FTO基因变异与运动后心率反应关联的探索性队列研究

《Biology》：Associations Between FTO (Fat Mass- and Obesity-Associated) Gene Allelic Load and Heart Rate Responses to Submaximal Exercise in Humans: A Cross-Sectional Study

　　

简要摘要

人们对体力活动的心脏反应各不相同。在这项研究中，我们探讨了FTO基因的常见变异——该基因因其在体重调节中的关键作用而广为人知——是否与健康人群队列中660名成人接受标准化次最大台阶试验期间及之后的心率反应相关。研究发现，静息心率未受基因变异影响，但在候选位点中携带较高累积编码FTO等位基因负荷的个体，其运动后第一分钟心率更低，急性心率升高幅度（ΔHR）降低，且达到预测最大心率的百分比更低。延迟的运动后恢复参数仅表现出名义性、探索性的关联。上述主要关联在调整实测体重指数、中心性肥胖和闲暇体力活动后仍保持统计学稳健性，中介模型表明通过体重的间接贡献仅为适度水平。此外，表型聚类分析与上述模式一致，表明具有高遗传位点负荷和中等体力活动水平的人在运动后心率反应性维持较低水平。鉴于本研究为横断面设计，这些观察性结果代表的是探索性的生理学关联，而非证实心肺适能改变、恢复动力学加快或临床心血管获益的确证性证据。它们为未来前瞻性研究和干预研究提供了假设生成的基础，以探讨运动诱导的自主神经调节。

摘要

肥胖是一种广泛存在的疾病，与心血管风险增加密切相关，而心率（HR）对体力活动的反应是反映这种关系的重要生理指标。尽管与脂肪质量相关的肥胖基因（FTO）变异与肥胖风险之间的关系已得到充分证实，但其在体力活动过程中及之后对心率变化（独立于脂肪量以外）的潜在关联尚未被完全阐明。本研究考察了常见FTO多态性（rs9939609、rs1121980、rs1558902和rs9941349）以及探索性FTO多基因评分（MVS_FTO，代表高连锁不平衡FTO位点的区域变异）是否与短暂次最大运动刺激后的心率反应相关。一项匈牙利成人人群队列研究（n = 660）完成了YMCA三分钟台阶试验，分别在静息状态、运动后第一分钟（HR_aft）、运动后5分钟（HR_5min）及10分钟恢复期（HR_10min）测量心率。计算了急性心率反应（ΔHR）和达到预测最大心率的百分比（HR_max%）。线性回归分析显示，任何FTO变异与静息心率之间均无关联（所有p > 0.05）。相比之下，所有四个候选SNP与HR_aft（β ≈ ?3.6至?4.2，所有p ≤ 0.005）、ΔHR（β ≈ ?3.7至?3.9，p ≤ 0.005）和HR_max%（β ≈ ?2.5，p = 0.001）均呈显著负相关。MVS_FTO显示出更为显著且一致的关联：更高的MVS_FTO负荷与更低的HR_aft（β = ?4.19，p = 0.001）、HR_5min（β = ?2.06，p = 0.004）、HR_10min（β = ?1.15，p = 0.009）、ΔHR（β = ?4.04，p = 0.001）和HR_max%（β = ?2.47，p = 0.001）相关。探索性的四因素中介分解和饱和结构方程模型表明，在对实测BMI和闲暇体力活动进行多变量调整后，这些反向关联仍保持统计学稳健性（所有直接路径p ≤ 0.001）。此外，多特征潜在聚类分析识别出与这些发现一致的表型特征，显示具有高MVS_FTO负荷和中等体力活动水平的人在恢复各阶段均表现出被抑制的运动心率反应性。这些观察性结果并未确立生物学因果关系或临床心血管获益，而是表明由多基因评分所捕捉的区域FTO位点变异与短期运动后心率反应的个体间变异性存在统计学关联，为前瞻性队列和运动干预试验提供了值得验证的假设生成性见解。