Marta Fichna^{1, 2}, Izabela Krzyśko-Pieczka³, Magdalena Żurawek², Bogda Skowrońska³, Anna Gertig-Kolasa³, Piotr Fichna³

¹Katedra i Klinika Endokrynologii, Przemiany Materii i Chorób Wewnętrznych Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

²Instytut Genetyki Człowieka Polskiej Akademii Nauk w Poznaniu

³Klinika Diabetologii i Otyłości Wieku Rozwojowego Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

Brak związku polimorfizmów genu HSD11B1 z otyłością i cechami zespołu metabolicznego u polskich dzieci i młodzieży

Lack of association of the HSD11B1 gene polymorphisms with obesity and other traits of metabolic syndrome in children and adolescents

STRESZCZENIE

Wstęp. Otyłość i związane z nią zaburzenia wchodzące w skład zespołu metabolicznego (MetS) są coraz częściej rozpoznawane u dzieci i młodzieży. Cechy kliniczne definiujące MetS stwierdza się również u chorych z nadmiarem glikokortykosteroidów. Ponieważ w otyłości, jak również w MetS nie wykazano jednoznacznie hiperkortyzolemii, podjęto badania miejscowych modulatorów działania kortyzolu. Dehydrogenaza 11-hydroksysteroidowa typu 1, kodowana przez gen HSD11B1, kontroluje tkankową dostępność kortyzolu poprzez jego regenerację z nieaktywnego kortyzonu. Indywidualna ekspresja HSD11B1 oraz aktywność enzymu mogą zależeć od polimorficznych wariantów sekwencji genu i wiązać się z patogenezą MetS. Niniejsze badanie miało na celu ocenę możliwego związku polimorfizmów genu HSD11B1 z wcześnie występującą otyłością i cechami MetS u polskich dzieci i młodzieży.

Pacjenci i metody. Badaniem objęto 258 otyłych dzieci (136 dziewczynek) w wieku 12,3 ± 3,6 roku, z nadmierną masą ciała od 7,1 ± 3,8 roku. U wszystkich wykonano pomiary antropometryczne i ocenę ciśnienia tętniczego, podstawowe analizy biochemiczne oraz doustny test tolerancji glukozy. Genotypowanie HSD11B1 rs12086634, rs846910, rs4844880 oraz rs3753519 przeprowadzono u otyłych chorych i porównano z 568 zdrowymi szczupłymi dawcami krwi.

Wyniki. Średni względny wskaźnik masy ciała w grupie otyłych wynosił 164,7 ± 27,1%. Nadciśnienie wykryto u 12,4%, nieprawidłową glikemię na czczo u 8,9%, upośledzoną tolerancję glukozy u 10,8%, cukrzycę u 2,7%, a dyslipidemię u 31,4% dzieci i młodzieży. Nie wykazano istotnej różnicy częstości występowania żadnego z badanych polimorfizmów genu HSD11B1 między osobami otyłymi i szczupłymi. Zespół metaboliczny rozpoznano u 27,6% z 203 otyłych dzieci w wieku 10–18 lat. Dalsze analizy związku wariantów genu HSD11B1 i cech MetS z podziałem na genotypy nie potwierdziły zwiększonej podatności do rozwoju wczesnej hiperglikemii, dyslipidemia czy nadciśnienia u nosicieli specyficznych genotypów rs4844880, rs846910, rs3753519 lub rs12086634 (p ≥ 0,05 we wszystkich testach).

Wniosek. Wyniki przeprowadzonego badania nie potwierdzają związku polimorfizmów genu HSD11B1 z wczesnym rozwojem otyłości ani innych cech zespołu metabolicznego.

Słowa kluczowe: otyłość wieku dziecięcego, gen HSD11B1, polimorfizm, kortyzol, zespół metaboliczny

ABSTRACT

Introduction. Obesity and its related disorders, clustered into metabolic syndrome (MetS), are increasingly diagnosed in children and adolescents. Clinical features, which define MetS are also encountered in patients with glucocorticoid excess. Since no evident hypercortisolaemia was detected in obesity and MetS, investigations turned to the local modulators of cortisol action. 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 1, encoded by HSD11B1 gene, controls tissue availability of cortisol by its regeneration from inert cortisone. Changes in HSD11B1 expression and enzyme activity may be influenced by its sequence variants and seem implicated in MetS pathogenesis. Our study was designed to evaluate plausible association of the HSD11B1 polymorphisms with early-onset obesity and features of MetS in Polish children and adolescents.

Material and methods. The study comprised of 258 obese children (136 females), aged 12.3 ± 3.6 years, with excessive body mass lasting 7.1 ± 3.8 years. Anthropometric and blood pressure measurements, baseline biochemical analyses and oral glucose tolerance test were performed in all participants. Genotyping of the HSD11B1 variants rs12086634, rs846910, rs4844880, and rs3753519 was conducted in obese youth and compared with 568 lean blood donors.

Results. Mean relative body mass index in obese cohort was 164.7 ± 27.1%. Hypertension was detected in 12.4%, impaired fasting glucose in 8.9%, impaired glucose tolerance in 10.8%, diabetes in 2.7%, and dyslipidemia in 31.4% children and adolescents. None of the studied HSD11B1 polymorphisms displayed significant difference in frequency between obese and lean individuals. MetS was diagnosed in 27.6% of 203 patients with obesity aged 10–18 years. Further genotype-stratified analyses of relationship between HSD11B1 variants and particular features of MetS did not confirm increased susceptibility to develop early-onset hyperglycaemia, dyslipidaemia and hypertension in carriers of specific genotypes at rs4844880, rs846910, rs3753519, and rs12086634 (p ≥ 0.05 in all tests).

Conclusion. Our study does not support the implication of the HSD11B1 polymorphisms in early-onset obesity and other features of MetS.

Key words: childhood obesity, HSD11B1 gene, polymorphism, cortisol, metabolic syndrome

Wstęp

Otyłość jest narastającym problemem systemu opieki zdrowotnej we współczesnych społeczeństwach. Coraz częściej dotyczy on najmłodszych grup wiekowych i prowadzi do wielu powikłań, co w efekcie przyczynia się do zwiększonej chorobowości i umieralności [1]. Zespół metaboliczny (MetS, metabolic syndrome) to współwystępowanie cech związanych z otyłością powodujących zwiększenie ryzyka cukrzycy typu 2 (T2D, type 2 diabetes) i chorób sercowo-naczyniowych [2]. U osób, u których MetS rozwija się w dzieciństwie, ryzyko rozwoju miażdżycy i cukrzycy jest 2-, a nawet 3-krotnie większe niż u tych, u których MetS w młodości nie występował [1]. Należy zwrócić uwagę na fakt, że typowe cechy MetS stwierdza się również u chorych z zaburzeniami związanymi z nadmiarem glikokortykosteroidów, tj. z zespołem Cushinga o podłożu endo- lub egzogennym [3, 4]. Te obserwacje kliniczne stały się impulsem do szczegółowych badań dotyczących osi podwzgórzowo-przysadkowo-nadnerczowej (HPA, hypothalamo-pituitary-adrenal) u chorych z otyłością i MetS. Jednak mimo pewnych wykładników wzmożonej reaktywności osi HPA na bodźce fizjologiczne i farmakologiczne nie stwierdzono u tych osób ciągłego podwyższenia stężenia kortyzolu [5].

Identyfikacja enzymów, które modulują działanie kortyzolu w tkankach, otworzyła drogę nowym hipotezom na temat roli glikokortykosteroidów w zaburzeniach sercowo-naczyniowych. Dehydrogenaza 1β-hydroksysteroidowa typu 1 (11β-HSD1, type 1 11β-hydroxysteroid dehydrogenase) działa głównie jako ketoreduktaza i kontroluje lokalną dostępność kortyzolu poprzez jego regenerację z postaci nieaktywnej na drodze reakcji zależnej od NADPH [6]. Ekspresję tego enzymu, kodowanego przez gen HSD11B1, stwierdza się w wielu narządach – w wątrobie, tkance tłuszczowej, mięśniach i ośrodkowym okładzie nerwowym – gdzie wzmacnia działanie glikokortykosteroidów [7]. Różny stopień aktywności enzymu 11β-HSD1 może zwiększać lub osłabiać lokalny wpływ glikokortykosteroidów. U transgenicznych myszy z wybiórczą nadekspresją enzymu 11β-HSD1 w tkance tłuszczowej występowały cechy MetS – otyłość trzewna, insulinooporność i hiperlipidemia [8]. Z kolei myszy, u których w sposób wybiórczy wyeliminowano lub zablokowano ten enzym, wydawały się chronione przed szkodliwym wpływem diety wysokotłuszczowej [9, 10]. U ludzi potwierdzono zwiększoną ekspresję enzymu 11β-HSD1 w tkance tłuszczowej u osób otyłych z insulinoopornością [11]. Odnotowano dodatnią korelację między wskaźnikiem masy ciała (BMI, body mass index) a mRNA genu HSD11B1 w tkance tłuszczowej [11, 12]. U kobiet z najwyższą aktywnością enzymu w tkance tłuszczowej trzewnej stwierdzono zwiększone wskaźniki lipolizy i insulinooporności oraz najniższe stężenia cholesterolu frakcji HDL i adiponektyny [13].

Dlatego można przypuszczać, że wczesny rozwój MetS może się wiązać ze zmianami w ekspresji genu HSD11B1 i aktywności enzymu. Jak wykazano w badaniach in vitro i potwierdzono w badaniach in vivo, aktywność transkrypcyjna i związana z tym ekspresja enzymu 11β-HSD1 może być uzależniona od jednonukleotydowych polimorfizmów (SNP, single nucleotide polymorphism) w genie HSD11B1 [14–17]. U Indian Pima warianty rs846910 i rs12086634 wiązały się istotnie z T2D oraz wychwytem glukozy w klamrze euglikemiczno-hiperinsulinemicznej, jednak nie wykazano bezpośredniej zależności ze wskaźnikiem BMI [18]. W koreańskim badaniu stwierdzono możliwy związek polimorfizmów genu HSD11B1 z MetS, glikemią na czczo i BMI [19]. W populacji europejskiej opisano zależność między wariantami rs846910 i rs12086634 a ryzykiem MetS u włoskich kobiet [15]. Ponadto opisywano związek drugiego wariantu z podwyższoną ekspresją mRNA genu HSD11B1 w podskórnej tkance tłuszczowej i nasileniem przemiany kortyzonu w kortyzol ocenianych na podstawie dobowej zbiórki moczu [15]. U hiszpańskich dzieci obecność wariantu rs3753519 wiązała się z otyłością, jednak nie stwierdzono jego wpływu na homeostazę glukozy [20]. W małym amerykańskim badaniu u dzieci wykryto związek między insercją adeniny w intronie 3 genu HSD11B1 (ins4436A, rs45487298) i zwiększeniem wskaźnika BMI, współczynnika talia – biodra i insulinoopornością [21]. W przeprowadzonej w późniejszym terminie analizie u młodych Amerykanów pochodzenia meksykańskiego potwierdzono, że wariant rs846910 wiąże się z wartością wskaźnika insulinooporności HOMA-IR (Homeostatic Model Assessment of Insulin Resistance) i stężeniem krążących triglicerydów, ale nie wiąże się z otyłością [22]. Natomiast w chińskim badaniu powiązano kilka wariantów genu HSD11B1 z otyłością u dzieci i jej kardiometabolicznymi powikłaniami – nadciśnieniem tętniczym, hipercholesterolemią i hiperglikemią [23]. Z kolei w badaniu przeprowadzonym u Holendrów w podeszłym wieku nie stwierdzono związku między genem HSD11B1 a budową ciała i metabolizmem glukozy [24]. Jednak można oczekiwać, że potencjalny wpływ czynników genetycznych będzie silniejszy w przypadku zaburzeń ujawniających się we wczesnym okresie życia. Mając to na uwadze, przedstawione badanie zaprojektowano w celu oceny możliwego związku polimorfizmów genu HSD11B1 z wczesnym rozwojem otyłości i innymi cechami zespołu metabolicznego u polskich dzieci i nastolatków.

Pacjenci i metody

Do badania włączono 258 niespokrewnionych dzieci (136 dziewcząt, 122 chłopców) skierowanych do Kliniki Pediatrii i Otyłości Wieku Rozwojowego Uniwersytetu Medycznego im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu z powodu otyłości. Średnia wieku ± odchylenie standardowe (SD, standard deviation) wynosiła 12,3 ± 3,6 roku, a średni okres utrzymywania się nadmiernej masy ciała wynosił 7,1 ± 3,8 roku. Ocena dojrzewania płciowego z zastosowaniem skali Tannera wykazała stopień 1. dojrzałości płciowej u 22,4% uczestników badania, stopień 2. u 19,4%, stopień 3. u 14,7%, stopień 4. u 17,4% i stopień 5. u 26,0% uczestników. Dzieci, u których otyłość była spowodowana zaburzeniami hormonalnymi, stosowanym leczeniem lub wiązała się z określonymi zespołami chorobowymi, wykluczono z badania. Od rodziców młodszych dzieci i uczestników w wieku powyżej 16 lat uzyskano zgodę na udział w badaniu. Komisja bioetyczna Uniwersytetu Medycznego im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu zatwierdziła protokół badania (decyzja 233/13), a wszystkie procedury były zgodne z deklaracją helsińską.

Kontrolne próbki krwi do genotypowania pobrano od 568 zdrowych i szczupłych dawców krwi rekrutowanych z Regionalnego Centrum Krwiodawstwa. Średni wiek osób z grupy kontrolnej wynosił 38,1 ± 10,2 roku, a średni wskaźnik BMI – 23,6 ± 1,3 kg/m².

Ocena kliniczna otyłych pacjentów obejmowała pomiar masy ciała i wzrostu za pomocą skalibrowanego stacjonarnego stadiometru oraz wagi elektronicznej. Wskaźnik BMI obliczono jako stosunek masy ciała [kg] do kwadratu wzrostu [m²]. Na potrzeby tego badania otyłość definiowano jako wartość wskaźnika BMI większą lub równą wartości 95. percentyla BMI dla danego wieku (tj. odchylenie standardowe BMI > 2) według siatek centylowych dla polskiej populacji [25]. Względny wskaźnik masy ciała (RBMI, relative body mass index) obliczano jako stosunek wartości wskaźnika BMI u danej osoby do wartości 50. percentyla BMI dla wieku i płci [26]. U wszystkich uczestników zmierzono również obwód talii i porównano otrzymany wynik z wartościami na polskich siatkach centylowych dla dzieci i młodzieży [27]. Ciśnienie tętnicze mierzono w 3 kolejnych dniach między godzinami 9:00 a 11:00, w pozycji siedzącej po 10-minutowym odpoczynku, za pomocą zwalidowanego sfigmomanometru oscylometrycznego z odpowiednim rozmiarem mankietu. Nadciśnienie tętnicze definiowano jako średnią wartość z 3 pomiarów przekraczającą 95. percentyl dla wieku i płci [28].

Analizy biochemiczne wymagały pobierania krwi rano po całonocnym poście. Dodatkowo u wszystkich uczestników badania wykonano standardowy 2-godzinny doustny test tolerancji glukozy (OGTT, oral glucose tolerance test), w którym oceniono glikemię i insulinemię po podaniu 1,75 g glukozy/kg (maks. 75 g). Badania biochemiczne obejmowały oznaczenia standardowymi metodami enzymatycznymi za pomocą automatycznego analizatora chemicznego Olympus AU680 (Beckman Coulter Inc, Miami, FL, USA) stężeń glukozy, cholesterolu całkowitego, cholesterolu frakcji HDL i triglicerydów. Stężenie insuliny w surowicy mierzono metodą immunoluminescencyjną (Architect System, Santa Clara, USA).

Zaburzenia tolerancji glukozy definiowano na podstawie wytycznych International Society for Paediatric and Adolescent Diabetes (ISPAD) [29]. Wskaźnik HOMA-IR obliczano według wzoru: stężenie insuliny w surowicy na czczo (mj./l) x stężenie glukozy w surowicy na czczo (mmol/l)/22,5. Do obliczania stężenia cholesterolu frakcji LDL stosowano wzór Friedewalda. W celu rozpoznania zespołu metabolicznego stosowano kryteria diagnostyczne International Diabetes Federation (IDF) dla dzieci i młodzieży w przypadku osób w wieku 10–15 lat, a u osób w wieku 16 lat i starszych stosowano kryteria dla dorosłych [2, 30].

Genotypowanie

Genomowe DNA ekstrahowano z krwi obwodowej, stosując zestaw Gentra Puregene Blood Kit (Qiagen, Hilden, Niemcy). Genotypowanie SNP genu HSD11B1: rs4844880, rs846910, rs3753519 i rs12086634 przeprowadzono przez analizę dyskryminacyjną alleli przy użyciu aparatu do reakcji polimerazowej w czasie rzeczywistym 7900HT Real-Time PCR System i zatwierdzonych, dostępnych komercyjnie oznaczeń do genotypowania TaqMan SNP Genotyping (odpowiednio C_2502442_10, C_8887157_10, C_27474627_10 i C_22275467_10) zgodnie z warunkami zalecanymi przez producenta (Applied Biosystems, Foster City, Kanada). Do zbierania i analizowania danych używano modułu do analizy dyskryminacyjnej alleli oprogramowania SDS, wersja 2.3 (Applied Biosystems). W 8% próbek genotypowanie potwierdzono przez bezpośrednie sekwencjonowanie DNA przy użyciu gotowego zestawu BigDye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction Kit (ABI Prism 3730 Genetic Analyzer, Foster City, Kanada). Próbki z potwierdzonymi genotypami użyto jako próbek kontrolnych we wszystkich trakcjach, a ponadto 10% zaślepiono i poddano ponownemu genotypowaniu w celu oceny dokładności oznaczeń.

Analiza statystyczna

Analizy statystyczne przeprowadzono za pomocą oprogramowania GraphPad Prism 6.0c (GraphPad Software, La Jolla, Kanada). Dane ilościowe przedstawiono jako średnie ± SD oraz mediany i zakresy międzykwartylowe, a dane kategoryczne – jako odsetki. Równowagę Hardy’ego-Weinberga genotypowanych SNP oceniano, stosując kalkulator onlinowy opracowany na Uniwersytecie Tufts (Medford, Massachusetts, USA). Normalność rozkładu danych sprawdzano za pomocą testu Shapiro-Wilka. Z uwagi na małą częstość homozygot rzadszych alleli badanych SNP na potrzeby analiz statystycznych osoby te dołączono do grupy heterozygot i taką połączoną grupę porównywano z homozygotami najczęściej występujących alleli typu dzikiego. Dane o normalnym rozkładzie stratyfikowane w zależności od wyniku genotypowania porównywano następnie, stosując test t-Studenta dla prób niezależnych (niesparowanych), natomiast dane, których rozkład nie spełniał kryterium normalności, analizowano za pomocą nieparametrycznego testu Manna-Whitneya. Wartości p < 0,05 w testach dwustronnych uważano za statystycznie istotne. Zakładając, że iloraz szans (OR, odds ratio) wynosi 1,5 przy poziomie istotności 0,05, obliczono moc badania w wykrywaniu efektu, korzystając z kalkulatora PS Power and Sample Size wersja 2.1.30 (Vanderbilt University, Nashville, Tennessee, USA).

Wyniki

Średni wskaźnik RBMI w badanej kohorcie wynosił 164,7 ± 27,1%. Nadciśnienie tętnicze wykryto u 12,4% otyłych osób. Na podstawie wyników OGTT stwierdzono prawidłową tolerancję glukozy u 200 (77,5%) badanych, nieprawidłową glikemię na czczo – u 23 (8,9%), upośledzoną tolerancję glukozy – u 28 (10,8%), cukrzycę – u 7 (2,7%) dzieci i młodzieży. Średnia wartość wskaźnika HOMA-IR przekraczała 3,0, co wskazuje na powszechne występowanie insulinooporności w tej kohorcie. Dyslipidemię definiowaną zgodnie z kryteriami diagnostycznymi MetS opracowanymi przez IDF stwierdzono u 81 (31,4%) uczestników badania. Szczegółowe wyniki analiz biochemicznych przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 1. Charakterystyka kliniczna i biochemiczna badanej kohorty otyłych dzieci i młodzieży

BP (blood pressure) – ciśnienie tętnicze krwi; HDL (high-density lipoprotein) – lipoproteiny o dużej gęstości; HOMA-IR (Homeostatic Model Assessment of Insulin Resistance) – wskaźnik insulinooporności mierzony w modelu homeostazy; LDL (low-density lipoprotein) – lipoproteiny o małej gęstości; OGTT (oral glucose tolerance test) – doustny test tolerancji glukozy; RBMI (relative body mass index) – względny wskaźnik masy ciała; SD (standard deviation) – odchylenie standardowe

Częstości występowania wszystkich badanych polimorfizmów spełniały warunki równowagi Hardy’ego-Weinberga w próbkach osób badanych i w próbkach kontrolnych (p ≥ 0,058). Niestety żaden z 4 badanych wariantów genu HSD11B1 nie różnił się istotnie pod względem rozkładu alleli i genotypów między osobami otyłymi i szczupłymi (tab. 2).

Tabela 2. Rozkład alleli i genotypów polimorfizmów pojedynczego nukleotydu (SNP) genu HSD11B1 u 258 dzieci i młodzieży z otyłością (OT) i u 568 szczupłych osób z grupy kontrolnej (KON)

W związku z tym, że diagnozowanie MetS zaleca się tylko u dzieci w wieku co najmniej 10 lat, autorzy dokonali przeglądu wyników w tej podgrupie pod kątem kryteriów IDF. Zespół metaboliczny rozpoznano u 56 (27,6%) spośród 203 osób w wieku 10–18 lat. Tylko w tej kohorcie wykonano dalsze badania w ramach analizy w podgrupach wydzielonych na podstawie wyniku genotypowania w celu wykrycia związku między polimorfizmami genu HSD11B1 a cechami MetS. Jednak, jak przedstawiono w tabeli 3, obliczenia te nie potwierdziły, że nosiciele określonych genotypów: rs4844880, rs846910, rs3753519 i rs12086634 mogą być bardziej podatni na wczesny rozwój hiperglikemii, dyslipidemii i nadciśnienia tętniczego (p ≥ 0,05 we wszystkich testach).

Tabela 3. Związek między cechami zespołu metabolicznego i polimorficznymi wariantami genu HSD11B1 analizowanymi u 203 dzieci i młodzieży z otyłością w wieku 10–18 lat

*U chorych w wieku > 16 lat przyjęto różne wartości progowe w zależności od płci wynoszące 1,03 mmol/l dla mężczyzn i 1,29 mmol/l dla kobiet BP (blood pressure) – ciśnienie tętnicze krwi; FPG (fasting plasma glucose) – glikemia na czczo; HDL (high-density lipoprotein cholesterol) – cholesterol frakcji lipoprotein o dużej gęstości; SNP (single nucleotide polymorphism) – polimorfizm pojedynczego nukleotydu; TG (triglyceride) – triglicerydy; WC (waist circumference) – obwód talii; pc (percentile) – percentyl

Dyskusja

Mimo wcześniejszych doniesień sugerujących związek między polimorfizmami genu HSD11B1 a otyłością i związanymi z nią zaburzeniami metabolicznymi autorom nie udało się potwierdzić tych obserwacji w niniejszym badaniu. Opisywano związki wariantów genu HSD11B1 z MetS u mieszkańców południowej części Indii, natomiast związek wariantów tego genu z T2D wykryto u rdzennych Amerykanów pochodzących z plemienia Pima [18, 31]. W krajach europejskich związek z MetS stwierdzono u włoskich kobiet, natomiast niewielkie badanie przeprowadzone w Bośni wykazało korelacje z ciśnieniem tętniczym, wskaźnikiem HOMA-IR i cholesterolem frakcji LDL [15, 32]. Ponadto wpływ genu HSD11B1 na stężenie glukozy i cholesterol frakcji HDL stwierdzono w badaniu u brazylijskich kobiet o europejskich korzeniach [33]. Mimo że dane z badań u dorosłych nie potwierdzają bezpośredniego wpływu polimorfizmów genu HSD11B1 na masę ciała, związek z otyłością i jej wskaźnikami (BMI, obwód tali, współczynnik talia–biodra) opisywano u dzieci hiszpańskich, amerykańskich i chińskich [20, 21, 23]. U hiszpańskiej młodzieży i u Amerykanów pochodzenia meksykańskiego uzyskano sprzeczne wyniki dotyczące wpływu na stężenie insuliny i jej działania [20, 22]. W drugiej z wymienionych kohort wykazano również zależność między polimorfizmem genu HSD11B1 a stężeniem krążących triglicerydów [22].

Mimo że badanie autorów także prowadzono w grupie dzieci i młodzieży, nie wykazano w nim podobnych zależności z wariantami genu HSD11B1. Jednym z możliwych wyjaśnień są różnice między populacjami występujące często w badaniach asocjacyjnych, również tych dotyczących otyłości [34]. Niewystarczająca moc badania jest kolejną możliwą przyczyną, gdy weźmie się pod uwagę ograniczoną liczbę uczestników i małą częstość występowania rzadkich alleli w populacji badanej przez autorów, wynoszącą od 5,4% w przypadku A w wariancie rs846910 do 24,6% w przypadku T w wariancie rs12086634. Dlatego przyjmując OR wynoszący 1,5, moc przedstawionej analizy w wykrywaniu wpływu badanych polimorfizmów wynosiła od 49,5 do 93,2%. Również SNP analizowane w badaniu mogły mieć znaczenie. Wyboru tych polimorfizmów dokonano, opierając się na wcześniejszych danych wskazujących możliwy związek z otyłością, jednak autorzy zwracali uwagę także na dowody z badań eksperymentalnych dotyczących ich znaczenia funkcjonalnego. Stwierdzono, że rzadkie allele G wariantu rs12086634 same lub w połączeniu z wariantem rs846910 wpływały na aktywność transkrypcyjną genu HSD11B1, natomiast w badaniach in vitro oceniających tylko aspekt czynnościowy wariantu rs846910 nie wykazano różnic w ekspresji genu HSD11B1 ani aktywności enzymu [14–16, 18]. Ponadto wykryto hamujące działanie rzadkiego allelu A wariantu rs4844880 na transkrypcję genu [17]. Jednak badania in vitro zwykle koncentrują się na określonych wariantach genu analizowanych osobno, dlatego ich wyniki mogą nie odpowiadać warunkom in vivo, w których wpływy kilku polimorfizmów kumulują się i nakładają. Dlatego nie można wykluczyć, że warianty genu HSD11B1 oceniane w niniejszym badaniu nie mają żadnego znaczenia czynnościowego. W istocie brak związku między polimorfizmami genu HSD11B1 a metabolicznymi powikłaniami otyłości opisywano w dorosłych populacjach Kanadyjczyków pochodzenia francuskiego, Japończyków i Holendrów w podeszłym wieku [24, 35, 36]. I w tym przypadku na rozwój cech składowych MetS mogły wpływać inne warianty genu. W przeprowadzonym niedawno polskim badaniu wykazano związek między wariantem rs45487298 genu HSD11B1 a samoistnym nadciśnieniem tętniczym u dorosłych [37]. Ponadto w kohorcie osób z nadciśnieniem ten polimorfizm był silnym czynnikiem predykcyjnym T2D oraz niższego stężenia krążącego cholesterol frakcji HDL, jednak tych obserwacji nie potwierdzono w grupie kontrolnej [37].

Jednocześnie we wcześniejszej analizie przeprowadzonej przez autorów u chorych z pierwotną niewydolnością nadnerczy, którzy wymagają dożywotniej substytucji glikokortykosteroidów, wykazano związek wariantu rs3753519 genu HSD11B1 ze wskaźnikiem BMI i glikemią na czczo, natomiast wariant rs12086634 korelował ze stężeniem cholesterolu [38]. Analogiczne wyniki dotyczące wariantu rs4844880, wskaźnika BMI i przyrostu masy ciała w trakcie terapii zastępczej glikokortykosteroidami uzyskano w mniejszej kohorcie węgierskiej obejmującej osoby z niewydolnością nadnerczy [39]. U tych pacjentów zwykle stosuje się hydrokortyzon identyczny z naturalną cząsteczką kortyzolu, jednak jego dawkowanie w sposób zbliżony do naturalnego rytmu dobowego wydzielania kortyzolu nadal stanowi problem. Różnice w aktywności 11β-HSD1 mogą zatem zwiększać podatność na niekorzystne efekty niezamierzonego stosowania zbyt dużej dawki glikokortykosteroidów w ramach terapii zastępczej. Jednak obserwacje w tej specyficznej populacji otrzymującej stale egzogenne steroidy mogą nie odnosić się do otyłych pacjentów, u których występuje endogenna regulacja osi HPA.

Podsumowując, w niniejszym badaniu nie potwierdzono roli polimorficznych wariantów genu HSD11B1 w rozwoju otyłości i innych cech zespołu metabolicznego. Niemniej dostępne są zgodne dane z badań eksperymentalnych i klinicznych wskazujące na udział dehydrogenazy 11β-hydroksysteroidowej typu 1 w patogenezie chorób metabolicznych związanych z otyłością. Na aktywność enzymu mogą jednak wpływać czynniki inne niż polimorfizmy genetyczne. Modulatory działania glikokortykosteroidów w tkankach to uzasadniony i obiecujący obszar do badań w otyłości i związanych z nią zaburzeń metabolicznych.

Podziękowania

Badanie uzyskało grant naukowy Polskiego Towarzystwa Diabetologicznego (przyznanego M.F., 2013). Autorzy pragną podziękować kierownictwu i pracownikom Regionalnego Centrum Krwiodawstwa w Poznaniu za nieocenioną pomoc w pozyskiwaniu próbek kontrolnych.

Konflikt interesów

Autorzy deklarują brak konfliktu interesów.

PIŚMIENNICTWO