Influence of diverse genetic polymorphisms on body weight and body composition during a weight loss program

Szendrei, Barbara (2017). Influence of diverse genetic polymorphisms on body weight and body composition during a weight loss program. Tesis (Doctoral), Facultad de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte (INEF) (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.47950.

Descripción

Título: Influence of diverse genetic polymorphisms on body weight and body composition during a weight loss program
Autor/es:
  • Szendrei, Barbara
Director/es:
  • Cupeiro Coto, Rocío
  • Calderón Montero, Francisco Javier
Tipo de Documento: Tesis (Doctoral)
Fecha: 2017
Materias:
Escuela: Facultad de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte (INEF) (UPM)
Departamento: Salud y Rendimiento Humano
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

Introduction. Obesity is defined as an abnormal or excessive accumulation of fat that may impair health according to World Health Organization (WHO). Around the world it is every time more and more extended implying public health, economical and aesthetic problems. Researchers are trying to find the solution for the treatment or the prevention from different approaches such as diet, exercise, surgery, psychology, sociology what also shows its multifactorial causation. The genetic background of obesity has been proved by family and twin studies and up to date hundreds of genes have been identified to be related. However, today’s knowledge explains only a small part of the development of obesity far from the 40-70% estimated for genetic influence on BMI. Obviously environmental factors are essential for weight loss and the prevention of obesity, but genetic information might help designing interventions in the future. Objectives. The objective of the present thesis was to study the influence of previously suggested candidate genes related to obesity on body weight and body composition variables, during and after a weight loss intervention. The main objective of the studies I and II was to examine if there were differences among genotype groups of the ADRB2 (Gln27Glu), ADRB3 (Trp64Arg), LEPR (Gln223Arg and Lys656Asn), and PPARG (Pro12Ala) genes during a controlled intervention in body weight, body mass index (BMI), fat mass, percentage fat, android fat or visceral adipose tissue. The secondary objective of the studies I and II was to evaluate the influence of these polymorphisms on baseline variables, body mass index and percentage fat. The objective of study III was to examine differences between MCT1 (Glu490Asp/T1470T) genotype groups in body weight, BMI, percentage fat and percentage fat free mass. The objective of the study IV was to observe differences among genotype groups of the ADRB2 (Gln27Glu), ADRB3 (Trp64Arg), LEPR (Gln223Arg and Lys656Asn), MCT1 (Glu490Asp/T1470T) and PPARG (Pro12Ala) genes 3 years after a free living follow up in body weight, BMI, fat mass and percentage fat. Research design. This thesis is part of de Programas de Nutrición y Actividad Física para el Tratamiento de la Obesidad (PRONAF) project carried out in Spain. The PRONAF project was a clinical trial including 22-week long controlled exercise and diet program. The weight loss intervention for overweight and obese participants applied a hypocaloric diet and aimed to compare different exercise protocols (supervised: strength, endurance, combined strength and endurance and non-supervised: physical activity recommendations) in order to see which is the most effective. Strengthening the project, genetic polymorphisms related to obesity phenotypes were incorporated too. Results. Glu27 carriers of the ADRB2 gene in the supervised men group reduced weight and BMI more than the non-carriers (p=0.019, 2.52 kg and p=0.019, 0.88 kg/m2). Non-supervised women carrying of the Arg64 allele of the ADRB3 gene ended up with higher fat mass values than non-carriers after the intervention (p=0.004, 7.22 kg). No differences were seen for body weight and body composition changes for the LEPR polymorphisms. Women non-supervised carriers of the Ala12 allele of the PPARG gene reduced visceral adipose tissue (VAT) less than non-carriers (p=0.024, 0.32 kg). No differences were found at baseline comparisons. Female non-carriers of the Glu490 allele of the MCT1 gene reduced weight and BMI more than Glu490 allele carriers (p=0.004, 3.88 kg, effect size (ES) moderate and most likely positive and p=0.00037, 1.48 kg/m2, ES large and most likely positive). In the female non-supervised group Glu490 allele carriers of the MCT1 gene ended up with higher values of percentage fat (p=0.025, 1.94%), while the contrary in men, Glu490 allele carriers reduced fat more (p=0.037, 1.87%). In women non-carriers of the Glu490 allele of the MCT1 gene finished the program with higher percentage fat free mass values than the carriers of the Glu490 allele (p=0.005, 2.76%, ES small and possibly negative). In the follow up study, carriers of the Arg64 allele of the ADRB3 gene in men regained more weight and increased BMI more than non-carriers, however effect size was unclear. Male carriers of the Arg223 allele of the LEPR gene had higher percentage fat values than non-carriers, however effect size also was unclear. No other differences were seen between polymorphisms and follow up phenotypes. Conclusions. Conclusions of study I: The Gln27Glu polymorphism of the ADRB2 gene does not seem to influence weight or body composition changes. Arg64 allele of the ADRB3 gene in women might be disadvantageous in reducing fat mass and fat percentage during a weight loss program. Conclusions of study II: The Gln223Arg polymorphism and the Lys656Asn polymorphism of the LEPR gene does not seem have effect on influence weight or body composition changes. Ala12 allele might imply difficulty in losing visceral adipose tissue. The ADRB2 Gln27Glu, the ADRB3 Trp64Arg, LEPR Gln223Arg and Lys656Asn polymorphisms are not likely to influence baseline obesity phenotypes. Conclusions of study III: Carrying the Glu490 allele of the MCT1 gene might be related to smaller reductions in weight and BMI after a weight loss program. The Glu490 allele might be disadvantageous for women to lower percentage fat, but advantageous for men. Finally, the conclusions of the study IV: The Arg64 allele of the ADRB3 gene might be disadvantageous in weight maintenance in men. The Arg223 allele of the LEPR gene might facilitate body fat recovery in free-living conditions in men. The ADRB2 Gln27Glu, the LEPR Lys656Asn, MCT1 Glu490Asp, PPARG Pro12Ala polymorphisms do not seem to influence body weight or fat regain after a 3 year follow up. Our results suggest that some of these polymorphism might affect body weight and body composition during a weight loss intervention and during subsequent 3-year long follow up, however these effects are not determinant and results should be replicated. ----------RESUMEN---------- Introducción. La obesidad se define como una acumulación anormal o excesiva de grasa que puede perjudicar la salud según la Organización Mundial de la Salud. En todo el mundo se extiende cada vez más, lo que implica problemas de salud pública, económicos y estéticos. Los investigadores están tratando de encontrar la solución para el tratamiento y la prevención de diferentes enfoques como la dieta, el ejercicio, la cirugía, la psicología, la sociología, lo que también muestra su causalidad multifactorial. Las bases genéticas de la obesidad han sido demostradas por estudios de familias y gemelos y hasta la fecha se han identificado cientos de genes relacionados. Sin embargo, el conocimiento de hoy sólo explica una pequeña parte del desarrollo de la obesidad, lejos del 40-70% estimado para la influencia genética en el índice de masa corporal. Obviamente, los factores ambientales son esenciales para la pérdida de peso y la prevención de la obesidad, pero la información genética podría ayudar a diseñar intervenciones en el futuro. Objetivos. El objetivo de la presente tesis fue estudiar la influencia de genes candidatos previamente sugeridos relacionados con la obesidad en el peso corporal y las variables de composición corporal, durante y después de una intervención de pérdida de peso. El objetivo principal de los estudios I y II fue examinar si había diferencias entre los grupos de genotipo de los genes ADRB2 (Gln27Glu), ADRB3 (Trp64Arg), LEPR (Gln223Arg y Lys656Asn) y PPARG (Pro12Ala) durante una intervención controlada en peso corporal, índice de masa corporal, masa grasa, porcentaje de grasa, grasa androide o tejido adiposo visceral. El objetivo secundario de estos estudios fue evaluar la influencia de estos polimorfismos sobre las variables basales, el índice de masa corporal (IMC) y el porcentaje de grasa. El objetivo del estudio III fue examinar diferencias entre grupos genéticos del polimorfismo MCT1 (Glu490Asp/T1470T) en peso corporal, IMC, porcentaje de grasa y porcentaje de masa magra. El objetivo principal del estudio IV fue observar las diferencias entre los grupos genéticos de los genes ADRB2 (Gln27Glu), ADRB3 (Trp64Arg), LEPR (Gln223Arg y Lys656Asn), MCT1 (Glu490Asp) y PPARG (Pro12Ala) durante un seguimiento de 3 años en peso corporal, IMC, masa grasa y porcentaje de grasa. Diseño de la investigación. Esta tesis es parte del proyecto de Programas de Nutrición y Actividad Física para el Tratamiento de la Obesidad (PRONAF) realizado en España. El proyecto PRONAF fue un ensayo clínico que incluyó un programa controlado de ejercicio y dieta de 22 semanas de duración. La intervención de pérdida de peso para participantes con sobrepeso y obesidad aplicó una dieta hipocalórica y tuvo como objetivo comparar diferentes protocolos de ejercicio (supervisado: fuerza, resistencia, fuerza combinada y resistencia y no supervisado: recomendaciones de actividad física) para ver cuál es el más eficaz. Fortaleciendo el proyecto, se incorporaron polimorfismos genéticos relacionados con la obesidad. Resultados. Portadores del Glu27 del gen ADRB2 en el grupo supervisado de hombres reducieron el peso corporal y el IMC más que los no-portadores (p=0.019, 2.52 kg y p=0.019, 0.88 kg/m2). Mujeres no-supervisadas con el alelo Arg64 del gen ADRB3 terminaron el programa con valores mayores en masa grasa que los no portadores (p=0.004, 7.22 kg). No había diferencias en cambio de peso o composición corporal en los polimorpfismos de LEPR. Mujeres no-supervisadas con el alelo Ala12 del gen PPARG bajaron el tejido adiposo visceral menos que los no-portadores (p=0.024, 0.32 kg). No se encontraron diferencias en las comparaciones de los valores basales. Mujeres no- portadores del alelo A del gen MCT1 bajaron el peso y el IMC más que los portadores (p=0.004, 3.88 kg, tamaño del efecto moderado y lo más probable positivo y p=0.00037, 1.48 kg/m2, tamaño del efecto grande y lo más probable positivo). Dentro de las mujeres no-supervisadas portadoras del alelo A del gen MCT1 terminaron el programa con valores mayores de porcentaje de grasa (p=0.025, 1.94%), pero el contrario en hombres, los portadores del alelo A bajaron más el porcentaje de grasa (p=0.037, 1.87%). Mujeres no portadoras del alelo A del gen MCT1 acabaron la intervención con más porcentaje de masa magra que los portadores (p=0.005, 2.76%, tamaño del efecto pequeño y possible negativo). En el estudio de seguimiento, portadores del alelo Arg64 del gen ADRB3 en hombres recuperaron más peso e incrementaron el IMC más que los no-portadores, aunque el tamaño del efecto fue dudoso. Hombres con el alelo Arg223 del gen LEPR tuvieron valores de porcentaje de grasa mayores que los no-portadores aunque el tamaño del efecto fue dudoso también. No se encontraron otras diferencias entre polimorfismos y fenotipos del seguimiento. Conclusiones. Conclusiones del estudio I: El polimorfismo Gln27Glu del gen ADRB2 no parece influir los cambios de peso corporal o composición corporal. El alelo Arg64 del gen ADRB3 en mujeres puede ser desventajoso para reducir masa grasa y porcentaje de grasa durante un programa de pérdida de peso. Conclusiones del estudio II: Los polimorfismos Gln223Arg y Lys656Asn del gen LEPR no parecen influir en los cambios de peso corporal o composición corporal. El alelo Ala12 del gen PPARG podría implicar dificultad en perder tejido adiposo visceral. No es probable que los polimorfismos ADRB2 Gln27Glu, ADRB3 Trp64Arg, LEPR Gln223Arg y Lys656Asn influyen fenotipos basales relacionados a la obesidad. Conclusiones del estudio III: Tener el alelo Glu490 del gen MCT1 puede ser relacionada a reducciones menores en peso corporal y IMC después de un programa de pérdida de peso. El alelo Glu490 puede ser desventajoso para mujeres para bajar porcentaje de grasa, pero ventajoso para hombres. Finalmente, las conclusiones del estudio IV: El alelo Arg64 del gen ADRB3 puede ser desventajoso en mantener el peso corporal. El alelo Arg223 del gen LEPR puede facilitar la recuperación de grasa corporal durante el seguimiento en hombres. Los polimorfismos ADRB2 Gln27Glu, LEPR Lys656Asn, MCT1 Glu490Asp y PPARG Pro12Ala no parecen influir la recuperación de peso corporal o masa grasa después de un seguimiento de 3 años. Nuestros resultados sugieren que algunos de estos polimorfismos pueden afectar el peso corporal y la composición corporal durante una intervención de pérdida de peso y durante el seguimiento posterior de 3 años, sin embargo estos efectos no son determinantes y deben ser replicados.

Proyectos asociados

TipoCódigoAcrónimoResponsableTítulo
Gobierno de EspañaDEP2008-06354-C04-01PRONAFPedro José Benito PeinadoProgramas de Nutrición y Actividad Física para el Tratamiento de la Obesidad.
Universidad Politécnica de MadridSin especificarSin especificarSin especificarShort stay as beneficiary of official predoctoral research program: Human Genomics Laboratory. Pennington Biomedical Research Center, Louisiana State University System, Baton Rouge, Louisiana, USA
Universidad Politécnica de MadridSin especificarSin especificarSin especificarShort stay as beneficiary of official predoctoral research program: Centre for Sport and Exercise Science and Medicine (SESAME). Brighton University, Eastbourne, UK

Más información

ID de Registro: 47950
Identificador DC: http://oa.upm.es/47950/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:47950
Identificador DOI: 10.20868/UPM.thesis.47950
Depositado por: Archivo Digital UPM 2
Depositado el: 05 Oct 2017 06:29
Ultima Modificación: 02 Abr 2018 22:30
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