Insulin- und HOMA-IR-Spiegel bei Jugendlichen in Saltillo, Coahuila, Mexiko / Medicina Universitaria

Einführung

Fettleibigkeit bei Kindern und Jugendlichen ist ein internationales Gesundheitsproblem. Die Beziehung zwischen ihm und der Entwicklung von metabolischen Veränderungen wie Insulinresistenz (IR), Diabetes Mellitus Typ 2 (DM2), Dyslipidämien und Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) ist bekannt. Im IR-Stadium wird ein kompensatorischer Insulinanstieg erzeugt, mit dem Ziel, die Homöostase von Glukose (GL) aufrechtzuerhalten. Dieses Stadium der chronischen Hyperinsulinämie führt langfristig zur Entwicklung von DM2, metabolischem Syndrom (MS) und CVD.1-6 Fettleibigkeit mit einem Überschuss an Fettgewebe, hauptsächlich viszeral, schafft einen entscheidenden Faktor für die Etablierung von IR, da dieses Gewebe zusätzlich zur Erfüllung seiner Aufgaben der energetischen Speicherung andere Aktivitäten ausübt, die an der homöostatischen Aufrechterhaltung beteiligt sind. Das viszerale Fettgewebe weist eine größere Menge an adrenergen Beta-Rezeptoren auf als das subkutane Gewebe, was die lipolytische Aktivität in dieser Zone des Fettgewebes signifikant begünstigt und einen größeren Ausstoß an freien Fettsäuren in Richtung des Pfortaderkreislaufs und der Leber erzeugt, was zur Etablierung von Insulin beiträgt Resistenz in Leber-, Muskel- und Pankreasgewebe. Zusätzlich produziert das Fettgewebe proinflammatorische Zytokine wie Adipokine, darunter Interleukin-6 (IL-6) und Tumornekrosefaktor alpha (TNF-α), der die Kaskade der Insulinsignalisierung (INS) blockiert. IL-6 und TNF-α fördern die Lipolyse im Fettgewebe und begünstigen die Pfortaderzirkulation, die die Leber und andere Gewebe mit mehr freien Fettsäuren überflutet, was zu RI beiträgt.7-10 Die Empfindlichkeit variiert in den verschiedenen Stadien von der Kindheit bis zur Adoleszenz. Bei Kindern und Jugendlichen ist RI das Schlüsselelement bei MS im Zusammenhang mit Fettleibigkeit und tritt normalerweise viele Jahre vor dem Auftreten von Anomalien wie Glukosedyslipidämie, Hypertonie, DM2 und CVD auf.11-13 In Mexiko, nach der National Survey of Health and Nutrition 2012 (ENSANUT durch seine spanische Abkürzung), die kombinierte Prävalenz von Übergewicht und Fettleibigkeit bei Jugendlichen zwischen 12 und 19 Jahren ist 35%, 35.8% (3 175 711) für Frauen und 34,1% (3148146) für Männer.14 Der HOMA-Index (Homeostatic Model Assessment), erstellt von Matthews (HOMA-IR), ist die am häufigsten verwendete Methode zur Bestimmung von IR.15-19 National und international besteht kein Konsens in Bezug auf die Durchschnittswerte von INS und HOMA-IR bei Kindern und gesunden Jugendlichen, was dazu führt, dass Forscher uneinheitliche Kriterien festlegen und zuvor durchgeführte Studien in verschiedenen Populationen als Referenz heranziehen. INS-Spiegel bei eutrophen Kindern und Jugendlichen wurden von Viso et al. (2004) auf 5,47±2,46 µUI/ml.20 Morales et al. (2007) berichteten 6,15 ± 1,97 µUI / ml, 21 Souki-Rincón et al. berichtet 13,0 ± 0,5 µUI / mL22 und Marcos-Daccarett et al. berichtet 7,0 ± 3,9 µUI /ml.23 Goran und Gower stellten nach Insulinämie-Messstudien im Pubertätsstadium einige Schnittpunkte fest. Sie ermittelten für das präpubertäre Stadium (Tanner-1-Stadium) Insulinämie-Werte ≥15µUI/ml, für das mittlere präpubertäre (Tanner-2-4-Stadium) Werte ≥30µUI/m und postpubertäre (Tanner-4-5-Stadium) Werte von ≥ 20µUI/ml.24 Andere Forscher bestimmten ihre eigenen Cut-Levels für ihre jeweiligen Studienbereiche und schätzten Tabellen mit Perzentilen. Das Fehlen dieser Tabellen in einer wichtigen Gruppe von Ländern für pädiatrische Altersgruppen verhindert jedoch die Festlegung einheitlicher Kriterien.11,25 Die gleiche Situation tritt für den Schnittpunkt in der IR-Diagnose auf. Im Jahr 2005 Kinski et al. berichtete HOMA-IR >3.16 und Hirschler et al. berichtete es als >3.29.26,27 Anthropometrie wird verwendet, um den Grad der Fettleibigkeit zu bewerten, wie der Body-Mass-Index (BMI), der seinen Z-Score (BMIz) berechnet, und die Messung des Taillenumfangs (CW).3,28-30 Ziel der vorliegenden Untersuchung war es daher, die Prävalenz von OW-, OB- und COB-, GL- und INS-Spiegeln, HOMA-IR und deren Verbindung zu BMIz, CW und dem Pubertätsstadium bei Jugendlichen zwischen 12 und 15 Jahren in Saltillo, Coahuila, Mexiko.

Materialien und Methoden

Die vorliegende Untersuchung ist beschreibend/transversal. Insgesamt 292 Jugendliche wurden zwischen 2012 und 2013 von 5 öffentlichen Mittelschulen in Saltillo, Coahuila, Mexiko, mit einem Alter zwischen 12 und 15 Jahren randomisiert analysiert, die freiwillig mit einer von ihren Eltern oder Tutoren unterzeichneten Einverständniserklärung teilnahmen. Jugendliche, die an einer systemischen oder endokrinologischen chronischen Erkrankung litten, wurden ausgeschlossen, da sie die Analyseergebnisse verändern konnten. Körperliche und anthropometrische Untersuchungen wurden durchgeführt, um ihr Ernährungs- und Pubertätsstadium zu bestimmen, so Marshall und Tanner.31,32 In Bezug auf anthropometrische Messungen wurde die Größe mit dem Stadimeter (206 SECA BODYMETER, SECA AYN. Deutschland) im Stehen, mit dem Rücken nach vorne, barfuß, und die Messung wurde in Zentimetern registriert. Die Gewichtsmessung wurde unter Verwendung einer digitalen Waage mit einer Kapazität von 150 kg (Tanita TFB 300, Tanita Corporation, Arlington Heights, IL, 60005, USA) mit der Mindestmenge an Kleidung ohne Schuhe in Kilogramm und Gramm durchgeführt. Der Taillenumfang wurde mit einem anthropometrischen flexiblen, nicht dehnbaren Band (Lufkin W606PM Lufkin, USA) durchgeführt, wobei sich der Jugendliche in einer stehenden Position befand, die Arme an der Seite des Körpers entspannten, Messung im Mittelpunkt zwischen der Rippenkante und dem Beckenkamm, Ausatmen und Berücksichtigung des Cutoff-Punktes >90 Perzentil für zentrale Fettleibigkeit.33 Darüber hinaus wurde der BMI anhand der Formel Gewicht / Größe2 berechnet und der Z-Score (BMIz) ausgewertet, um ihren Ernährungszustand anhand der Diagramme der WHO zu klassifizieren. Der Z-Score wird in Einheiten der Standardabweichung (SD) ausgedrückt; Ein Z-Score zwischen -2 und -3 SD entspricht einem schweren niedrigen Gewicht, zwischen -1 und -2 SD entspricht einem niedrigen Gewicht, zwischen +1 und -1 SD entspricht einem normalen Gewicht, zwischen +1 und +1 SD entspricht Übergewicht, zwischen +2 und +3 SD entspricht Fettleibigkeit und größer als +3 SD entspricht krankhafter Fettleibigkeit.34 Blut wurde durch venöse Punktion mit einem vorherigen Fasten von mindestens 12h gewonnen. Die Proben wurden bei 35000rpm für 15min in einer gekühlten Zentrifuge bei 6 ° C zentrifugiert (Thermo Scientific SL, 16R, USA); das Serum wurde bei 4 ° C bis zum Zeitpunkt der Verarbeitung der Probe am selben Tag wie die Extraktion konserviert. Ein Aliquot wurde zwei Tage bei -21 ° C konserviert, um die INS-Analyse durchzuführen. Die Bestimmung des GL wurde in automatisiertem „Diconex“ -Gerät InCCA (Intelligent Clinical Chemistry Analyzer) (Diconex, USA) durch die enzymatische Methode (Umwandlung in Gluconat-6-phosphat durch Hexokinase und Glucose-6-phosphat-dehydrogenase in Gegenwart von ATP und NAD) mit menschlichen Reaktiven durchgeführt.

Die INS-Analyse wurde mit dem automatisierten Gerät TOSOH AIA-600 (Tokio, Japan) durch einen IFALS-Immunoassay (Immunfluoreszenz-Assay mit markiertem Substrat) mit TOSOH-Reaktiven durchgeführt. Wir haben in beiden Tests hoch- und niedrigstufige handelsübliche Kontrollen (menschliche Marke) verwendet. Der Index des homöostatischen Modells wurde mit der Matthews-Formel berechnet: HOMA =. Wir verwendeten die FID-Kriterien für den Fasten-GL-Grenzwert ≥100 mg / dl, 35 und für die Fasten-INS für die Insulinämie im präpubertären Zustand Werte von ≥15 µui / ml, für die mittlere Pubertät ≥30 MU / ml und für die postpubertäre ≥20 MU / ml.24 Wir waren der Ansicht, dass das Niveau von RI, das eine größere Anzahl von DM-2 vorhersagt, HOMA-IR ≥3.16.26 war Die Ergebnisse wurden als Durchschnitt, Standardabweichung (SD) und die Analyse der Variablen mit der Anzahl der Fälle und einem Prozentsatz ausgedrückt. Wir verglichen den Durchschnitt zwischen den Gruppen mit dem t-Test des Schülers; Für mehr als 2 Gruppen und den Vergleich mehrerer Gruppen verwendeten wir die Variationsanalyse (ANOVA, Test by Tukey). Die Ergebnisse wurden mit einem Wert von p≤0,05 als statistisch signifikant angesehen. Die Vorhersagbarkeit der AUS zur Bewertung der Wirksamkeit des HOMA-IR-Index als Indikator für IR wurde durch die Analyse der ROCC (Receiver Operating Characteristic Curve) für Cutoff-Werte von 3,16 bestimmt. Für die statistische Analyse der Ergebnisse wurden die Programme Minitab 16, AutoCAD Prism 5 und SPSS 21 verwendet.

Ergebnisse

Von den 292 analysierten Jugendlichen waren 52% Frauen (152) und 48% Männer (140) mit einem Durchschnittsalter von 13, 02 ± 0, 94 Jahren, einem Durchschnittsgewicht von 60, 02 ± 15, 69 kg (27, 2-120, 3) und einer mittleren Größe von 158, 34 ± 8, 03 cm (125-179). Die Prävalenz der zentralen Adipositas (Perzentil >90) lag bei 23,6%, was 49,3% für Frauen und 50,7% für Männer entspricht. Laut ihrer BMIz zeigte über die Hälfte der Jugendlichen Übergewicht und Fettleibigkeit, wobei diese Abnormalität bei Männern vorherrschte (Tabelle 1).

The mean values obtained by the biochemical parameters in our general sample were the following: GL 85.8±11.8mg/dL, the percentage above ≥100 was 11.5%, INS level was 13.2±10.5µUI/ml und der HOMA-IR-Wert betrug 2.9±2.5 mit einem 46% over ≥3.16. Bei der Analyse der Ergebnisse nach Geschlecht, fanden wir, dass für Frauen, GL war 83,4± 11,2 mg/ dl, INS 13,4± 10,2 µUI / ml und HOMA-IR 2,9± 2,5, während für Männer, GL war 88,5± 11,8 mg/dL, INS 12,9± 10,8µUI/ml und HOMA-IR 2,9± 2,5. Wir fanden statistisch signifikante Unterschiede zwischen den Geschlechtern für GL (p = 0.0002), aber nicht für INS (p = 0.6582) und HOMA-IR (p = 0.9965). Nach der Untersuchung der Ergebnisse der biochemischen Parameter in Bezug auf BMIz stellten wir fest, dass die Werte wie BMIz anstiegen und die höchsten Werte in OB aufwiesen (Tabelle 2). Nach Auswertung der HOMA-IR-Ergebnisse fanden wir einen notorisch hohen OB-Wert (p≤ 0,0001). Es gab statistisch signifikante Unterschiede in den GL- (p = 0,0161), INS- (p≤0,0001) und HOMA-IR-Spiegeln (p≤0,0001) zwischen den verschiedenen BMIz-Gruppen.

Nach Untersuchung der Ergebnisse von drei biochemischen Parametern nach Geschlecht und BMIz wurde festgestellt, dass der Prozentsatz der höchsten Werte im OW und OB beider Geschlechter beobachtet wurde. Wir bemerkten statistisch signifikante Unterschiede zwischen den Geschlechtern mit OW in Bezug auf GL-Spiegel (p = 0.0046) und keine in INS-Spiegel (p = 0.3006) oder der HOMA-IR-Wert (p = 0.1015). In Bezug auf OB wurden keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den Geschlechtern für GL (p = 0, 0551), INS (p = 0, 3150) und HOMA-IR (p = 0, 6537) beobachtet.

Nach Analyse der Ergebnisse der drei Parameter in Bezug auf die Pubertätsentwicklung wurde beobachtet, dass die Werte anstiegen, wenn die Pubertätsentwicklung erhöht wurde (Tabelle 3). Es gab einen statistisch signifikanten Unterschied zwischen dem präpubertären und dem Postpubertären in Bezug auf die GL-Spiegel (p = 0,0247), aber nicht in INS (p = 0,4398) oder HOMA-IR (p = 0,2255). HOMA-IR-Werte zeigten, dass etwa die Hälfte der untersuchten Jugendlichen (pubertär und postpubertär) IR zeigte.

Die Untersuchung der Ergebnisse der biochemischen Parameter zur Pubertätsentwicklung nach Geschlecht ergab, dass die höchsten Werte bei Frauen im postpubertären Stadium auftraten, während bei Männern die höchsten Werte für INS und HOMA-IR im pubertären Stadium und die höchsten Werte für GL im postpubertären Stadium auftraten (Tabelle 4).

Die Ergebnisse der einzelnen Parameter wurden mit jedem Pubertätsstadium nach Geschlecht verglichen; Wir fanden heraus, dass es keine statistisch signifikanten Unterschiede in der im präpubertären Stadium gab es Unterschiede in GL (p≤0,0001) und HOMA-IR (p = 0.0408) und Unterschiede in INS (p = 0,0085) und HOMA-IR (p = 0,0101) im postpubertären Stadium wurden ebenfalls beobachtet.

Die aus den drei biochemischen Parametern erhaltenen Mittelwerte für Jugendliche ohne COB (76,4%) waren GL 84,2 ± 11,4 mg / dl, HOMA-IR 2,1±1,5 mit 8,5 bzw. 24,2% der Werte über den Grenzwerten und INS 9,9 ± 6,1 µUI/ ml. Für Jugendliche mit COB (23,6%) betrug GL 91,1 ± 11,2 mg / dl, HOMA-IR 5,4 ± 3,4 mit 21,3 bzw. 74,4% der Werte über den Grenzwerten und INS 23,7 ± 14,2 µUI / ml. Wenn die Ergebnisse der drei biochemischen Parameter von Jugendlichen mit und ohne COB verglichen wurden, gab es statistisch signifikante Unterschiede in allen drei Parametern (p≤0,0001).In Bezug auf COB-Prävalenz und Pubertätsstadium wurde berichtet, dass 6,7% im präpubertären Stadium, 22,2% im pubertären Stadium und 33,3% im postpubertären Stadium auftraten. Wenn die Ergebnisse der biochemischen Parameter mit dem Pubertätsstadium und dem Taillenumfang in Verbindung gebracht wurden, wurde festgestellt, dass in allen Pubertätsstadien die Jugendlichen, die COB zeigten, höhere Werte aufwiesen und eine hohe IR-Inzidenz in pubertären und postpubertären Stadien beobachteten (Tabelle 5).

Bei der Durchführung einer vergleichenden Studie der Ergebnisse der biochemischen Parameter bei Jugendlichen mit und ohne COB in jedem der Pubertätsstadien wurden statistisch signifikante Unterschiede im Pubertätsstadium bei GL (p≤0,0001), INS (p≤0,0001)und HOMA-IR (p≤ 0,0001). Es gab keine signifikanten Unterschiede in GL (p = 0,7171), INS (p≤0,0001) oder HOMA-IR (p≤0,0001) im postpubertären Stadium. Beim Vergleich der Ergebnisse von Jugendlichen mit COB und den pubertären und postpubertären Stadien gab es keine signifikanten Unterschiede in den Werten GL (p= 0, 3061), INS (p= 0, 8707) oder HOMA-IR (p= 0, 9734).

Das Ergebnis der Sensitivitäts- und Spezifitätsanalyse ergab, dass sich HOMA-IR als guter Prädiktor für das Vorhandensein von IR erwies (Abb. 1), was eine höhere Unterscheidungskraft bei der Bewertung dieses Syndroms widerspiegelt.

Diskussion

Diese Studie zeigte eine erhöhte Prävalenz von Übergewicht (22,3%), Adipositas (32,5%), zentraler Adipositas (23,6%) und HOMA-IR (46%). Diese Ergebnisse waren höher als bei Jugendlichen im gleichen Alter für Übergewicht (19%) und Fettleibigkeit (13%) in Chiapas, Mexiko,5 und sogar niedriger als bei Jugendlichen zwischen 10 und 17 Jahren mit Fettleibigkeit (49, 2%) in Lima, Peru.1 Wie erwartet zeigten Jugendliche mit Adipositas und zentraler Adipositas signifikant höhere INS- und HOMA-IR-Zahlen als Jugendliche mit normaler BMI.Auf diese Weise zeigten die Jugendlichen ohne Adipositas Durchschnittswerte für INS (8 µui / ml) und HOMA-IR (1,8), und die Jugendlichen mit Adipositas hatten Durchschnittswerte von INS als 21,9 µUI / ml und HOMA-IR 4,9. Wir möchten darauf hinweisen, dass Jugendliche mit krankhafter Adipositas INS-Werte von 91, 6 µUI / ml und HOMA-IR-Werte von 20, 3 erreichten, Werte, die in der mexikanischen Bevölkerung noch nie zuvor gemeldet wurden. Diese Ergebnisse bei Jugendlichen beiderlei Geschlechts bestätigen die von anderen Autoren berichteten in dem Sinne, dass sie eine positive Beziehung zwischen IR und dem Vorhandensein von Fettleibigkeit beobachteten und dass sie in Abhängigkeit vom Übergewicht progressiv zunimmt.1,5-7,37

In Bezug auf die basalen GL-Spiegel nahm dieser mit zunehmender BMIz zu. Wir fanden heraus, dass die durchschnittlichen Spiegel bei Männern höher sind als bei Frauen, genau wie von Souki-Rincón et al.22

Ähnlich wie in anderen zuvor durchgeführten Studien fanden wir in unserer Studie heraus, dass die INS-Konzentrationen bei weiblichen Jugendlichen höher sind als bei Männern.21 In dieser Studie zeigten etwa 2 von 10 Jugendlichen mit Übergewicht und 7 von 10 mit Fettleibigkeit IR, wobei das männliche Geschlecht am stärksten betroffen war. Es wurde eine signifikante Korrelation zwischen INS-Konzentrationen und HOMA-IR gefunden, die erwartet wurde, da HOMA-IR-Werte aus INS- und GL-Konzentrationen abgeleitet werden. Antropometrische Messungen, BMIz und WC sind unabhängig voneinander mit GL-, INS- und HOMA-IR-Werten verbunden. Wir konnten beobachten, dass WC diese Variablen im Vergleich zu BMIz genauer vorhersagte.

Darüber hinaus konnten wir angesichts der Tatsache, dass die INS- und HOMA-IR-Konzentrationen der gleichen Verteilung folgten, letztere als ein Messgerät betrachten, das so gut ist wie basale INS, um IR zu etablieren. In: Keskin et al. zeigte, dass HOMA-IR eine hohe Spezifität und Sensitivität für die IR-Messung bei Kindern und Jugendlichen aufwies.36

Die Prävalenz von IR in der untersuchten Population (46%) übersteigt die von Acosta et al.7 Diese Autoren verwendeten auch HOMA-IR-Werte höher als 3,1 für eine IR-Diagnose. Auf der anderen Seite wurde festgestellt, dass etwa die Hälfte der Jugendlichen im postpubertären Zustand (IV und V) höhere INS- und HOMA-IR-Spiegel aufwies. Bei der Analyse des Pubertätsstadiums nach Geschlecht wurden die höchsten Werte chemischer Parameter bei Frauen im postpubertären Stadium (IV und V) und bei Männern im pubertären Stadium (II und III) gefunden. Rojas-Gabulli et al.1 schlug vor, dass IR, das zu Hyperinsulinämie führt, nach Arslanian und Kalhan38 zwischen den Gerberstadien II und IV beobachtet wird. Auch die IR, die bei den Jugendlichen der Studie gefunden wurde, war niedriger als die von Kurtoglu et al.39 bei Jugendlichen im präpubertären (männlich 37% und weiblich 27, 8%) und pubertären Stadium (männlich 61, 7% und weiblich 66, 7%). Diese Unterschiede beruhen darauf, dass diese Autoren für ihre IR-Diagnose unterschiedliche Referenzwerte nach Geschlecht und sexuellem Reifegrad verwendeten, wobei folgende HOMA-IR-Werte verwendet wurden: Für das präpubertäre Stadium wurden folgende Werte verwendet: männlich 2,67 und weiblich 2,22 und für das pubertäre Stadium: männlich 5,22 und weiblich 3,82. Daher stellen wir die Notwendigkeit dar, weiterhin Studien an Jugendlichen durchzuführen, die die Festlegung normaler Werte für INS sowie für HOMA-IR ermöglichen. Die höchsten Insulin- und HOMA-IR-Werte wurden bei Jugendlichen mit COB beobachtet. Darüber hinaus wurde die Inzidenz höherer INS- und HOMA-IR-Werte bei Jugendlichen mit COB im pubertären und postpubertären Stadium wie bei anderen Autoren beobachtet.7,39 Die Bewertung der Fähigkeit von HOMA-IR, eine IR-Diagnose durch die Analyse der ROC-Kurve vorherzusagen, zeigt, dass es für diesen Zweck eine hohe Sensitivität und Spezifität aufweist.

Die Hauptstärken dieser Studie sind die Homogenität der Bedingungen, unter denen Proben entnommen wurden, Durchführung einfacher nicht-invasiver Studien wie WC (Taillenumfang) BMIz, INS, Basal GL und HOMA-IR, und HOMA-IR ist ein Indikator für hohe Empfindlichkeit und Spezifität. Die Einschränkungen dieser Studie sind folgende: Da es sich um eine relativ kleine demografische Stichprobe handelt, war dies nicht unbedingt eine Stichprobe repräsentativ für die Bevölkerung im gleichen Alter. (es kann jedoch zum Vergleich anderer mexikanischer Jugendlicher dienen); keine Cutoff-Punkte in HOMA-IR für mexikanische Jugendliche unterschiedlichen Alters und Pubertätsstadien und keine ausgewogene repräsentative Zahl für jede der pubertären Reifungsstadien.

Fazit

Diese Studie zeigt eine hohe OW-, OB- und COB-Inzidenz. Es zeigte sich eine positive Korrelation zwischen dem Anstieg der GL-, INS- und HOMA-IR-Spiegel und dem Anstieg von BMIz und COB, was eine hohe IR-Inzidenz zeigte. Daher können OW, OB, COB und HOMA-IR in der klinischen Praxis als Referenz für die IR-Diagnose verwendet werden und können signifikante Prädiktoren für DM2 sein. Diese Daten unterstreichen die Bedeutung der Früherkennung von IR bei Jugendlichen mit OW, OB und COB und betonen die Bedeutung der Verwaltung von Frühinterventionsstrategien, die die Identifizierung von IR-Risiken ermöglichen, für die rechtzeitige Behandlung und Prävention von DM2, CVD und MS Entwicklung.

Finanzierung

Es wurde keine finanzielle Unterstützung bereitgestellt.

Interessenkonflikt

Die Autoren haben keine Interessenkonflikte zu erklären.