Effects of Insulin Resistance on Cardiovascular Risk Factors in Hemodialysis Patients

Abstract
Chronic renal failure presents variable degrees of insulin resistance (IR) which impacts on cardiovascular risk. The aim was to compare lipid and inflammation markers in hemodialyzed patients, with and without insulin resistance estimated by HOMA-IR in order to evaluate if insulin resistance enhances cardiovascular risk. Fifty hemodialysis patients divided into HOMA-IR ≤ 2.9; n = 35 and > 3.0; n = 15 were studied, in parallel to 20 healthy controls (C). Lipid-lipoprotein profile, apoproteins A and B, small dense (sd) LDL, postheparin hepatic lipase activity (HL), free fatty acids and reactive "C" protein-hs (CRP) were measured. No differences were observed in plasma lipid profile and free fatty acids between both groups of hemodialyzed patients. However, patients with HOMA-IR > 3.0 showed increased HL (12.0 ± 1.17 μmol FFA/ml PPH.h) and sdLDL (42.4% ± 6.2) vs. hemodialyzed patients with HOMA-IR ≤ 2.9: 8.8 ± 0.66 and 27.5 ± 2.8, respectively, p < 0.018. HL was lower in patients with HOMA-IR ≤ 2.9 than in C (14.4 ± 1.15) and both groups of hemodialyzed patients showed an increase in sdLDL in comparison to C (19.6% ± 1.91), p < 0.04. CRP was higher in both groups of hemodialyzed patients than in C, without differences in relation to IR. In patients without IR, the known reduction of HL in hemodialysis was confirmed, however HL activity in patients with IR would favor sdLDL formation, presenting increased atherogenic features. The presence of IR concomitant with chronic renal failure under hemodialysis would increase cardiovascular risk due to greated sdLDL proportion.

Key words
hemodialysis, insulin resistance, lipoproteins, inflammation, hepatic lipase

Artículo completo
Introducción

La incidencia de mortalidad debida a enfermedad cardiovascular aterosclerótica es elevada entre los pacientes con enfermedad renal crónica.¹ Los mecanismos precisos de su desarrollo no han sido completamente elucidados, de manera que las recomendaciones terapéuticas requieren continua revisión.² Entre las causas puede señalarse la presencia de dislipidemia, la inflamación crónica y la resistencia a la insulina, frecuente en estos pacientes.

Estudios previos sugieren que la resistencia a la insulina estaría influida por factores como la presencia de toxinas urémicas, anemia, acidosis, inactividad física, así como por elevados niveles de adipocitoquinas en el plasma urémico.³ La presencia de resistencia a la insulina se ha descrito aun en pacientes pediátricos con leve a moderada insuficiencia renal.⁴

Existe una relación estrecha entre la resistencia a la insulina y un perfil lipídico-lipoproteico aterogénico, que no necesariamente se pone de manifiesto a través de los parámetros clásicos (colesterol, triglicéridos, colesterol asociado a lipoproteínas de alta densidad (HDLc) y a lipoproteínas de baja densidad (LDLC). Este perfil podría ser evidenciado en parte, por las apolipoproteínas, como biomarcadores más sensibles, por la presencia de mayor proporción de subfracciones con mayor capacidad aterogénica como las LDL densas que podrían desenmascarar cuadros aparentemente normales, así como por la medida de la actividad de enzimas reguladas por la insulina, como la lipasa hepática. También es de esperar un nivel aumentado de ácidos grasos libres plasmáticos en ayunas; sin embargo, los datos publicados previamente no son claros al respecto.

Por otra parte, es bien sabido que la resistencia a la insulina favorece un estado proinflamatorio, que implica entre otros factores a las citoquinas y moléculas de adhesión.⁵ De manera que la resistencia a la acción de la insulina en los pacientes con enfermedad renal crónica podría contribuir al elevado riesgo cardiovascular en ellos, probablemente al alterar desfavorablemente el cuadro lipoproteico. El HOMA-IR (homeostasis model assessment) es aceptado como un índice confiable de resistencia a la insulina en pacientes con enfermedad renal.⁶

Nos propusimos comparar marcadores lipídicos, lipoproteicos y de inflamación en pacientes con insuficiencia renal crónica, con resistencia a la insulina y sin ella, estimada por HOMA-IR, con el fin de evaluar si la resistencia a la insulina acentúa el riesgo cardiovascular.


Materiales y métodos

Se estudiaron 50 pacientes con enfermedad renal crónica sometidos a hemodiálisis convencional con bicarbonato, utilizando filtros de acetato de celulosa de bajo flujo, 3 veces por semana durante 4-4.5 horas, anticoagulados con heparina convencional a través del método de infusión constante. Según el grado de resistencia a la insulina se los subdividió utilizando el valor del indicador HOMA-IR [(mmol/l x μU/ml) = glucosa en ayunas (mmol/l) x insulina en ayunas (μU/ml)/22.5], considerando 2.9 como valor de corte, compatible con otros autores de nuestro medio.⁷ Se obtuvieron los siguientes subgrupos: HOMA-IR ≤ 2.9 (0.40-2.87), n = 35, y HOMA-IR > 3.0 (3.03-9.7), n = 15. Paralelamente se evaluaron 20 individuos sin enfermedad renal ni diabetes como grupo control. Los criterios de exclusión fueron: disfunción hepática, tiroidea, enfermedades infecciosas agudas, insuficiencia renal aguda, tratamiento con esteroides, drogas inmunosupresoras o que afecten el metabolismo lipídico, así como el consumo de más de 15 g de alcohol/día y de más de 5 cigarrillos/día. El valor medio de HOMA-IR de los controles fue de 1.75 ± 0.18. Las características de los pacientes y controles incluidos en el estudio se describen en la Tabla 1.







No se observaron diferencias entre los pacientes y los controles en cuanto a la edad, distribución por sexos e índice de masa corporal.

Al considerar el total de pacientes hemodializados, tampoco hubo diferencias en cuanto a la edad (47.72 ± 1.54 años), el índice de masa corporal (23.85 ± 0.58 kg/m²) y el sexo (24/26 F/M) en relación con los controles.

A todos los sujetos se les realizó una extracción de sangre luego de 12 horas de ayuno, para la obtención del suero. Luego se administraron 60 UI de heparina/kg de peso por vía intravenosa para la obtención de plasma posheparínico, en el cual se midió la actividad de la enzima lipasa hepática.

En el suero se determinó el perfil lipídico-lipoproteico básico: colesterol total y triglicéridos, por métodos enzimático-colorimétricos estandarizados (Roche Diagnostics, Mannheim, Alemania) y HDLc y LDLc, luego de la precipitación selectiva. La medida del colesterol del sobrenadante una vez precipitadas las LDL permitió medir el colesterol asociado a lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) por sustracción del HDLc. El colesterol no HDL se obtuvo restando colesterol total menos HDLc. Se determinaron también los niveles de apolipoproteínas A-I y B, por inmunoturbidimetría (Roche Diagnostics, Mannheim, Alemania). Se midieron los ácidos grasos libres por el método enzimático-colorimétrico (Randox Laboratorios, Reino Unido).

La albúmina sérica se midió por colorimetría con verde de bromocresol y punto final automatizado (Roche Diagnostics, Mannheim, Alemania). Para la medida de la concentración sérica de proteína C-reactiva de alta sensibilidad (PCRas) como marcador de inflamación, se utilizó un método inmunoturbidimétrico de alta sensibilidad Tina-quant CRP (Roche Diagnostics, Mannheim, Alemania).

La subfracción de LDL pequeñas y densas, de mayor capacidad aterogénica, se midió por ultracentrifugación a través de un método desarrollado en nuestro laboratorio, que consiste en aislar paralelamente las LDL totales (d = 1.019-1.063 g/ml) y LDL densas (d = 1.048-1.063 g/ml), se determina el colesterol en cada fracción y los resultados se expresan como porcentaje de LDL densas con respecto a LDL totales.⁸

En plasma posheparínico se determinó actividad de la lipasa hepática, midiendo el ácido oleico liberado por la hidrólisis de una emulsión de trioleína fría [³H]trioleína (Amersham TRA.191; Amersham, Buckinghamshire, Reino Unido), albúmina libre de ácidos grasos (Sigma A-6003) y lisolecitina 0.055 mg/dl en buffer Tris HCl 0.2 M, pH = 9. Para la medida selectiva de esta enzima se utilizó NaCl 1 M como inhibidor de lipoproteína lipasa. Los ácidos grasos liberados se separaron por extracción selectiva con mezcla de solventes (metanol:cloroformo:heptano).⁹







Para el análisis estadístico, se implementó ANOVA de un factor seguido de las correspondientes pruebas a posteriori. La correlación entre factores se estimó por el método de Pearson. Las diferencias se consideraron significativas con un valor de p < 0.05. Se utilizó el programa informático SPSS^® 11.5.


Resultados

La Tabla 2 muestra el perfil de lípidos, lipoproteínas y apolipoproteínas en los pacientes, subdivididos según el valor de HOMA-IR, y los controles.







Los valores medios de triglicéridos fueron mayores en ambos grupos de pacientes hemodializados, el aumento del grupo con mayor grado de resistencia a la insulina fue estadísticamente significativo. Tanto el HDLc como el LDLc no mostraron diferencias entre los dos grupos de hemodializados, pero resultaron más bajos en comparación con los controles. Con respecto al colesterol no HDL, que representa las lipoproteínas con apoB, no se observaron diferencias entre pacientes y controles, lo cual puede atribuirse a los mayores valores de colesterol VLDL que presentaron los pacientes (HOMA-IR > 3.0 = 44 ± 8.40 mg/dl; HOMA-IR ≤ 2.9 = 36 ± 3.11; controles = 22 ± 1.79, p < 0.01).

Los pacientes sin resistencia a la insulina presentaron menor actividad de la lipasa hepática, tanto con respecto a los pacientes con resistencia a la insulina como a los controles (Figura 1).

Los niveles de PCRas en ambos grupos de pacientes fueron más elevados en comparación con los controles, sin diferencias entre los dos grupos de hemodializados (Figura 2).







La medida de ácidos grasos libres se expresó en relación con la albúmina (ácidos grasos libres/albúmina) y no se observaron diferencias entre los pacientes con resistencia a la insulina ella (0.88 ± 0.15 y 0.81 ± 0.15, respectivamente), así como tampoco entre éstos y los controles (0.63 ± 0.08). No existió correlación entre PCRas y ácidos grasos libres/albúmina.

La proporción de LDL pequeñas y densas fue mayor en los pacientes con HOMA-IR > 3.0 que en aquellos con HOMA-IR ≤ 2.9 y, a su vez, la de ambos grupos fue mayor que en los controles (Figura 3).







El porcentaje de LDL pequeñas y densas se correlacionó directa y significativamente con la enzima lipasa hepática (p < 0.002), confirmando la relación conocida entre la actividad de la enzima y la formación de la subfracción de LDL (Figura 4).







Discusión

En el presente trabajo se evaluó el perfil lipídico-lipoproteico y el estado inflamatorio mediante PCRas, en una población de pacientes con enfermedad renal crónica en tratamiento con hemodiálisis, agrupados según el grado de resistencia a la insulina, y comparados, a su vez, con un grupo control, con el fin de intentar responder si los pacientes hemodializados con mayor grado de resistencia a la insulina presentan un cuadro compatible con mayor riesgo cardiovascular.

Los dos grupos de pacientes hemodializados presentaron características similares con respecto a edad e índice de masa corporal. No se observaron diferencias en el perfil lipídico entre ellos. Al compararlos con el grupo control, los enfermos renales con mayor resistencia a la insulina mostraron mayor nivel de triglicéridos y ambos grupos presentaron niveles disminuidos de HDLc, lo que es compatible con las alteraciones típicas de la enfermedad renal crónica.^10,11 Cabe destacar que ambos grupos de hemodializados presentaron niveles de LDLc significativamente disminuidos, lo que ya se ha descrito en estos pacientes como parte de un síndrome conocido como MIA (malnutrición-inflamación-aterosclerosis), asociado con riesgo cardiovascular y mortalidad incrementada.¹²

La hipertrigliceridemia en la enfermedad renal crónica estría evidenciada por el aumento de lipoproteínas ricas en triglicéridos como las VLDL. Su incremento permitió que no se observaran diferencias entre los pacientes y controles en los valores de colesterol no HDL, que representa las lipoproteínas con apoB y cuyo poder discriminatorio de riesgo cardiovascular en esta población es discutido.^13,14

Por otro lado, la documentada disminución de la actividad de la enzima lipasa hepática en los pacientes hemodializados se observó claramente en los pacientes sin resistencia a la insulina.¹⁵ En el grupo con mayor grado de resistencia a la insulina, la hiperinsulinemia compensadora induciría mayor actividad de la enzima, asemejándola a la de los controles. Previamente hemos descrito la presencia de LDL anómalas enriquecidas en triglicéridos, asociado a la baja actividad de la enzima lipasa hepática.¹⁵ Sin embargo, el incremento en la actividad de la enzima en los pacientes con resistencia a la insulina favorecería la formación de LDL pequeñas y densas. La lipasa hepática hidroliza los triglicéridos remanentes en las LDL y contribuye a la formación de la subfracción de LDL más pequeñas y más densas, la cual presenta mayor carácter aterogénico.¹⁶ Se debe tener en cuenta que el predominio de LDL pequeñas y densas es una alteración característica de la resistencia a la insulina.¹⁷

El aumento plasmático de ácidos grasos libres en ayunas también se asocia con la resistencia a la insulina y llevaría, entre otras alteraciones, al aumento de síntesis endógena de triglicéridos de VLDL, desencadenando un perfil plasmático aterogénico. Además, los ácidos grasos tienen por sí mismos un efecto lesivo y proinflamatorio.¹⁸ Sin embargo, no se encontró incremento de ácidos grasos libres en el plasma del grupo con mayor resistencia a la insulina. Esto obedecería a la disminución de la lipólisis de las lipoproteínas ricas en triglicéridos de los pacientes renales.¹⁹ Tampoco existió asociación entre el índice ácidos grasos libres/albúmina y PCRas, a través de la cual se evaluó el estado inflamatorio. En este sentido, corresponde señalar que la enfermedad renal es considerada un estado inflamatorio constante, y la PCR predice el riesgo cardiovascular aun en personas con valores lipídicos normales.²⁰ En nuestro estudio, ambos grupos de pacientes mostraron una concentración elevada de PCR en comparación con controles, sin diferencias significativas entre los subgrupos.

En resumen, en los pacientes hemodializados estudiados, la presencia de resistencia a la insulina concomitante con la enfermedad renal crónica en general no presentó un cuadro diferente al de los pacientes sin resistencia a la insulina, con excepción de la mayor proporción de LDL pequeñas y densas. Además, se podría deducir que el perfil que acompaña a los pacientes hemodializados con mayor grado de resistencia a la insulina difiere del observado frecuentemente en obesos o diabéticos tipo 2 sin insuficiencia renal, sin embargo no correspondería descartar que constituya un factor de riesgo cardiovascular agregado.

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