Dans une étude récente publiée dans Nature Communications, les chercheurs ont étudié la causalité de la relation entre la forme cardiorespiratoire et le diabète sucré de type 2 (T2D).
Étude: Associations causales entre la forme cardiorespiratoire et le diabète de type 2. Crédit d’image : AhmetMisirligul/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
La condition physique est liée à un risque de DT2 plus faible ; cependant, la causalité de l’association reste incertaine.
L’analyse des données de la United Kingdom Biobank (UKBB) a montré que les gènes sont liés à la condition physique. Cependant, l’interprétation de ces résultats est difficile en raison d’estimations biaisées des données de test de vélo sous-maximales stratifiées en fonction des risques.
À propos de l’étude
Dans la présente étude d’association à l’échelle du génome (GWAS), les chercheurs ont examiné les associations causales entre la condition physique et le DT2 en utilisant des scores de risque génétique pour la condition cardiorespiratoire comme variables dans la randomisation mendélienne (MR).
La cohorte UKBB de 450 000 Européens a été utilisée pour concevoir un instrument génomique optimisé pour la condition cardiorespiratoire. L’étude a identifié 160 loci associés à la condition physique, validés dans l’essai Fenland comprenant 10 707 individus.
L’instrument a été appliqué pour déterminer la causalité entre la condition cardiorespiratoire, le risque de DT2 et les paramètres de risque physiologiques à l’aide de méthodes d’IRM de type pondération inverse de la variance (IVW). L’équipe a évalué si la condition physique prédite génétiquement était causalement associée à des traits glycémiques ou à l’adiposité.
La condition physique a été définie comme la consommation maximale d’oxygène (VO2max) déterminée à l’aide de données de test sous-maximales de vélo ergomètre à rampe.
Une modélisation de régression logistique a été réalisée pour déterminer les rapports de cotes (OR) pour l’incident T2D en fonction du niveau de condition physique dans l’UKBB, en ajustant l’âge, le sexe, l’origine ethnique, l’hypertension, les médicaments antihypertenseurs, le tabagisme, l’emploi, l’indice de privation de la zone, l’adiposité, l’histoire d’accident vasculaire cérébral, d’insuffisance cardiaque, de maladie cardiaque, de fibrillation auriculaire, de maladie pulmonaire obstructive chronique ou de cancer, et la consommation d’alcool, de viande, de poisson gras, de fruits et de légumes.
Les individus non européens, ceux sans données génotypiques disponibles, ceux sans mesure de la fréquence cardiaque au repos (RHR) et ceux prenant des β-bloquants pour des affections cardiaques préexistantes ont été exclus de l’analyse.
Le sous-échantillon ayant des résultats de test de vélo a été obtenu à partir d’une cohorte UKBB précédente, et les résultats ont été triangulés avec un GWAS de RHR pour concevoir un instrument génomique optimisé pour la forme cardiorespiratoire.
Le chevauchement génétique entre la forme physique mesurée par RHR et un test d’effort a été exploité pour déterminer les déterminants génétiques de la forme cardiorespiratoire.
Les résultats ont été validés dans la cohorte de l’étude Fenland de 10 707 personnes. De plus, l’équipe a exploré les associations entre l’aptitude cardiorespiratoire estimée génomiquement et les protéines sérologiques et a mené des tests bioinformatiques pour fournir des informations sur les mécanismes biologiques sous-jacents.
L’équipe a étudié si la condition physique estimée génomiquement avait des relations causales avec la glycémie à jeun, l’insuline à jeun, les charges de glucose par voie orale post-prandiale de deux heures et l’hémoglobine glyquée (HbA1c)]ou l’adiposité. [determined using the body mass index (BMI) values].
Résultats
Comme observé dans l’essai Fenland, l’amélioration de la forme physique était fortement inversement et linéairement liée à la probabilité d’avoir un DT2 dans la présente étude, qui comprenait 73 574 participants avec des mesures de forme physique sur dix ans.
Les résultats de l’analyse protéomique ont indiqué que le peptide natriurétique de type pro-B N-terminal, la protéine de type facteur de croissance des hépatocytes et la globuline liant les hormones sexuelles étaient des médiateurs potentiels de l’association.
Après ajustement en fonction de l’âge, du sexe, de l’adiposité et d’autres facteurs de confusion possibles, chaque ml d’O2 par minute et par kg d’augmentation de la masse maigre (FFM) de la forme physique était lié à une diminution de 3,0 % du risque de développer un DT2.
En outre, 14 polymorphismes mononucléotidiques (SNP) liés à la condition physique significatifs au niveau du génome ont été identifiés parmi 69 416 Européens dans l’étude UKBB. Une corrélation génétique inverse a été observée entre la condition physique et la RHR.
L’approche de filtrage radial a identifié 148 variantes qui ont montré un effet constant sur la condition physique. Une différence de 3,60 ml O2 par minute par kg de FFM a été observé dans le niveau de condition physique moyen entre les participants à l’étude dans les déciles les plus élevés et les plus bas de l’instrument de condition physique optimisé à 160 variantes.
Dans l’analyse MR, après filtrage, pour 126 variants, une relation causale significative et directionnellement cohérente entre la forme cardiorespiratoire et le DT2 a été observée : rapport de cotes de 0,97 pour chaque unité de forme physique estimée génomiquement plus élevée, exprimée en ml O2 par minute par kg de FFM), et un écart-type (ET) plus élevé de la condition cardiorespiratoire prédite génomiquement était lié à un risque de DT2 inférieur de 11,0 % sans hétérogénéité.
L’équipe a trouvé une statistiquement significative. Relation corrigée de Bonferroni entre la condition physique estimée génétiquement et les niveaux d’insuline à jeun, mais pas pour les autres paramètres.
Plusieurs gènes [sodium voltage-gated channel alpha subunit 10 (SCN10A), calcium voltage-gated channel subunit alpha1 c (CACNA1C), and myosin heavy chain (MYH)-6 and 11] enrichis en processus biologiques liés au développement du muscle cardiaque et à la contractilité musculaire étaient liés à la différenciation musculaire cellulaire dans les muscles, au développement des organes et à l’amélioration de la contractilité des muscles cardiaques.
Les résultats ont été étayés par ceux obtenus à partir de l’analyse multi-marqueurs de l’annotation génomique (MAGMA) et des pipelines de cartographie fonctionnelle et d’annotation des études d’association à l’échelle du génome (FUMA).
conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré une forte association inverse linéaire entre la condition cardiorespiratoire mesurée par l’exercice et le risque de développer un DT2. L’insuline à jeun, un indicateur de la résistance à l’insuline associée à la forme physique, était très probablement la cause de la relation.
Étant donné que les deux ont des fonctions physiologiques similaires avec la capacité oxydative des muscles squelettiques, le lien entre la forme cardiorespiratoire et la sensibilité à l’insuline est scientifiquement réalisable.
D’autre part, l’impact immédiat de la condition cardiorespiratoire sur le risque de DT2 n’a été que légèrement réduit, ce qui indique que d’autres mécanismes peuvent être impliqués.
Les chercheurs ont découvert plusieurs gènes qui codent pour des protéines essentielles à la fonction et à la croissance des muscles lisses et cardiaques, soutenant la relation entre la forme cardiorespiratoire et le risque de DT2.
