[Beta 2-adrenergic receptor gene association with overweight and asthma in children and adolescents and its relationship with physical fitness].

Introduction

Overweight and asthma are chronic diseases that reach alarming prevalence and morbidity.1 Excess of weight has been associated with the emergence of respiratory problems such as asthma.2 Although the complex interaction between environmental exposure and genetic predisposition to overweight and the development of asthma is not well defined, studies have shown that genetic factors may influence the susceptibility to develop obesity,3 and the association between genetic polymorphisms and asthma has been reported.4

Beta2-adrenergic receptors (ADRB2) are found in several regions of the body, including fat cells, blood vessels, heart and airways.5 These receptors play an important role in the genesis of obesity and energy balance regulation. They are responsible for the stimulation of the lipolytic activity in adipose tissue6 and for the control of bronchial smooth muscle,7 through relaxation and bronchodilation of airway smooth muscle.8

The Arg16Gly (rs1042713) and Gln27Glu (rs1042714) polymorphisms in the ADRB2 gene seem to be related to the development of overweight, hypertension, metabolic syndrome,9 , 10 and asthma exacerbations.11 , 12 They are associated with changes in the sympathetic nervous system activity and may alter lipolysis,9 metabolic and cardiovascular regulation,13 as well as decrease lung function and bronchodilator response to therapy with β2-agonists.14

In children and adolescents, the association between Arg16Gly and Gln27Glu polymorphisms with obesity or asthma was investigated separately, with controversial results15 , 16; however, no study has evaluated the frequencies of these polymorphisms in children and adolescents considering obesity and asthma together. Association between Gln27Glu polymorphism and physical fitness has been observed only in adults.17

The aim of the present study was to investigate the association of the alleles of the Arg16Gly and Gln27Glu polymorphisms of ADRB2 gene with the occurrence of asthma and overweight in children and adolescents and to examine whether those polymorphisms influence on anthropometric, clinic, lipid profile and physical fitness variables.

Method

The sample consisted of 206 children and adolescents of both sexes, 10 to 16 years old from southern Brazil, divided into four groups: overweight asthmatics (n=39), overweight non-asthmatics (n=115), normal weight asthmatic (n=12) and normal weight non-asthmatic (control) (n=40). The participants were volunteers from the Pediatric Endocrinology Ambulatory and from public schools of Curitiba, Paraná (Brazil).

The inclusion criteria for overweight participants were: BMI above the 85th percentile of the World Health Organization (WHO)18 and, for asthmatic participants, being diagnosed with asthma by medical evaluation and clinical history as recommended by the Brazilian Thoracic Society (Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia -SBPT).19 In this study, participants were not classified by the severity of asthma. Exclusion criteria were: presence of diabetes and the use of anorectic drugs or others that may interfere with weight control, insulin levels, blood pressure, glucose or lipid metabolism.

Participants and their guardians signed the Informed Consent Form, according to the protocol approved by the Institutional Review Board of the Federal University of Paraná (CEP/HC2460.067/2011-03).

Height was measured in centimeters (cm) using a stadiometer fixed to the wall (accurate to 0.1 cm), and weight was measured in kilograms (kg), using a digital scale (maximum capacity of 150kg and a resolution of 100g). BMI, expressed in kg/m2, was calculated and classified according to the cutoff points for age and sex as proposed by the World Health Organization.18 The waist circumference (WC) was measured in centimeters with a flexible and inextensible anthropometric tape (accuracy 0.1cm). Systolic (SBP) and diastolic (DBP) blood pressures were measured after 10 minutes of rest, with the individual seated and with the right arm supported at heart level.

Blood samples were collected in the clinical laboratory in the morning, after 12h of fasting, to perform a complete blood count, measurement of glucose, insulin, total cholesterol (TC), high-density lipoprotein (HDL-C), low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C), and triglyceride (TG). The concentrations of TC, HDL-C, TG (mg/dL) and glucose were analyzed by automated enzymatic colorimetric method (CHOD-PAP) (Lab Merck, Darmstadt, Germany; Laboratory Roche, Indianapolis, IN, USA).

Fasting insulin concentration was measured by chemiluminescence immunoassay technique immunometric µU/mL. The HOMA Calculator v2.2 software was used to calculate the insulin resistance, and the Quantitative Insulin sensitivity Check Index (QUICKI), described by Katz et al.,20 was used to evaluate insulin sensitivity.

The aerobic fitness analysis was made on the treadmill, and ventilatory responses were measured using a calibrated breath-by-breath monitoring system (Parvo Medics, True Max 2400, Utah, USA), which provided information on oxygen uptake (VO2), carbon dioxide production (VCO2), pulmonary ventilation (LV), and ratio of respiratory exchange (RER=VCO2/VO2). These variables were monitored every 15 s. Heart rate was monitored using a heart rate monitor (Polar - model A1, Finland). To ensure that participants had achieved peak oxygen uptake (VO2max), at least 2 of the following criteria were observed: (a) exhaustion or inability to maintain the required speed; (b) RER>1.0; (c) maximum heart rate (HR)>190 bpm.

Blood samples (n=100) were submitted to leukocyte DNA extraction by a salting-out method21 and diluted to the concentration of 20 ng/µL. Variants were genotyped by TaqMan SNP Genotyping Kit (Applied Biosystems) on the device Realplex 2 Mastercycler (Eppendorf). The reaction mix contained 5.0µL of TaqMan Universal PCR Master Mix, 0.5µL of specified TaqMan SNP Genotyping Kit, 2.5µL of ultra-pure water and 2µL of DNA (20ng/µL). Four samples of each genotype were sequenced for method validation.

To verify the normality distribution of data, the Kolmogorov-Smirnov test was used. T test and Mann-Whitney test were used for comparisons of means for variables with and without normal distribution, respectively. The allelic frequencies between groups were evaluated by χ 2tests using Clump software.22 Significance was set at a p-value <0.05, and the analysis was performed using Statistica for Windows v.10 (StatSoft Inc., Tulsa, EUA)

Results

The allele frequencies of the Arg16Gly and Gln27Glupolymorphism of ADRB2 gene in each of the groups are shown in Table 1. The Arg16 allele was found with a higher frequency in the normal weight asthmatic group when compared to the normal weight non-asthmatic group (p=0.02). For the Gln27Glu polymorphism, a significantly higher frequency of the Glu27 allele was observed in the overweight asthmatic group when compared to the normal weight non-asthmatic group (p=0.03), and there was a tendency to significantly higher frequency in the overweight asthmatic group when compared to the overweight non-asthmatic group (p=0.05).

Table 1

Allelic frequencies of the Arg16Gly and Gln27Glu polymorphism of ADRB2 gene among the groups.

Alleles	Overweight/asthmatic n (%)	Overweight/non-asthmatic n (%)	Normal weight/asthmatic n (%)	Normal weight/non-asthmatic n (%)
Arg16Gly
Arg 16	26 (37%)	60 (39%)	12 (60%)a	22 (31%)
Gly 16	44 (63%)	92 (61%)	8 (40%)	48 (69%)
Total	70 (100%)	152 (100%)	20 (100%)	70 (100%)
Gln27Glu
Gln 27	22 (50%)	98 (66%)	13 (65%)	41 (71%)
Glu 27	22 (50%)b	50 (34%)	7 (35%)	17 (29%)
Total	44 (100%)	148 (100%)	20 (100%)	58 (100%)

Significantly higher frequency compared to normal weight non-asthmatic group (p=0.02).

Significantly higher frequency compared to normal weight non-asthmatic group (p=0.03).

The evaluated groups (overweight asthmatic, overweight non-asthmatic, normal weight asthmatic and normal weight non-asthmatic) were pooled to verify the possible effect of the polymorphisms on anthropometric, clinic, lipid profile and physical fitness variables. When separated, according to the Arg16Gly site genotypes, into mutation carriers (Arg Gly/Gly Gly) and usual genotype carriers (Arg Arg), the comparisons of the means of anthropometric, cardiorespiratory fitness, blood pressure, biochemical and metabolic profile variables were not significantly different (Table 2).

Table 2

Means ± SD of anthropometric, cardiorespiratory fitness, blood pressure, biochemical and metabolic profile variables and comparisons between mutation carriers (Arg Gly/Gly Gly) and usual genotype carriers (Arg Arg) according to the Arg16Gly polymorphism site genotypes.

Variables	Arg Arg	Arg Gly/Gly Gly	t or Z	p-value
Age	13.35±1.61	13.00±1.83	0.95	0.34
Weight (kg)	70.76±19.51	68.60±19.48	0.54	0.58
Height (cm)a	161.03±9.89	147.43±42.29	1.74	0.08
BMI (kg/m2)	26.91±5.89	26.86±6.65	0.03	0.97
BMI Z-scorea	1.96±1.47	2.00±1.51	0.14	0.88
WC (cm)	91.11±17.19	89.94±16.93	0.33	0.73
HRres (bpm)	79.88±9.18	80.15±12.17	−0.10	0.91
VO2max (mL/kg/min)	36.46±7.81	35.16±7.91	0.68	0.49
SBP (mmHg)a	108.34±13.08	104.20±12.49	1.87	0.06
DBP (mmHg)a	70.68±11.51	68.34±10.27	1.09	0.27
TC (mg/dL)a	167.32±36.39	161.79±29.31	0.37	0.70
HDL-C (mg/dL)a	47.55±9.73	49.95±12.43	−0.51	0.60
LDL-C (mg/dL)a	95.34±31.42	88.69±26.20	0.70	0.48
TG (mg/dL)a	115.20±78.23	105.34±61.36	0.11	0.91
Glucose (mg/dL)	88.80±7.10	88.25±7.96	0.31	0.74
Insulin (mU/mL)a	12.29±9.20	12.92±9.97	−0.37	0.70
HOMA2-IRa	1.57±1.16	1.63±1.21	−0.39	0.69
HOMA2-IRa	1.57±1.16	1.63±1.21	−0.39	0.69
QUICKIa	0.35±0.04	0.35±0.04	0.39	0.69

BMI, body mass index; WC, waist circumference; HRres; resting heart rate; SBP, systolic blood pressure; DBP, diastolic blood pressure; TC, total cholesterol; HDL-C, high density lipoprotein; LDL-C, low density lipoprotein; TG, triglyceride; HOMA2-IR, Homeostasis Metabolic Assessment; QUICKI, Quantitative Insulin Sensitivity Check Index; VO2max, maximal oxygen uptake.

Variables without normal distribution.

When separated into mutation carriers (Gln Glu/Glu Glu) and usual genotype carriers (Gln Gln), according to the Gln27Glu polymorphism site genotypes, the comparison of the mean and SD of anthropometric, cardiorespiratory fitness blood pressure, biochemical and metabolic profile variables showed no significant differences, except for a significantly higher mean of TC observed in the usual genotype carrier group (Gln Gln) (Table 3).

Table 3

Means ± SD of anthropometric, cardiorespiratory fitness, blood pressure, biochemical and metabolic profile variables and comparisons between mutation carriers (Gln Glu/Glu Glu) and usual genotype carriers (Gln Gln) according to the Gln27Glu polymorphism site genotypes.

Variable	Gln Gln	Gln Glu/Glu Glu	t or Z	p-value
Age	13.16±2.02	13.29±1.64	−0.42	0.67
Weight (kg)	64.81±19.37	71.63±22.31	−1.91	0.05
Height (cm)b	151.74±33.15	148.43±45.50	1.33	0.18
BMI (kg/m2)	25.50±6.38	27.10±7.48	−1.34	0.18
BMI Z-scoreb	1.69±1.57	1.98±1.64	0.86	0.38
WC (cm)	86.96±17.44	92.38±19.12	−1.76	0.08
HRres (bpm)	77.76±10.38	81.32±10.93	−1.73	0.08
VO2max (mL/kg/min)	35.86±7.22	37.34±6.55	−1.03	0.30
SBP (mmHg)b	104.81±13.06	105.02±13.99	0.12	0.90
DBP (mmHg)b	70.62±10.59	66.98±10.76	−1.45	0.14
TC (mg/dL)a , b	169.23±34.93	158.48±31.51	−1.99	0.04a
HDL-C (mg/dL)b	50.63±11.99	49.79±12.58	−0.10	0.91
LDL-C (mg/dL)b	95.39±33.67	88.20±30.95	−1.40	0.16
TG (mg/dL)b	108.67±71.94	102.53±60.71	0.03	0.97
Glucose (mg/dL)	87.72±7.76	87.65±6.76	0.05	0.95
Insulin (mU/mL)b	11.85±10.72	12.46±7.94	1.08	0.27
HOMA2-IRb	1.50±1.29	1.58±0.98	1.11	0.26
QUICKIb	0.36±0.05	0.34±0.04	−1.03	0.30

BMI, body mass index; WC, waist circumference; HRres, resting heart rate; SBP, systolic blood pressure; DBP, diastolic blood pressure; TC, total cholesterol; HDL-C, high density lipoprotein; LDL-C, low density lipoprotein; TG, triglyceride; HOMA2-IR, Homeostasis Metabolic Assessment; QUICKI, Quantitative Insulin Sensitivity Check Index; VO2max, maximal oxygen uptake.

Statistically significant difference.

Variables without normal distribution.

Discussion

The prevalence of overweight in the Brazilian population aged between 10 and 19 is 20.5%,23 whereas 10.3% of children and 13.8% of adolescents have asthma.24 Genetic factors have been demonstrated to contribute to the development of obesity and asthma during childhood, but the roles of specific genes and their interaction are still largely unknown.3 , 4 , 15 The Arg16Gly and Gln27Glupolymorphisms in the ADRB2 gene have been related to the development of overweight9 and asthma exacerbations.11 , 12

The previously described population frequencies for the Gly16 allele and for the Gln27 alleles are 60.4% and 52.7%, respectively.11 In obese children and adolescents similar frequencies were found: 59% for Gly16 allele and 62% for Gln27 allele.25 In a recent study, the allele frequency for Gly16 in asthmatic children and adolescents was 55%, and 83% for Gln27.26

The higher frequency of the Arg16 allele of Arg16Gly polymorphism observed in the present study in the asthmatic group, when compared to the control group, suggests that the presence of this allele may be associated with the occurrence of asthma. A tendency to a significantly higher frequency of the Gly16 allele was observed in the overweight asthmatic group when compared to the normal weight asthmatic group (p=0.06), suggesting that the presence of the Gly16 allele may be related to overweight in asthmatic individuals. Ellsworth et al.15 found an association between Arg16Gly polymorphism and obesity in male participants: those with Gly Gly genotype showed an increase in BMI during infancy until young adulthood. Different results were found in adolescent girls, showing that carriers of the Gly Gly genotype have a lower probability of obesity than those with Arg Gly or Arg Arg genotypes (p=0.006), and girls with Gly Gly genotype have lower BMI compared to those with Arg Arg genotype (p=0.049), but higher BMI compared to the Arg Gly (p=0.062) genotype.16 In another study, female participants who were carriers of the Arg Arg genotype showed higher BMI when compared to those with the Gly Gly genotype.27 In the present study, genders were analyzed together due to the small sample size. When classified by usual genotype versus mutation carriers of the Arg16Gly polymorphism site, no differences were found for anthropometric variables.

For the Gln27Glu polymorphism site, a higher frequency of the Glu27 allele was observed in the overweight asthmatic group when compared to the control group (p=0.03), and there was a tendency toward significance when compared to the non-asthmatic overweight group (p=0.05), suggesting that the Glu27 allele may be involved in the development of asthma in overweight individuals. Large et al.9 found the Glu27allele associated with obesity, and Ochoa et al.28 found no association between Gln27Glu polymorphism and obesity in boys, but in female carriers of the Glu27 allele they found a higher risk of obesity. Research has shown that African American girls who are carriers of the Glu/Glu genotype have higher mean WC than girls without the allele, an association not found among boys.29 In the present work, when separated by usual genotype and mutation carriers for the Gln27Glu site, no differences were found for anthropometric variables.

There is evidence that adrenoceptor genetic variants have a role in the physiopathology of hypertension, but the results on the relationship between the ADRB2 polymorphisms are still discordant.10 A study from Chou et al.16 found an association of the Arg16Gly polymorphism with hypertension in obese adolescents, showing that carriers of the Gly/Gly genotype have a lower probability of hypertension than patients with Arg/Gly or Arg/Arg genotypes (p=0.005). No other study so far associated ADRB2polymorphisms and blood pressure in children and adolescents. In the present study, no evidence was found that the evaluated polymorphisms are acting on the blood pressure variables.

Adrenergic receptors play an important role in the lipolysis regulation and energy expenditure, so it is possible that polymorphisms in these genes contribute to the emergence of metabolic changes.30 A Brazilian study with obese children did not find differences in metabolic and biochemical variables (glucose, TC, LDL-C, HDL-C, TG, leptin, insulin, glucose area and insulin, and HOMA-IR) between haplotypes for Arg16Gly and Gln27Glu polymorphisms.13 In the present work, when separated by usual genotype versus mutation carriers of the Arg16Gly polymorphism site, no differences were found for metabolic and biochemical variables. As for the Gln27Glupolymorphism site, the usual group showed higher mean TC value when compared to the mutation carrier group.

The association of the Arg16 allele with the occurrence of asthma and of the Glu27 allele with the development of asthma in overweight individuals evidenced the contribution to the development of obesity and asthma during childhood and adolescence. The possible association between studied polymorphisms and gender as well as the severity of the disease cannot be evaluated, since the division of the patients into four groups reduced the number of each, and this was the main limitation of the study. Further studies with larger sample sizes may allow the differentiation of groups by gender, as well as the implementation of more robust statistical analysis regarding the roles of the Arg16and Glu27 alleles in childhood overweight/obesity and asthma. The evaluated polymorphisms seem not to influence on the physical fitness in childhood and adolescence.

Introdução

Excesso de peso e asma são doenças crônicas que atingem prevalência e morbidade alarmantes1 e o excesso de peso tem sido associado ao surgimento de problemas respiratórios, como a asma.2 Embora a complexa interação entre a exposição ambiental e a predisposição genética ao excesso de peso e o desenvolvimento de asma não esteja bem definida, estudos mostraram que os fatores genéticos podem influenciar a susceptibilidade de desenvolver obesidade3 e a associação entre polimorfismos genéticos e a asma tem sido relatada.4

Os receptores adrenérgicos beta 2 (ADRB2) são encontrados em várias regiões do corpo, incluindo as células de gordura, os vasos sanguíneos, o coração e as vias aéreas.5 Esses receptores desempenham um papel importante na gênese da obesidade e na regulação do balanço energético. Eles são responsáveis pela estimulação da atividade lipolítica no tecido adiposo6 e pelo controle do músculo liso brônquico,7 por meio da relaxação e da broncodilatação do músculo liso das vias aéreas.8

Os polimorfismos Arg16Gly (rs1042713) e Gln27Glu (rs1042714) do gene ADRB2 parecem estar relacionados com o desenvolvimento de sobrepeso, hipertensão, síndrome metabólica9 , 10 e exacerbações da asma.11 , 12 Eles estão associados a mudanças na atividade do sistema nervoso simpático e podem alterar a lipólise9 e a regulação metabólica e cardiovascular13 e diminuir a função pulmonar e a resposta broncodilatadora à terapia com β2-agonistas.14

Em crianças e adolescentes, a associação dos polimorfismos Arg16Gly e Gln27Glu com obesidade ou asma foi investigada separadamente, com resultados controversos;15 , 16entretanto, nenhum estudo avaliou as frequências desses polimorfismos em crianças e adolescentes, considerando a obesidade e a asma conjuntamente. A associação entre o polimorfismo Gln27Glu e a aptidão física foi observada apenas em indivíduos adultos.17

O objetivo do presente estudo foi investigar a associação dos alelos dos polimorfismos Arg16Gly e Gln27Glu do gene ADRB2 com a ocorrência de asma e sobrepeso em crianças e adolescentes e verificar se esses polimorfismos influenciam as variáveis antropométricas, clínicas, do perfil lipídico e da aptidão física.

Método

A amostra foi composta de 206 crianças e adolescentes de ambos os sexos, entre 10 e 16 anos, provenientes da Região Sul do Brasil, divididos em quatro grupos: sobrepeso asmático (n=39), sobrepeso não asmático (n=115) peso normal asmático (n=12) e peso normal não asmático (controle) (n=40). Os participantes foram voluntários do Ambulatório de Endocrinologia Pediátrica e escolas públicas de Curitiba, Paraná (Brasil).

Os critérios de inclusão para os participantes com sobrepeso foram IMC acima do percentil 85 da Organização Mundial da Saúde (OMS)18 e para os participantes asmáticos, diagnóstico de asma por meio de avaliação médica e histórico clínico, como recomendado pela Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia (SBPT).19 Neste estudo os participantes não foram classificados quanto à severidade da asma. Os critérios de exclusão foram: presença de diabetes e uso de drogas anorexígenas ou outras que pudessem interferir com o controle de peso, com os níveis de insulina, a pressão arterial, a glicose ou o metabolismo lipídico.

Os participantes e seus responsáveis assinaram o Termo de Consentimento Livre e Informado, de acordo com o protocolo aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal do Paraná (CEP/HC2460.067/2011-03).

A estatura foi medida em centímetros (cm) com um estadiômetro fixado à parede (com precisão de 0,1 cm) e o peso foi medido em quilogramas (kg) com uma balança digital (capacidade máxima de 150 kg e resolução de 100 g). O Índice de Massa Corporal (IMC), expresso em kg/m2, foi calculado e classificado de acordo com os pontos de corte para idade e sexo, conforme proposto pela Organização Mundial da Saúde.18 A circunferência da cintura (CC) foi medida em centímetros com uma fita antropométrica flexível e não extensível (precisão de 0,1 cm). As pressões arteriais sistólica (PAS) e diastólica (PAD) foram medidas após 10 minutos de repouso, com o indivíduo sentado e com o braço direito apoiado à altura do coração.

As amostras de sangue foram colhidas no laboratório clínico na manhã seguinte após 12 horas de jejum, para hemograma completo, medição de glicose, insulina, colesterol total (CT), lipoproteína de alta densidade (HDL-C), lipoproteína de baixa densidade (LDL-C) e triglicérides (TG). As concentrações de CT, HDL-C, TG (mg/dL) e glicose foram analisadas pelo método colorimétrico enzimático automatizado (CHOD-PAP) (Laboratório Merck, Darmstadt, Alemanha; Laboratório Roche, Indianapolis, IN, EUA).

A concentração de insulina em jejum foi medida por imunoensaio quimioluminescente em µU/mL. O software HOMA Calculator v2.2 foi usado para calcular a resistência à insulina e o teste Quantitative Insulin Sensitivity Check Index (QUICKI), descrito por Katz et al. (2000),20 foi usado para avaliar a sensibilidade à insulina.

A análise da aptidão aeróbica foi feita em esteira e as respostas ventilatórias foram medidas com um sistema de espirometria calibrado respiração a respiração (Parvo Medics, True Max 2400, Utah, EUA), que forneceu informações sobre o consumo de oxigênio (VO2), produção de dióxido de carbono (VCO2), ventilação pulmonar (VP) e razão de troca respiratória (RTR=VCO2/VO2). Essas variáveis foram monitoradas a cada 15s. A frequência cardíaca foi monitorada com um monitor de frequência cardíaca (Polar - modelo A1, Finlândia). Para garantir que os participantes tivessem atingido o consumo máximo de oxigênio (VO2max), pelo menos dois dos seguintes critérios foram observados: a) exaustão ou incapacidade de manter a velocidade desejada; b) QR>1,0; c) frequência cardíaca (FC) máxima >190bpm.

As amostras de sangue (n=100) foram submetidas à extração de DNA de leucócitos pelo método salting-out 21 e diluídas até uma concentração de 20ng/µL. As variantes foram genotipadas com o TaqMan SNP Genotyping Kit (Applied Biosystems) no dispositivo Realplex 2 Mastercycler (Eppendorf). A mistura de reação continha: 5,0µL de TaqMan Universal PCR Master Mix, 0,5µL de TaqMan SNP Genotyping Kit especificado, 2,5µL de água ultrapurificada e 2µL de DNA (20ng/µL). Quatro amostras de cada genótipo foram sequenciadas para validação do método.

Para verificar a normalidade de distribuição dos dados foi usado o teste de Kolmogorov-Smirnov. Os testes t e de Mann-Whitney foram usados para comparação de médias para as variáveis com e sem distribuição normal, respectivamente. As frequências alélicas entre os grupos foram avaliadas pelos testes de χ2, com o software Clump.22 A significância foi fixada em um valor de p<0,05 e a análise foi feita com o software Statistica for Windows v.10 (StatSoft Inc., Tulsa, EUA).

Resultados

As frequências dos alelos dos polimorfismos Arg16Gly e Gln27Glu do gene ADRB2 em cada um dos grupos são mostradas na Tabela 1. O alelo Arg16 foi encontrado com uma frequência mais elevada no grupo de peso normal asmático quando comparado com o grupo de peso normal não asmático (p=0,02). Para o polimorfismo Gln27Glu, observou-se uma frequência significativamente maior do alelo Glu27 no grupo de sobrepeso asmático quando comparado com o grupo de peso normal não asmático (p=0,03) e uma tendência para frequência significativamente maior no grupo de sobrepeso asmático quando comparado com o grupo de sobrepeso não asmático (p=0,05).

Tabela 1

Frequências alélicas do polimorfismo Arg16Gly e Gln27Glu do gene ADRB2 entre os grupos

Alelos	Sobrepeso/ asmáticos	Sobrepeso/não asmáticos	Peso normal/asmáticos	Peso normal/não asmáticos
	n (%)	n (%)	n (%)	n (%)
Arg16Gly
Arg 16	26 (37%)	60 (39%)	12 (60%)a	22 (31%)
Gly 16	44 (63%)	92 (61%)	8 (40%)	48 (69%)
Total	70 (100%)	152 (100%)	20 (100%)	70 (100%)
Gln27Glu
Gln 27	22 (50%)	98 (66%)	13 (65%)	41 (71%)
Glu 27	22 (50%)b	50 (34%)	7 (35%)	17 (29%)
Total	44 (100%)	148 (100%)	20 (100%)	58 (100%)

Frequência significativamente maior em comparação com o grupo de peso normal não asmático (p=0,02).

Frequência significativamente maior em comparação com o grupo de peso normal não asmático (p=0,03).

Os grupos avaliados (sobrepeso asmático, sobrepeso não asmático, peso normal asmático e peso normal não asmático) foram reunidos para verificar o possível efeito dos polimorfismos sobre as variáveis antropométricas, clínicas, do perfil lipídico e da aptidão física (exacerbações). Quando separados os grupos, de acordo com os genótipos do sítio Arg16Gly, em portadores da mutação (Arg Gly/Gly Gly) e portadores do genótipo usual (Arg Arg), as comparações das médias dos indicadores antropométricos, aptidão cardiorrespiratória, pressão arterial, variáveis de perfil bioquímico e metabólico não foram significativamente diferentes (Tabela 2).

Tabela 2

Médias ± DP das variáveis antropométricas, aptidão cardiorrespiratória, pressão arterial, bioquímicas e de perfil metabólico e comparações entre os portadores da mutação (Arg Gly/Gly Gly) e portadores de genótipo usual (Arg Arg), de acordo com os genótipos do sítio do polimorfismo Arg16Gly

Variáveis	Arg Arg	Arg Gly/Gly Gly	t ou Z	p‐valor
Idade	13,35±1,61	13,00±1,83	0,95	0,34
Peso (kg)	70,76±19,51	68,60±19,48	0,54	0,58
Estatura (cm)a	161,03±9,89	147,43±42,29	1,74	0,08
IMC (kg/m2)	26,91±5,89	26,86±6,65	0,03	0,97
IMC Z‐escore a	1,96±1,47	2,00±1,51	0,14	0,88
CC (cm)	91,11±17,19	89,94±16,93	0,33	0,73
FCRep (bpm)	79,88±9,18	80,15±12,17	−0,10	0,91
VO2máx (ml/kg/min)	36,46±7,81	35,16±7,91	0,68	0,49
PAS (mmHg)a	108,34±13,08	104,20±12,49	1,87	0,06
PAD (mmHg)a	70,68±11,51	68,34±10,27	1,09	0,27
CT (mg/dL)a	167,32±36,39	161,79±29,31	0,37	0,70
HDL‐C (mg/dL)a	47,55±9,73	49,95±12,43	−0,51	0,60
LDL‐C (mg/dL)a	95,34±31,42	88,69±26,20	0,70	0,48
TG (mg/dL)a	115,20±78,23	105,34±61,36	0,11	0,91
Glicose (mg/dL)	88,80±7,10	88,25±7,96	0,31	0,74
Insulina (mU/mL)a	12,29±9,20	12,92±9,97	−0,37	0,70
HOMA2‐IRa	1,57±1,16	1,63±1,21	−0,39	0,69
QUICKIa	0,35±0,04	0,35±0,04	0,39	0,69

IMC, índice de massa corporal; CC, circunferência da cintura; FCRep; frequência cardíaca em repouso; PAS, pressão arterial sistólica; PAD, pressão arterial diastólica; CT, colesterol total; HDL‐C, lipoproteína de alta densidade; LDL‐C, lipoproteína de baixa densidade; TG, triglicéride; HOMA2‐IR, Avaliação da homeostase metabólica; QUICKI, Quantitative Insulin Sensitivity Check Index; VO2max, consumo máximo de oxigênio.

Variáveis sem distribuição normal.

Quando separados os grupos em portadores da mutação (Gln Glu/Glu Glu) e portadores de genótipo usual (Gln Gln), de acordo com os genótipos do sítio do polimorfismo Gln27Glu, a comparação da média e o DP das variáveis antropométricas, da pressão arterial, aptidão cardiorrespiratória e variáveis de perfil bioquímico e metabólico não apresentaram diferenças significativas, exceto por uma média significativamente mais elevada de CT observada no grupo portador do genótipo usual (Gln-Gln) (Tabela 3).

Tabela 3

Médias ± DP das variáveis antropométricas, aptidão cardiorrespiratória, pressão arterial, bioquímicas e de perfil metabólico e comparações entre os portadores de mutação (Gln Glu/Glu Glu) e portadores de genótipo usual (Gln Gln), de acordo com os genótipos do sítio do polimorfismo Gln27Glu

Variável	Gln Gln	Gln Glu/Glu Glu	t ou Z	p‐valor
Idade	13,16±2,02	13,29±1,64	−0,42	0,67
Peso (kg)	64,81±19,37	71,63±22,31	−1,91	0,05
Estatura (cm)a	151,74±33,15	148,43±45,50	1,33	0,18
IMC (kg/m2)	25,50±6,38	27,10±7,48	−1,34	0,18
IMC Z‐escore a	1,69±1,57	1,98±1,64	0,86	0,38
CC (cm)	86,96±17,44	92,38±19,12	−1,76	0,08
FCRep (bpm)	77,76±10,38	81,32±10,93	−1,73	0,08
VO2máx (ml/kg/min)	35,86±7,22	37,34±6,55	−1,03	0,30
PAS (mmHg)a	104,81±13,06	105,02±13,99	0,12	0,90
PAD (mmHg)a	70,62±10,59	66,98±10,76	−1,45	0,14
CT (mg/dL)a	169,23±34,93	158,48±31,51	−1,99	0,04a
HDL‐C (mg/dL)b	50,63±11,99	49,79±12,58	−0,10	0,91
LDL‐C (mg/dL)b	95,39±33,67	88,20±30,95	−1,40	0,16
TG (mg/dL)b	108,67±71,94	102,53±60,71	0,03	0,97
Glicose (mg/dL)	87,72±7,76	87,65±6,76	0,05	0,95
Insulina (mU/mL)b	11,85±10,72	12,46±7,94	1,08	0,27
HOMA2‐IRb	1,50±1,29	1,58±0,98	1,11	0,26
QUICKIb	0,36±0,05	0,34±0,04	−1,03	0,30

IMC, índice de massa corporal; CC, circunferência da cintura; FCRep; frequência cardíaca em repouso; PAS, pressão arterial sistólica; PAD, pressão arterial diastólica; CT, colesterol total; HDL‐C, lipoproteína de alta densidade; LDL‐C, lipoproteína de baixa densidade; TG, triglicéride; HOMA2‐IR, avaliação da homeostase metabólica; QUICKI, Quantitative Insulin Sensitivity Check Index; VO2max, consumo máximo de oxigênio.

Diferença estatisticamente significativa.

Variáveis sem distribuição normal.

Discussão

A prevalência do sobrepeso na população brasileira entre 10 e 19 anos é de 20,5%23, enquanto que 10,3% das crianças e 13,8% dos adolescentes têm asma.24 Fatores genéticos foram demonstrados como contribuindo para o desenvolvimento da obesidade e asma durante a infância, mas os papéis de genes específicos e sua interação ainda são desconhecidos.3 , 4 , 15 Os polimorfismos Arg16Gly e Gln27Glu do gene ADRB2 têm sido associados com o desenvolvimento de sobrepeso9 e as exacerbações da asma.11 , 12

As frequências da população anteriormente descritas para o alelo Gly16 e para os alelos Gln27 são 60,4% e 52,7%, respectivamente. 11 Em crianças e adolescentes obesos foram encontradas frequências semelhantes: 59% para o alelo Gly16 e 62% para o alelo Gln27.25 Em um estudo recente, a frequência alélica para Gly16 em crianças e adolescentes asmáticos foi de 55% e 83% para o Gln27.26

A maior frequência do alelo Arg16 do polimorfismo Arg16Gly, observada no presente estudo no grupo asmático, quando comparado com o grupo de controle, sugere que a presença desse alelo pode estar associada com a ocorrência de asma. Observou-se uma tendência para uma frequência significativamente maior do alelo Gly16 no grupo de sobrepeso asmático quando comparado com o grupo de peso normal asmático (p=0,06). Isso sugere que a presença do alelo Gly16 pode estar relacionada com o sobrepeso em indivíduos asmáticos. Ellsworth et al.15 encontraram uma associação entre o polimorfismo Arg16Gly e a obesidade em participantes do sexo masculino: aqueles com genótipo Gly Gly mostraram um aumento do IMC durante a infância até a idade de jovens adultos. Resultados diferentes foram encontrados em meninas adolescentes. Isso mostra que as portadoras do genótipo Gly Gly têm uma probabilidade menor para obesidade do que aquelas com os genótipos Arg Gly ou Arg Arg (p=0,006) e que as meninas com genótipo Gly Gly têm menor IMC em comparação com aquelas com genótipo Arg Arg (p=0,049), mas superior em comparação com o genótipo Arg Gly (p=0,062).16 Em outro estudo, as participantes do sexo feminino portadoras do genótipo Arg Arg apresentaram maior IMC quando comparadas com aquelas com o genótipo Gly Gly.27 No presente estudo, não houve divisões entre os sexos devido ao pequeno tamanho da amostra; no entanto, nenhum outro estudo analisou grupos com sobrepeso e asma. Quando classificados pelo genótipo usual versus portadores da mutação do polimorfismo do sítio Arg16Gly, não foram encontradas diferenças para as variáveis antropométricas.

Para o sítio do polimorfismo Gln27Glu, foi observada uma frequência maior do alelo Glu27 no grupo de sobrepeso asmático quando comparado com o grupo controle (p=0,03) e uma tendência à significância em comparação com o grupo de sobrepeso não asmático (p=0,05). Isso sugere que o alelo Glu27pode estar envolvido no desenvolvimento de asma em indivíduos com sobrepeso. Large et al.9 encontraram o alelo Glu27 associado à obesidade e Ochoa et al.28 não encontraram associação entre o polimorfismo Gln27Glu e obesidade em meninos; mas encontraram um risco maior de obesidade em mulheres portadoras do alelo Glu27. A pesquisa mostrou que meninas negras portadoras do genótipo Glu/Glu têm maior média de CC do que as meninas sem o alelo, uma associação que não foi encontrada nos meninos. 29 No presente estudo, quando separados pelo genótipo usual e os portadores de mutação para o sítio do Gln27Glu, não foram encontradas diferenças para as variáveis antropométricas.

Há evidências de que variantes genéticas dos adrenorreceptores têm um papel na fisiopatologia da hipertensão, mas os resultados sobre a associação entre os polimorfismos ADRB2 ainda são discordantes.10 Um estudo de Chou et al.16 encontrou associação do polimorfismo Arg16Gly com hipertensão em adolescentes obesos. Isso mostra que os portadores do genótipo Gly/Gly têm menor probabilidade de hipertensão do que os pacientes com genótipo Arg/Gly ou Arg/Arg (p=0,005). Nenhum outro estudo, até o momento, associou polimorfismos do gene ADRB2 e pressão arterial em crianças e adolescentes. No presente estudo não foram encontradas evidências de que os polimorfismos avaliados estejam agindo sobre as variáveis da pressão arterial.

Os receptores adrenérgicos desempenham um papel importante na regulação da lipólise e do gasto energético, por isso é possível que os polimorfismos nesses genes contribuam para o aparecimento de alterações metabólicas.30 As pesquisas brasileiras com crianças obesas não encontraram diferenças nas variáveis metabólicas e bioquímicas (glicose, CT, LDL-C, HDL-C, TG, leptina, insulina, área de glicose e insulina e HOMA-IR) entre haplótipos para os polimorfismos Arg16Gly e Gln27Glu.13 No presente trabalho, quando separados os grupos por genótipo usual versus portadores de mutação no sítio do polimorfismo Arg16Gly, não foram encontradas diferenças para as variáveis metabólicas e bioquímicas. Para o sítio do polimorfismo Gln27Glu, o grupo usual apresentou maior valor médio de CT quando comparado com o grupo portador de mutação.

A associação do alelo Arg16 com a ocorrência de asma e o alelo Glu27 com o desenvolvimento de asma em indivíduos com sobrepeso demonstrou a sua contribuição para o desenvolvimento da obesidade e da asma durante a infância e a adolescência. A possível associação entre os polimorfismos estudados e o gênero, bem como a gravidade da doença, não pôde ser avaliada, uma vez que a divisão dos pacientes em quatro grupos reduziu o número de cada um, o que constituiu a principal limitação do estudo. Novos estudos com amostras maiores podem permitir a separação dos grupos por gênero e a implantação de análise estatística mais consistente em relação aos papéis dos alelos Arg16 e Glu27 no sobrepeso/obesidade e na asma na infância. Os polimorfismos avaliados parecem não influenciar a aptidão física na infância e na adolescência.