Rev Méd Chile 2002; 130: 1227-1231

Determinación del índice de resistencia insulínica mediante HOMA en una población de la Región Metropolitana de Chile Ana M Acosta B1, Manuel Escalona O1, Alberto Maiz G, Felipe Pollak C, Federico Leighton P. Measurement of insulin resistance using the homeostasis model

Background: Insulin resistance is defined as an inappropriate high level of plasma insulin required to maintain metabolic homeostasis. It is associated with type 2 diabetes and cardiovascular diseases. The glucose clamp technique is the standard method for the measurement of insulin resistance. However, this method is laborious, expensive and impractical to perform in epidemiological investigations. The homeostasis model assessment (HOMA) has been proposed to assess insulin resistance and secretion, using fasting glucose and insulin concentrations. Aim: To measure insulin resistance using HOMA (HOMAir) in a population sample from the Metropolitan Region in Chile. Material and Methods: One hundred twenty subjects (59 female) with a normal body mass index and fasting blood glucose were studied. Fasting plasma glucose was measured by a glucose oxidase method and serum insulin was measured by radio immunoassay. Results: Fasting blood glucose was 81.6±9.4 mg/dl and serum insulin was 9.7±2.4 µU/ml. Mean HOMA insulin resistance was 1.96±0.57 (range 0.5 and 3.0). Conclusions: These HOMA values can be used as reference for Chilean non obese individuals (Rev Méd Chile 2002; 130: 1227-31).

(Key Words: Diabetes mellitus; Glucose clamp technique; Glucose tolerance test; Insulin resistance)

Recibido el 10 de abril, 2002. Aceptado en versión corregida el 12 de septiembre, 2002.
Departamento de Nutrición, Diabetes y Metabolismo. Facultad de Medicina. Laboratorio de Citología Bioquímica y Lípidos. Facultad de Ciencias Biológicas. Pontificia Universidad Católica de Chile.
¹Tecnólogo Médico.

La resistencia insulínica es una disminución de la función biológica de la insulina caracterizada por requerir un alto nivel de insulina plasmática para mantener la homeostasis metabólica. Estaría involucrada en la etiología de varias enfermedades como la diabetes mellitus tipo 2, la enfermedad coronaria y la hipertensión arterial^1-3. Este hecho justifica la necesidad de contar con un método simple para su determinación que permita identificar individuos de riesgo en la población general.

Es sabido que el clamp euglicémico es la técnica más válida para medir la acción de la insulina in vivo principalmente porque provee información acerca de la cantidad de glucosa metabolizada por los tejidos periféricos durante la estimulación con insulina. La metodología del clamp ha sido desarrollada y ampliamente utilizada por De Fronzo y cols⁴. Es considerado el gold standard de los métodos.

No obstante, el clamp tiene algunas desventajas que no permiten aplicarlo a grandes poblaciones ya que es una técnica laboriosa e invasiva que requiere instrumental sofisticado y adiestramiento especial. Además, al finalizar la prueba, el paciente es monitorizado durante algún tiempo porque el efecto hipoglicémico de la insulina se prolonga más allá de la recuperación de su nivel basal⁵.

Durante las últimas dos décadas han sido propuestos varios métodos alternativos, y si bien son menos complejos y laboriosos que el clamp, ninguno de ellos es tan simple como para ser aplicado a grandes poblaciones^6-10.

Matthews y cols, presentaron un modelo matemático, homeostasis model assessment (HOMA), que permite realizar estimaciones de resistencia insulínica y función de las células beta mediante las concentraciones de la glucosa y la insulina plasmáticas en ayunas¹¹. Este método explora las características homeostáticas de un sistema metabólico para inferir el grado de sensibilidad insulínica compatible con esas características. En los últimos años, este método ha sido utilizado en varios estudios clínicos y epidemiológicos, utilizando en todos ellos individuos sanos para establecer rangos de normalidad^12-15.

En Chile, no existen datos sobre valores normales de índice de sensibilidad a la insulina en poblaciones sanas. El objetivo de nuestro trabajo fue determinar el índice de resistencia insulínica (HOMA_IR) mediante HOMA, en una población de individuos sanos de la Región Metropolitana de Chile.

MATERIAL Y MÉTODO

Las muestras se obtuvieron de una población de individuos que concurrió el año 1998, al Hospital Clínico de la Pontificia Universidad Católica de Chile, a realizarse una prueba de tolerancia oral a la glucosa y de una población de estudiantes universitarios, voluntarios sanos, que participaron en un estudio de intervención dietaria en el Programa de Bases Moleculares de las Enfermedades Crónicas no Transmisibles realizado los años 1998 y 1999 en la Pontificia Universidad Católica de Chile. En ellos se descartó presencia de diabetes mellitus mediante glicemia basal y por sobrecarga con 75 g de glucosa.

Se presentaron 120 individuos de ambos sexos, entre 19 a 40 años, con índice de masa corporal (IMC) menor a 25 kg/m², con un período de ayuno de 12 h. Fueron pesados y medidos, descalzos y con ropa liviana. Las muestras de sangre se obtuvieron mediante punción venosa.

La glicemia basal se determinó mediante método enzimático colorimétrico (GOD-PAP Methode, Human Diagnostica, Alemania) y la insulina plasmática mediante radioinmunoanálisis (Insulin Kit, DPC, Los Angeles, EEUU). Para el cálculo del índice de resistencia a la insulina (HOMA_IR) se utilizó la fórmula publicada por Matthews:

HOMA_IR = (insulina x glucosa)/22,5

La insulina se midió en µU/ml y la glucosa en mmol/L.

El coeficiente de variación del índice de HOMA_IR fue 9,6 interensayo y 3,5 intraensayo.

De acuerdo a este método, un elevado índice de HOMA_IR significa una baja sensibilidad a la insulina.

El análisis estadístico se realizó utilizando el software SPSSWin 8.0. Los datos se presentan como promedio ± DE.

RESULTADOS

En la Tabla 1 se muestran los valores promedio y desviación estándar de la población estudiada. Se analizaron 120 muestras de las cuales 50,8% correspondían a individuos de sexo femenino. La edad promedio fue 25,9±6,1 con rango entre 19 y 40 años. El IMC promedio fue 21,7±1,6 con valor mínimo 16,9 y máximo 23,9; los valores promedio de glucosa sanguínea e insulina plasmática fueron 81,6±9,4 mg/dl y 9,7±2,4 µU/ml, respectivamente.

En la Figura 1 se muestra la distribución de los valores de HOMA_IR en la población estudiada. Los valores de HOMA_IR fluctuaron entre 0,5 y 3,0 con un promedio de 1,96 y desviación estándar 0,57. Hemos definido como rango normal de resistencia a la insulina para la población estudiada a los valores menores al promedio + 1 desviación estándar (2,53), pues ello cubre 85,8% de la muestra.

Figura 1. Histograma de los valores de HOMAIR en la población.

DISCUSIÓN

El modelo matemático HOMA es un método simple, de bajo costo y poco invasivo lo que es una ventaja en la práctica clínica y en estudios poblacionales. Se le ha comparado y validado con el método del clamp y con la prueba de tolerancia a la insulina^16-17. Recientemente, Bonora publicó un estudio realizado en 115 individuos, 53 de ellos con diabetes tipo 2, en los que comparó los resultados obtenidos mediante el clamp euglicémico hiperinsulínico y el método de HOMA¹⁸. El estudio utilizó en forma combinada el método del clamp con la técnica de la glucosa tritiada y encontró una correlación (r=0,82; p <0,0001) entre los índices de HOMA y la velocidad de utilización de la glucosa, sin diferencias por sexo, edad o patología de los sujetos. Estos resultados avalan el uso de HOMA_IR como un indicador de sensibilidad de la insulina considerando, por supuesto, que la velocidad de utilización de la glucosa constituye la medición de referencia.

Sin embargo, se le ha criticado intensamente por presentar una gran variabilidad de modo que, los índices de sensibilidad que calcula pueden ser poco utilizables en clínica¹⁹. En una población de individuos con tolerancia a la glucosa normal, intolerantes y diabéticos tipo 2, Hermans aplicó tres pruebas in vivo que permiten medir sensibilidad a la insulina, HOMA, CIGMA y prueba de tolerancia a la insulina (TTI) y las comparó con el Modelo Mínimo²⁰. El autor postuló que la validación de las pruebas generalmente consiste en comparar la reproducibilidad y el coeficiente de correlación de la prueba con un método de referencia, sin proporcionar información sobre el real valor discriminatorio de la prueba en la práctica clínica. La metodología que utilizó fue publicada por Levy y cubre tres aspectos fundamentales: a) la capacidad de discriminación de la prueba entre los diferentes sujetos, dentro de un rango de interés específico, b) la correlación entre las pruebas ajustadas por la variabilidad entre los individuos y c) la estimación imparcial de la línea de regresión, ya que ésta sólo considera errores en la variable dependiente²¹. Para medir la capacidad de diferenciar la sensibilidad de la insulina entre diferentes sujetos calculó el índice de discriminación, mediante correlación de Pearson comparó las diferentes pruebas y finalmente definió una línea de equivalencia entre una prueba y otra. Encontró altos coeficientes de intercorrelación entre las diferentes pruebas, a excepción del TTI, y aunque los coeficientes de discriminación entre HOMA y CIGMA fueron similares, al igual que otros autores, encontró que el mayor componente de imprecisión en estas pruebas lo constituye la insulina, la que debe ser realizada con la metodología más precisa posible. Con relación al TTI encontró coeficientes de variabilidad del 30%, no logrando reproducir los coeficientes reportados en la literatura (6, 9 y 13%) a pesar de utilizar la misma dosis de insulina. Concluyó que los índices de sensibilidad a la insulina calculados por métodos baratos, simples y poco invasivos como HOMA y CIGMA son capaces de discriminar entre los individuos tan bien como el ampliamente utilizado Modelo Mínimo.

Un tema clave en la determinación del índice de resistencia insulínica mediante HOMA lo constituye la medición de insulina plasmática. Esta debe ser realizada mediante técnicas precisas y reproducibles. Se recomienda para ello utilizar un método de radioinmunoanálisis con doble anticuerpo, que permita muy poca o ninguna reactividad cruzada con proinsulina o sus derivados¹⁸.

La utilidad de disponer de una técnica útil para evaluar cuantitativamente la resistencia insulínica como el HOMA_IR es importante para estudios epidemiológicos y para la práctica clínica. Esta condición patológica se puede diagnosticar clínicamente, pero es altamente recomendable cuantificarla para determinar la efectividad de terapias no farmacológicas y más aún cuando se plantea el uso de fármacos insulino-sensibilizadores cuya efectividad debe demostrarse para justificar su indicación. En Chile, no existen datos sobre índice de resistencia insulínica en poblaciones sanas, es importante conocer valores de referencia obtenidos mediante técnicas de uso habitual en nuestro medio. En el trabajo original de Matthews se refiere un índice de 1,0 para una población joven y sana. En nuestro estudio, HOMA_IR fue 1,96±0,57, valor que no difiere significativamente de aquel encontrado por Bonora (2,06±0,14) en una población de 62 sujetos sanos, utilizando un radioinmunoanálisis de doble anticuerpo para la medición de la insulina plasmática¹⁸. En un estudio realizado en 490 voluntarios no diabéticos, 77% caucásicos, de ambos sexos, edad entre 19 y 79 años e IMC entre 18 y 42,2, los investigadores encontraron un índice de HOMA_IR de 2,7±0,1²².

Por otra parte, el coeficiente de variabilidad para los índices de HOMA_IR encontrados por nosotros es similar a los señalados por Bonora para el clamp euglicémico (10 a 15%).

Nuestros datos indican que el índice de resistencia a la insulina calculado por HOMA en la población analizada se encuentra entre los valores que pueden ser considerados normales.

REFERENCIAS

1. Martin B, Warram J, Krolewski A, Bergman R, Soelder J, Kahn C. Role of glucose and insulin resistance in development of type 2 diabetes mellitus: results of a 25 years follow-up study. Lancet 1992; 340: 925-9.

2. Howard G, O'leary D, Zaccaro D, Haffner S, Rewers M, Hamman R et al. Insulin sensitivity and atherosclerosis. Circulation 1996; 93: 1809-17.

3. Ferrannini E, Natali A, Capaldo B, Lehtovirta M, Jacob S, Yki-Järvinen H. Insulin resistance, hyperinsulinemia and blood pressure. Role of age and obesity. Hypertension 1997; 30: 1144-9.

4. De Fronzo RA, Tobin JD, Andres R. Glucose clamp technique: a method for quantifying insulin secretion and resistance. Am J Physiol 1979; 237: E214-E223.

5. Contreras P, Villanueva CL, Calvillán M, Morales H, Mella I, Pérez J et al. Sensibilidad a la insulina: ausencia de diferencias sexuales al expresarla en función de la masa magra. Rev Méd Chile 1991; 119: 5-10.

6. Bergman RN, Ider YZ, Bowden CR, Cobelli C. Quantitative estimation of insulin sensitivity. Am J Physiol 1979; 238: E667-E677.

7. Shen SW, Reaven GM, Farquhar JW. Comparison of impedance to insulin mediated glucose uptake in normal subjects and in subjects with latent diabetes. J Clin Invest 1970; 49: 2151-60.

8. Harano Y, Ohgaku S, Hidaka H, Haneda K, Kikkawa R, Shigela Y et al. Glucose, insulin and somatostatin infusions for measurement of in vivo insulin resistance. J Clin Endocrinol Metab 1977; 45: 1124-7.

9. Gerich JE, Lorenzi M, Schneider V, Karam J, Rivier J, Guilmin R et al. Effects of somatostatin on plasma glucose and glucagon levels in human diabetes mellitus. New Engl J Med 1974; 29: 544-7.

10. Bonora E, Moghetti P, Zancanaro C, Cigolini M, Querena M, Cacciatori V et al. Estimates in vivo insulin action in man: Comparison of insulin tolerance test with euglycemic and hyperglycemic glucose clamp studies. J Clin Endocrinol Metab 1989; 68: 374-8.

11. Matthews D, Hosker J, Rudenski A, Naylor B, Treacher D, Turner R. Homeostasis model assessment: insulin resistance and B-cell function from fasting plasma glucose and insulin concentrations in man. Diabetologia 1985; 28: 412-9.

12. Haffner S, González C, Miettinen H, Kennedy E, Stern M. A prospective analysis of the HOMA model. The Mexico City Diabetes Study. Diabetes Care 1996; 10: 1138-41.

13. Haffner S, Miettinen H, Stern M. The Homeostasis model in the San Antonio Heart Study. Diabetes Care 1997; 20: 1087-92.

14. Bonora E, Kiechl S, Willeit J, Oberhollenzer F, Egger G, Targher G et al. Prevalence of insulin resistance in metabolic disorders. The Bruneck Study. Diabetes 1998; 47: 1643-9.

15. Ruige J, Dekker J, Blum W, Stehouwer C, Nijpels G, Mooy J et al. Leptin and variables of body adiposity, energy balance, and insulin resistance in a population based study. The Hoorn Study. Diabetes Care 1999; 22: 1097-104.

16. Emoto M, Nishizawa Y, Maekawa K, Hiura Y, Kanda H, Kawagishi T et al. Homeostasis model assessment as a clinical index of insulin resistance in type 2 diabetic patients treated with sulfonylureas. Diabetes Care 1999; 22: 818-22.

17. Hermans M, Coppack S, Levy J. Comparison of the efficiency of 4 in vivo insulin sensitivity test to discriminate between individuals over the range of glucose tolerance by assessment of their discriminant ratio. Diabetes 1995; 44 (Suppl 1): 200A.

18. Bonora E, Targher G, Alberiche M, Bonadonna R, Saggiani F, Zenere M, Monauni T et al. Homeostasis model assessment closely mirrors the glucose clamp technique in the assessment of insulin sensitivity. Diabetes Care 2000; 23: 57-63.

19. Rudenski AS, Matthews DR, Levy JC, Turner RC. Understanding insulin resistance: both glucose resistance and insulin resistance are required to model human diabetes. Metabolism 1991; 40: 908-17.

20. Hermans M, Levy J, Morris R, Turner R. Comparison of insulin sensitivity tests across a range of glucose tolerance from normal to diabetes. Diabetologia 1999; 42: 678-87.

21. Levy JC, Morris R, Hammersley M, Turner RC. Discrimination, adjusted correlation and equivalence of imprecise tests: application to glucose tolerance. Am J Physiol 1999; 276: E365-E375.

22. Yeni-Komshian H, Carantoni M, Abbasi F, Reaven G. Relationship between several surrogate estimates of insulin resistance and quantification of insulin mediated glucose disposal in 490 healthy nondiabetic volunteers. Diabetes Care 2000; 23: 171-5.

_______________

Correspondencia a: TM Lic. Ana María Acosta. Laboratorio de Nutrición. Hospital Clínico Pontificia Universidad Católica de Chile. Marcoleta 347. Santiago. Chile. Email: acosta@med.puc.cl