Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC sLXPJYyGSR3ZWnRM6RNKKFR S0066-782X2023001200302 00302 10.36660/abc.20230396 Artigo Original Variante da Subunidade Beta 3 da Proteína G ( GNB3 ) Está Associada a Alterações Bioquímicas em Pacientes Brasileiros com Hipertensão Agostini Lívia da Cunha Concepção e desenho da pesquisa Obtenção de dados Análise e interpretação dos dados Redação do manuscrito Análise estatística Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 1 Silva Nayara Nascimento Toledo Obtenção de dados 2 Lopes Ana Cláudia Faria Obtenção de dados 2 0000-0001-8650-0089 Melo André Sacramento Obtenção de dados Análise e interpretação dos dados 1 Bicalho Luciana Soares Moreira Obtenção de dados 1 Almeida Tamires Cunha Análise e interpretação dos dados Análise estatística 3 Belo Vanessa de Almeida Concepção e desenho da pesquisa 4 Coura-Vital Wendel Concepção e desenho da pesquisa Análise estatística 5 Teixeira Luiz Fernando de Medeiros Concepção e desenho da pesquisa 2 Lima Angélica Alves Concepção e desenho da pesquisa Obtenção de financiamento Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 5 0000-0001-9751-3379 Silva Glenda Nicioli da Concepção e desenho da pesquisa Análise e interpretação dos dados Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 5 Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG Brasil Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto , MG – Brasil Universidade Federal de Ouro Preto Departamento de Análises Clínicas Ouro Preto MG Brasil Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) – Departamento de Análises Clínicas (DEACL), Ouro Preto , MG – Brasil Butantan Institute São Paulo SP Brasil Butantan Institute , São Paulo , SP – Brasil Universidade Federal de Ouro Preto CiPharma DEFAR Ouro Preto MG Brasil Universidade Federal de Ouro Preto – Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas ( CiPharma ) – Departamento de Farmácia ( DEFAR ), Ouro Preto , MG – Brasil Universidade Federal de Ouro Preto CiPharma DEACL Ouro Preto MG Brasil Universidade Federal de Ouro Preto – Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas ( CiPharma ) – Departamento de Análises Clínicas ( DEACL ), Ouro Preto , MG – Brasil Correspondência: Glenda Nicioli da Silva • Universidade Federal de Ouro Preto – Programa de Pós-Graduação em Ciências – Farmacêuticas (CiPharma); Departamento de Análises Clínicas (DEACL) – Morro do Cruzeiro, s/n. CEP 35400-000, Ouro Preto, MG – Brasil E-mail: nicioli@ufop.edu.br

Editor responsável pela revisão: Carlos E. Rochitte

Potencial conflito de interesse

Não há conflito com o presente artigo.

 18 12 2023 12 2023 120 12 e20230396 14 06 2023 11 09 2023 20 09 2023 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

: Variante da Subunidade Beta 3 da Proteína G ( <italic>GNB3</italic> ) Está Associada a Alterações Bioquímicas em Pacientes Brasileiros com Hipertensão

Resumo Fundamento

Genes e suas variantes associadas a fatores ambientais contribuem para o desenvolvimento do fenótipo hipertenso. O gene da subunidade beta 3 da proteína G ( GNB3 ) está envolvido no processo de sinalização intracelular e suas variantes têm sido relacionadas à suscetibilidade à hipertensão arterial.

 Objetivo

Determinar a associação da variante GNB3 (rs5443:C>T) com a hipertensão arterial, parâmetros bioquímicos, idade e obesidade em indivíduos hipertensos e normotensos de Ouro Preto, Minas Gerais.

 Método

A identificação das variantes foi realizada por PCR em tempo real, utilizando o sistema TaqMan®, em amostras de 310 pacientes (155 hipertensos e 155 normotensos). Análises bioquímicas (função renal, perfil lipídico e glicemia) foram realizadas a partir do soro por meio de espectrofotometria UV/Vis e eletrodo íon-seletivo. Foi utilizado um modelo de regressão logística múltipla para identificar fatores associados à hipertensão arterial. A análise das variáveis contínuas com distribuição normal foi realizada usando o teste t de Student não pareado; dados não normais foram analisados usando o teste de Mann-Whitney. Valores de p < 0,05 foram considerados significativos.

 Resultados

A variante rs5443:C>T não esteve associada à hipertensão arterial na população avaliada (p = 0,88). Em relação às medidas bioquímicas, o alelo T esteve associado a níveis elevados de triglicerídeos, glicose e ácido úrico em indivíduos hipertensos (p < 0,05).

 Conclusão

Os presentes resultados mostram a importância do diagnóstico genético para prevenir as causas e consequências de doenças e sugerem que a variante GNB3 rs5443:C>T pode estar associada a alterações no perfil bioquímico em indivíduos hipertensos.

 Alelos Reações Bioquímicas Genótipo Hipertensão Secretaria Municipal de Saúde de Ouro Preto 18.295.295/0001-3 UFOP 23109.004080/2019-88 CAPES 001 CNPq 310905/2020-6 FAPEMIG APQ-03555-22 Fontes de financiamento: O presente estudo foi financiado pela Secretaria Municipal de Saúde de Ouro Preto (18.295.295/0001-3), Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) [número de bolsa 23109.004080/2019-88], Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) [Código Financeiro 001], Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) [bolsa nº. 310905/2020-6, Bolsa de Produtividade em Pesquisa do CNPq] e Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais FAPEMIG) [Processo APQ-03555-22]. Introdução

A hipertensão arterial é uma doença crônica responsável por diversas doenças frequentemente associadas a distúrbios metabólicos. Afeta vários órgãos-alvo e pode levar a morte súbita, acidente vascular cerebral, doença arterial periférica, insuficiência cardíaca, infarto agudo do miocárdio e doença renal crônica. 1 , 2

A regulação fisiológica da pressão arterial e as alterações fisiopatológicas que levam à hipertensão arterial têm um componente genético. Pressupõe-se que 30% a 50% da variabilidade interindividual da pressão arterial pode ser estipulada geneticamente. 3 , 4 Foi relatado que a variante GNB3 rs5443:C>T, localizada no cromossomo 12p13, na região do éxon 10, está associada com a hipertensão arterial. 3 , 5

As proteínas G fazem parte de uma superfamília de proteínas e estão inicialmente em estado inativo ligadas a receptores intracelulares. Quando ativadas, acionam enzimas amplificadoras e estimulam canais iônicos, realizando transdução de sinal. 6 A variante GNB3 rs5443:C>T é responsável pela troca do alelo C por T, gerando splicing alternativo do éxon 9, eliminando 41 aminoácidos (498-620) da proteína, gerando a variante funcional truncada G3-s que exacerba a proteína G. 6 , 7 Isso desencadeia a sinalização intracelular que regula a disponibilidade de sódio e potássio. No estado hiperativo, a proteína G aumenta a retenção de sódio e água, contribuindo para o desenvolvimento da hipertensão arterial. 7

Alguns estudos investigaram a associação entre a variante GNB3 rs5443:C>T e a pressão arterial em outras populações, mas os resultados são controversos. 5 - 8 No entanto, Chen et al. 4 discutiram como a variante GNB3 rs5443:C>T pode servir como marcador genético precoce da sensibilidade da pressão arterial ao sal. A presença do polimorfismo gera uma proteína funcional que desencadeia a lipólise através das catecolaminas, alterando o perfil lipídico na corrente sanguínea. 9 Além disso, provoca uma redução da sensibilidade à insulina no tecido muscular e intensa reabsorção de sódio, favorecendo a hipertensão arterial. 10 Devido ao comprometimento endotelial/renal causado pela hipertensão arterial, há uma deficiência na excreção de algumas substâncias, como ureia, creatinina e ácido úrico, aumentando suas concentrações plasmáticas. 1 , 9

Levando em consideração a população global, a frequência do alelo C é de 67% e a do alelo T é de 33%. Grupos étnicos como europeus, africanos, afro-americanos, asiáticos e latino-americanos têm frequências dos alelos C e T em torno de 69% e 31%; 28% e 72%; 28% e 72%; 46% e 54%; 54% e 46%, respectivamente. 11 Estudos têm mostrado diferentes frequências em populações brasileiras diferentes. 12 , 13

Considerando a importância da variabilidade genética na hipertensão arterial, o presente estudo teve como objetivo determinar se a variante GNB3 rs5443:C>T estava associada à hipertensão arterial e se influenciava a função renal, o perfil lipídico e a glicemia em uma amostra de pacientes brasileiros hipertensos e normotensos.

 Métodos Declaração ética

O presente estudo foi realizado de acordo com os critérios adotados pelo Comitê de Ética Universitária (CAAE 22455119.0.0000.5150), conforme resolução 466/2012.

 Desenho do estudo

O presente estudo caso-controle foi realizado em 2021 na cidade de Ouro Preto, Minas Gerais. Foram convidados a participar do estudo indivíduos presentes no Laboratório de Análises Clínicas da Faculdade de Farmácia da Universidade Federal de Ouro Preto para realização de exames bioquímicos. Aos que aceitaram, foi aplicado um questionário no aplicativo de smartphone KoBoToolbox, a fim de obter informações sobre dados sociodemográficos, comportamentais e de histórico médico. As medidas antropométricas como peso, altura e circunferência da cintura foram obtidas por meio de balança de bioimpedância, estadiômetro e fita métrica, respectivamente. Subsequentemente, foram coletadas amostras de sangue para avaliação bioquímica e molecular.

Após análise do questionário/prontuário, os indivíduos foram separados em dois grupos. Foram classificados como hipertensos aqueles que faziam uso de medicamentos para hipertensão e tinham diagnóstico prévio da doença no prontuário. Indivíduos que não faziam uso de medicação anti-hipertensiva e não possuíam diagnóstico de hipertensão no prontuário foram classificados como controles (normotensos).

O número da amostra foi definido para atingir o nível de significância de 95% que é crucial para estudos genéticos. Dessa maneira, o tamanho da amostra foi definido usando o programa OpenEpi, versão 3.01, com nível de confiança bilateral (1-alfa) de 95, poder de 80%, proporção de controles para casos de 1, proporção hipotética de controles com exposição de 33% de 8 e odds ratio de 2. Com isso, o tamanho da amostra foi estimado em aproximadamente 138 pacientes para os grupos controle e caso, totalizando 276 pacientes, segundo o teste de Kelsey. Ao final, o grupo de hipertensos incluiu 155 pacientes, sendo 87 mulheres e 68 homens com média de idade de 60,7 anos, e o grupo controle também incluiu 155 pacientes, 85 mulheres e 70 homens com média de idade de 58,2 anos.

 Dosagens bioquímicas

Para as análises bioquímicas, os participantes jejuaram por 8 horas. Os perfis lipídicos (triglicerídeos, colesterol total, HDL-colesterol, LDL-colesterol e VLDL-colesterol), renais (ureia, creatinina e ácido úrico) e glicêmicos foram medidos no soro dos indivíduos hipertensos e normotensos por meio de espectrofotometria UV/Vis, com utilização de reagentes Cobas® Substrates (Roche), conforme as recomendações do fabricante, e processados em equipamento COBAS INTEGRA® 400 Plus (Roche). Os íons sódio e potássio foram medidos no soro usando um eletrodo íon-seletivo com reagentes LS Científica de acordo com as recomendações do fabricante e processados em equipamento AVL 9180 (Roche). Os valores de LDL-colesterol foram determinados com base no risco global atribuído a ambos os grupos e o colesterol não-HDL foi calculado através da fórmula: não-HDL = colesterol total − HDL. 14

 Genotipagem

Para conhecer as frequências genotípicas e alélicas da população, amostras de sangue total com EDTA foram coletadas e utilizadas para extração de DNA utilizando o PureLink Genomic DNA Mini Kit (Thermo Fisher Scientific). Foi utilizado o sistema TaqMan® SNP Genotyping Assays system (Thermo Fisher Scientific) para PCR em tempo real para analisar a variante GNB3 (Gene ID: 2784) rs5443:C>T (C__2184734_10). A mistura reacional foi preparada com 5 μL de TaqMan ® Master Mix e 0,50 μL de reagente de trabalho (primer/probe), totalizando 5,5 μL de reagente. As amostras de DNA foram diluídas com água livre de nuclease fornecendo 10 ng/μL, e 5,5 µL de reagente pré-preparado e 4,5 µL de amostra diluída foram carregados na placa de reação óptica de 96 poços MicroAmp™, totalizando um volume de 10 µL por poço. Fita adesiva foi utilizada para selar a placa que foi centrifugada a 1000 rpm e processada no instrumento 7500 FAST de PCR em tempo real. O software 7500 v2.3 foi utilizado para analisar os dados de discriminação alélica (Applied Biosystems, Thermo Fisher Scientific).

 Análise de dados

Foi realizada análise exploratória dos dados, e foram obtidas medidas de frequência absoluta e relativa para dados categóricos. O teste de Shapiro-Wilk foi utilizado para a normalidade dos dados contínuos. Para variáveis contínuas paramétricas, os dados foram expressos como média e desvio padrão (DP), e os dados não paramétricos foram expressos como mediana e intervalo interquartil.

Inicialmente, para identificar as variáveis sociodemográficas, clínicas, laboratoriais e genéticas da população associadas à hipertensão, foi realizada regressão logística univariada comparando a frequência relativa das variáveis categóricas. Após selecionar as variáveis com p < 0,25 na análise de regressão logística univariada, foi realizada regressão logística múltipla com ajuste para etnia; subsequentemente, usando a técnica reversa, foram selecionadas apenas variáveis com valor de p < 0,05 para compor o modelo final. Para as variáveis contínuas paramétricas, a média entre os grupos foi comparada pelo teste t de Student não pareado, e para comparar a mediana das variáveis contínuas não paramétricas, foi utilizado o teste de Mann-Whitney, uma vez que os grupos são independentes. Foram excluídos das análises participantes em uso de hipolipemiantes, hipoglicemiantes e uricosúricos. Todas as análises foram realizadas no software STATA V.13.0, considerando p < 0,05 como significativo. O equilíbrio de Hardy-Weinberg foi verificado pelo teste qui-quadrado de Pearson, utilizando o software genAIEx 6.5.

 Resultados

No presente estudo, 155 pacientes (média de idade 60,7 ± DP 7,5 anos) foram classificados como hipertensos (casos) e 155 (média de idade 58,2 ± DP 11,9 anos) como normotensos (controle). As características sociodemográficas e clínicas, bem como as características laboratoriais da população estudada, de acordo com a análise univariada, são apresentadas nas Tabelas 1 e 2, respectivamente.

– Análise univariada das características sociodemográficas e clínicas da população estudada
Fatores Hipertensão (n=155) Controle (n=155) Total (n=310) OR (IC 95%) p
Média ± DP, n (%) ou mediana (1o – 3o quartil)
Idade 61 (55-66) 60 (49-65) 60 (54-66) 0,9 (0,9-1,0) 0,03 c
Etnia
Branca 44 (28,3) 61 (39,3) 105 (33,8) 1,0
Preta 63 (40,6) 54 (34,8) 117 (37,7) 1,5 (0,9-2,6) 0,12
Parda 48 (30,9) 40 (25,8) 88 (28,3) 1,7 (0,9-2,9) 0,07
Escolaridade
EMC/ESI/ESC/POS 36 (23,2) 50 (32,2) 86 (27,7) 1,0
EFC/EMI 24 (15,4) 43 (27,7) 67 (21,6) 0,8 (0,4-1,9) 0,74
SI/EFI 95 (61,2) 62 (40) 157 (50,6) 2,7 (1,1-4,8) <0,05 b
Renda familiar (salários)
≥ 3 14 (9,0) 34 (21,9) 48 (15,4) 1,0
>1 e < 3 134 (86,4) 116 (74,8) 250 (80,6) 3,1 (1,5-6,0) <0,05 b
≤ 1 7 (4,5) 5 (3,2) 12 (3,8) 1,7 (0,8-3,6) 0,16
Tabagismo
Não fumante 97 (62.5) 120 (77,4) 217 (70) 1,0
Ex-fumante 38 (24.5) 10 (6,4) 48 (15,4) 0,2 (0,1-0,4) <0,05 b
Fumante 20 (12.9) 25 (16,1) 45 (14,5) 0,9 (0,4-1,7) 0,77
IMC 29 ± 5,3 26 ± 4,8 28 ± 5,3 0,9 (0,8-0,9) <0,001 a

a valores de p do teste t de Student não pareado; b regressão logística univariada; c valores de p do teste de Mann-Whitney. DP: desvio padrão; EFC: ensino fundamental completo; EFI: ensino fundamental incompleto; EMC: ensino médio completo; EMI: ensino médio incompleto; ESC: ensino superior completo; ESI: ensino superior incompleto; IC: intervalo de confiança; IMC: índice de massa corporal; OR: odds ratio; POS: pós-graduação; SI: sem instrução.

Fonte: dados compilados pelos autores do artigo.

– Análise univariada das características bioquímicas da população
Fatores Hipertensão (n=155) Controle (n=155) Total (n=310) OR (IC 95%) p
n (%)
Triglicerídeos
Normais 86 (55,5) 119 (76,8) 205 (66,1) 1,0
Alterados 69 (44,5) 36 (23,2) 105 (33,9) 2,7 (1,7-4,5) <0,05
Colesterol total
Normal 79 (51) 52 (33,5) 131 (42,2) 1,0
Alterado 76 (49) 103 (66,4) 179 (57,7) 2,0 (0,3- 0,8) <0,05
HDL-colesterol
Normal 115 (74,2) 138 (89) 253 (81,6) 1,0
Alterado 40 (25,8) 17 (10,9) 57 (18,4) 2,6 (1,4-4,8) <0,05
LDL-colesterol
Normal 26 (16,7) 4 (2,6) 30 (9,7) 1,0
Alterado 129 (83,2) 151 (97,4) 280 (90,3) 7,6 (0,0-0,4) <0,05
Colesterol não-HDL
Normal 27 (17,4) 11 (7,1) 38 (12,2) 1,0
Alterado 128 (82,6) 144 (92,9) 272 (87,7) 2,8 (0,2-0,7) <0,05
Ureia
Normal 141 (90,9) 152 (98,1) 293 (94,5) 1,0
Alterada 14 (9) 3 (1,9) 17 (5,5) 4,0 (1,3-12,0) <0,05
Creatinina
Normal 144 (92,9) 154 (99,3) 298 (96,1) 1,0
Alterada 11 (7,1) 1 (0,6) 12 (3,9) 11,8 (1,5-92,0) <0,05
Sódio
Normal 142 (91,6) 152 (98,1) 294 (94,8) 1,0
Alterado 13 (8,4) 3 (1,9) 16 (5,2) 3,7(1,2-11,0) <0,05
Glicose
Normoglicemia 60 (38,7) 98 (63,2) 158 (51) 1,0
Pré-diabetes 58 (37,4) 50 (32,2) 108 (34,8) 1,8 (1,1-3,1) <0,05
Diabetes 37 (23,8) 7 (4,5) 44 (14,2) 7,5 (3,2-17,1) <0,05
Ácido úrico
Normal 90 (58,1) 122 (78,7) 212 (68,4) 1,0
Alterado 65 (41,9) 33 (21,3) 98 (31,6) 2,7 (1,6-4,5) <0,05

Todos os valores de p foram obtidos por meio de regressão logística multivariada. Valores de referência para parâmetros bioquímicos: triglicerídeos: até 150 mg/dL; colesterol total: até 190 mg/dL; HDL-colesterol: superior a 40 mg/dL; LDL-colesterol: inferior a 70 mg/dL; colesterol não-HDL: inferior a 100 mg/dL; ureia: até 50 mg/dL; creatinina: 0,4 a 1,4 mg/dL; sódio: 138 a 146 mEq/L; normoglicemia: inferior a 100 mg/dL, pré-diabetes: de 100 a 125 mg/dL, diabetes: superior ou igual a 126 mg/dL; ácido úrico: 2,4 a 5,7 mg/dL para mulheres e 3,4 a 7,0 mg/dL para homens. IC: intervalo de confiança; OR: odds ratio.

Fonte: dados compilados pelos autores do artigo.

As características sociais, clínicas e laboratoriais da população estudada de acordo com a análise multivariada realizada no modelo final são apresentadas na Tabela 3 .

– Análise multivariada de fatores socioeconômicos, clínicos e bioquímicos da população
Fatores Hipertensão (n=155) Controle (n=155) Total (n=310) OR (IC 95%) p
Média ± DP, n (%) ou mediana (1o – 3o quartil)
Idade 61 (55-66) 60 (49-65) 60 (54-66) 0,9 (0,8-0,9) 0,03
Escolaridade
EMC/ESI/POS 36 (23,2) 50 (32,2) 86 (27,7) 1,0
EFC/HIS 24 (15,4) 43 (27,7) 67 (21,6) 0,5 (0,2-1,5) >0,05
SI/EFI 95 (61,2) 62 (40) 157 (50,6) 3,5 (1,9-6,5) <0,001
Tabagismo
Não fumante 97 (62,5) 120 (77,4) 217 (70) 1,0
Ex-fumante 38 (24,5) 10 (6,4) 48 (15,4) 0,1 (0,1-0,9) <0,001
Fumante 20 (12,9) 25 (16,1) 45 (14,5) 0,6 (0,2-1,3) >0,05
IMC 29 ± 5,3 26 ± 4,8 28 ± 5,3 0,8 (0,8-0,9) <0,001
Triglicerídeos
Normais 86 (55,5) 119 (76,8) 205 (66,1) 1,0
Alterados 69 (44,5) 36 (23,2) 105 (33,9) 0,5 (0,3-1,0) 0,04
LDL-colesterol
Normal 26 (16,7) 4 (2,6) 30 (9,7) 1,0
Alterado 129 (83,2) 151 (97,4) 280 (90,3) 5,9 (1,7-20,3) <0,001
Glicose
Normoglicemia 60 (38,7) 98 (63,2) 158 (51) 1,0
Pré-diabetes 58 (37,4) 50 (32,2) 108 (34,8) 0,2 (0,1-0,3) >0,05
Diabetes 37 (23,8) 7 (4,5) 44 (14,2) 0,6 (0,1-0,4) <0,001
Ácido úrico
Normal 90 (58,1) 122 (78,7) 212 (68,4) 1,0
Alterado 65 (41,9) 33 (21,3) 98 (31,6) 0,5 (0,2-0,8) <0,001

Todos os valores de p foram obtidos por meio de regressão logística multivariada. Valores de referência: triglicerídeos até 150mg/dL; LDL-colesterol menor do que 70 mg/dL; normoglicemia: menos do que 100 mg/dL, pré-diabetes: de 100 até 125 mg/dL, diabetes: maior ou igual a 126 mg/dL e ácido úrico: mulher 2,4 a 5,7 mg/dL, homem: 3,4 a 7,0 mg/dL. DP: desvio padrão; EFC: ensino fundamental completo; EFI: ensino fundamental incompleto; EMC: ensino médio completo; EMI: ensino médio incompleto; ESC: ensino superior completo; ESI: ensino superior incompleto; IC: intervalo de confiança; IMC: índice de massa corporal; OR: odds ratio; SI: sem instrução. Modelo ajustado por etnia.

Fonte: dados compilados pelos autores do artigo.

No presente estudo, no modelo final, foram encontradas diferenças significativas entre idade (p = 0,03), escolaridade (p < 0,001), tabagismo (p < 0,001), índice de massa corporal (p < 0,001), triglicerídeos (p = 0,04), LDL-colesterol (p < 0,001), glicose (p < 0,001) e ácido úrico (p < 0,001) quando comparados os grupos hipertensos e normotensos.

Características alélicas e genotípicas da população estudada

A distribuição dos genótipos do gene GNB3 analisados estava em equilíbrio de Hardy-Weinberg (p > 0,05).

Não foram encontradas diferenças significativas entre as frequências alélicas e genotípicas e as populações hipertensas e normotensas ( Tabela 4 ).

– Frequência alélica e genotípica da variante GNB3 rs5443:C>T
Genótipos GNB3 Hipertenso (n=155) Normotenso (n=155) OR (IC 95%) p
n (%)
rs5443:C>T
Homozigoto CC 33 (21,3) 30 (19,3) 1,0
Heterozigoto 79 (51) 79 (51) 0,9 (0,5-1,7) 0,901
Homozigoto TT 43 (27,7) 46 (29,7) 0,8 (0,4-1,6) 0,643
Alelo C 145 (46,8) 139 (44,8) 1,1 (0,8-1,5) 0,626
Alelo T 165 (53,2) 171 (55,2) 0,9 (0,7-1,3) 0,626

NOTA: Todos os valores de p foram obtidos por meio de regressão logística multivariada.

Fonte: dados compilados pelos autores do artigo.

Análise do alelo T e características clínicas da população

Na população estudada, os pacientes hipertensos que apresentavam pelo menos um alelo T eram significativamente mais velhos que os normotensos (p < 0,001) (Figura 1A). Da mesma forma, os pacientes hipertensos que possuíam pelo menos um alelo T apresentaram IMC médio significativamente maior do que aqueles que possuíam pelo menos um alelo T no grupo normotenso (p < 0,004) (Figure 1B).

– Comparação entre (A) idade e (B) IMC de pacientes hipertensos e normotensos de acordo com a presença de pelo menos um alelo T. IMC: índice de massa corporal. Fonte: dados compilados pelos autores do artigos.

Análise de genótipos e dosagens bioquímicas

As Tabelas 5, 6 e 7 descrevem as características bioquímicas da população estudada em relação à presença do alelo T.

– Perfil lipídico em relação ao alelo T
Fatores Hipertenso (n=66) Controle (n=112) p
Presença do alelo T
Triglicerídeos, mediana (1 o – 3 o quartil) 127 (95,2-165) 104 (79,7-132,7) 0,002 a
LDL-colesterol (média ± DP) 109,5 ± 43,6 130,2 ± 42,4 0,003 b

a valor de p do teste de Mann-Whitney; b valor de p do teste t de Student. Pacientes que faziam uso de agentes hipolipemiantes foram excluídos da análise. Valores de referência para parâmetros bioquímicos: triglicerídeos: até 150 mg/dL; LDL-colesterol: inferior a 70 mg/dL. DP: desvio padrão.

Fonte: dados compilados pelos autores do artigo.

– Glicemia em relação ao alelo T
Fator Hipertenso (n=74) Controle (n=124) p
Presença do alelo T
Glicose, mediana (1 o – 3 o quartil) 102,5 (93,2-118,7) 96 (89-104) 0,004

Valor de p do teste de Mann-Whitney. Pacientes em uso de agentes hipoglicemiantes foram excluídos da análise. Valores de referência: normoglicemia: inferior a 100 mg/dL; pré-diabetes: de 100 a 125 mg/dL; diabetes: maior ou igual a 126 mg/dL.

Fonte: dados compilados pelos autores do artigo.

– Níveis de ácido úrico em relação ao alelo T
Fator Hipertenso (n=121) Controle (n=124) p
Presença do alelo T
Ácido úrico (média ± DP) 5,9 ±1,6 5,3 ±1,3 0,002

Valor de p do teste t de Student não pareado. Pacientes em uso de medicamentos uricosúricos foram excluídos da análise. Valores de referência: ácido úrico: 2,4 a 5,7 mg/dL para mulheres e 3,4 a 7,0 mg/dL para homens. DP: desvio padrão.

Fonte: dados compilados pelos autores do artigo.

Nos pacientes hipertensos, os níveis de triglicerídeos, glicose e ácido úrico foram maiores naqueles que possuíam pelo menos um alelo T em comparação aos pacientes normotensos (p < 0,002, p < 0,004 e p = 0,002, respectivamente). Em contrapartida, em pacientes normotensos, as concentrações de LDL-colesterol foram mais altas naqueles que possuíam pelo menos um alelo T quando comparados aos hipertensos (p = 0,003).

 Discussão

A hipertensão resulta da interação de fatores genéticos e ambientais. 1 , 5 Considerando que algumas variantes genéticas têm o potencial de contribuir para a suscetibilidade a determinadas doenças, 13 o presente estudo investigou a influência da variante GNB3 rs5443:C>T em pacientes hipertensos e normotensos.

A variante GNB3 rs5443:C>T tem sido implicada em um risco aumentado de desenvolvimento de hipertensão, embora os resultados sejam inconsistentes. 6 , 15 No presente estudo, a análise da frequência alélica e genotípica não mostrou associação com hipertensão arterial, diferindo dos estudos que relataram essa associação em populações caucasianas, leste-asiáticas, alemãs e australianas. 5 , 7 , 15 Por outro lado, estudo realizado em outra população brasileira também não relatou associação entre os genótipos do polimorfismo C825T do gene GNB3 e a hipertensão arterial. 16 Isso pode ser devido à frequência desigual do alelo T entre diferentes etnias, 7 especialmente na população brasileira que é altamente mista.

No presente estudo, o alelo T foi correlacionado com a idade, mostrando que os pacientes hipertensos que possuem pelo menos um alelo T são geralmente mais velhos que os normotensos, corroborando outros estudos realizados na China 12 e na Região Sudeste do Brasil. 13 Apesar disso, os indivíduos normotensos que possuem pelo menos um alelo T podem ter maior probabilidade de desenvolver hipertensão do que os indivíduos que não possuem o alelo T. 6 Assim, é importante que jovens normotensos que possuem pelo menos um alelo T tenham consciência de que são um grupo suscetível à hipertensão arterial, necessitando de maiores cuidados a fim de evitar o aparecimento da doença quando forem mais velhos.

Em relação ao índice de massa corporal, também obtivemos resultados significativos mostrando que foi maior em pacientes hipertensos que possuem pelo menos um alelo T em comparação aos normotensos. Foram relatados resultados semelhantes em populações alemãs, chinesas e sul-africanas. 17 A presença de pelo menos um alelo T sugere que o polimorfismo C825T do GNB3 , localizado na região codificadora do gene, resulta em uma proteína funcional que aumenta a expressão da proteína G favorecendo a lipólise induzida por catecolaminas e induzindo a obesidade. 18 Além disso, a hipertensão arterial em indivíduos obesos pode ser devida ao aumento do volume de líquido extracelular e ao aumento do fluxo sanguíneo para os tecidos e do retorno venoso, contribuindo ao débito cardíaco. 19 Em pessoas obesas, o fluxo sanguíneo é maior por causa do excesso de tecido adiposo, bem como do fluxo sanguíneo para vários outros órgãos que hipertrofiam em resposta ao trabalho excessivo de demandas metabólicas, enquanto consomem oxigênio dos tecidos. O excesso de gordura favorece a síntese de citocinas e espécies reativas de oxigênio, gerando inflamação. Esse processo contribui para o desenvolvimento da disfunção endotelial, enrijecendo a vasculatura, o que pode desencadear aterosclerose e hipertensão arterial. 20

Em relação às análises bioquímicas, nossos resultados mostraram que possuir pelo menos um alelo T foi associado a níveis mais elevados de triglicerídeos, glicose e ácido úrico em pacientes hipertensos, bem como níveis mais altos de LDL-colesterol em pacientes normotensos.

Feng et al., 21 estudando uma população da África do Sul, também demonstraram níveis mais elevados de triglicerídeos e glicose em indivíduos hipertensos com pelo menos um alelo T quando comparados a indivíduos normotensos. A presença de pelo menos um alelo T sugere que o polimorfismo C825T do GNB3 resulta em uma proteína funcional que influencia a lipólise induzida por catecolaminas, elevando o perfil lipídico na corrente sanguínea. 18 Além disso, o aumento da expressão da proteína G interfere nos níveis de glicose através dos níveis lipídicos por meio do metabolismo, desencadeando uma redução da sensibilidade à insulina no tecido muscular. 22

Em relação ao ácido úrico, Bührmann et al. 23 encontraram maiores concentrações de ácido úrico em pacientes que apresentavam pelo menos um alelo T na população alemã. A presença de pelo menos um alelo T sugere que o aumento da expressão da proteína G desencadeia intensa reabsorção de sódio, favorecendo a hipertensão arterial. Devido ao comprometimento endotelial/renal causado pela hipertensão arterial, acredita-se que haja deficiência na excreção de ácido úrico, aumentando sua concentração plasmática.

Nosso achado de níveis mais elevados de colesterol LDL em indivíduos normotensos com pelo menos um alelo T pode ser devido ao fato de as amostras biológicas terem sido coletadas durante o período da pandemia de COVID-19, o que pode ter favorecido o aumento do consumo de alimentos ultraprocessados combinado com um estilo de vida sedentário motivado pelo isolamento social. 24 , 25 Foram encontrados resultados semelhantes por Siffert et al., 7 que verificaram níveis mais elevados de LDL-colesterol em uma população normotensa sem doença pré-existente, com pelo menos um alelo T.

O presente estudo apresenta algumas limitações, uma vez que a amostra utilizada não pode ser representativa da população brasileira, além do pequeno tamanho amostral.

 Conclusão

Na população estudada, a presença de pelo menos um alelo T da variante GNB3 rs5443:C>T foi relacionada a pacientes hipertensos com média de idade de 60 anos. Além disso, foi associada a níveis mais elevados de índice de massa corporal em indivíduos hipertensos e pode ser determinante de alterações em parâmetros bioquímicos, como perfil lipídico, glicemia e ácido úrico em pacientes hipertensos. Esses resultados mostram a importância do diagnóstico genético para prevenir as causas e consequências da doença, mesmo em uma população altamente miscigenada como a brasileira, e sugerem que a variante GNB3 rs5443:C>T pode ser usada como uma alternativa fácil e de baixo custo e como um marcador genético precoce de alterações bioquímicas no processo hipertensivo. Para melhor compreender a influência da variante rs5443:C>T na alteração do perfil bioquímico de pacientes hipertensos, é essencial que novos estudos epidemiológicos sejam realizados em outras populações maiores e geneticamente distintas.

Declaração de disponibilidade de dados

Os dados que suportam os resultados deste estudo estão disponíveis mediante solicitação à autora correspondente/ao autor correspondente. Os dados não estão disponíveis publicamente devido a restrições éticas ou de privacidade.

 Agradecimentos

Agradecemos a todos os pacientes que participaram do presente estudo. Agradecemos a colaboração do Laboratório de Análises Clínicas (LAPAC), do Laboratório de Epidemiologia da Faculdade de Medicina e Farmácia, do Laboratório de Bioquímica e do Laboratório de Pesquisas Clínicas da Universidade Federal de Ouro Preto. Os autores não têm interesse financeiro ou de propriedade em qualquer material discutido no presente artigo.

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Vinculação acadêmica

Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.

Aprovação ética e consentimento informado

Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética da Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) sob o número de protocolo (CAAE 22455119.0.0000.5150), conforme resolução 466/2012. Todos os procedimentos envolvidos nesse estudo estão de acordo com a Declaração de Helsinki de 1975, atualizada em 2013. O consentimento informado foi obtido de todos os participantes incluídos no estudo.

Fontes de financiamento: O presente estudo foi financiado pela Secretaria Municipal de Saúde de Ouro Preto (18.295.295/0001-3), Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) [número de bolsa 23109.004080/2019-88], Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) [Código Financeiro 001], Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) [bolsa nº. 310905/2020-6, Bolsa de Produtividade em Pesquisa do CNPq] e Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais FAPEMIG) [Processo APQ-03555-22].

 Original Article G Protein Subunit Beta 3 (GNB3) Variant Is Associated with Biochemical Changes in Brazilian Patients with Hypertension Agostini Lívia da Cunha Conception and design of the research Acquisition of data Analysis and interpretation of the data Statistical analysis Writing of the manuscript Critical revision of the manuscript for important intellectual content 1 Silva Nayara Nascimento Toledo Acquisition of data 2 Lopes Ana Cláudia Faria Acquisition of data 2 0000-0001-8650-0089 Melo André Sacramento Acquisition of data Analysis and interpretation of the data 1 Bicalho Luciana Soares Moreira Acquisition of data 1 Almeida Tamires Cunha Analysis and interpretation of the data Statistical analysis 3 Belo Vanessa de Almeida Conception and design of the research 4 Coura-Vital Wendel Conception and design of the research Statistical analysis 5 Teixeira Luiz Fernando de Medeiros Conception and design of the research 2 Lima Angélica Alves Conception and design of the research Obtaining financing Critical revision of the manuscript for important intellectual content 5 0000-0001-9751-3379 Silva Glenda Nicioli da Conception and design of the research Analysis and interpretation of the data Obtaining financing; Critical revision of the manuscript for important intellectual content 5 Brazil Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto, MG – Brazil Brazil Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) – Departamento de Análises Clínicas (DEACL), Ouro Preto, MG – Brazil Brazil Butantan Institute, São Paulo, SP – Brazil Brazil Universidade Federal de Ouro Preto – Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas (CiPharma) – Departamento de Farmácia (DEFAR), Ouro Preto, MG – Brazil Brazil Universidade Federal de Ouro Preto – Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas (CiPharma) – Departamento de Análises Clínicas (DEACL), Ouro Preto, MG – Brazil Mailing Address: Glenda Nicioli da Silva • Universidade Federal de Ouro Preto – Programa de Pós-Graduação em Ciências – Farmacêuticas (CiPharma); Departamento de Análises Clínicas (DEACL) – Morro do Cruzeiro, s/n. Postal Code 35400-000, Ouro Preto, MG – Brazil E-mail: nicioli@ufop.edu.br

Potential conflict of interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

Editor responsible for the review: Carlos E. Rochitte

: G Protein Subunit Beta 3 (GNB3) Variant Is Associated with Biochemical Changes in Brazilian Patients with Hypertension

Abstract Background

Genes and their variants associated with environmental factors contribute to the development of the hypertensive phenotype. The G protein beta 3 subunit gene (GNB3) is involved in the intracellular signaling process, and its variants have been related to susceptibility to arterial hypertension.

 Objective

To determine the association of the GNB3 variant (rs5443:C>T) with arterial hypertension, biochemical parameters, age, and obesity in hypertensive and normotensive individuals from Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil.

 Method

The identification of variants was performed by real-time PCR, using the TaqMan® system, in 310 samples (155 hypertensive and 155 normotensive). Biochemical analyses (renal function, lipid profile and glycemia) were performed from the serum using UV/Vis spectrophotometry and ion-selective electrode. A multiple logistic regression model was used to identify factors associated with arterial hypertension. The analysis of continuous variables with normal distribution was performed using the unpaired Student’s t test; non-normal data were analyzed using Mann-Whitney. P < 0.05 was considered significant.

 Results

The rs5443:C>T variant was not associated with arterial hypertension in the evaluated population (p = 0.88). Regarding biochemical measures, the T allele was associated with high levels of triglycerides, glucose and uric acid in hypertensive individuals (p < 0.05).

 Conclusion

These results show the importance of genetic diagnosis to prevent the causes and consequences of diseases and imply that the GNB3 rs5443:C>T variant may be associated with changes in the biochemical profile in hypertensive individuals.

 Alleles Biochemical Reactions Genotype Hypertension Introduction

Arterial hypertension (AH) is a chronic disease responsible for several diseases often associated with metabolic disorders. It affects several target organs are and can lead to sudden death, stroke, peripheral arterial disease, heart failure, acute myocardial infarction, and chronic kidney disease. 1 , 2

The physiological regulation of blood pressure and the pathophysiological changes that lead to AH have a genetic component. It is assumed that 30% to 50% of the interindividual variability of blood pressure can be genetically stipulated. 3 , 4 The variant GNB3 rs5443:C>T, located on chromosome 12p13, in the exon 10 region, has been reported to be associated with AH. 3 , 5

G proteins are part of a superfamily of proteins and are initially in an inactive state bound to intracellular receptors. When activated, they trigger amplifying enzymes and excite ion channels, performing signal transduction. 6 The variant GNB3 rs5443:C>T is responsible for the exchange of the C allele for T, generating an alternative splicing of exon 9, eliminating 41 amino acids (498-620) from the protein, generating the truncated functional variant G3-s that exacerbates the G protein. 6 , 7 That triggers intracellular signaling managing the availability of sodium and potassium. In a hyperactive state, G protein increases sodium and water retention, contributing to the development of AH. 7

Some studies have investigated the association between the variant GNB3 rs5443:C>T and blood pressure in other populations, and the results are controversial. 5 - 8 However, Chen et al. 4 discussed how variant GNB3 rs5443:C>T can serve as early genetic marker of blood pressure salt sensitivity. The presence of the polymorphism generates a functional protein that triggers lipolysis through catecholamines, changing the lipid profile in the bloodstream. 9 Moreover, it causes a reduction in insulin sensitivity in muscle tissue and intense sodium reabsorption, favoring AH. 10 Due to the endothelial/renal impairment caused by AH, there is a deficiency in the excretion of some substances, such as urea, creatinine, and uric acid, increasing their plasma concentrations. 1 , 9

Taking into account the global population, the frequency of the C allele is 67%, and that of the T allele is 33%. Ethnic groups such as European, African, African-American, Asian, and Latin American have C and T allele frequencies around 69% and 31%; 28% and 72%; 28% and 72%; 46% and 54%; 54% and 46%, respectively. 11 Studies have shown different frequencies in different Brazilian populations. 12 , 13

Considering the importance of genetic variability in AH, this study aimed to determine whether the GNB3 rs5443:C>T variant was associated with AH and whether it influenced kidney function, lipid profile, and blood glucose in a sample of Brazilian hypertensive and normotensive patients.

 Methods Ethical statement

The study was carried out in accordance with the criteria adopted by the University Ethics Committee (CAAE 22455119.0.0000.5150), in accordance with resolution 466/2012.

 Study design

The case-control study was carried out in 2021 in the city of Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil. Individuals present in the Laboratory of Clinical Analysis of the Faculty of Pharmacy of the Federal University of Ouro Preto for biochemical tests were invited to participate of the study. To those who accepted, a questionnaire was applied in the smartphone application KoBoToolbox in order to obtain information on sociodemographic and behavioral data and medical history. Anthropometric measurements such as weight, height, and waist circumference were obtained using a bioimpedance scale, stadiometer, and measuring tape, respectively. Subsequently, blood samples were collected for biochemical and molecular evaluation.

After analyzing the questionnaire/medical record, the individuals were separated into two groups. Those who used medication for hypertension and had a previous diagnosis of the disease in their medical records were classified as hypertensive. Individuals who did not use antihypertensive medication and did not have a diagnosis of hypertension in their medical records were classified as controls (normotensive).

The sample number was defined to reach the 95% significance level that is crucial for genetic studies. Thus, the sample size was defined using the OpenEpi program, version 3.01, with a bilateral confidence level (1-alpha) of 95, power of 80%, ratio of controls to cases of 1, hypothetical proportion of controls with exposure of 33% of 8, and odds ratio of 2. With this, the sample size was estimated at approximately 138 patients for the control and case groups totaling 276 patients, according to the Kelsey test. In the end, the hypertensive group had 155 patients, 87 women and 68 men with a mean age of 60.7 years, and the control group also had 155 patients, 85 women and 70 men with a mean age of 58.2 years.

 Biochemical dosages

For the biochemical analyses, the participants fasted for 8 hours. Lipid profile (triglycerides, total cholesterol, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol, and VLDL-cholesterol), renal (urea, creatinine, and uric acid), and blood glucose profile were measured in the serum of hypertensive and normotensive individuals by means of UV/Vis spectrophotometry, with the use of Cobas® Substrates (Roche) reagents according to the manufacturer’s recommendations and processed in COBAS INTEGRA® 400 Plus equipment (Roche). Sodium and potassium ions were measured in serum using an ion-selective electrode using LS Científica reagents, in accordance with the manufacturer’s recommendations, and processed in AVL 9180 equipment (Roche). LDL-cholesterol values were determined based on the overall risk attributed to both groups and non-HDL cholesterol was calculated using the formula: non-HDL = total cholesterol − HDL. 14

 Genotyping

To know the genotypic and allele frequencies of the population, EDTA whole blood samples were collected and used to extract DNA using the PureLink Genomic DNA Mini Kit (Thermo Fisher Scientific). The TaqMan® SNP Genotyping Assays system (Thermo Fisher Scientific) was used for real-time PCR to analyze the GNB3 variant (Gene ID: 2784) rs5443:C>T (C__2184734_10). The reaction mixture was prepared with 5 μL of TaqMan ® Master Mix and 0.50 μL of working reagent (primer/probe), totaling 5.5 μL of reagent. DNA samples were diluted with nuclease-free water providing 10 ng/μL, and 5.5 µL of pre-prepared reagent and 4.5 µL of diluted sample were loaded into the MicroAmp™ 96-well optical reaction plate, totaling a volume of 10 µL per well. Adhesive tape was used to seal the plate and it was centrifuged at 1000 rpm and processed on the 7500 FAST real-time PCR instrument. The 7500 v2.3 software was used to analyze the allelic discrimination data (Applied Biosystems, Thermo Fisher Scientific).

 Data analysis

An exploratory data analysis was performed, and absolute and relative frequency measurements were obtained for categorical data. The Shapiro-Wilk test was used to test the normality of continuous data. For parametric continuous variables, data were expressed as mean and standard deviation (SD), and non-parametric data were expressed as median and interquartile range.

Initially, to identify the population’s sociodemographic, clinical, laboratory, and genetic variables associated with hypertension, univariate logistic regression was performed comparing the relative frequency of categorical variables. After selecting variables with p < 0.25 in the univariate logistic regression analysis, multiple logistic regression was performed with adjustment for ethnicity; subsequently, using the reverse technique, only variables with p value < 0.05 were selected to compose the final model. For parametric continuous variables, the mean between groups was compared using the unpaired Student’s t test, and to compare the median of non-parametric continuous variables, the Mann-Whitney test was used, since the groups are independent. Participants using lipid-lowering, hypoglycemic, and uricosuric drugs were excluded from the analyses. All analyses were performed using STATA V.13.0 software, considering p < 0.05 as significant. Hardy-Weinberg equilibrium was verified by Pearson’s chi-square test, using genAIEx 6.5 software.

 Results

In the present study, 155 subjects (mean age 60.7 ± SD 7.5 years) were classified as hypertensive (case), and 155 (mean age 58.2 ± SD 11.9 years) were classified as normotensive (control). The sociodemographic and clinical characteristics, as well as the laboratory characteristics of the population studied, according to the univariate analysis, are presented in Tables 1 and 2, respectively.

– Univariate analysis of the sociodemographic and clinical characteristics of the study population
Factors Hypertension (n=155) Control (n=155) Total (n=310) OR (95% CI) p
Mean ± SD, n (%) or median (1st - 3rd quartiles)
Age 61 (55-66) 60 (49-65) 60 (54-66) 0.9 (0.9-1.0) 0.03 c
Ethnicity
White 44 (28.3) 61 (39.3) 105 (33.8) 1.0
Black 63 (40.6) 54 (34.8) 117 (37.7) 1.5 (0.9-2.6) 0.12
Brown 48 (30.9) 40 (25.8) 88 (28.3) 1.7 (0.9-2.9) 0.07
Schooling
CHS/IHE/CHE/POS 36 (23.2) 50 (32.2) 86 (27.7) 1.0
CPS/IHS 24 (15.4) 43 (27.7) 67 (21.6) 0.8 (0.4-1.9) 0.74
WI/IPS 95 (61.2) 62 (40) 157 (50.6) 2.7 (1.1-4.8) <0.05 b
Family income (wages)
≥ 3 14 (9.0) 34 (21.9) 48 (15.4) 1.0
>1 and < 3 134 (86.4) 116 (74.8) 250 (80.6) 3.1 (1.5-6.0) <0.05 b
≤ 1 7 (4.5) 5 (3.2) 12 (3.8) 1.7 (0.8-3.6) 0.16
Smoking
Non-smoking 97 (62.5) 120 (77.4) 217 (70) 1.0
Ex-smoker 38 (24.5) 10 (6.4) 48 (15.4) 0.2 (0.1-0.4) <0.05 b
Smoker 20 (12.9) 25 (16.1) 45 (14.5) 0.9 (0.4-1.7) 0.77
BMI 29 ± 5.3 26 ± 4.8 28 ± 5.3 0.9 (0.8-0.9) <0.001 a

a unpaired Student’s t test p values; b univariate logistic regression; c Mann-Whitney test p values. BMI: body mass index; CHE: complete higher education; CHS: complete high school; CI: confidence interval; CPS: complete primary education; IHE: incomplete higher education; IHS: incomplete high school; IPS: incomplete primary education; OR: odds ratio; POS: postgraduate studies; SD: standard deviation; WI: without instruction.

Source: data compiled by the author.

– Univariate analysis of the biochemical characteristics of the population
Factors Hypertension (n=155) Control (n=155) Total (n=310) OR (95% CI) p
n (%)
Triglycerides
Normal 86 (55.5) 119 (76.8) 205 (66.1) 1.0
Changed 69 (44.5) 36 (23.2) 105 (33.9) 2.7 (1.7-4.5) <0.05
Total cholesterol
Normal 79 (51) 52 (33.5) 131 (42.2) 1.0
Changed 76 (49) 103 (66.4) 179 (57.7) 2.0 (0.3- 0.8) <0.05
HDL-cholesterol
Normal 115 (74.2) 138 (89) 253 (81.6) 1.0
Changed 40 (25.8) 17 (10.9) 57 (18.4) 2.6 (1.4-4.8) <0.05
LDL-cholesterol
Normal 26 (16.7) 4 (2.6) 30 (9.7) 1.0
Changed 129 (83.2) 151 (97.4) 280 (90.3) 7.6 (0.0-0.4) <0.05
Non-HDL cholesterol
Normal 27 (17.4) 11 (7.1) 38 (12.2) 1.0
Changed 128 (82.6) 144 (92.9) 272 (87.7) 2.8 (0.2-0.7) <0.05
Urea
Normal 141 (90.9) 152 (98.1) 293 (94.5) 1.0
Changed 14 (9) 3 (1.9) 17 (5.5) 4.0 (1.3-12.0) <0.05
Creatinine
Normal 144 (92.9) 154 (99.3) 298 (96.1) 1.0
Changed 11 (7.1) 1 (0.6) 12 (3.9) 11.8 (1.5-92.0) <0.05
Sodium
Normal 142 (91.6) 152 (98.1) 294 (94.8) 1.0
Changed 13 (8.4) 3 (1.9) 16 (5.2) 3.7(1.2-11.0) <0.05
Glucose
Normoglycemia 60 (38.7) 98 (63.2) 158 (51) 1.0
Prediabetes 58 (37.4) 50 (32.2) 108 (34.8) 1.8 (1.1-3.1) <0.05
Diabetes 37 (23.8) 7 (4.5) 44 (14.2) 7.5 (3.2-17.1) <0.05
Uric acid
Normal 90 (58.1) 122 (78.7) 212 (68.4) 1.0
Changed 65 (41.9) 33 (21.3) 98 (31.6) 2.7 (1.6-4.5) <0.05

All p values were obtained using univariate logistic regression. Reference values for biochemical parameters: triglycerides: up to 150 mg/dL; total cholesterol: up to 190 mg/dL; HDL-cholesterol: greater than 40 mg/dL; LDL-cholesterol: lower than 70 mg/dL; non-HDL: less than 100 mg/dL; urea: up to 50 mg/dL; creatinine: 0.4 to 1.4 mg/dL; sodium: 138 to 146 mEq/L; normoglycemia: less than 100 mg/dL, prediabetes: from 100 to 125 mg/dL, diabetes: greater than or equal to 126 mg/dL; uric acid: 2.4 to 5.7 mg/dL for females and 3.4 to 7.0 mg/dL for males. CI: confidence interval; OR: odds ratio.

Source: data compiled by the author.

The social, clinical, and laboratory characteristics of the study population according to the multivariate analysis performed on the final model are shown in Table 3 .

– Multivariate analysis of socioeconomic, clinical, and biochemical factors in the population
Factors Hypertension (n=155) Control (n=155) Total (n=310) OR (95% CI) p
Mean ± SD, n (%) or median (1st - 3rd quartiles)
Age 61 (55-66) 60 (49-65) 60 (54-66) 0.9 (0.8-0.9) 0.03
Schooling
CHS/IHE/POS 36 (23.2) 50 (32.2) 86 (27.7) 1.0
CPS/HIS 24 (15.4) 43 (27.7) 67 (21.6) 0.5 (0.2-1.5) >0.05
WI/IPS 95 (61.2) 62 (40) 157 (50.6) 3.5 (1.9-6.5) <0.001
Smoking
Non-smoking 97 (62.5) 120 (77.4) 217 (70) 1.0
Ex-smoker 38 (24.5) 10 (6.4) 48 (15.4) 0.1 (0.1-0.9) <0.001
Smoker 20 (12.9) 25 (16.1) 45 (14.5) 0.6 (0.2-1.3) >0.05
BMI 29 ± 5.3 26 ± 4.8 28 ± 5.3 0.8 (0.8-0.9) <0.001
Triglycerides
Normal 86 (55.5) 119 (76.8) 205 (66.1) 1.0
Changed 69 (44.5) 36 (23.2) 105 (33.9) 0.5 (0.3-1.0) 0.04
LDL-cholesterol
Normal 26 (16.7) 4 (2.6) 30 (9.7) 1.0
Changed 129 (83.2) 151 (97.4) 280 (90.3) 5.9 (1.7-20.3) <0.001
Glucose
Normoglycemia 60 (38.7) 98 (63.2) 158 (51) 1.0
Prediabetes 58 (37.4) 50 (32.2) 108 (34.8) 0.2 (0.1-0.3) >0.05
Diabetes 37 (23.8) 7 (4.5) 44 (14.2) 0.6 (0.1-0.4) <0.001
Uric acid
Normal 90 (58.1) 122 (78.7) 212 (68.4) 1.0
Changed 65 (41.9) 33 (21.3) 98 (31.6) 0.5 (0.2-0.8) <0.001

NOTE: All p values were obtained using multivariate logistic regression. Reference values: triglycerides up to 150mg/dL; LDL-cholesterol lower than 70 mg/dL; normoglycemia: less than 100 mg/dL, pre-diabetes: from 100 to 125 mg/dL, diabetes: greater than or equal to 126 mg/dL and uric acid: female 2.4 to 5.7 mg/dL, male: 3.4 to 7.0 mg/dL. BMI: body mass index; CHE: complete higher education; CHS: complete high school; CI: confidence interval; CPS: complete primary education; IHE: incomplete higher education; IHS: incomplete high school; IPS: incomplete primary education; OR: odds ratio; WI: without instruction. Model adjusted by ethnicity.

Source: data compiled by the author.

In the present study, in the final model, significant differences were found between age (p = 0.03), education (p < 0.001), smoking (p < 0.001), body mass index (BMI) (p < 0.001), triglycerides (p = 0.04), LDL-cholesterol (p < 0.001), glucose (p < 0.001), and uric acid (p < 0.001) when the hypertensive and normotensive groups were compared.

Allelic and genotypic characteristics of the study population

The distribution of the GNB3 gene genotypes analyzed were in Hardy-Weinberg equilibrium (p > 0.05).

No significant differences were found between the frequencies of alleles and genotypes and the hypertensive and normotensive populations ( Table 4 ).

– Allelic and genotypic frequency of the variant GNB3 rs5443:C>T
Genotypes GNB3 Hypertensive (n=155) Normotensive (n=155) OR (95% CI) p
n (%)
rs5443:C>T
Homozygous CC 33 (21.3) 30 (19.3) 1.0
Heterozygous 79 (51) 79 (51) 0.9 (0.5-1.7) 0.901
Homozygous TT 43 (27.7) 46 (29.7) 0.8 (0.4-1.6) 0.643
Allele C 145 (46.8) 139 (44.8) 1.1 (0.8-1.5) 0.626
Allele T 165 (53.2) 171 (55.2) 0.9 (0.7-1.3) 0.626

All p values were obtained using univariate logistic regression.

Source: data compiled by the author.

Analysis of the T allele and clinical characteristics of the population

In the population studied, hypertensive individuals who had at least one T allele were significantly older than normotensive individuals (p < 0.001) (Figure 1A). Similarly, hypertensive subjects who carried at least one T allele had a significantly higher mean BMI than those who had at least one T allele in the normotensive group (p < 0.004) (Figure 1B).

– Comparison between (A) Age and (B) BMI of hypertensive and normotensive individuals according to the presence of at least one T allele. BMI: body mass index. Source: data compiled by the autor.

Analysis of genotypes and biochemical dosages

Tables 5, 6, and 7 describe the biochemical characteristics of the study population in relation to the presence of the T allele.

– Lipid profile in relation to the T allele
Factors Hypertensive (n=66) Control (n=112) p
Presence of T allele
Triglycerides, median (1st – 3rd quartiles) 127 (95.2-165) 104 (79.7-132.7) 0.002 a
LDL-cholesterol (mean ± SD) 109.5 ± 43.6 130.2 ± 42.4 0.003 b

a p value from the Mann-Whitney test; b p value from Student’s t test b . Patients who used lipid-lowering drugs were excluded from the analysis. Reference values for biochemical parameters: triglycerides: up to 150 mg/dL; LDL-cholesterol: lower than 70 mg/dL. SD: standard deviation.

Source: data compiled by the author.

– Glycemia in relation to the T allele
Factor Hypertensive (n=74) Control (n=124) p
Presença do alelo T
Glucose, median (1st – 3rd quartiles) 102.5 (93.2-118.7) 96 (89-104) 0.004

Mann-Whitney test p value. Patients using hypoglycemic agents were excluded from the analysis. Reference values: normoglycemia: less than 100 mg/dL; pre-diabetes: from 100 to 125 mg/dL; diabetes: greater than or equal to 126 mg/dL.

Source: data compiled by the author

– Uric acid levels in relation to the T allele
Factor Hypertensive (n=121) Control (n=124) p
Presence of T allele
Uric acid (mean ± SD) 5.9 ±1.6 5.3 ±1.3 0.002

Unpaired Student’s t test p value. Patients using uricosuric drugs were excluded from the analysis. Reference values: uric acid: 2.4 to 5.7 mg/dL for females and 3.4 to 7.0 mg/dL for males. SD: standard deviation.

Source: data compiled by the author.

In hypertensive patients, triglyceride, glucose, and uric acid levels were higher in those who had at least one T allele compared to normotensive patients (p < 0.002, p < 0.004, and p = 0.002, respectively). In contrast, in normotensive subjects, LDL-cholesterol concentrations were higher in those who had at least one T allele when compared to hypertensive subjects (p = 0.003).

 Discussion

Hypertension results from the interaction of genetic and environmental factors. 1 , 5 Considering that some genetic variants have the potential to contribute to susceptibility to certain diseases, 13 the present study examined the influence of the variant GNB3 rs5443:C>T in hypertensive and normotensive individuals.

The GNB3 rs5443:C>T variant has been implicated in an increased risk of developing hypertension, although results are inconsistent. 6 , 15 In this study, analysis of allele and genotypic frequency showed no association with AH, differing from studies that reported this association in Caucasian, East Asian, German, and Australian populations. 5 , 7 , 15 On the other hand, a study carried out in another Brazilian population also reported no association between the genotypes of the C825T polymorphism of the GNB3 gene and AH. 16 This may be due to the uneven frequency of the T allele among different ethnicities, 7 especially in the highly mixed Brazilian population.

In this study, the T allele was correlated with age, showing that hypertensive individuals who have at least one T allele are generally older than normotensive individuals, corroborating other studies carried out in China 12 and in the Southeast Region of Brazil. 13 Despite that, normotensive individuals who have at least one T allele may be more likely to develop hypertension than individuals who do not have the T allele. 6 Thus, it is important that normotensive young people who have at least one T allele are aware that they are a susceptible group to AH, requiring greater care in order to avoid the onset of the disease when they are older.

Regarding BMI, we also obtained significant results showing that this index was higher in hypertensive individuals who have at least one T allele compared to normotensive individuals. Similar results have been reported in German, Chinese, and South African populations. 17 The presence of at least one T allele suggests that the C825T polymorphism of GNB3 , located in the coding region of the gene, results in a functional protein that enhances the expression of the G protein favoring catecholamine-induced lipolysis and inducing obesity. 18 Furthermore, AH in obese individuals may be due to increased extracellular fluid volume and increased blood flow to tissues and venous return, contributing to cardiac output. 19 In obese people, blood flow is greater because of extra adipose tissue, as well as blood flow to several other organs that hypertrophy in response to excessive work of metabolic demands, while consuming tissue oxygen. Excess fat favors the synthesis of cytokines and oxygen-reactive species and generates inflammation. This process contributes to the development of endothelial dysfunction, stiffening the vasculature, which can trigger atherosclerosis and AH. 20

Regarding biochemical analyses, our results showed that having at least one T allele was associated with higher levels of triglycerides, glucose, and uric acid in hypertensive patients and LDL-cholesterol in normotensive patients. Feng et al., 21 studying a population from South Africa, also demonstrated higher levels of triglycerides and glucose in hypertensive individuals with at least one T allele when compared to normotensive individuals. The presence of at least one T allele suggests that the C825T polymorphism of GNB3 results in a functional protein that influences catecholamine-induced lipolysis, elevating the lipid profile in the bloodstream. 18 In addition, increased expression of G protein interferes with glucose levels through lipid metabolism, triggering a reduction in insulin sensitivity in muscle tissue. 22

With respect to uric acid, Bührmann et al. 23 found higher uric acid concentrations in patients who had at least one T allele in the Germanic population. The presence of at least one T allele suggests that increased G protein expression triggers intense sodium reabsorption, favoring AH. Due to the endothelial/renal impairment caused by AH, it is believed that there is a deficiency in the excretion of uric acid, increasing its plasma concentration.

Our finding of higher levels of LDL-cholesterol in normotensive individuals with at least one T allele may be due to the fact that the biological samples were collected during the period of the COVID-19 pandemic, which may have favored increased ultra-processed food consumption combined with a sedentary lifestyle motivated by social isolation. 24 , 25 Similar results were found by Siffert et al. 7 who showed higher levels of LDL-cholesterol in a normotensive population without pre-existing disease, with at least one T allele.

The study has some limitations, since the sample used could not be representative of the Brazilian population, in addition to small sample size.

 Conclusion

In conclusion, in the population studied, the presence of at least one T allele of the GNB3 rs5443:C>T variant was related to hypertensive patients with a mean age of 60 years. In addition, it was associated with higher BMI levels in hypertensive individuals and may be a determinant of changes in biochemical parameters, such as lipid profile, blood glucose, and uric acid in hypertensive individuals. These results show the importance of genetic diagnosis to prevent the causes and consequences of the disease, even in a highly mixed population such as the Brazilian one, and they suggest that the GNB3 rs5443:C>T variant can be used as an easy, inexpensive, and early genetic marker of biochemical alterations in the hypertensive process. To better understand the influence of the rs5443:C>T variant on the alteration of the biochemical profile in hypertensive patients, it is essential that new epidemiological studies be carried out in other larger and genetically distinct populations.

Data accessibility statement

The data that support the findings of this study are available on request from the corresponding author. The data are not publicly available due to privacy or ethical restrictions.

 Acknowledgment

We thank all patients who participated in this study. We are grateful for the collaboration of the Clinical Analysis Laboratory (LAPAC), Epidemiology Laboratory of the School of Medicine and Pharmacy, Biochemistry Laboratory, and Clinical Research Laboratory of the Federal University of Ouro Preto. The authors have no financial or proprietary interest in any material discussed in this article.

Study association

This study is not associated with any thesis or dissertation work.

Ethics approval and consent to participate

This study was approved by the Ethics Committee of the Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) under the protocol number protocolo (CAAE 22455119.0.0000.5150), according to resolution 466/2012. All the procedures in this study were in accordance with the 1975 Helsinki Declaration, updated in 2013. Informed consent was obtained from all participants included in the study.

Sources of funding: This study was partially funded by Secretaria Municipal de Saúde de Ouro Preto (18.295.295/0001-3), Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) [número de bolsa 23109.004080/2019-88], Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) [Código Financeiro 001], Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) [bolsa nº. 310905/2020-6, Bolsa de Produtividade em Pesquisa do CNPq] e Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais FAPEMIG) [Processo APQ-03555-22].