Genetic studies of body mass index yield new insights for obesity biology

Obesity is heritable and predisposes to many diseases. To understand the genetic basis of obesity better, here we conduct a genome-wide association study and Metabochip meta-analysis of body mass index (BMI), a measure commonly used to define obesity and assess adiposity, in up to 339,224 individuals. This analysis identifies 97 BMI-associated loci (P < 5 × 10(-8)), 56 of which are novel. Five loci demonstrate clear evidence of several independent association signals, and many loci have significant effects on other metabolic phenotypes. The 97 loci account for ∼2.7% of BMI variation, and genome-wide estimates suggest that common variation accounts for >20% of BMI variation. Pathway analyses provide strong support for a role of the central nervous system in obesity susceptibility and implicate new genes and pathways, including those related to synaptic function, glutamate signalling, insulin secretion/action, energy metabolism, lipid biology and adipogenesis.

Characterisation of polyacetylenes in carrot extracts using electrospray ionisation quadrupole time of flight mass spectrometry.

Rai, D., Koidis, A., Rawson, A., McLouglin, P., Brunton, N. (2010). Characterisation of polyacetylenes in carrot extracts using electrospray ionisation quadrupole time of flight mass spectrometry. Delegate CD-Rom PS2.8, EFFoST Annual Meeting, Dublin, Ireland, 10 -12/11/2010 (Poster).

Performance of matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry for identification of bacterial strains routinely isolated in a clinical microbiology laboratory.

Matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) has recently been introduced in diagnostic microbiology laboratories for the identification of bacterial and yeast strains isolated from clinical samples. In the present study, we prospectively compared MALDI-TOF MS to the conventional phenotypic method for the identification of routine isolates. Colonies were analyzed by MALDI-TOF MS either by direct deposition on the target plate or after a formic acid-acetonitrile extraction step if no valid result was initially obtained. Among 1,371 isolates identified by conventional methods, 1,278 (93.2%) were putatively identified to the species level by MALDI-TOF MS and 73 (5.3%) were identified to the genus level, but no reliable identification was obtained for 20 (1.5%). Among the 1,278 isolates identified to the species level by MALDI-TOF MS, 63 (4.9%) discordant results were initially identified. Most discordant results (42/63) were due to systematic database-related taxonomical differences, 14 were explained by poor discrimination of the MALDI-TOF MS spectra obtained, and 7 were due to errors in the initial conventional identification. An extraction step was required to obtain a valid MALDI-TOF MS identification for 25.6% of the 1,278 valid isolates. In conclusion, our results show that MALDI-TOF MS is a fast and reliable technique which has the potential to replace conventional phenotypic identification for most bacterial strains routinely isolated in clinical microbiology laboratories.

The relation of body mass index and abdominal adiposity with dyslipidemia in 27 general populations of the WHO MONICA Project.

The association between adiposity measures and dyslipidemia has seldom been assessed in a multipopulational setting. 27 populations from Europe, Australia, New Zealand and Canada (WHO MONICA project) using health surveys conducted between 1990 and 1997 in adults aged 35-64 years (n = 40,480). Dyslipidemia was defined as the total/HDL cholesterol ratio >6 (men) and >5 (women). Overall prevalence of dyslipidemia was 25% in men and 23% in women. Logistic regression showed that dyslipidemia was strongly associated with body mass index (BMI) in men and with waist circumference (WC) in women, after adjusting for region, age and smoking. Among normal-weight men and women (BMI<25 kg/m(2)), an increase in the odds for being dyslipidemic was observed between lowest and highest WC quartiles (OR = 3.6, p < 0.001). Among obese men (BMI ≥ 30), the corresponding increase was smaller (OR = 1.2, p = 0.036). A similar weakening was observed among women. Classification tree analysis was performed to assign subjects into classes of risk for dyslipidemia. BMI thresholds (25.4 and 29.2 kg/m(2)) in men and WC thresholds (81.7 and 92.6 cm) in women came out at first stages. High WC (>84.8 cm) in normal-weight men, menopause in women and regular smoking further defined subgroups at increased risk. standard categories of BMI and WC, or their combinations, do not lead to optimal risk stratification for dyslipidemia in middle-age adults. Sex-specific adaptations are necessary, in particular by taking into account abdominal obesity in normal-weight men, post-menopausal age in women and regular smoking in both sexes.

Developmental trajectories of body mass index in early childhood : an 8-year longitudinal study

Trajectoires développementales de l’IMC durant l’enfance: Une étude longitudinale sur 8 ans. Introduction : L’obésité infantile, origine de nombreux problèmes de santé, représente un grand défi en santé publique. Récemment, l’importance d’étudier l’évolution du surpoids durant l’enfance ainsi que les facteurs de risques précoces pour l’obésité a été reconnue. Les trajectoires développementales d’indice de masse corporelle (IMC) chez les jeunes représentent une approche innovatrice qui nous permet de mieux comprendre cette problématique importante. Objectifs: 1) Identifier des trajectoires développementales distinctes de groupes d’enfants selon leur IMC durant l’enfance, et 2) Explorer les facteurs de risques précoces qui prédisent l’appartenance de l’enfant à la trajectoire d’IMC le plus élevé Hypothèses: 1) On s’attend à retrouver un groupe d’enfants qui suit une trajectoire d’IMC élevée durant l’enfance. 2) On s’attend à ce que certaines caractéristiques de la mère (ex : tabac pendant la grossesse et IMC élevé), soient associées à l’appartenance de l’enfant au groupe ayant la trajectoire «IMC élevé ». Méthodes: Estimation des trajectoires développementales d’IMC d’enfants, dans un échantillon populationnel (n=1957) au Québec (ELDEQ). Les IMC ont été calculés à partir de données fournies par les mères des enfants et recueillis chaque année sur une durée de 8 ans. Des données propres à l’enfant sa mère, ainsi que socioéconomiques, ont étés recueillies. Une régression logistique multinomiale a été utilisée pour distinguer les enfants avec un IMC élevé des autres enfants, selon les facteurs de risques précoces. Les programmes PROC TRAJ (extension de SAS), SPSS (version 16), et SAS (version 9.1.3) ont été utilisés pour ces analyses. Résultats: Trois trajectoires d’IMC ont étés identifiées : IMC « bas-stable » (54,5%), IMC « modéré » (41,0%) et IMC « élevé et en hausse » (4,5%). Le groupe « élevé et en hausse » incluait des enfants pour qui l’IMC à 8 ans dépassait la valeur limite pour l’obésité. Les analyses de régression logistique ont révélé que deux facteurs de risques maternels étaient significativement associés avec la trajectoire “en hausse” par rapport aux deux autres groupes : le tabac durant la grossesse et le surpoids maternel. Conclusions: Des risques d’obésité infantile peuvent êtres identifiés dès la grossesse. Des études d’intervention sont requises pour identifier la possibilité de réduire le risque d’obésité chez l’enfant en ciblant le tabac et le surpoids maternelle durant la grossesse. Mots clés: Indice de masse corporelle (IMC), obésité infantile, trajectoires développementales de groupe, facteurs de risque précoce, étude populationnelle, tabac pendant la grossesse, obésité maternelle.

Programme expérimental «Bouger à l’heure juste» pour améliorer le statut pondéral d’adultes en surpoids.

Alors que la prévalence de l’obésité est un problème d’ampleur mondiale, les avenues permettant de mieux utiliser l’exercice (Ex) s’avèrent d’un grand intérêt. L’Ex peut réduire l'appétit et l'apport énergétique, soit l’effet anorexigène de l'Ex. Des études récentes de notre laboratoire ont montré l’importance du moment de la pratique d’Ex, pour diminuer l’apport énergétique. Cependant, aucune ne certifie que le positionnement dans le temps de l'Ex maximise la réduction de masse corporelle en contexte naturel. Le devis croisé de l’étude visait donc à déterminer s’il existe un positionnement idéal de l’Ex, afin de potentialiser la perte de poids corporel et d'adiposité, en comparant l'effet de deux programmes sur l’anthropométrie d’adultes en surpoids. Huit adultes montréalais volontaires (18-45 ans) en surpoids ou obèses ont complété l’étude. Aléatoirement, ils ont effectué deux programmes d'Ex (2 x 15 min. d’Ex par intervalles quotidiennement) de quatre semaines : 1) Ex avant les repas (ExMeal) vs 2) Ex à tout moment, sauf dans l'heure précédent les repas (MealEx). Les consultations hebdomadaires à l'Université de Montréal comprenaient : les mesures anthropométriques, les questionnaires standardisés sur la pratique d’activités physiques et l’alimentation, ainsi que le suivi des entrainements faits en milieu naturel. Les analyses Mann- Whitney U ont révélé des résultats similaires concernant le profil anthropométrique, la pratique d’Ex à l’intérieur et hors du programme et l’ingestion calorique (contenu calorique et % de l’énergie des glucides, protéines et lipides), entre les programmes ExMeal et MealEx (p > 0.05). Cependant, le programme ExMeal a été associé à une ingestion calorique sous forme de protéines de 2,8% plus importante (p= 0.05). D’autres analyses exploratoires, ont fait ressortir que c’est surtout la séquence mensuelle des évènements qui était liée à une réduction du pourcentage de gras et à une assiduité plus importante aux Ex structurés lors du premier mois. Par ailleurs, même si plusieurs études ont vérifié et confirmé l’effet anorexigène de l’Ex aigu dans certaines conditions, il semble que l’effet à plus long terme sur le profil anthropométrique ne soit pas démontré avec cette étude pilote. Enfin, des facteurs comme le statut d’adiposité, la structure du programme, la durée des séances d’Ex et la pratique en milieu naturel peuvent avoir rendu plus difficile l’amélioration du profil anthropométrique. Mots-clés : Exercice, positionnement, ingestion calorique, perte de poids, adultes, obésité.

Assessment of Tandem Mass Spectrometry and High Resolution Mass Spectrometry for the Analysis of Bupivacaine in Plasma

Triple quadrupole mass spectrometers coupled with high performance liquid chromatography are workhorses in quantitative bioanalyses. It provides substantial benefits including reproducibility, sensitivity and selectivity for trace analysis. Selected Reaction Monitoring allows targeted assay development but data sets generated contain very limited information. Data mining and analysis of non-targeted high-resolution mass spectrometry profiles of biological samples offer the opportunity to perform more exhaustive assessments, including quantitative and qualitative analysis. The objectives of this study was to test method precision and accuracy, statistically compare bupivacaine drug concentration in real study samples and verify if high resolution and accurate mass data collected in scan mode can actually permit retrospective data analysis, more specifically, extract metabolite related information. The precision and accuracy data presented using both instruments provided equivalent results. Overall, the accuracy was ranging from 106.2 to 113.2% and the precision observed was from 1.0 to 3.7%. Statistical comparisons using a linear regression between both methods reveal a coefficient of determination (R2) of 0.9996 and a slope of 1.02 demonstrating a very strong correlation between both methods. Individual sample comparison showed differences from -4.5% to 1.6% well within the accepted analytical error. Moreover, post acquisition extracted ion chromatograms at m/z 233.1648 ± 5 ppm (M-56) and m/z 305.2224 ± 5 ppm (M+16) revealed the presence of desbutyl-bupivacaine and three distinct hydroxylated bupivacaine metabolites. Post acquisition analysis allowed us to produce semiquantitative evaluations of the concentration-time profiles for bupicavaine metabolites.

Effects of tubers of the Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus) and potatoes (Solanum tuberosum) on the intestinal microbiota of pigs and evaluation of a procedure for quantification of microbial mass in pig faeces

Die Mikrobiota im Gastrointestinaltrakt (GIT) spielt eine bedeutende Rolle beim Fermentationsprozess im Bezug auf die Nährstoffversorgung sowie die Gesundheit des Darms und des gesamten Organismus. Inulin und resistente Stärke (RS) konnten als präbiotisch wirksame Substanzen identifiziert werden und sind jeweils auch in den Knollen der Topinamburpflanze (Helianthus tuberosus) und in Kartoffeln (Solanum tuberosum) enthalten. Da sie ebenfalls energiereiche Futtermittel für Schweine sind, war es das Ziel der ersten beiden Studien, die Auswirkungen der Aufnahme von Topinamburknollen und Kartoffeln auf die intestinale Mikrobiota und Parameter des Immunsystems bei Endmastschweinen zu bestimmen. In der dritten Studie wurde die mikrobielle Biomasse quantitativ mit einem Verfahren zur Isolation von Bakterien in einer Flüssigkeit durch Hochgeschwindigkeits-Zentrifugation erfasst und der bakteriell gebundene Stickstoff (MP-N) mit dem bakteriellen und endogenem Kotstickstoff (BEDN) verglichen. Im ersten Versuch wurden 72 Endmastschweine in einem Freilandhaltungssystem in eine Kontroll- (CT), die mit Kraftfutter entsprechend des Bedarfs der Tiere für ein Leistungsniveau von 700 g täglichem Lebendmassezuwachs versorgt wurde, und eine Versuchsvariante (ET) aufgeteilt. In der Versuchsvariante erhielten die Tiere nur 70% der Kraftfuttermenge der Kontrollvariante, hatten aber Zugang zu einer abgeteilten Fläche, auf der Topinamburknollen angebaut waren. Die freie Aufnahme von Topinamburknollen wurde auf 1•24 kg Trockenmasse (TM)/Tag bestimmt, entsprechend einer Inulinaufnahme von durchschnittlich 800 g/Tag. Während sich die Wachstumsleistung in der Kontrollvariante auf 0•642 ± 0•014 kg/Tag belief, war sie in der Versuchsvariante mit 0•765 ± 0•015 kg/Tag (P=0•000) höher. Die freie Verfügbarkeit von Inulin und Fructo-oligosacchariden (FOS) im GIT der Schweine erhöhte die Keimzahlen der anaeroben Bakterien (P=0•000), Laktobazillen (P=0•046) und Hefen (P=0•000) signifikant und verringerte das Vorkommen von Clostridium perfringens im Schweinekot erheblich von lg 5•24 ± 0•17 kolonie-bildende Einheiten pro g Frischmasse (KbE/ g FM) in der Kontrollvariante auf lg 0•96 ± 0•20 KbE/ g FM in der Versuchsvariante (P=0•000). C-reaktives Protein (CRP) und Antikörper gegen Lipopolysaccharide (LPS) von Escherichia coli J5 ließen keine Unterschiede zwischen den Fütterungsvarianten erkennen. In der zweiten Untersuchung wurden 58 Endmastschweine einer Kontrollvariante (CT), die bedarfsgerecht mit einer Kraftfuttermischung für ein Leistungsniveau von 700 g Tageszunahmen gefüttert wurde, und zwei Versuchsvarianten zugeteilt. Die Versuchsvarianten erhielten eine Menge von 1•2 kg TM gedämpften Kartoffeln (potato treatment, PT) oder gedämpften und einsilierten Kartoffeln (silage treatment, ST) pro Tag und nur 46% bzw. 43% der Menge des Kraftfutters der Kontrollvariante. Die Wachstumsleistung und Schlachtkörperzusammensetzung ließen keine signifikanten Unterschiede zwischen den Varianten erkennen. Im PT und ST waren gegenüber dem CT im Kot der pH-Wert sowie die Gehalte von TM, Neutral-Detergenz-Faser (NDF), unverdautem Futterstickstoff (UDN) und teilweise von Säure-Detergenz-Faser (ADF) signifikant niedriger (P=0•000) und die von Ammonium (NH4) und Ammoniumstickstoff (NH4-N) signifikant höher (P=0•000). Das hohe Angebot von hitzebehandelten Kartoffeln führte zu einer erheblichen Verringerung von E. coli (P=0•000), C. perfringens (P=0•000) und Immunoglobulin A gegen LPS von E. coli J5 (P=0•001). Darüber hinaus waren in der ersten Versuchsperiode im ST die aeroben und anaeroben Gesamtkeimzahlen sowie die Laktobazillen und Hefen gegenüber dem PT signifikant erhöht. Die Unterschiede in der Mikrobiota zwischen der Kontroll- und Versuchsvarianten weisen auf die positiven Auswirkungen von Topinamburknollen und hitzebehandelten Kartoffeln auf die Mikrobiota im hinteren Darmabschnitt hin. Das Ziel der dritten Untersuchung war die Modifizierung des Verfahrens zur Isolation von Bakterien in einer Flüssigkeit mittels verschiedener Zentrifugationsschritte, um ein mikrobielles Pellet (MP) zu erhalten, welches die quantitative Abtrennung und Erfassung der Bakterien in Schweinekot ermöglicht. Zusätzlich wurde der BEDN Anteil sowie die Gehalte der Aminozucker Galactosamin, Glucosamin, Mannosamin und Muraminsäure im Kot und im MP bestimmt. Die untersuchten Kotproben stammten von Schweinen eines Phosphor (P) Stoffwechselversuch. Zehn männlich-kastrierte Schweine mit einem durchschnittlichen Lebendgewicht von 51•1 ± 8•5 kg wurden einzeln in Stoffwechselkäfigen gehalten. Die Tiere wurden fünf Fütterungsvarianten zugeteilt, die dem Bedarf der Tiere für ein Leistungsniveau von 700 g Tageszunahmen entsprachen, in den Rationen 2 bis 5 jedoch eine P-Gehalt unter dem Tagesbedarf der Tiere aufwiesen und in den Rationen 3 bis 5 mit abgestuften Gehalten von 50, 100 sowie 200 mg/kg einer experimentellen Phytase ergänz waren. Die Absenkung des P Gehaltes im Futter verringerte den Asche- (P=0•024) und Trockenmassegehalt im Kot (P=0•017) sowie die P Konzentration im MP (P=0•000) signifikant. Die mikrobielle Biomasse im Kot wurde durch die Wiegung des MP auf durchschnittlich 467 g/kg TM bestimmt. Der Stickstoffgehalt im Kot betrug im Mittel 46•1 g/kg TM und der in die Bakterienmasse eingebaute Stickstoffanteil 27•1 g/kg TM bzw. 58% vom Gesamtstickstoffgehalt im Kot. Die BEDN Fraktion wurde auf 73% am Kotstickstoff bestimmt. Der P-Gehalt im Kot sowie der N Gehalt im MP mit durchschnittlichen 10•4 und 57•9 g/kg TM lagen im Bereich von Literaturangaben. Die P Gehalte im MP schwankten in Abhängigkeit von der Zugabe von Phytase signifikant (P=0•000) von 1•8 bis 4•8 g/kg TM. Die Aminozucker wiesen keine signifikanten unterschiede zwischen Fütterungsvarianten auf und lagen im Bereich von Werten von Rinderkot. Ergebnisse weisen darauf hin, dass die angewandte Methode zur direkten Quantifizierung der mikrobiellen Biomasse geeignet ist.

Percentiles de grasa corporal por bioimpedancia eléctrica en niños y adolescentes de Bogotá, Colombia: Estudio FUPRECOL

Objetivo: Recientemente, se han propuesto varios dispositivos de impedancia bioeléctrica (BIA) para la estimación rápida de la grasa corporal. Sin embargo, no han sido publicadas referencias de grasa corporal para niños y adolescentes en población Colombiana. El objetivo de este estudio fue establecer percentiles de grasa corporal por BIA en niños y adolescentes de Bogotá, Colombia de entre 9 y 17.9 años, pertenecientes al estudio FUPRECOL. Métodos: Estudio descriptivo y transversal, realizado en 2.526 niños y 3.324 adolescentes de entre 9 y 17.9 años de edad, pertenecientes a instituciones educativas oficiales de Bogotá, Colombia. El porcentaje de grasa corporal fue medido con Tanita® Analizador de Composición Corporal (Modelo BF-689), según edad y sexo. Se tomaron medidas de peso, talla, circunferencia de cintura, circunferencia de cadera y estado de maduración sexual por auto-reporte. Se calcularon los percentiles (P3, P10, P25, P50, P75, P90 y P97) y curvas centiles por el método LMS según sexo y edad y se realizó una comparación entre los valores de la CC observados con estándares internacionales. Resultados: Se presentan valores de porcentaje de grasa corporal y las curvas de percentiles. En la mayoría de los grupos etáreos la grasa corporal de las chicas fue mayor a la de los chicos. Sujetos cuyo porcentaje de grasa corporal estaba por encima del percentil 90 de la distribución estándar normal se consideró que tenían un elevado riesgo cardiovascular (chicos desde 23,4-28,3 y chicas desde 31,0-34,1). En general, nuestros porcentajes de grasa corporal fueron inferiores a los valores de Turquía, Alemania, Grecia, España y Reino Unido. Conclusiones: Se presentan percentiles del porcentaje de grasa por BIA según edad y sexo que podrán ser usados de referencia en la evaluación del estado nutricional y en la predicción del riesgo cardiovascular desde edades tempranas.

Impact of coronal mass ejections, interchange reconnection, and disconnection on heliospheric magnetic field strength

An update of Owens et al. (2008) shows that the relationship between the coronal mass ejection (CME) rate and the heliospheric magnetic field strength predicts a field floor of less than 4 nT at 1 AU. This implies that the record low values measured during this solar minimum do not necessarily contradict the idea that open flux is conserved. The results are consistent with the hypothesis that CMEs add flux to the heliosphere and interchange reconnection between open flux and closed CME loops subtracts flux. An existing model embracing this hypothesis, however, overestimates flux during the current minimum, even though the CME rate has been low. The discrepancy calls for reasonable changes in model assumptions.

Role of coronal mass ejections in the heliospheric Hale cycle

The 11-year solar cycle variation in the heliospheric magnetic field strength can be explained by the temporary buildup of closed flux released by coronal mass ejections (CMEs). If this explanation is correct, and the total open magnetic flux is conserved, then the interplanetary-CME closed flux must eventually open via reconnection with open flux close to the Sun. In this case each CME will move the reconnected open flux by at least the CME footpoint separation distance. Since the polarity of CME footpoints tends to follow a pattern similar to the Hale cycle of sunspot polarity, repeated CME eruption and subsequent reconnection will naturally result in latitudinal transport of open solar flux. We demonstrate how this process can reverse the coronal and heliospheric fields, and we calculate that the amount of flux involved is sufficient to accomplish the reversal within the 11 years of the solar cycle.

Predictions of the arrival time of coronal mass ejections at 1AU: an analysis of the causes of errors

Three existing models of Interplanetary Coronal Mass Ejection (ICME) transit between the Sun and the Earth are compared to coronagraph and in situ observations: all three models are found to perform with a similar level of accuracy (i.e. an average error between observed and predicted 1AU transit times of approximately 11 h). To improve long-term space weather prediction, factors influencing CME transit are investigated. Both the removal of the plane of sky projection (as suffered by coronagraph derived speeds of Earth directed CMEs) and the use of observed values of solar wind speed, fail to significantly improve transit time prediction. However, a correlation is found to exist between the late/early arrival of an ICME and the width of the preceding sheath region, suggesting that the error is a geometrical effect that can only be removed by a more accurate determination of a CME trajectory and expansion. The correlation between magnetic field intensity and speed of ejecta at 1AU is also investigated. It is found to be weak in the body of the ICME, but strong in the sheath, if the upstream solar wind conditions are taken into account.