在超重和肥胖女性中，改良北欧式饮食评分与MC4R多态性在心血管危险因素上是否存在相互作用?横断面研究

背景

心血管疾病(CVD)是全球女性死亡的主要原因。近年来有研究报道，黑素皮质素4受体(MC4R) rs17782313的小等位基因(C等位基因)可能与肥胖的发生和心血管疾病的风险有关。因此，本研究旨在研究改良北欧风格饮食评分(MND)与MC4R基因变异在CVD标志物上的相互作用。

方法

目前的横断面研究对282名年龄在18-48岁，身体质量指数(BMI)≥25的伊朗女性进行了研究。MND评分采用147项食物频率问卷(FFQ)进行评估。采用PCR方法对MC4R (rs17782313)进行基因分型。通过标准方案评估人体测量值和血清剖面。

结果

年龄、体重、BMI的均值和标准差分别为36.67±9.10岁、81.29±12.43 kg、31.26±4.29 kg/m²,分别。TT、TC和CC的rs17782313基因型的总体患病率分别为30.1%、24.8%和45.1%。我们的结果显示，在内脏脂肪水平(VFL)方面，高MND评分与rs17782313 SNP之间存在显著的负相互作用(β: -10.84, 95% CI: -20.64至-1.04，P= 0.03)和总胆固醇(β: -24.24, 95% CI: -49.87至1.38，P= 0.06)。在调整混杂因素后，高MND评分与VFL之间的相互作用仍然显著。

结论

综上所述，本研究结果提示在代谢疾病风险评估中应考虑饮食、基因变异及其相互作用。需要进一步的研究来证实这些数据并更好地阐明这种相互作用。

心血管疾病(CVD)是全球死亡的主要原因，据估计，超过8200万美国成年人(三分之一)患有一种或多种CVD [1，2］．心血管疾病是发达国家和发展中国家的主要死亡原因[3.，4]，预计到2030年底，其全球发病率将达到2360万[5］．一般来说，三分之一的女性死于心血管疾病，20岁以上的女性中有45%患有某种类型的心血管疾病[6，7]，而一些研究表明，到2030年，伊朗约44.8%的死亡将由心血管疾病引起[8］．一些研究表明，年龄、性别、总胆固醇和高密度脂蛋白(HDL)胆固醇浓度等因素可能与心血管疾病和死亡率有关[9，10］．心血管疾病最重要的危险因素之一是肥胖。

超重和肥胖与血脂异常、高血压(HTN)和糖尿病的关系也已得到证实，这些因素本身也会增加心血管疾病的风险[11，12］．肥胖的发病机制受热量消耗与能量消耗之间平衡的影响[13］．饮食是生活方式中最具影响力的变量之一，在抑制心血管疾病、肥胖等非传染性疾病及其主要危险因素方面发挥着至关重要的作用[14］．

饮食在调节非传染性疾病风险方面的作用得到了几项研究的支持[15］．事实上，许多研究已经表明，更好地坚持健康的饮食模式，如地中海饮食评分(MDS)、饮食方法来阻止高血压(DASH)和健康饮食指数(HEI)，可以大大减少心血管疾病[16，17，18］．最近，北欧饮食(ND)，一种以北欧国家(包括挪威、丹麦、瑞典、冰岛和芬兰)通常食用的食物为基础的健康饮食[19，已经引起了科学家们的兴趣。这种饮食包括浆果、水果(如苹果和梨)、豆类、蔬菜、全谷物和燕麦、大麦和黑麦中的膳食纤维;低脂乳制品;多脂鱼及菜籽油[19］．它也只包括饮食中少量的盐、添加糖和饱和脂肪[19，20.，21］．ND可预防心血管疾病和2型糖尿病[22，23，24］．在随机对照试验中，ND对心脏代谢危险因素产生了有益的影响，类似于地中海饮食[25，26，27］．

遗传因素也是调节肥胖和心血管疾病表达的关键参数[28］．肥胖最常见的遗传原因是黑素皮质素4受体(MC4R)基因突变，该基因编码黑素皮质素4受体[29]并在下丘脑中表达[30.，31]，而肥胖则会间接增加心血管疾病的死亡风险[32］．心血管危险因素，如HTN，也与MC4R rs17782313的风险等位基因C有关[33］．失活的MC4R基因与较低的血压(BP)有关，与肥胖无关[34］．然而，这种关联只在突变个体中显示出来[34];例如，Khodarahmi等人报道MC4R rs17782313与健康饮食模式(DASH评分和MDS)相互作用，影响肥胖个体的心脏代谢危险因素和下丘脑激素[35］．另一项研究表明，饮食质量指数改变了MC4R rs17782313多态性对肥胖男性和女性心脏代谢危险因素和下丘脑激素的影响[36］．我们选择ND的原因是，几项研究已经表明，在伊朗人群中，坚持ND与肥胖特征和非传染性慢性疾病(如心血管疾病)风险以及死亡风险之间存在正相关[37，38，39，40］．

因为那些在MC4R基因附近有多态性的人更容易患肥胖症[41，42，43]，肥胖直接导致心血管危险因素的发生[44，45]，由于在最近的研究中，据称坚持ND和人体测量测量之间存在正相关关系，我们试图评估超重和肥胖的伊朗女性中MND和MC4R多态性在心血管危险因素方面的相互作用。

研究参与者

目前的横断面研究对282名转诊到卫生中心的妇女进行了研究，这些妇女是通过伊朗德黑兰的多阶段随机抽样选择的。纳入标准为18 - 48岁、超重或肥胖(超重:身体质量指数(BMI) 25-29.9 kg/m)的志愿者²，肥胖:BMI≥30 kg/m²)，并同意参与研究。排除标准为急性或慢性感染、2型糖尿病、心血管疾病、血脂异常、多囊卵巢综合征(PCOS)、中风、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、炎症性疾病、HTN、癌症和甲状腺疾病、服用可能导致体重变化或影响血压、脂蛋白、血糖的药物、补充(多种维生素)或饮酒、怀孕、哺乳或绝经。以及在800-4200千卡/天范围之外的特殊能源消耗[46］．本研究方案由德黑兰医学科学大学伦理委员会(IR.TUMS.VCR.REC.1398.619)批准，所有参与者在参加研究前都签署了书面知情同意书。

膳食评估和计算改良北欧式饮食评分

参与者的日常饮食摄入量是通过一份经过验证的半定量食物频率问卷(FFQ)计算的，问卷包含147种食物[47］．参与者被要求报告他们每天、每周、每月或每年食用另一种食物的频率。然后利用营养学家IV软件将以家庭规模报告的食物摄入量转换为每天的食物克数[48］．营养素摄入量由Nutritionist IV软件计算，该软件根据美国农业部(USDA)的食物成分表对伊朗食物进行了修改[49］．FFQ由一位训练有素的营养学家完成。我们根据FFQ计算了食物组的中位消费量。摄入量高于和低于中位数分别给予1分和0分。对各组评分进行汇总分类:0-1分为低依从性，2-3分为中等依从性，4-6分为高依从性。由于我们的人口没有摄入足够数量的主要北欧式饮食评分中列出的食物[50，我们使用了改良的北欧式饮食评分，与另一项针对伊朗人群的研究相比较[39]通过利用6种微量营养素含量相似的食物组的数据，(1)中位数为90的黑麦和全麦面包，(2)中位数为20的燕麦片(鹰嘴豆、大豆、扁豆、燕麦、大豆、裂豌豆、绿豆和蚕豆)，(3)中位数为132的蔬菜和卷心菜(黄瓜、芹菜、生菜、西红柿、生菠菜和煮菠菜、西葫芦、甜椒和叶菜)，(4)梨、苹果和高抗氧化水果(桃子、杏、杏干、梨、苹果、苹果汁、油桃、草莓、柿子、桑葚、干桑葚、李子、(5)根类蔬菜(生的和煮的胡萝卜、土豆、洋葱、大蒜和萝卜)，中位数为41;(6)鱼(油和盐腌制的鱼和其他鱼类)，中位数为2。39，51，52］．

DNA提取

MC4R基因引物的选择基于之前的研究[53］．遵循制造商的协议，我们使用Mini柱，G型试剂盒(GeneALL, Exgene)从血液样本中提取基因组DNA。此外，我们使用NanoDrop分光光度计(Thermo Scientific Company, USA)评估了提取的DNA的浓度和纯度。我们将提取的DNA保存在4ºC，然后进行测序。PCR采用正向引物5 aagttctacctaccatgttcttg -3和反向引物5- TTCCCCCTGAAGCTTTTCTTGTCATTTTGAT-3。PCR反应在最终体积为20 μl的条件下进行，最终体积为1 μl提取DNA, 0.5 μl引物F, 0.5 μl引物R, 10 μl Permix (Amplicon，德国)，8 μl蒸馏水，在DNA热循环器中进行:1- 95℃初变性2 min;2-在95°C变性30秒，58°C退火30秒，72°C延伸30秒的35个循环;3- 72°C终伸5分钟;4- 4°C的最后一步。用0.5 μl BCII限制性内切酶(Fermentase, Germany)在56℃下消化扩增DNA (7 μl)过夜。 All products were visualized by agarose gel electrophoresis [54］．之后区分出含有CC、CT和TT三种基因型的片段。

人体测量的评估

参与者的身高由精确度接近0.1厘米的Seca身高测量仪进行评估。使用数字秤(Seca, Hamburg, Germany)在不穿鞋的薄衣服下测量体重，精度接近0.1 kg。以胸骨下端(剑突)与肚脐之间的最小距离来评估腰围[55]和臀围(HC)在臀部最宽的区域测量[56］．统计分析采用两个最接近读数的平均值。腰臀比(WHR)也被计算出来。所有测量均由专家营养师执行，并遵循标准方案[57］．参与者在TUMS营养与饮食学院的营养与生物化学实验室进行了人体测量指标评估。

身体成分评估

采用多频生物阻抗分析仪(BIA): InBody 770 Scanner (InBody Co.， Seoul, Korea)采集体脂质量(BFM)、去脂质量(FFM)、内脏脂肪水平(VFL)等体成分参数。测量是在早上禁食的情况下，穿着轻薄的衣服进行的。参与者被要求不运动，不携带任何电子设备，并在身体成分分析之前排尿，以得出更准确的结果。根据制造商的说明，参与者光脚站在秤上，握住机器的手柄20秒，然后打印输出。精确的测量方法已在别处详细描述[58］．

生化参数

所有参与者的血液样本都是在早上空腹10-12小时后采集的。用甘油-3磷酸氧化酶酚4-氨基安替比林过氧化物酶(GPO-PAP)法测定空腹血糖(FBS)和甘油三酯(TG)。用胆固醇氧化酶酚4-氨基安替比林过氧化物酶(CHOD-PAP)测定总胆固醇。采用直接法和免疫抑制法测定低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)。采用放射免疫法测定血清胰岛素值。计算胰岛素抵抗稳态模型评估(HOMA-IR):[空腹血糖(mmol/l) ×空腹胰岛素(mIU/l)]/22.5。为定量血清高敏c反应蛋白(hs-CRP)水平，采用免疫浊度试验。所有评估试剂盒均来自Pars Azmoon (Pars Azmoon Inc.)。德黑兰,伊朗)。

血压评估

参与者坐15分钟后，由训练有素的医生用标准血压计(欧姆龙，德国，欧洲)测量左臂血压两次(间隔2分钟)。它们的平均值被计算并记录为BP。

其他变量的评估

由训练有素的营养学家完成人口统计学特征，包括年龄、教育程度、婚姻状况、特定饮食、病史、药物和补充剂。身体活动(PA)由经过验证的国际身体活动问卷(IPAQ)评估，计算为每周代谢当量小时(METs h/周)[59］．训练有素的采访人员要求参与者报告过去7天的剧烈和中等强度的活动。为了计算活动，将活动天数的长度和频率相乘。等级的总和计算为每周的运动总量，PA分为:低(< 600 METs h/周)、中等(600 - 3000 METs h/周)和严重(> 3000 METs h/周)[60］．

统计分析

与TT纯合子相比，MC4R基因型组被认为是显性固有模型(TC + CC)。根据风险等位基因进行编码:TT编码0,TC + CC编码1。采用Kolmogorov-Smirnov检验评估数据的正态性。用卡方检验评估Hardy-Weinberg均衡和分类变量的比较。采用独立样本t检验和协方差分析(ANCOVA)比较MND或MC4R基因型(TT vs. TC + CC)的定量变量。采用广义线性回归模型(GLZM)分析MND与MC4R基因型对定量变量的相互作用。所有统计分析均采用SPSS v25软件进行。因此,P< 0.05被认为有统计学意义，但对于相互作用，P< 0.1被认为是显著的。

研究人口特征

目前的横断面研究对282名超重或肥胖的女性进行了研究。超重和肥胖的比例分别为44.1%和55.9%。此外，97%的人都有高脂肪。年龄、体重、BMI的均值和标准差分别为36.67±9.10岁、81.29±12.43 kg、31.26±4.29 kg/m²,分别。6.9%、21.7%、21.3%、63.5%和8.2%的参与者LDL、TG、胆固醇、HOMA-IR和FBS水平较高，35.2%的参与者HDL水平较低(正常范围见补充表)1)．TT、TC和CC的rs17782313基因型的总体患病率分别为30.1%、24.8%和45.1%。

生化参数、体成分与MND的关系

所有参与者根据MND评分被分为三组(低摄入量、中等摄入量、高摄入量)。在调整BMI、年龄、总能量摄入和PA之前，各组之间的无脂肪质量(FFM)有显著差异(P= 0.03);换句话说，坚持MND的参与者有更高水平的FFM。在对BMI、年龄、总能量摄入和PA进行调整后，MND的四分位数越高，VFL水平越低(P= 0.041)．

研究人群MND纺织品的膳食摄入量

不同品种个体的膳食摄入量见表2．调整能量摄入后的比较结果显示，MND食物组的平均蛋白质、脂肪、MUFA、亚油酸、EPA、DHA、钾、维生素A、C、K、B3、B6、B9、B5、生物素、磷、钾、锌、铜、镁、硒和所有成分均有统计学差异(P< 0.001)。

生化参数、体成分与MC4R rs17782313基因型的相关性

根据rs17782313基因型将参与者分为两组:TT基因型(n= 152)， TC + CC基因型(n= 128)3.)．在对混杂因素(BMI、年龄、总能量摄入和PA)进行校正后，我们发现身高基因型之间存在显著差异(P= 0.033.)．

MND和MC4R rs17782313基因型在心血管危险因素、人体测量和身体组成方面的相互作用

利用GLZM分析MC4R多态性(rs17782313)与CVD MND评分(tertiles)的相互作用。在这项分析中，TT基因型和低摄入量被视为参考组。中等MND评分和rs17782313基因型在VFL水平上有显著的负相互作用(P= 0.07)、总胆固醇(P= 0.01)， LDL (P= 0.01)， ldl / hdl (P= 0.06)， Chol/HDL (P= 0.06)， hs-CRP (P= 0.07)。在调整BMI、PA、能量摄入、年龄、肥胖家族史和职业后，所有的相互作用仍然显著。此外，在VFL方面，高MND评分与rs17782313 SNP之间观察到显著的负相互作用(P= 0.03)和总胆固醇(P= 0.06)。在调整混杂因素后，高MND评分与VFL之间的相互作用仍然显著(表4)．一般来说，我们观察到，与GG纯合子相比，MND评分较高的a -等位基因携带者的VFL、总胆固醇和Chol/HDL水平较低(图2)。1)．

目前进行的横断面研究旨在调查超重和肥胖伊朗女性中MND和MC4R基因变异对CVD危险因素的相互作用。我们的研究结果显示，MND评分和MC4R基因变异在胆固醇和VFL水平上存在负相互作用。与我们的研究一致，2020年的一项横断面研究评估了饮食炎症指数(DII)和MC4R基因变异对心血管危险因素的相互作用，发现DII评分和rs17782313多态性对总胆固醇和身体成分(软瘦质量(SLM)、无脂肪质量(FFM)、骨骼肌质量(SMM)之间的相互作用。作者建议在心血管疾病风险评估中应考虑饮食成分、基因变异及其相互作用[54］．

MC4R基因变异对身体组成的影响，以及一些代谢参数，可能取决于饮食因素。我们的研究结果强调了在粗模型和调整模型中适度坚持MND和MC4R多态性(rs17782313)对胆固醇、LDL、LDL/HDL和Chol/HDL水平的基因-饮食相互作用。我们观察到这种相互作用的原因似乎是由于两组之间的基线代谢水平没有显著差异，因此两组之间的实际相互作用是无法检测到的。Ramezani-Jolfaie等人报道，ND可以改善血压，也可以改善一些血脂标志物(总胆固醇和低密度脂蛋白)，应该被认为是一种健康的饮食模式[61］．一项包括88名高胆固醇血症受试者的随机对照试验表明，与对照组相比，ND降低了胆固醇、LDL和LDL/HDL水平[62］．许多环境和个体特征会影响基因-饮食的相互作用，因此，我们无法看到高依从性MND和MC4R之间的相互作用的另一个原因可能是由于我们研究中的所有个体都是健康的;也许如果我们招募了患有代谢综合征的参与者，不同的相互作用结果将是明显的。因此，未来的研究有必要进一步了解这种与CVD危险因素的相互作用，特别是在那些已有合并症的患者中。

在目前的研究中，我们还观察到适度坚持MND和MC4R在hs-CRP上的相互作用;然而，在调整后的模型和高依从性饮食中，这种相互作用减弱了。两项观察性研究和八项干预性研究的叙述性回顾报告了ND模式的高依从性与hs-CRP浓度之间的负相关[63］．ND是一种植物性饮食，包括豆类，全谷物谷物，以及燕麦和大麦中的膳食纤维[64］．众所周知，用多不饱和脂肪取代饱和脂肪可降低低密度脂蛋白[65］．也有人认为，用多不饱和脂肪或单不饱和脂肪取代饱和脂肪可以改善胰岛素敏感性和其他代谢参数[66］．此外，从全谷物、豆类、水果和蔬菜中增加膳食纤维可能对健康有益。此外，正如我们在引言部分提到的，ND中含有的浆果和水果是抗氧化剂的主要来源，因此，作为膳食抗氧化剂，它们可能通过调节棕色脂肪组织代谢、增强产热、降低脂肪细胞中脂联素和瘦素基因的表达来抑制肥胖[67，68］．

本研究的主要优势在于，尽管有几项研究评估了MC4R和饮食在代谢综合征、糖尿病和肥胖方面的相互作用[69，70]，尚未有研究评估MND与MC4R rs17782313多态性在CVD危险因素中的相互作用。

虽然我们提供了基因-饮食相互作用的新发现，但在解释该研究时应考虑一些局限性。这项横断面研究的结果虽然在全国范围内具有说明性，但不能表明因果关系。此外，即使我们应用了经过验证的FFQ，测量误差(如召回偏差)[71都是可能的。此外，我们的研究只包括女性，因此，结果不能推广到男性。虽然参与者是从德黑兰4个不同的地区(北部、南部、东部和西部)随机选择的，但他们都是志愿者，因此更健康的可能性更大，可能不能代表伊朗女性的一般人口。此外，还不可能确定MND与rs17782313基因型之间关系的确切机制，因为所有受试者都是健康的，并且MND组之间的基线参数没有显著差异。在本研究中，只检测了MC4R基因中最常见的SNP，其他SNP建议在未来的研究中进行研究。最后，尽管我们考虑了潜在的混杂因素，残留的混杂仍然可能存在。

总之，我们的结果显示，在粗模型中，高MND评分与rs17782313 SNP在VFL和总胆固醇方面存在显著的负相互作用。在调整混杂因素后，高MND评分与VFL之间的相互作用仍然显著。而MND与MC4R rs17782313多态性在心血管危险因素上无交互作用。本研究建议在代谢性疾病风险评估中应考虑饮食、基因变异及其相互作用，需要进一步研究，研究对象应包括不同年龄和性别，考虑临床和非临床人群，样本量应更大，以确认这些数据的准确性，更好地阐明相互作用。

支持本研究结果的数据可从Khadijeh Mirzaei获得，但这些数据的可用性受到限制，这些数据是在当前研究的许可下使用的，因此不能公开。然而，在Khadijeh Mirzaei的允许下，作者合理要求提供数据。

心血管疾病:

心血管病

破折号:

饮食控制高血压的方法

MDS:

地中海饮食评分

黑:

健康饮食指数

ND:

北欧的饮食

中的:

黑素皮质素4受体

英国石油公司:

血压

体重指数:

身体质量指数

PCOS:

多囊卵巢综合征

非酒精性脂肪肝:

非酒精性脂肪肝

HTN:

高血压

FFQ:

进食频率问卷

聚合酶链反应:

聚合酶链反应

厕所:

腰围

BFM:

体脂量

FFM:

不含脂肪的质量

VFL:

内脏脂肪水平

BIA:

生物电阻抗分析

TG:

甘油三酸酯

高密度脂蛋白:

高密度脂蛋白胆固醇

低密度脂蛋白:

低密度脂蛋白

hs-CRP:

高敏c反应蛋白

IPAC:

国际体育活动问卷

方差分析:

方差分析

ANCOVA:

协方差分析

国防部:

改良北欧饮食

SD:

标准偏差

环保局:

二十碳五烯酸

DHA:

二十二碳六烯酸

GLZM:

广义线性回归模型

SLM:

软瘦体

社交媒体:

骨骼肌群

SNP:

单核苷酸多态性

作者感谢德黑兰医科大学营养与饮食学院的院长允许他们进行比较横断面研究。

本研究由德黑兰医学科学大学资助(ID: 95-03-161-33142和96-01-161-34479)。

作者及隶属关系

1. 伊朗德黑兰伊斯兰阿扎德大学营养系、科学和研究分部

   背部Hosseininasab

2. 德黑兰医学科学大学(TUMS)营养科学与营养学学院社区营养系，邮箱:14155-6117，伊朗德黑兰

   Atieh Mirzababaei, Faezeh Abaj & Khadijeh Mirzaei

3. 美国密歇根州安娜堡市密歇根大学公共卫生学院营养科学系

   罗亚Firoozi

4. 智能医疗中心，考文垂大学，考文垂，CV1 5FB，英国

   凯恩·c·t·克拉克

贡献

“DH设计了这项研究;AM和FA进行了研究;FA分析数据;DH撰写论文;RF和CC修订并改进了语法;KhM对最终内容负有主要责任。所有作者都阅读并批准了最终的手稿。”

相应的作者

对应到Khadijeh Mirzaei．

伦理批准并同意参与

所有的方法都是按照相关的指导方针和规定进行的。该研究方案得到了TUMS伦理委员会的批准(伦理编号:IR.TUMS.VCR.REC.1398.619)。所有参与者均填写书面知情同意书。

发表同意书

不适用。

相互竞争的利益

作者声明没有利益冲突。

出版商的注意

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