de risc” (adică atât heterozigoți, cât și homozigoti). Ambele grupuri au înregistrat o scădere semnificativă a aportului total de energie (
fundal
Metode
Participanți
Subiecții au venit la laborator de două ori pentru evaluarea compoziției corpului și pentru a furniza probe de salivă. În conformitate cu Declarația de la Helsinki, Consiliul de revizuire instituțională a universității a aprobat toate procedurile care implică subiecți umani. Consimțământul informat scris a fost obținut înainte de participare. Pentru a controla influența circadiană asupra cortizolului, toate testele au avut loc între 1130 și 1400. Participanții au fost instruiți să nu exercite, să mănânce sau să bea altceva decât apă cu 3 ore înainte de testare. Pe durata perioadei de tratament de 4 săptămâni, subiecții au fost instruiți, de asemenea, să nu-și modifice regimul de antrenament în mod substanțial.
Compozitia corpului
Subiecților li s-a evaluat compoziția corpului prin absorptiometrie cu raze X cu energie duală (DXA) (Model: Hologic Horizon W; Hologic Inc., Danbury CT SUA). Procedurile de calibrare a controlului calității au fost efectuate pe o fantomă a coloanei vertebrale. Subiecții purtau îmbrăcăminte atletică tipică și îndepărtau toate bijuteriile metalice. Au fost poziționate în decubit dorsal pe DXA în interiorul granițelor delimitate de tabelul de scanare. Fiecare scanare a întregului corp a durat aproximativ 7 minute. În plus, apa totală a fost determinată prin impedanță bioelectrică (model: InBody 770, Cerritos, California SUA). Subiecții stăteau deschiși pe platforma dispozitivului, cu tălpile picioarelor pe electrozi. Subiecții au apucat apoi mânerele unității cu degetul mare și degetele pentru a menține contactul direct cu electrozii. Au stat pe loc
1 min, menținându-și coatele complet extinse și articulația umărului răpită la un unghi de aproximativ 30 de grade.
Jurnal alimentar
Subiecții țineau un jurnal (de ex.,
3 zile pe săptămână) din consumul de alimente prin intermediul unei aplicații pentru smartphone (MyFitnessPal®). Utilizarea aplicațiilor mobile pentru auto-raportare dietetică a fost raportată anterior [14]. Fiecare subiect a folosit anterior această aplicație mobilă. Aplicația MyFitnessPal® este o bază de date compusă din peste 5 milioane de alimente care au fost furnizate de utilizatori prin introducerea manuală a datelor sau prin scanarea codului de bare de pe produsele ambalate. Astfel, datele în sine sunt derivate în principal din etichetele produselor alimentare (adică, panoul de informații nutriționale) derivate din baza de date națională a nutrienților USDA. Subiecții au fost instruiți să-și reducă consumul de alimente cu
20-25%, menținând în același timp un aport relativ ridicat de proteine (
2 g pe kilogram de greutate corporală zilnic). Astfel, subiecții și-au redus aportul de carbohidrați și grăsimi pentru a promova un deficit energetic.
Genotipare
ADN-ul genomic a fost extras într-un instrument QIAcube urmând protocolul standard al producătorului pentru extracția acidului nucleic de salivă (QIAGEN, Valencia, CA). După izolare, discriminarea alelică pentru cele trei SNP FTO a fost determinată prin reacția în lanț a polimerazei în timp real (PCR) utilizând teste de genotipare SNP TaqMan folosind sonde fluorogene (Applied Biosystems, CA) cu următoarele secvențe de exemplu.
TAGCAGTTCAGGTCCTAAGGCATGA[CT]ATTGATTAAGTGTCTGATGAGAATT, rs17817449: GTGTTTCAGCTTGGCACACAGAAAC[G/T]GTTTTAATTTAACAGTCCAGCTCCT, rs9939609: GGTTCCTTGCGACTGCTGTGAATTT[A/T]GTGATGCACTTGGATAGTCTCTGTT.
Pentru toate cele trei teste de genotipare, ciclarea termică a fost efectuată pe sistemul StepOne Real-Time PCR (Applied Biosystems, CA). Amestecul de amplificare conținea următoarele ingrediente: 12,5 μL amestec master PCR (QIAGEN, Valencia, CA), 1,25 μL stoc de lucru TaqMan 20X, 10,25 μL apă fără RNază și DNază (Sigma) și 1,0 μL probă de ADN, într-un volum total de 25 μL per reacție cu un singur tub. Condițiile PCR au fost de 95 ° C timp de 10 min, urmate de 40 de cicluri repetate de 95 ° C timp de 15 s și 60 ° C timp de 60 s. Genotipurile au fost determinate automat prin intermediul software-ului StepOne (Applied Biosystems, CA) pe baza semnalelor de fluorescență. Probele au fost rulate în duplicat și, în cazul unei discrepanțe de apel, probele au fost reluate.
Se știe că cele trei SNP FTO pe care le-am examinat (adică, rs1421085, rs17817449 și rs9939609) se află într-un puternic dezechilibru de legătură. Fiecare SNP este descris pe scurt în Tabelul 3 [1, 11, 15, 16]. Astfel, i-am clasificat pe cei cu riscul obezității normale ca „alelă fără risc” față de cei care poartă „alela de risc” (adică atât heterozigoți, cât și homozigoti).