© Borgis - Postępy Nauk Medycznych 2/2017, s. 66-70
Marta Danikiewicz, Łukasz Urbaniec, Magdalena Włodarska, Joanna Burzyńska, Joanna Stompór, Mateusz Gola, Mirosław Śnit, *Władysław Grzeszczak
Rola rs1260780 FKBP51 oraz rs6688832 H6PD w patogenezie rozwoju nadwagi i otyłości
The role of rs1260780 FKBP51 and rs6688832 H6PD in the pathogenesis of the development of overweight and obesity
Katedra i Klinika Chorób Wewnętrznych, Diabetologii i Nefrologii w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
Kierownik Kliniki: prof. dr hab. med. Władysław Grzeszczak
Streszczenie
Wstęp. Otyłość w obecnych czasach jest zjawiskiem powszechnym, w istotnym stopniu wpływającym na długość i jakość życia. W patogenezie otyłości istotną rolę odgrywa czynność układu hormonalnego, w tym czynność kory nadnerczy. W dobrym funkcjonowaniu kory nadnerczy udział biorą z kolei m.in. dwa białka: FKBP51 (ang. FK-binding protein 51) oraz H6PD. Białka te kodowane są przez geny FKBP51 oraz H6PD. Szacuje się, że predyspozycja genetyczna może być odpowiedzialna za 25-45% przypadków otyłości.
Cel pracy. Celem pracy było zanalizowanie, czy polimorfizmy dwóch wspomnianych genów – FKBP51 (rs1260780) oraz H6PD (rs6688832) – występują znamiennie częściej u osób z nadwagą/otyłością niż u osób zdrowych.
Materiał i metody. Badana grupa liczyła 507 osób, w tym 285 kobiet i 215 mężczyzn. Grupa kontrolna składała się z 44 kobiet oraz 82 mężczyzn. Grupa osób z nadwagą liczyła 67 kobiet i 48 mężczyzn. Grupa osób otyłych zaś liczyła 174 kobiety i 63 mężczyzn.
Wyniki. Nie wykazano znamiennych statystycznie różnic w rozkładach genotypów rs1360780 genu FKBP51 oraz rs6688832 genu H6PD u osób zdrowych, z nadwagą i z otyłością zarówno w całej grupie, jak również w przypadku kobiet i mężczyzn.
Wnioski. Znaczenie obecności polimorfizmów rs1360760 FKBP51 oraz rs6688832 H6PD w patogenezie nadwagi i/lub otyłości jest niewielkie, zaś stwierdzone powiązanie pomiędzy polimorfizmem rs1360780 FKBP51 z poziomem cholesterolu i triglicerydów wymaga dalszych badań.
Summary
Introduction. Obesity at the present time is a common phenomenon, significantly influencing the length and quality of life. The pathogenesis of obesity activity plays an important role of the endocrine system including adrenal. The good functioning of the adrenal attended by, among others, in turn, two protein: FK-binding protein 51 (FKBP51) and H6PD. These proteins are encoded by a gene FKBP51 and H6PD. It is estimated that genetic predisposition may be responsible for 25-45% of cases of obesity.
Aim. The aim of the study was to analyze whether two polymorphisms analyzed, discussed above FKBP51 gene (rs1260780) and H6PD (rs6688832) occur significantly more often in overweight/obese than in healthy subjects.
Material and methods. The study group consisted of 507 people, including 285 women and 215 men. In the control group were 44 women and 82 men. Group consisted of 67 overweight women and 48 men. A group of obese patients and consisted of 174 women and 63 men.
Results. There were no significant differences in genotype distributions FKBP51 gene rs 1360780 and rs6688832 H6PD gene in healthy, overweight and obesity, both in the entire group, as well as for women and men.
Conclusions. The importance of the presence of polymorphisms rs1360760 and rs6688832 H6PD FKBP51 in the pathogenesis of overweight and/or obesity is a small and determined the association between rs1360780 polymorphism of FKBP51 levels of cholesterol and triglycerides requires further study.
Wstęp
Otyłość w obecnych czasach jest zjawiskiem powszechnym, w istotnym stopniu wpływającym na długość i jakość życia (1-3). Według danych z 2014 roku Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) około 1,9 miliarda dorosłych cierpiało na nadwagę (co stanowiło aż 39% osób dorosłych na świecie), a 600 milionów ludzi było otyłych (13% osób dorosłych na świecie). Liczba osób otyłych od 1980 roku podwoiła się (1-4).
U osób z otyłością znamiennie wzrasta ryzyko rozwoju powikłań sercowo-naczyniowych (zawał serca, udar mózgowy, nadciśnienie tętnicze), rozwoju cukrzycy, powikłań ze strony układu kostno-stawowego oraz niektórych nowotworów (rak endometrium, jelita grubego, piersi, wątroby, żołądka) (5-8).
W patogenezie otyłości istotną rolę odgrywa czynność układu hormonalnego, w tym czynność kory nadnerczy, co może prowadzić do istotnego wzrostu masy ciała. W dobrym funkcjonowaniu kory nadnerczy udział biorą z kolei m.in. dwa białka – FKBP51 (ang. FK-binding protein 51) oraz H6PD. Białka te kodowane są przez geny FKBP51 i H6PD.
Gen FKBP51 jest zlokalizowany na chromosomie 6. To duży gen liczący aż 154 999 par zasad. Białko syntetyzowane na bazie tego genu to FKBP51. Należy ono do rodziny immunofilin. Badania naukowe dowiodły znaczenia tego białka jako regulatora odpowiedzi immunologicznej w regulacji gospodarki hormonalnej ustroju oraz w wielu innych procesach biologicznych (9). Balsevich i wsp. (10) wykazali, że wyższe stężenie FKBP51 jest związane z lepszym apetytem oraz ze wzrostem masy ciała myszy. Z kolei Stechschulte i wsp. (11) wykazali, że FKBP51 jest ważnym regulatorem adipogenezy. Jest on niezbędny w transformacji predypocytów do adipocytów. W tych samych badaniach udowodniono, że FKBP51 zmniejsza aktywność receptorów glikokortykoidowych i poprzez to zmniejsza pobudzaną przez glikokortykoidy utratę lipidów z adipocytów. Można zatem zasugerować, iż FKBP51 bierze udział w regulacji adipogenezy drogą aktywacji Akt-p38. FKBP51 może zatem odgrywać istotną rolę w leczeniu otyłości i schorzeń z nią związanych.
Gen H6PD jest z kolei zlokalizowany na chromosomie 1. Gen tej liczy 248 956 422 pary zasad. Białko syntetyzowane na bazie tego genu to dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa (forma G i forma H) (12). Dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa to enzym mikrosomalny katalizujący dwie reakcje w cyklu pentozowym. H6PD przekształca glukozo-6-fosforan do fosfoglukonatu, tworząc jednocześnie z NADP NADPH, co w dalszej kolejności pozwala na przekształcenie przez HSD11B1 kortyzonu do kortyzolu (13). Insulina powoduje w komórkach mięśniowych i tłuszczowych translokację GLUT4 do błony komórkowej i zwiększa absorpcję glukozy dokomórkowo. To z kolei powoduje wzrost glukozo-6-fosforanu w komórkach. Wysoki poziom wolnych kwasów tłuszczowych (cykl Randla) zmniejsza katabolizm glukozy. Z tego powodu wzrasta zawartość glukozo-6-fosforanu w komórkach. Kumulacja glukozo-6-fosforanu pobudza przekształcenie w/w przez H6PD i HSD11B1, co prowadzi do przedreceptorowej aktywacji glukokortykosteroidów (13). Aktywacja tego układu może brać udział w patogenezie otyłości.
Szacuje się, że predyspozycja genetyczna może być odpowiedzialna za 25-45% przypadków otyłości (14-16). Dotychczas przeprowadzono wiele badań, celem których było znalezienie polimorfizmów genów odpowiedzialnych za rozwój otyłości (16, 17). Przeprowadzone badania nie zakończyły się jednak sukcesem. W genach FKBP51 i H6PD znajdują się miejsca polimorficzne. Obecność ich może wpływać na aktywność obu białek i przyczyniać się do rozwoju nadwagi bądź otyłości.
Cel pracy
Celem pracy było przeanalizowanie, czy polimorfizmy dwóch omawianych genów – FKBP51 (rs1260780) i H6PD (rs6688832) – występują znamiennie częściej u osób z nadwagą/otyłością niż u osób zdrowych.
Przedstawiona praca jest kontynuacją badań nad znaczeniem czynników genetycznych w patogenezie cukrzycy prowadzonych w Katedrze i Klinice Chorób Wewnętrznych, Diabetologii i Nefrologii Śląskiego Uniwersytetu Medycznego (18, 19).
Materiał i metody
Badaniem objęto 507 kolejnych pacjentów z rejonu Górnego Śląska, którzy zgłosili się do Poradni Ogólnej Niepublicznego Zakładu Opieki Zdrowotnej „GMIN-MED” w Dobieszowicach celem uzyskania porady lekarskiej. Wszystkie pełnoletnie osoby, które wyraziły chęć udziału w badaniu klinicznym, w trakcie wizyty odpowiadały na pytania zawarte w ankiecie dotyczącej następujących schorzeń: występowania choroby wieńcowej, nadciśnienia tętniczego, czasu trwania cukrzycy, palenia tytoniu, współistnienia innych chorób metabolicznych i endokrynologicznych. Z badania zostali wykluczeni pacjenci z chorobami endokrynologicznymi, zaburzeniami odżywiania, będący podczas terapii sterydami oraz z chorobą nowotworową. Otrzymane dane zostały poddane weryfikacji na podstawie dostępnej dokumentacji medycznej. Dodatkowo każdego pacjenta poddano badaniu lekarskiemu, włącznie z pomiarem ciśnienia tętniczego, wzrostu, masy ciała i obwodu pasa.
Do scharakteryzowania otyłości i nadwagi zastosowano parametr obwodu pasa w talii (na wysokości pępka). Za osoby z nadwagą uznano pacjentów, u których obwód pasa wynosił ≥ 94 cm i < 102 cm (mężczyźni) oraz ≥ 80 cm i < 88 cm (kobiety), natomiast otyłość stwierdzano przy obwodzie pasa ≥ 102 cm (mężczyźni) oraz ≥ 88 cm (kobiety). Grupę kontrolną stanowiło 141 osób z prawidłowym obwodem pasa, u których nie stwierdzono nadwagi, otyłości ani innych przewlekłych schorzeń metabolicznych i endokrynologicznych, mogących predysponować do rozwoju nadwagi i otyłości. Po wyrażeniu świadomej zgody w formie pisemnej na udział w badaniu klinicznym, w miejscowym laboratorium poradni pobrano krew żylną (20 ml) do badań biochemicznych (cholesterol całkowity, LDL, trójglicerydy, kreatynina, glukoza przy użyciu spektrofotometru Epoll 20 BIO) i genetycznych (w laboratorium należącym do Katedry i Kliniki Chorób Wewnętrznych, Diabetologii i Nefrologii SUM). Na prowadzenie badania uzyskano zgodę Komisji Bioetycznej Śląskiej Izby Lekarskiej w Katowicach (Uchwała nr 20/2010).
Badana grupa liczyła 507 osób, w tym 285 kobiet i 215 mężczyzn. Grupa kontrolna składała się z 44 kobiet oraz 82 mężczyzn. Grupa osób z nadwagą liczyła 67 kobiet i 48 mężczyzn. Grupa osób otyłych zaś liczyła 174 kobiety i 63 mężczyzn.
Badanie polimorfizmu genów FKBP51 i H6PD
Izolację genomowego DNA przeprowadzono z leukocytów krwi obwodowej zestawem do izolacji DNA firmy Epicentre Technologies w pracowni biologii molekularnej Katedry i Kliniki Chorób Wewnętrznych, Diabetologii i Nefrologii SUM. Optymalizację stężeń wyizolowanego DNA do wartości 15 ng/ul wykonano w oparciu o pomiar spektrofotometrem NanoDrop firmy Thermo Scientific. Do genotypowania polimorfizmów rs13600780 oraz rs6688832 wykorzystano znakowane fluorescencyjnie sondy, komplementarne do każdego z alleli, używając gotowych zestawów – TaqMan Predesigned SNP Genotyping Assay (Applied Biosystems). Reakcję łańcuchowej reakcji polimerazy i identyfikację alleli przeprowadzano w aparacie 7300 Real Time PCR System (Applied Biosystems).
Podstawowe wyniki badań biochemicznych określono przy użyciu metod laboratoryjnych stosowanych w laboratoriach szpitalnych.
Oznaczanie wybranych wskaźników klinicznych:
a) współczynnik przesączania kłębuszkowego eGFR wyliczono, korzystając ze wzoru według MDRD:
eGFR = 186 x kreatynina [mg%]-1,1154 x wiek-0,203 x (0,742 dla kobiet),
b) do oceny insulinooporności wykorzystano wskaźnik HOMA-IR (Homeostatic Model Assessment):
HOMA-IR = [insulina (mj/l) x glikemia (mmol/l)] / 22,5.
Analiza statystyczna
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Hofbauer KG, Nicholson JR, Boss O: The obesity epidemic: current and future pharmacological treatments. Annu Rev Pharmacol Toxicol 2007; 47: 565-592.
2. Decaria JE, Sharp C, Petrella RJ: Scoping review report: obesity in older adults. Int J Obes (Lond) 2012 Sep; 36(9): 1141-1150.
3. World Health Organization: Obesity and overweight. Fact sheet. June 2016.
4. Orio F, Tafuri D, Ascione A et al.: Lifestyle changes in the management of adulthood and childhood obesity. Minerva Endocrinol 2016; 41: 509-515.
5. Seidell JC, Halberstadt J: The global burden of obesity and the challenges of prevention. Ann Nutr Metab 2015; 66 (suppl. 2): 7-12.
6. Calle EE, Rodriguez C, Walker-Thurmond K, Thun MJ: Overweight, obesity, and mortality from cancer in a prospectively studied cohort of U.S. adults. N Engl J Med 2003; 348: 1625-1638.
7. Morimoto LM, White E, Chen Z et al.: Obesity, body size, and risk of postmenopausal breast cancer: the Women’s Health Initiative (United States). CCC 2002; 13: 741-751.
8. Zhang C, Rexrode KM, van Dam RM et al.: Abdominal obesity and the risk of all-cause, cardiovascular, and cancer mortality: sixteen years of follow-up in US women. Circulation 2008; 117: 1658-1667.
9. Storer CL, Dickey CA, Galigniana MD et al.: FKBP51 and FKBP52 in signaling and disease. Trends Endocrinol Metab 2011; 22: 481-490.
10. Balsevich G, Uribe A, Wagner KV et al.: Interplay between diet-induced obesity and chronic stress in mice: potential role of FKBP51. J Endocrinol 2014 Jul; 222(1): 15-26.
11. Stechschulte LA, Hinds TD Jr, Khuder SS et al.: FKBP51 controls cellular adipogenesis through p38 kinase-mediated phosphorylation of GRα and PPARγ. Mol Endocrinol 2014; 28(8): 1265-1275.
12. Hewitt KN, Walker EA, Stewart PM: Minireview: hexose-6-phosphate dehydrogenase and redox control of 11{beta}-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 activity. Endocrinology 2005; 146: 2539-2543.
13. Bánhegyi G, Csala M, Benedetti A: Hexose-6-phosphate dehydrogenase: linking endocrinology and metabolism in the endoplasmic reticulum. J Mol Endocrinol 2009; 42: 283-289.
14. Han TS, Lean ME: A clinical perspective of obesity, metabolic syndrome and cardiovascular disease. JRSM Cardiovasc Dis 2016 Feb 25; 5: 2048004016633371. 10.1177/2048004016633371.
15. Srivastava A, Srivastava N, Mittal B: Genetics of obesity. Indian J Clin Biochem 2016; 31(4): 361-371.
16. Comuzzie AG, Allison DB: The search for human obesity genes. Science 1998; 280: 1374-1377.
17. Livingstone KM, Celis-Morales C, Papandonatos GD et al.: FTO genotype and weight loss: systematic review and meta-analysis of 9563 individual participant data from eight randomised controlled trials. BMJ 2016 Sep 20; 354: i4707. 10.1136/bmj.i4707.
18. Woźny Ł, Wojtas E, Chuchmacz G et al.: Wpływ polimorfizmu rs1421085 genu FTO na rozwój nadciśnienia tętniczego u osób z nadwagą i otyłością. Ann Acad Med Siles (online) 2016; 70: 51-55.
19. Woźny Ł, Wojtas E, Chuchmacz G et al.: Polimorfizm rs9930506 genu FTO a zawartość tkanki tłuszczowej w organizmie u osób zgłaszających się do poradni ogólnej podstawowej opieki zdrowotnej. Ann Acad Med Siles (online) 2015; 69: 60-66.
otrzymano: 2017-01-04
zaakceptowano do druku: 2017-01-25
Adres do korespondencji:
*Władysław Grzeszczak
Katedra i Klinika Chorób Wewnętrznych Diabetologii i Nefrologii
3-go Maja 13/15, 41-800 Zabrze
tel. +48 (32) 370-44-88
wgrzeszczak@sum.edu.pl
Postępy Nauk Medycznych 2/2017Strona internetowa
czasopisma Postępy Nauk MedycznychPozostałe artykuły z numeru 2/2017:
