Indice HOMA (rezistenţa la insulină)
Informaţii generale
Rezistenţa la insulină reprezintă o condiţie patologică caracterizată printr-un răspuns suboptimal al ţesuturilor periferice la acţiunea insulinei.
Rezistenţa la insulină se manifestă în special la nivelul ţesuturilor ce depind de acţiunea insulinei pentru transportul intracelular al glucozei: ficat, muşchi şi ţesut adipos. Efectele rezistenţei la insulină sunt, însă, multiple, deoarece insulina exercită acţiuni fiziologice asupra metabolismului glucidic, lipidic şi proteic, precum şi asupra funcţiei endoteliale.
Rezistenţa la insulină este tulburarea metabolică primară asociată cu obezitatea şi pare să fie mediatorul principal al sindromului metabolic.
Sindromul metabolic este definit prin prezenţa a 3 din următoarele criterii (conform consensului din 2009 al unor foruri internaţionale importante: Federaţia Internaţională de Diabet, Federaţia Mondială de Cardiologie, Societatea Internaţională de Ateroscleroză, Societatea Americană de Cardiologie):
1. prezenţa obezităţii abdominale (circumferinţa abdominală peste 80 cm la femei şi peste 94 cm la bărbaţii europeni);
2. niveluri crescute ale trigliceridelor ≥ 150 mg/dL (1.7 mmol/L) sau efectuarea de tratament pentru trigiceride crescute;
3. niveluri scăzute ale HDL-colesterolului <40 mg/dL (1 mmol/L) la bărbaţi şi <50 mg/dL (1.3 mmol/L) la femei sau efectuarea de tratament pentru HDL scăzut;
4. valori ale tensiunii arteriale sistolice ≥ 130 mmHg şi/sau ale celei diastolice ≥ 85 mmHg sau efectuarea de tratament pentru hipertensiune arterială;
5. valori crescute ale glicemiei bazale ≥ 100 mg/dL sau efectuarea de tratament pentru diabet zaharat diagnosticat anterior.
Aşa cum reiese din definiţie, sindromul metabolic nu este o afecţiune în sine ci reuneşte o serie de tulburări metabolice ce identifică persoanele cu risc crescut de a dezvolta boli cardiovasculare şi diabet zaharat de tip 2. Astfel, prezenţa sindromului metabolic conferă un risc de trei ori mai mare de apariţie a bolii coronariene şi a accidentului vascular cerebral, dublând mortalitatea din aceste cauze. Riscul de moarte subită este de cinci ori mai mare la pacienţii cu diabet zaharat şi de 2-3 ori mai mare la pacienţii cu sindrom metabolic. Dacă diabetul zaharat nu este deja prezent, sindromul metabolic creşte de cinci ori riscul de apariţie a diabetului zaharat de tip 2.
La apariţia sindromului metabolic contribuie mai mulţi factori ce includ: activitatea fizică scăzută, predispoziţia genetică, inflamaţia cronică, acizii graşi liberi şi disfuncţia mitocondrială. Se pare că rezistenţa la insulină reprezintă principala verigă ce leagă aceste elemente, obezitatea şi sindromul metabolic.
Insulina se leagă şi acţionează în principal prin receptorul insulinei; acţionează deasemenea şi via receptorul pentru IGF-1 (insulin-growth factor-1). Acţiunile celulare ale insulinei implică un spectru larg de efecte exercitate asupra căilor de semnalizare postreceptor din celulele ţintă.
Astfel, în condiţii normale, insulina stimulează captarea glucozei în ţesutul muscular, inhibă gluconeogeneza hepatică, scade lipoliza de la nivelul ţesutului adipos şi reduce producţia hepatică de lipoproteine cu densitate foarte scăzută (VLDL). La nivel cerebral, activarea lanţului de semnalizare a insulinei are ca efect reducerea apetitului şi previne producţia hepatică de glucoză prin semnalele neuronale din hipotalamus. Rezistenţa la insulină conduce însă la eliberarea de acizi graşi liberi din ţesutul adipos, creşterea producţiei hepatice de VLDL şi scăderea lipoproteinelor cu densitate crescută (HDL).
Producţia crescută de acizi graşi liberi, citokine proinflamatorii şi adipokine precum şi disfuncţia mitocondrială contribuie la perturbarea semnalizării mediată de insulină, captarea scăzută a glucozei la nivelul musculaturii scheletice, creşterea gluconeogenezei hepatice şi disfuncţia celulelor β pancreatice, ceea ce va determina apariţia hiperglicemiei. În plus, rezistenţa la insulină conduce la dezvoltarea hipertensiunii arteriale prin disfuncţia endotelială asociată, ce se caracterizează printr-o producţie scăzută de oxid nitric şi o eliberare exagerată de endotelin.
Rezistenţa la insulină are la bază atât cauze ereditare cât şi dobândite. În funcţie de localizarea efectului lor primar în raport cu receptorul insulinei aceste cauze pot fi clasificate în:
– cauze prereceptor: moleculă anormală de insulină datorită unor mutaţii genetice, prezenţa de anticorpi anti-insulină;
– cauze ce afectează receptorul insulinei: scăderea numărului de receptori, reducerea capacităţii de legare a insulinei, mutaţii ale receptorului, prezenţa de anticorpi blocanţi ai receptorului;
– cauze postreceptor: defecte de transmitere a semnalului, mutaţii ale transportorului 4 al glucozei GLUT4 (principalul transportor responsiv la insulină).
Alte condiţii care pot determina rezistenţă la insulină sunt reprezentate de: activitatea fizică scăzută, procesul de îmbătrânire, acizii graşi liberi în cantităţi crescute, inflamaţia cronică, glucocorticoizii, terapia anti-HIV, disfuncţia mitocondrială.
Interesul manifestat de cercetători faţă de rezistenţa la insulină şi sindromul metabolic se datorează prevalenţei lor crescute în populaţie precum şi riscului asociat de boală coronariană şi diabet zaharat tip 2.
Există numeroase dovezi care indică faptul că atunci când se dezvoltă intoleranţa la glucoză sau nivelurile glicemiei bazale devin anormale s-a produs deja un grad de distrucţie a celulelor β. Din acest motiv, tentativele de a preveni diabetul zaharat tip 2 ar avea mai mult succes dacă s-ar interveni precoce, când nivelurile glicemiei sunt încă normale. Astfel, sunt necesare investigaţii simple pentru identificarea rezistenţei la insulină în practica medicală curentă.
Metoda-etalon de măsurare a rezistenţei la insulină este metoda “euglycemic clamp”. În cursul probei se determină cantitatea de glucoză administrată pentru a menţine constant nivelul bazal al glicemiei, în condiţiile realizării unui nivel crescut constant al insulinemiei. Cantitatea de glucoză ce trebuie administrată variază de la un individ la altul, în funcţie de sensibilitatea la insulină2. Metoda este însă laborioasă şi consumatoare de timp, fiind accesibilă doar în centre specializate.
De-a lungul timpului au fost propuse câteva metode alternative mai simple de evaluare a rezistenţei la insulină, printre care se numără şi indicele HOMA.
Indicele HOMA (“Homeostasis model assessment”) a fost descris în anul 1985 de către Matthews et al. pornind de la premiza că nivelele glicemiei şi insulinemiei à jeun ale unui individ anume, având sau nu o toleranţă normală la glucoză, sunt setate la un nivel caracteristic pentru acel individ.
Astfel, în condiţii bazale relaţia dintre glucoză şi insulină reflectă echilibrul între producţia hepatică de glucoză şi secreţia de insulină a celulelor β pancreatice, care este menţinut printr-o buclă feed-back între ficat şi celulele β. Deoarece rezistenţa la insulină ca şi insuficienţa răspunsului insulinosecretor au un răsunet echivalent la nivelul producţiei hepatice de glucoză, se poate presupune că hiperglicemia à jeun este rezultatul unei combinaţii, în proporţii diferite, a deficienţei celulelor β şi a rezistenţei la insulină.
Predicţiile formulate de modelul matematic HOMA se bazează pe date experimentale obţinute din studii pe oameni şi animale. Modelul iniţial (HOMA1) a fost calibrat pentru a da o funcţie a celulelor β normală de 100% şi de rezistenţă la insulină normală de 1. O rezistenţă la insulină crescută este asociată cu niveluri crescute ale insulinemiei bazale şi o funcţie redusă a celulelor β caracterizată printr-o compensare redusă pentru a creşte nivelurile glicemiei. Considerându-se această interrelaţie glucoză-insulină, poate fi folosită orice pereche de concentraţii bazale ale glucozei şi insulinei pentru a cuantifica rezistenţa (HOMA1-IR) la insulină şi funcţia celulelor (β HOMA1-%B) cu ajutorul următoarelor formule:
HOMA1-IR = (FPI (mU/L) x FPG (mmol/L))/22.5
FPI = insulinemia bazală (à jeun) FPG = glicemia bazală (à jeun)
În cazul în care glicemia bazală este exprimată în mg/dL, cifra numitorului se modifică, de la 22.5 la 405.
HOMA1-%B = (20 x FPI (mU/L))/(FPG (mmol/L) – 3.5)
Cazurile cu nivele ale glicemiei à jeun ≤ 3,5 mmol/l (63 mg/dL) se exclud pentru a evita rezultatele negative11;12.
Între sensibilitatea la insulina estimată prin HOMA şi cea estimată prin „euglycemic clamp” a fost găsită o corelaţie foarte strânsă (r = -0,820) într-un studiu pe 115 subiecţi europeni obezi şi neobezi, diabetici şi nediabetici, normotensivi şi hipertensivi, tineri şi vârstnici, bărbaţi şi femei şi de asemenea într-un studiu asupra 55 subiecţi japonezi cu diabet tip 2 înainte (r = – 0,613) şi după (r = – 0,734) tratament cu dietă şi exerciţiu fizic.
Modelul iniţial nu a luat în considerare:
– diferenţele între sensibilitatea la insulină a ţesuturilor periferice şi cea hepatică;
– creşterile secreţiei de insulină şi reducerea gluconeogenezei hepatice la valori ale glicemiei > 180 mg/dL;
– pierderile de glucoză pe cale renală;
– contribuţia proinsulinei circulante.
De asemenea, modelul iniţial foloseşte ecuaţii ce au fost calibrate la testele de determinare a insulinei disponibile în anii 1970.
Din aceste motive, în 1988 a fost elaborat un indice HOMA revizuit (HOMA2) care nu are la bază o ecuaţie simplă ci reprezintă o modelare computerizată ce ia în calcul variaţiile menţionate.
Rezultatele unei metaanalize recente au arătat că riscul relativ de afecţiuni cardiovasculare la adulţii nediabetici a fost mai mare în cazul creşterii cu o deviaţie standard a indicelui HOMA-IR decât în situaţiile în care s-a înregistrat o creştere cu o deviaţie standard a nivelului bazal al glicemiei sau al insulinei. Din acest motiv, autorii sugerează că HOMA-IR ar reprezenta un instrument cu valoare predictivă asupra riscului cardiovascular.
De asemenea, rezistenţa la insulină estimată cu ajutorul indicelui HOMA este asociată cu un risc crescut de accident vascular cerebral la persoanele nediabetice.
Un alt studiu recent a indicat faptul că HOMA-IR ar putea fi utilizat ca test de screening pentru intoleranţa la glucoză la femeile cu sindromul ovarelor polichistice PCOS, utilizând valoarea cut-off de 2.
Spre deosebire de adulţi, în populaţia pediatrică lipsesc criteriile de definie a rezistenţei la insulină. Într-un studiu publicat recent, efectuat pe 342 copii, sunt evaluate câteva metode de estimare a rezistenţei la insulină. Autorii constată că indicele HOMA-IR reprezintă o metodă optimă de evaluare a rezistenţei la insulină la copiii supraponderali şi obezi, în timp ce utilizarea testului de toleranţă la glucoză per os (OGTT) întârzie detectarea anomaliilor metabolismului glucidic la copii.
Recomandări pentru determinarea indicelui HOMA – evaluarea pacienţilor cu indice de masă corporală BMI >28 kg/m2; suspiciune de rezistenţă la insulină (sindrom metabolic, diabet zaharat tip 2); sindromul ovarelor polichistice.
Pregătire pacient – à jeun (pe nemâncate) – minim 8 ore.
Specimen recoltat – sânge venos.
Recipient de recoltare – vacutainer fără anticoagulant, cu/fără gel separator.
Prelucrare necesară după recoltare – se separă serul prin centrifugare în într-un interval <2 ore de la recoltare.
Volum probă – minim 1 mL ser.
Cauze de respingere a probei – specimen intens hemolizat.
Stabilitate probă – serul separat este stabil 3 zile la 2-8°C; 3 luni la -20°C; nu decongelaţi/recongelaţi.
Metodă
Indicele HOMA se calculează din nivelurile bazale ale glicemiei şi insulinei după formula:
HOMA-IR = (insulină (µU/mL) x glicemie (mg/dL))/405.
Pentru determinarea insulinei serice se utilizează metoda imunochimică cu detecţie prin electrochemiluminiscenţă (ECLIA). Pentru determinarea glicemiei se foloseşte metoda spectrofotometrică (enzimatică colorimetrică).
Valori de referinţă
<2: normal
>2: posibil rezistenţă la insulină
>2.5: probabilitate crescută de rezistenţă la insulină
>5: valoarea medie la persoane diabetice.
La copii şi adolescenţi definirea valorilor cut-off ale HOMA-IR pentru diagnosticul rezistenţei la insulină este mai dificilă decât la adulţi datorită absenţei de studii longitudinale privind riscul cardiovascular. Pe de altă parte, în majoritatea studiilor, valorile cut-off au fost stabilite pe baza distribuţiei indicelui HOMA într-o populaţie de referinţă, dar datorită factorilor de influenţă cum ar fi pubertatea şi diferenţele etnice aceste valori au variat între 1.8, 2.5, 3.2 sau >4 în funcţie de populaţia de referinţă aleasă.
Într-un studiu recent, efectuat pe un lot mare de copii din China s-au obţinut următoarele valori cut-off HOMA-IR:
– pentru 95% din copiii sănătoşi: 3 (2.6 prepubertate şi 3.2 în perioada de pubertate)
– pentru diagnosticul sindromului metabolic: 2.3 (1.7 prepubertate şi 2.6 în perioada de pubertate).
Limite şi interferenţe
Utilizarea HOMA-IR prezintă valoare limitată la pacienţii cu indice de masă corporală BMI scăzut, funcţie redusă a celulelor beta şi niveluri crescute ale glicemiei bazale, cum este cazul pacienţilor neobezi cu diabet zaharat de tip 2 cu defecte secretorii ale insulinei.
