مطالعه تصادفی سازی مندلی قدرت ورزش را تایید می کند

در مطالعه‌ای که اخیراً در Nature Communications منتشر شد، محققان به بررسی علت رابطه بین آمادگی قلبی تنفسی و دیابت نوع 2 (T2D) پرداختند.

مطالعه: ارتباط علّی بین آمادگی قلبی تنفسی و دیابت نوع 2 اعتبار تصویر: AhmetMisirligul/Shutterstock.com

زمینه

تناسب اندام با خطر T2D کمتر مرتبط است. با این حال، علیت ارتباط نامشخص است.

تجزیه و تحلیل داده های Biobank انگلستان (UKBB) نشان داد که ژن ها با تناسب اندام مرتبط هستند. با این حال، تفسیر این یافته‌ها به دلیل تخمین‌های داده‌های تست دوچرخه زیر حداکثری طبقه‌بندی شده با ریسک، چالش برانگیز است.

در مورد مطالعه

در مطالعه ارتباط گسترده ژنومی حاضر (GWAS)، محققان با استفاده از نمرات خطر ژنتیکی برای تناسب اندام قلبی تنفسی به عنوان متغیرهای تصادفی سازی مندلی (MR) ارتباط علی بین تناسب اندام و T2D را بررسی کردند.

گروه UKBB متشکل از 450 هزار اروپایی برای ابداع یک ابزار ژنومی بهینه برای تناسب اندام قلبی و تنفسی استفاده شد. این مطالعه 160 جایگاه مرتبط با تناسب اندام را شناسایی کرد که در کارآزمایی فنلند شامل 10707 نفر تأیید شد.

این ابزار برای تعیین علیت بین آمادگی قلبی تنفسی، خطر T2D و پارامترهای خطر فیزیولوژیکی با استفاده از روش‌های MR واریانس معکوس وزنی (IVW) استفاده شد. این تیم ارزیابی کردند که آیا تناسب اندام پیش بینی شده ژنتیکی به طور علّی با صفات گلیسمی یا چاقی مرتبط است یا خیر.

تناسب اندام به عنوان حداکثر اکسیژن دریافتی (VO₂حداکثر) با استفاده از داده‌های آزمون ارگومتر دوچرخه‌سنج شیبدار زیر حداکثر تعیین می‌شود.

مدل‌سازی رگرسیون لجستیک برای تعیین نسبت‌های شانس (OR) برای حادثه T2D با توجه به سطح آمادگی جسمانی در UKBB، تنظیم برای سن، جنس، قومیت، فشار خون بالا، داروهای ضد فشار خون، سیگار کشیدن، اشتغال، شاخص محرومیت منطقه، چاقی، سابقه انجام شد. سکته مغزی، نارسایی قلبی، بیماری قلبی، فیبریلاسیون دهلیزی، بیماری مزمن انسدادی ریه یا سرطان، و مصرف الکل، گوشت، ماهی روغنی، میوه ها و سبزیجات.

افراد غیر اروپایی، کسانی که داده‌های ژنوتیپ در دسترس نداشتند، آن‌هایی که اندازه‌گیری ضربان قلب در حالت استراحت (RHR) نداشتند، و کسانی که از بتابلوکرها برای بیماری‌های قلبی از قبل موجود استفاده می‌کردند از تجزیه و تحلیل حذف شدند.

نمونه فرعی دارای نتایج تست دوچرخه از یک گروه قبلی UKBB به دست آمد، و نتایج با یک GWAS از RHR مثلث بندی شدند تا یک ابزار ژنومی بهینه برای تناسب اندام قلبی تنفسی ابداع شود.

همپوشانی ژنتیکی بین تناسب اندام اندازه‌گیری شده با RHR و تست ورزش برای تعیین عوامل ژنتیکی آمادگی قلبی تنفسی مورد استفاده قرار گرفت.

یافته‌ها در گروه مطالعاتی فنلند 10707 نفر تأیید شد. علاوه بر این، این تیم ارتباط بین آمادگی قلبی تنفسی تخمین زده شده از نظر ژنومی و پروتئین های سرولوژیکی را مورد بررسی قرار دادند و آزمایش های بیوانفورماتیکی را برای ارائه بینشی در مورد مکانیسم های بیولوژیکی زیربنایی انجام دادند.

این تیم بررسی کردند که آیا تناسب اندام تخمین زده شده از نظر ژنومی با گلوکز ناشتا، انسولین ناشتا، بارهای گلوکز خوراکی دو ساعته پس از صرف غذا و هموگلوبین گلیکوزیله (HbA1c) یا چاقی رابطه علّی دارد یا خیر. [determined using the body mass index (BMI) values].

نتایج

همانطور که در کارآزمایی فنلند مشاهده شد، افزایش تناسب اندام با احتمال ابتلا به T2D در مطالعه حاضر، که شامل 73574 شرکت کننده با معیارهای تناسب اندام در طول ده سال بود، به شدت به طور معکوس و خطی مرتبط بود.

یافته‌های آنالیز پروتئومی نشان داد که پپتید ناتریورتیک نوع B نوع N، پروتئین شبه فاکتور رشد کبدی و گلوبولین متصل‌کننده به هورمون جنسی به عنوان واسطه‌های بالقوه ارتباط هستند.

پس از تنظیم سن، جنسیت، چاقی و سایر عوامل مخدوش کننده احتمالی، هر یک میلی لیتر O2 در دقیقه به ازای هر کیلوگرم توده بدون چربی (FFM) افزایش تناسب اندام با 3.0٪ کاهش شانس ابتلا به T2D مرتبط بود.

علاوه بر این، 14 پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی مرتبط با تناسب اندام (SNPs) در سطح ژنوم در میان 69416 اروپایی در مطالعه UKBB شناسایی شد. یک همبستگی ژنتیکی معکوس بین تناسب اندام و RHR مشاهده شد.

رویکرد فیلتر شعاعی 148 نوع را شناسایی کرد که تأثیر ثابتی بر تناسب اندام نشان دادند. اختلاف 3.60 میلی لیتر O₂ در هر دقیقه به ازای هر کیلوگرم FFM در میانگین سطح تناسب اندام بین شرکت کنندگان در مطالعه در بالاترین و پایین ترین دهک های ابزار تناسب اندام بهینه 160 متغیر مشاهده شد.

در تجزیه و تحلیل MR، پس از فیلتر کردن، برای 126 نوع، یک رابطه علّی قابل توجه و ثابت بین آمادگی قلبی تنفسی و T2D مشاهده شد: نسبت شانس 0.97 برای هر واحد برازش ژنومی برآورد شده بالاتر، به صورت میلی لیتر O بیان می شود.₂ در هر دقیقه به ازای هر کیلوگرم FFM)، و یک انحراف استاندارد (SD) آمادگی قلبی تنفسی بالاتر پیش‌بینی‌شده از نظر ژنومی با 11.0٪ خطر T2D کمتر بدون ناهمگنی مرتبط بود.

این تیم از نظر آماری معنی دار بود. رابطه بین تناسب اندام تخمین زده شده ژنتیکی و سطوح انسولین ناشتا با بونفرونی تصحیح شد، اما نه برای سایر پارامترها.

چندین ژن [sodium voltage-gated channel alpha subunit 10 (SCN10A), calcium voltage-gated channel subunit alpha1 c (CACNA1C), and myosin heavy chain (MYH)-6 and 11] غنی شده در فرآیندهای بیولوژیکی مربوط به رشد عضله قلبی و انقباض عضلانی با تمایز عضلات سلولی در عضلات، توسعه اندام‌ها و افزایش انقباض عضلات قلب مرتبط بود.

یافته‌ها بر اساس یافته‌های به‌دست‌آمده از تجزیه و تحلیل چند نشانگر حاشیه‌نویسی ژنومیک (MAGMA) و نقشه‌برداری و حاشیه‌نویسی عملکردی مطالعات انجمن گسترده ژنوم (FUMA) است.

نتیجه گیری

به طور کلی، یافته های مطالعه یک ارتباط معکوس خطی قوی بین آمادگی قلبی تنفسی اندازه گیری شده با ورزش و خطر ابتلا به T2D را نشان داد. انسولین ناشتا، شاخص مقاومت به انسولین مرتبط با تناسب اندام، به احتمال زیاد علت این رابطه بود.

از آنجایی که هر دو دارای عملکردهای فیزیولوژیکی مشابه با توانایی اکسیداتیو عضلات اسکلتی هستند، ارتباط بین آمادگی قلبی تنفسی و حساسیت به انسولین از نظر علمی امکان پذیر است.

از سوی دیگر، تأثیر فوری تناسب قلبی تنفسی بر خطر ابتلا به T2D فقط اندکی کاهش یافت، که نشان می‌دهد مکانیسم‌های دیگری ممکن است درگیر باشند.

محققان چندین ژن را کشف کردند که برای پروتئین های ضروری برای عملکرد و رشد ماهیچه های صاف و قلبی ضروری هستند و از رابطه بین آمادگی قلبی تنفسی و خطر T2D حمایت می کنند.