To identify common variants influencing body mass index (BMI), we analyzed genome-wide association data from 16,876 individuals of European descent. After previously reported variants in FTO, the strongest association signal (rs17782313, P = 2.9 × 10−6) mapped 188 kb downstream of MC4R (melanocortin-4 receptor), mutations of which are the leading cause of monogenic severe childhood-onset obesity. We confirmed the BMI association in 60,352 adults (per-allele effect = 0.05 Z-score units; P = 2.8 × 10−15) and 5,988 children aged 7–11 (0.13 Z-score units; P = 1.5 × 10−8). In case-control analyses (n = 10,583), the odds for severe childhood obesity reached 1.30 (P = 8.0 × 10−11). Furthermore, we observed overtransmission of the risk allele to obese offspring in 660 families (P (pedigree disequilibrium test average; PDT-avg) = 2.4 × 10−4). The SNP location and patterns of phenotypic associations are consistent with effects mediated through altered MC4R function. Our findings establish that common variants near MC4R influence fat mass, weight and obesity risk at the population level and reinforce the need for large-scale data integration to identify variants influencing continuous biomedical traits.

Cecilia Lindgren and colleagues report results of a large-scale genome-wide association study for waist-to-hip ratio, a measure of body fat distribution. They identify 13 new loci associated with this trait, several of which show stronger effects in women than in men. Waist-hip ratio (WHR) is a measure of body fat distribution and a predictor of metabolic consequences independent of overall adiposity. WHR is heritable, but few genetic variants influencing this trait have been identified. We conducted a meta-analysis of 32 genome-wide association studies for WHR adjusted for body mass index (comprising up to 77,167 participants), following up 16 loci in an additional 29 studies (comprising up to 113,636 subjects). We identified 13 new loci in or near RSPO3, VEGFA, TBX15-WARS2, NFE2L3, GRB14, DNM3-PIGC, ITPR2-SSPN, LY86, HOXC13, ADAMTS9, ZNRF3-KREMEN1, NISCH-STAB1 and CPEB4 (P = 1.9 × 10−9 to P = 1.8 × 10−40) and the known signal at LYPLAL1. Seven of these loci exhibited marked sexual dimorphism, all with a stronger effect on WHR in women than men (P for sex difference = 1.9 × 10−3 to P = 1.2 × 10−13). These findings provide evidence for multiple loci that modulate body fat distribution independent of overall adiposity and reveal strong gene-by-sex interactions.

Low birth weight followed by rapid postnatal weight gain is associated with long-term risks for central obesity and insulin resistance. However, the timing of these changes is unclear.This was a longitudinal cohort study in low birth weight (SGA; birth weight < -2 sd; n = 29) and normal birth weight (AGA; n = 22) children from Barcelona.Body composition, by dual-energy x-ray absorptiometry scan, and insulin sensitivity, assessed longitudinally at ages 2, 3, and 4 yr, were measured.Mean height, weight, and body mass index at ages 2, 3, and 4 yr were not different between SGA and AGA children. At age 2 yr, SGA children had similar body composition but were more insulin sensitive than AGA children and had lower serum IGF-I levels and lower neutrophil counts. Between ages 2 and 4 yr, despite similar gains in weight and body mass index, SGA children gained more abdominal fat and body adiposity and less lean mass than AGA children; by age 4 yr, SGA children had greater adiposity, insulin resistance, and higher neutrophil counts than AGA children (P = 0.01-0.0004). In SGA children, total and abdominal fat mass at 4 yr was more closely related to rate of weight gain between 0 and 2 yr (P = 0.002-0.0003) than between 2 and 4 yr (P = 0.04-0.1).Consequent to catch-up weight gain between birth and 2 yr, SGA children showed a dramatic transition toward central adiposity and insulin resistance between ages 2 and 4 yr. Understanding the mechanisms underlying this predisposition to adverse future health could lead to specific preventive interventions during early childhood.

Context: The relationship between age at menarche and cardiovascular disease remains unclear. Two recent studies found an inverse association between age at menarche and all-cause mortality.

Testosterone supplementation is commonly used for its effects on sexual function, bone health and body composition, yet its effects on disease outcomes are unknown. To better understand this, we identified genetic determinants of testosterone levels and related sex hormone traits in 425,097 UK Biobank study participants. Using 2,571 genome-wide significant associations, we demonstrate that the genetic determinants of testosterone levels are substantially different between sexes and that genetically higher testosterone is harmful for metabolic diseases in women but beneficial in men. For example, a genetically determined 1 s.d. higher testosterone increases the risks of type 2 diabetes (odds ratio (OR) = 1.37 (95% confidence interval (95% CI): 1.22–1.53)) and polycystic ovary syndrome (OR = 1.51 (95% CI: 1.33–1.72)) in women, but reduces type 2 diabetes risk in men (OR = 0.86 (95% CI: 0.76–0.98)). We also show adverse effects of higher testosterone on breast and endometrial cancers in women and prostate cancer in men. Our findings provide insights into the disease impacts of testosterone and highlight the importance of sex-specific genetic analyses. Genetic analysis of data from over 400,000 participants in the UK Biobank Study shows that circulating testosterone levels have sex-specific implications for cardiometabolic diseases and cancer outcomes.

Strong associations between low birth weight and insulin resistance have been described. However, most of these studies have been retrospective. We aimed to determine whether infants born small for gestational age (SGA: birth weight <5th percentile for gestational age) have decreased insulin sensitivity, compared with appropriate for gestational age (AGA: birth weight >10th percentile) at 1 yr of age. We studied blood lipids, fasting insulin levels, other markers of insulin sensitivity, and insulin secretion during an iv glucose tolerance test in a cohort of 85 SGA and 23 AGA 1-yr-old infants. In addition, SGA infants were stratified according to catch-up growth (CUG) in weight (WCUG) or length (LCUG) during the first year of life.

Abstract Early puberty timing is associated with higher risks for type 2 diabetes (T2D) and cardiovascular disease in women and therefore represents a potential target for early preventive interventions. We characterised the range of diseases and other adverse health outcomes associated with early or late puberty timing in men and women in the very large UK Biobank study. Recalled puberty timing and past/current diseases were self-reported by questionnaire. We limited analyses to individuals of White ethnicity (250,037 women; 197,714 men) and to disease outcomes with at least 500 cases (~0·2% prevalence) and we applied stringent correction for multiple testing (corrected threshold P < 7.48 × 10 –5 ). In models adjusted for socioeconomic position and adiposity/body composition variables, both in women and men separately, earlier puberty timing was associated with higher risks for angina, hypertension and T2D. Furthermore, compared to the median/average group, earlier or later puberty timing in women or men was associated with higher risks for 48 adverse outcomes, across a range of cancers, cardio-metabolic, gynaecological/obstetric, gastrointestinal, musculoskeletal and neuro-cognitive categories. Notably, both early and late menarche were associated with higher risks for early natural menopause in women. Puberty timing in both men and women appears to have a profound impact on later health.

There is remarkably wide variation in rates of infancy growth, however, its regulation is not well understood. We examined the relationship between maternal smoking, parity, and breast- or bottle-feeding to size at birth and childhood growth between 0 and 5 y in a large representative birth cohort. A total of 1,335 normal infants had weight, length/height, and head circumference measured at birth and on up to 10 occasions to 5 y old. Multilevel modeling (MLwiN) was used to analyze longitudinal growth data. Infants of maternal smokers were symmetrically small at birth (p < 0.0005) compared with infants of nonsmokers, however, showed complete catch-up growth over the first 12 mo. In contrast, infants of primiparous pregnancies were thin at birth (p < 0.0005), showed dramatic catch-up growth, and were heavier and taller than infants of nonprimiparous pregnancies from 12 mo onwards. Breast-fed infants were similar in size at birth than bottle-fed infants, but grew more slowly during infancy. Among infants who showed catch-up growth, males caught up more rapidly than females (p = 0.002). In conclusion, early postnatal growth rates are strongly influenced by a drive to compensate for antenatal restraint or enhancement of fetal growth by maternal-uterine factors. The mechanisms that signal catch-up or catch-down growth are unknown but may involve programming of appetite. The importance of nutrition on early childhood growth is emphasized by the marked difference in growth rates between breast- and bottle-fed infants. The sequence of fetal growth restraint and postnatal catch-up growth may predispose to obesity risk in this contemporary population.

Subarachnoid hemorrhage (SAH) frequently results in myocardial necrosis with release of cardiac enzymes. Historically, this necrosis has been attributed to coronary artery disease, coronary vasospasm, or oxygen supply-demand mismatch. Experimental evidence, however, indicates that excessive release of norepinephrine from the myocardial sympathetic nerves is the most likely cause. We hypothesized that myocardial necrosis after SAH is a neurally mediated process that is dependent on the severity of neurological injury.Consecutive patients admitted with SAH were enrolled prospectively. Predictor variables reflecting demographic (age, sex, body surface area), hemodynamic (heart rate, systolic blood pressure), treatment (phenylephrine dose), and neurological (Hunt-Hess score) factors were recorded. Serial cardiac troponin I measurements and echocardiography were performed on days 1, 3, and 6 after enrollment. Troponin level was treated as a dichotomous outcome variable. We performed univariate and multivariate analyses on the relationships between the predictor variables and troponin level.The study included 223 patients with an average age of 54 years. Twenty percent of the subjects had troponin I levels >1.0 microg/L (range, 0.3 to 50 microg/L). By multivariate logistic regression, a Hunt-Hess score >2, female sex, larger body surface area and left ventricular mass, lower systolic blood pressure, and higher heart rate and phenylephrine dose were independent predictors of troponin elevation.The degree of neurological injury as measured by the Hunt-Hess grade is a strong, independent predictor of myocardial necrosis after SAH. This finding supports the hypothesis that cardiac injury after SAH is a neurally mediated process.

This paper represents an international collaboration of paediatric endocrine and other societies (listed in the Appendix) under the International Consortium of Paediatric Endocrinology (ICPE) aiming to improve worldwide care of adolescent girls with polycystic ovary syndrome (PCOS)1. The manuscript examines pathophysiology and guidelines for the diagnosis and management of PCOS during adolescence. The complex pathophysiology of PCOS involves the interaction of genetic and epigenetic changes, primary ovarian abnormalities, neuroendocrine alterations, and endocrine and metabolic modifiers such as anti-Müllerian hormone, hyperinsulinemia, insulin resistance, adiposity, and adiponectin levels. Appropriate diagnosis of adolescent PCOS should include adequate and careful evaluation of symptoms, such as hirsutism, severe acne, and menstrual irregularities 2 years beyond menarche, and elevated androgen levels. Polycystic ovarian morphology on ultrasound without hyperandrogenism or menstrual irregularities should not be used to diagnose adolescent PCOS. Hyperinsulinemia, insulin resistance, and obesity may be present in adolescents with PCOS, but are not considered to be diagnostic criteria. Treatment of adolescent PCOS should include lifestyle intervention, local therapies, and medications. Insulin sensitizers like metformin and oral contraceptive pills provide short-term benefits on PCOS symptoms. There are limited data on anti-androgens and combined therapies showing additive/synergistic actions for adolescents. Reproductive aspects and transition should be taken into account when managing adolescents.