Validez-de-la-prueba-de-aliento-con-13c-glucosa-para-el-diagnostico-de-resistencia-a-la-insulina-en-poblacion-pediatrica

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Biológicas / Saúde

Medicina

13/8/2022

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO

INSTITUTO MEXICANO DEL SEGURO SOCIAL
CENTRO MÉDICO NACIONAL SIGLO XXI
UNIDAD MÉDICA DE ALTA ESPECIALIDAD
HOSPITAL DE PEDIATRÍA
DR. SILVESTRE FRENK FREUND
VALIDEZ DE LA PRUEBA DE ALIENTO CON
13
C- GLUCOSA PARA EL DIAGNÓSTICO DE
RESISTENCIA A LA INSULINA EN POBLACIÓN
PEDIÁTRICA

T E S I S
PARA OBTENER EL TÍTULO DE
ESPECIALISTA EN PEDIATRÍA

PRESENTA
DRA. BETSAIDA GUADALUPE PORCAYO ASCENCIO

DIRECTOR DE TESIS:
M. En C. JORGE MALDONADO HERNÁNDEZ
UNIDAD DE INVESTIGACIÓN MÉDICA EN NUTRICIÓN DEL
HOSPITAL DE PEDIATRÍA CENTRO MEDICO NACIONAL SIGLO XXI

MÉXICO, DF. 2015
Veronica
Texto escrito a máquina
FACULTAD DE MEDICINA
DIVISION DE ESTUDIOS DE POSGRADO
Veronica
Texto escrito a máquina

Veronica
Texto escrito a máquina
Veronica
Texto escrito a máquina
Veronica
Texto escrito a máquina
Veronica
Texto escrito a máquina
Veronica
Texto escrito a máquina
Veronica
Texto escrito a máquina
Veronica
Texto escrito a máquina
Veronica
Texto escrito a máquina

Veronica
Texto escrito a máquina

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reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el
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INSTITUTO MEXICANO DEL SEGURO SOCIAL
CENTRO MEDICO NACIONAL SIGLO XXI
UNIDAD MEDICA DE ALTA ESPECIALIDAD
HOSPITAL DE PEDIATRIA
DR SILVESTRE FRENK FREUND
TESIS PARA OBTENER EL TITULO DE ESPECIALISTA EN PEDIATRIA
VALIDEZ DE LA PRUEBA DE ALIENTO CON "C-GLUCOSA PARA EL
DIAGNOSTICO DE RESISTENCIA A LA INSULINA EN POBLACiÓN
PEDIATRICA
MARZO 2015
~ . ~ESIDENTE
ORA MARIAI-'UADALUPE MIRANDA NOVALES
~'O
ORA JULIA ROCIO HERRERA MARQUEZ
A r /1I..L_
VOCAL
ORA JUANA SERRET MONTOYA
DR MARIO ENRIQUE RENDON MACIAS
2

Carta Dictamen
INSTITUTO MEXICANO DEL SEGURO SOCIAL
DIRECCiÓN DE PRESTACIONES MEDICAS
Unidad de Ed ucación, Investigación y Pollticas de Salud
CoordInación de Investigación en Salud
Dictamen de Autorizado
COMITÉ LOCAL DE INVESTIGACi ÓN EN SALUD 3603
Page 1 of 1
HOSPITAL DE PEDlATRIA, CENTRO MEDICO NACIONAL SIGLO XXI , 3 SUROESTE DEL D.F.
FECHA 25/11/2010
Q.F.B JORGE MALDONADO HERNÁNDEZ
PRESENTE
Tengo el agrado de notif icarle, que el protocolo de investigación con tit ulo:
VALIDEZ DE LA PRUEBA DE ALIENTO CON 13C-GLUCOSA PARA EL DIAGNÓSTICO DE
RESISTENCIA A LA INSULINA EN POBLACIÓN PEDIÁTRICA.
que usted sometió a consideración de este Comité Loca l de Invest igación en Salud, de acuerdo
con las recomendaciones de sus integrantes y de los revisores, cumple con la calidad
metodológica y los requerimientos de ética y de invest igación, por lo que el dictamen es
A U T O R 1 Z A D O, con el número de registro instituciona l:
Núm. de Registro
R- 2010- 3603-35
IMSS
3

Vista de impresión Página 1 de 2
MÉXICO Dirección de Prestaciones Médicas Unidod ~ Ee1Jcadóo. ~vesligación y PoIiíc .. d. Salud
Coordinación de Investigación en Salud
lID
IMSS
' 2013, Año de la lealtad Institucional y Centenario del Ejército Mexicano"
Solicitud de Enmienda
FEO-iA : Jueves, 01 de agosto de 2013
Estimado HERMILO OE LA CRUZ YÁÑEZ
Presidente Comité Local de Investigación y Ética en Investigación No. 3603
PRESENTE
Por medio del presente solicito de la manera más atenta, se sirva realizar la enmienda el protocolo
de Investigación con t itulo: "VALIDEZ DE LA PRUEBA DE ALIENTO CON 13C-GLUCOSA PARA EL
DIAGNÓSTICO DE RESISTENCIA A LA INSULINA EN POBLACIÓN PEDIÁTRICA." Que se registró a
t ravés del SIRELCIS ante éste Comité Loca l de Investigación y Ética en Investigacien Salud.
En los puntos que a continuación se exponen:
Cambio de II1umn05
Alumno actual Alumno ro uesto
.8ETSAlDA GUAOALUPE PORCAYO
ASCENCIO
~:Q} 2 ~_
Orea). Jorge Maldonado Hernández
Investigador Responsable del Protocolo
Investigadores asociados al
protocolo
Justificación
~:::~:ADEES 'c:U~E~~UU~Nr:,ESEESTA
NCORPORó DeSPUÉS DE QUE El
ROYECTO YA HABlA SIDO
REGISTRADO, CON LA INTENCION DE
REAl.lZAR SU TESIS DE LA
$PECIAUDAD DE PEDIA.TRIA
"'EDIANTE ESTE PROTOCOLO DE
NVESTlGACÓN.
http ://sirelcis.imss.gob.mxlenmienda _imprimir. php?id _ erunienda=2585 01 /08/2013
-
5

ÍNDICE DE CONTENIDO
1 RESUMEN……………………………………………………………………….........7
2 MARCO TEÓRICO……………..………………………………...............................8
2.1 INSULINA……………...………………………………………………………...8
2.1.1 ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LA INSULINA…………….....8
2.1.2 SINTESIS Y LIBERACIÓN DE INSULINA……………………….........9
a) ESTÍMULO NEURONAL………………………………………………..10
b) HORMONAS PEPTÍDICAS……………………………………………..10
c) AMINOÁCIDOS……………………………………………………..........10
d) INCRETINAS……………………………………………………………..11
2.1.3 FISIOLOGÍA DE LA SECRECIÓN DE INSULINA……………….......11
2.1.4 MECANISMO DE ACCIÓN DE LA INSULINA………………………..12
2.1.5 PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS DE GLUCOSA……………….12
2.2 RESISTENCIA A LA INSULINA……………………………………………...13
2.2.1 MECANISMO FISIOPATOLÓGICO DE RESISTENCIA A LA
INSULINA…………………………………………………………………13
a) RESISTENCIA A LA INSULINA EN MÚSCULO……………………...14
b) RESISTENCIA ALA INSULINA EN TEJIDO ADIPOSO……………...14
c) RESISTENCIA A LA INSULINA EN ENDOTELIO……………………15
d) RESISTENCIA A LA INSULINA EN CEREBRO……………………...15
2.2.2 RESISTENCIA A LA INSULINA EN LA PUBERTAD………………...16

2.3 MEDICIÓN DE RESISTENCIA A LA INSULINA……………………………16
2.3.1 TÉCNICA DEL CLAMP HIPERINSULINÉMICO –
EUGLUCÉMICO……………………….................................................17
2.3.2 ÍNDICES DERIVADOS DE MEDICIONES DE GLUCOSA
E INSULINA EN AYUNO………………………………………………..18
a) ÍNDICE HOMA…………………………………………………….……..18
b) ÍNDICE QUICKI………………………………………………….…..........18
2.3.4 CURVA DE TOLERANCIA A LA GLUCOSA ORAL……………..........20
2.3.5 ÍNDICE DE SENSIBILIDAD A LA INSULINA COMPUESTO………...21
2.4 PRUEBA DE ALIENTO…………………………………………………............21
2.4.1 FUNDAMENTO DE LA PRUEBA DE ALIENTO CON
13C-GLUCOSA………………................................................................23
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA…………………………………………......27
4. JUSTIFICACIÓN………………………………………………………………...........28
5. OBJETIVO……………………………………………………………………………..29
5.1 OBJETIVO GENERAL………………………………………………………......29
5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS……………………………………………………29
6. HIPÓTESIS……………………………………………………………………….........30
7. MATERIAL Y MÉTODOS…………………………………………………………….31
7.1 DISEÑO DE ESTUDIO…………………………………………………………..31
7.2 LUGAR DE ESTUDIO……………………………………………………….......31
7.3 POBLACIÓN DE ESTUDIO…………………………………………………......31

7.4 CRITERIOS DE SELECCIÓN………………………………………………......31
7.4.1 CRITERIOS DE INCLUSIÓN……………………………………………...31
7.4.2 CRITERIOS DE EXCLUSIÓN………………………………………….....31
7.5 TAMAÑO DE LA MUESTRA…………………………………………………….32
7.6 DEFINICIÓN DE VARIABLES…………………………………………………..32
7.6.1 VARIABLESINDEPENDIENTES…………………………………………32
7.6.2 VARIABLES DEPENDIENTES……………………………………………33
7.6.3 VARIABLES CONFUSORAS……………………………………………..33
7.7. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL ESTUDIO…………………………………..33
7.7.1 MEDIDAS ANTROPOMÉTRICAS………………………………………..34
7.7.2 MEDICIONES BIOQUÍMICAS……………………………………….........35
7.8 ÁNALISIS ESTADÍSTICO……………………………………………………….35
7.9 CONSIDERACIONES ÉTICAS…………………………………………...........36
8.- RESULTADOS……………………………………………………………………….37
9.- DISCUSIÓN DE RESULTADOS………………………………………………….. 46
10.- CONCLUSIONES…………………………………………………………………..49
11.- BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………..50
12.- ANEXOS………………………………………………………………….................58

INDICE DE TABLAS Y FIGURAS
Tabla 1.- Características generales de la población de estudio
estratificada de acuerdo al IMC….………………………………………..37
Tabla 2.- Correlación de la prueba de aliento y otros índices
subrogados de la Resistencia a la insulina………………………………40
Tabla 3.- Características antropométricas y bioquímicas de los
grupos de estudio estratificados por estadio Tanner…………………...42
Tabla 4.- Atributos estadísticos de la prueba de aliento versus
el Índice HOMA……………………………………………………………...43
Tabla 5.- Atributos estadísticos de la prueba de aliento versus
Insulina de 120 minutos……………………………………………………45

Figuras:
Figura 1.- Grafica de Porcentaje de Oxidación de ¹³C Glucosa
clasificándose de acuerdo al IMC Comparando las
muestras obtenidas a los 30, 60,90,
120, 150 y 180 minutos…………………………………………………...39
Figura 2.- Análisis de Regresión Lineal Múltiple ajustados
por co-variables……………………………………………………………..41
Figura 3.- Curva ROC clasificando por estadio de Tanner de la
prueba de aliento versus el Índice HOMA……………………………….43
Figura 4.- Curva ROC para grupo del Estadio de Tanner comparando
% de Oxidación de 13C-Glucosa con Insulina de 120 minutos………..44
9

ABREVIATURAS
RI.- Resistencia a la Insulina
HOMA.- Homeostasis Model Assessment
QUICKI.- Quantitative Insulin Check Index
CTGO.- Curva de Tolerancia a la Glucosa Oral
ISI-Compuesto.- Índice de Sensibilidad a la Insulina Compuesto
13C.- Carbono 13
13C-Glucosa.- Glucosa marcada con Carbono 13
ENSANUT.- Encuesta Nacional de Salud
DM2.- Diabetes Mellitus tipo 2
ATP.- Adenosín Trifosfato
AMP.- Adenosín Monofosfato
GIP.- Polipéptido insulinotrópico dependiente de glucosa
GLP1.- Péptido similar al glucagón
IRS.- Sustrato sensible a la insulina
P1 3-quinasa.- Fosfatidil inositol 3 quinasa
GLUT.- Proteínas transportadoras de Glucosa
IGF 1.- Factor de crecimiento similar a la insulina
VLDL.- Lipoproteínas de muy baja densidad
CLAMP HE.- Clamp Hiperinsulinémico Euglucémico
PDB.- Pee Dee Belemnite
CAT.- Vía de los Ácidos Tricarboxilicos
ADA.- Asociación Americana de Diabetes
IMC.- índice de Masa Corporal
10

1. RESUMEN
Antecedentes. El diagnóstico de Resistencia a la Insulina (RI) resulta complejo ya
que el estándar de oro es una prueba costosa y con riesgo de complicaciones; por lo
cual, han surgido diferentes índices sin embargo todos requieren de la toma y
manejo de la muestra resultando complicado. Las ventajas de la prueba de aliento
son que es un método no invasivo y fácil para la toma de muestras.
Objetivo: Determinar la validez de la prueba de aliento con ¹³C-Glucosa para
determinar RI en la población pediátrica mexicana con diferentes grados de
adiposidad
Metodología. Se determino RI por medio del Índice HOMA utilizando un valor de
3.12 para el estadio Tanner 2 y 3; y de 3.28 para estadio Tanner 4–5. Se administró
por vía oral una dosis de 1.5 mg de [13C] glucosa/kg de peso y 1.75gr / kilo de
glucosa anhidra. Se recolectaron muestras de aliento a los 30, 60, 90, 120, 150 y
180 minutos; y una muestra de sangre a los 120 minutos. El enriquecimiento de ¹³C
fue medido por espectrometría de masas.
Resultados: Se reclutaron 133 pacientes entre 10 y 16 años, sanos. Se correlaciono
la prueba de aliento con el HOMA con una R de -0.433. Los puntos de corte óptimos
de dosis oxidada a los 180min para el diagnóstico de resistencia a la inulina fueron
de 16.2% para estadío Tanner 2 y 3; y de la 13.0% para estadíos 4 y 5. Los valores
de sensibilidad y especificidad obtenidos fueron de 87.9% y de 72.4% para el primer
grupo y de 77.8% y 70.5% en el segundo.
Conclusiones: La prueba de aliento con 13C-Glucosa es un método válido para el
diagnóstico de RI en población pediatrica y podría ser utilizada como método de
tamizaje y en el contexto poblacional para identificar poblaciones en riesgo.
11

2. MARCO TEÓRICO
Según la Encuesta Nacional de Salud (ENSANUT) 2012, la prevalencia
combinada de sobrepeso y obesidad a nivel nacional fue de 34.4% (con 19.8% de
sobrepeso y 14.6% de obesidad), que equivalen a 5, 664,870 niños entre la
población escolar de 5 a 11 años. En 1999 la prevalencia nacional combinada de
sobrepeso y obesidad para este grupo de edad fue de 26.9% (17.9% y 9%
respectivamente), lo que representa el incremento de 1.1 punto porcentual por año.
En la población de 12 a 19 años la prevalencia combinada en el 2012 fue de 35%, lo
que equivale a 6, 325,131 de adolescentes. La prevalencia entre hombre y mujeres
adolescentes es prácticamente la misma, con porcentajes de 34.1 y 35.8
respectivamente.1
La obesidad representa uno de los principales factores de riesgo para el
desarrollo de enfermedades crónicas como la Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2),
hipertensión, dislipidemia y enfermedad cardiovascular. Particularmente, se ha
observado que la DM2 es precedida por estados subclínicos como la resistencia a la
insulina (RI).2, 3

2.1INSULINA
2.1.1 ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LA INSULINA
La insulina es una hormona peptídica de 51 aminoácidos, que contiene cadenas
α y β de 21 y 30 aminoácidos respectivamente, unida por 2 enlaces disulfuro. Se

codifica en la brazo corto del cromosoma 11 y se sintetiza en las células beta de los
islotes pancreáticos de Langerhans como proinsulina.4

2.1.2 SINTESIS Y LIBERACIÓN DE INSULINA
La insulina se sintetiza en el retículo endoplásmico rugoso como pre-proinsulina
que es transportada en vesículas al aparato de Golgi, en donde se almacena como
proinsulina. La insulina es secretada por exocitosis a la circulación en cantidades
equimolares de insulina y péptido C.4 La secreción es pulsátil con un patrón
circadiano y con variaciones dependientes de la ingesta de alimentos.5 La secreción
de insulina es bifásica con una fase inicial rápida seguida de una liberación menos
intensa pero más sostenida.
- Primera fase: es inducida por los niveles elevados de glucosa. La entrada de
glucosa en la célula β es detectada por la glucoquinasa que fosforila la
glucosa en glucosa-6-fosfato con producción de ATP (Adenosín Trifosfato),4
cerrando los canales ATP dependientes de Potasio, provocando
despolarización de la membrana con incremento del calcio intracelular que
desencadena la secreción pulsátil de insulina.6
- Segunda fase: Utiliza otros mediadores de la liberación de insulina incluyendo
la activación de fosfolipasas, proteína C quinasa y estimulación de la actividad
de adenilato ciclasa activado por hormonas como péptido intestinal
vasoactivo, péptido similar al glucagón-1 y polipéptido de glucosa.7

a) ESTÍMULO NEURONAL
Existe otro mecanismo no secretagogo para la secreción de insulina a través de
estímulos nerviosos:
- Vía Colinérgica: es la fase cefálica de la secreción de insulina que ocurre por
estimulación vagal: ocurre al ver, oler o ingerir algún alimento. Los receptores
muscarínicos colinérgicos de los islotesdel páncreas activan la fosfolipasa C,
con la activación de la protein quinasa C, fosfolipasa A2 e incremento del
Calcio intracelular que produce secreción de insulina.
- Vía Adrenérgica: actúa en menor medida, de manera inhibitoria en los
receptores α2 durante el estrés y el ejercicio; y estimula los receptores β2
secretando insulina a través del Adenosín Monofosfato (AMP) cíclico.4

b) HORMONAS PEPTÍDICAS
Otro mecanismo de liberación de insulina es a través de hormonas peptídicas
como el péptido similar al glucagón que incrementa su liberación. La somatostatina
que la inhibe mediante el AMP cíclico. La leptina y la adiponectina actúan de manera
similar mediante la fosforilación de la glucosa, Calcio y proteína C quinasa.4

c) AMINOÁCIDOS
La arginina aumenta la permeabilidad del Potasio, produciendo la despolarización
de la membrana con incremento del Calcio intracelular. La leucina estimula la
glutamato deshidrogenasa, actuando en el ciclo de Krebs para la formación de ATP

que estimule la secreción de insulina.4 La secreción de insulina inducida por Arginina
se produce de 2 a 10 minutos posterior al incremento de glucosa intravenosa.8

d) INCRETINAS
Las incretinas incrementan la liberación de insulina en respuesta a la
administración de glucosa vía oral. Las 2 hormonas más importantes son Polipéptido
insulinotrópico dependiente de glucosa (GIP) y Péptido Similar al Glucagón (GLP1)
que inhiben el glucagón, retrasa el vaciado gástrico y reduce el apetito.9

2.1.3 FISIOLOGÍA DE LA SECRECIÓN DE INSULINA
Las células pancreáticas secretan 0.25 a 1.25 unidades de insulina por hora
durante el ayuno, lo que representa el 50% del total de la insulina secretada en 24
horas. Cuando existe un incremento en la glucosa en la sangre, la insulina es
liberada de manera rápida durante 1 minuto, alcanzando su poco máximo entre los
3 y 5 minutos y con una duración aproximada de 10 minutos. La “segunda fase” de
secreción consiste en una liberación menos aguda que se mantiene constante
durante casi 2 horas. La primera fase representa la liberación de los gránulos de
insulina ya sintetizada, mientras que la segunda fase representa la liberación de
insulina tanto almacenada como sintetizada recientemente.10

2.1.4 MECANISMO DE ACCIÓN DE LA INSULINA
El receptor de insulina consta de 2 subunidades extracelulares α y 2 subunidades
intracelulares β, unidos por enlaces di-sulfuro a la membrana celular. El gen que
codifica este receptor se encuentra en el brazo corto del cromosoma 19. La insulina
se une a la subunidad extracelular que produce un cambio conformacional
permitiendo la unión del ATP a la subunidad β intracelular permitiendo la
fosforilación de la tirosina conocido como sustrato sensible de insulina (IRS). Existen
4 IRS conocidos:
-IRS 1: Es fosforilado por el receptor de insulina y el factor de crecimiento insulínico.
Se encuentra en músculo esquelético.9
-IRS 2: Es el principal en el hígado. Permite acciones periféricas de la insulina.10
-IRS 3: Se encuentra en tejido adiposo, células β y a nivel hepático.
-IRS 4: Esta en timo, cerebro y riñones.11
La fosforilación de las proteínas IRS se unen a proteínas específicas como
fosfatidil inositol 3 quinasa (P1 3-quinasa) que media los efectos metabólicos de la
insulina como la captación de glucosa celular realizando un cambio conformacional
de las proteínas transportadoras de glucosa (GLUT).12

2.1.5 PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS DE GLUCOSA
La glucosa entra a las células mediante las proteínas GLUT, de los cuales se han
descrito 5 subtipos base. La mayoría de las células del cerebro tienen GLUT 1 como
principal proteína transportadora, capaces de transportar glucosa a nivel intracelular
a pesar de concentraciones muy bajas. Las células adiposas y musculares tienen
16

transportadores GLUT 4 que requieren de insulina para internalizar glucosa a la
célula.12

2.2 RESISTENCIA A LA INSULINA
La resistencia a la insulina se define como una respuesta biológica atenuada a la
acción de esta hormona. Esta disminución en la sensibilidad de los tejidos insulino
dependientes (adiposo y muscular) resulta en una menor captación celular de
glucosa, lo que ocasiona un aumento progresivo en sus concentraciones. Este
evento resulta en una mayor secreción de insulina con la finalidad de mantener
niveles normales de glucemia en el organismo. A esta fenómeno se le denomina
hiperinsulinismo compensatorio.8

2.2.1 MECANISMO FISIOPATOLÓGICO DE RESISTENCIA A LA INSULINA
La insulina es la hormona fundamental que regula el suministro de energía celular
y el equilibrio de macronutrientes. Es esencial para la transporte de glucosa en
tejidos dependientes de insulina como tejido adiposo y células musculares. A nivel
muscular permite la entrada de glucosa para la producción de glucógeno para
almacenar como fuente de energía disponible.
A pesar de ser una hormona dominante actúa en conjunto con el factor de
crecimiento similar a la insulina (IGF 1) que es secretada en respuesta a la insulina.
Existen otras hormonas contrarreguladoras como glucagón, glucocorticoides y
catecolaminas:
- El glucagón promueve la glucogenólisis, gluconeogénesis y cetogénesis.
17

- Las catecolaminas promueven la lipolisis y la glucogenólisis
- Los glucocorticoides producen catabolismo muscular, gluconeogénesis y
lipólisis.
El exceso en estas hormonas pudiera ocasionar resistencia a la insulina. En la
mayoría de los casos pudiera ser por defectos en el post-receptor en la señalización
de la insulina con posibles mecanismos como deficiencias genéticas, polimorfismos
en los receptores de insulina, en proteínas IRS, fosfoquinasas o en anormalidades
en el receptor GLUT 4.13

a) RESISTENCIA A LA INSULINA EN MÚSCULO
En el musculo la captación de glucosa es esencialmente dependiente de insulina.
Los músculos captan aproximadamente del 60 – 70% de insulina de todo el cuerpo,
son dependientes del receptor GLUT 4. La insulina promueve la síntesis de
glucógeno por activación de la glucógeno sintasa, para tener disponible en actividad
intensa mediante la glucólisis anaerobia. En estado basal no utilizan glucosa para
producir energía. La insulina inhibe el catabolismo proteico mientras que la
deficiencia de insulina promueve la liberación de aminoácidos para la
gluconeogénesis.14

b) RESISTENCIA A LA INSULINA EN TEJIDO ADIPOSO
Representa aproximadamente el 10% de las necesidades de insulina,
estimulando la captación de glucosa mediante el receptor GLUT 4, promueve la
lipogénesis y suprime la lipólisis.15 En estado basal los adipocitos no son
18

dependientes de glucosa, por lo que obtienen energía intracelular oxidando ácidos
grasos que se convierten en cetonas. En la resistencia a la insulina el incremento de
ácidos grasos promueve a nivel hepático la producción de lipoproteínas de muy baja
densidad (VLDL) 16. La absorción de triglicéridos se encuentra incrementada
produciendo hipertrigliceridemia.17 El tejido adiposo secreta además Interleucina 6,
factor de necrosis tumoral, angiotensinógeno y leptina que promueve mayor
resistencia a la insulina alterando la señalización de la insulina y la lipolisis.18 En la
resistencia a la insulina se reduce la translocación de GLUT 4, con reducción de la
expresión del gen de ISR-1.15

c) RESISTENCIA A LA INSULINA EN ENDOTELIO
En la resistencia a la insulina existe una disfunción endotelial con disminución en
la producción de óxido nítrico, aumento de factores procoagulantes que contribuyen
a la agregación plaquetaria. Cursa con incremento de Endotelina 1 que es un
potente vasoconstrictor, con mayor riesgo de ateroesclerosis.13

d) RESISTENCIA A LA INSULINA EN CEREBRO
El cerebro no es dependiente de insulina perosi cuenta con receptores en retina,
vasos del plexo coroideo, hipotálamo, hipocampo y bulbo olfatorio.19 La leptina y la
insulina parecen compartir un camino común de señalización en el hipotálamo. En
la resistencia a la insulina participa alterando la saciedad, regulación del apetito, el
olfato, la memoria y la cognición.20

2.2.2 RESISTENCIA A LA INSULINA EN LA PUBERTAD
La pubertad constituye una serie de cambios físicos y fisiológicos secundarios a
modificaciones hormonales y metabólicas del organismo. Existe una secreción
pulsátil de Hormona del crecimiento, incremento en los niveles de Factor de
crecimiento similar a la Insulina (IGF-1). Dicho incremento hormonal determina
alteraciones en la homeostasis insulina-glucosa, con incremento en la resistencia a
la acción de la insulina y sensibilidad disminuida, que se observa principalmente en
los estadios II de Tanner en hombres y estadio III de Tanner en mujeres. Reconocido
como un estado transitorio, fisiológico y reversible. ²¹

2.3 MEDICIÓN DE RESISTENCIA A LA INSULINA
La Resistencia a la insulina contituye una respuesta disminuida de las células
blanco a la acción de la insulina, con aumento compensatorio de la secreción de
insulina; siendo el principal mecanismo patogénico de la DM2 en aumento en la
población pediátrica y adolescente. Lo que ha estimulado la búsqueda de
marcadores que la identifiquen de manera temprana. En adolescentes la glucemia
como método para determinar la presencia de RI ha demostrado baja sensibilidad,
con mejoría al realizar la curva de tolerancia oral a la glucosa (CTGO).22 La RI se
puede determinar directamente si se evalúa la respuesta fisiológica a la acción de
una infusión de insulina exogena que promueve la captación de glucosa en tejidos
insulino dependientes; de manera indirecta a través de la relación glucosa-insulina

en el estado de ayuno o despues de haber recibido un estímulo por vía oral o
intravenoso.23

2.3.1 TÉCNICA DEL CLAMP HIPERINSULINÉMICO - EUGLUCÉMICO
El clamp Hiperinsulinémico-Euglucémico (Clamp HE) es el estándar de oro para
diagnosticar este trastorno metabólico. No obstante, su uso se limita debido a los
costos, complejidad e invasividad.24 Fue propuesto por el Dr. Ralph A. DeFronzo y
colaboradores en 1979. Este método nos permite conocer tanto la sensibilidad tisular
a la insulina (hepática y muscular) como la respuesta de la célula B a la glucosa, por
lo que se utiliza en investigación. Existen 2 variantes descritas de esta técnica: El
Clamp hiperinsulinémico, que nos permite cuantificar la utilización global de glucosa
bajo un estímulo de hiperinsulinemia y el Clamp Hiperglucémico, que nos permite
medir la respuesta pancreática a la glucosa bajo condiciones de hiperglucemia. El
Clamp Hiperinsulinemico-Euglucemico se basa en el concepto que bajo niveles
constantes de hiperinsulinemia, la cantidad de glucosa captada por lo tejidos
insulinodependientes será proporcional a la tasa de infusión de glucosa exogena
necesaria para mantener constante la concentración de glucosa plasmática. La meta
del Clamp es aumentar la concentración de insulina en 100µg/ml sobre su valor
basal y mantener constante la concetración de glucosa en sangre en 90mg/dL en un
periodo por lo menos de 30 minutos.25

2.3.2 ÍNDICES DERIVADOS DE MEDICIONES DE GLUCOSA E INSULINA EN
AYUNO
a) ÍNDICE HOMA
Uno de los métodos más simples para el diagnóstico de RI es el Índice HOMA
propuesto por Mathews y col. en 1985. Es el método más utilizado para diagnosticar
RI. Representa el equilibrio de la relación entre insulinemia y glicemia en ayuno
necesario para mantener euglicemia.22 Se deriva de la interacción entre la función
celular β y la sensibilidad a la insulina en un modelo matemático.26 Se calcula con la
siguiente formula:
HOMA= (glucosa en ayuno * insulina en ayuno)/22.5
Este modelo no hace distinción entre sensibilidad a la insulina hepática y
periférica, pero por tratarse de un parámetro en ayuno, se refleja principalmente la
insulina a nivel hepático.27 Es útil para estimar la función de la célula β se construyó
con una producción basal de insulina de 10µu/min, una concentración de glucosa de
4mmol/L (72mg/dL) tomando una vida media de la insulina de 4 minutos, con el
principio de que el flujo y recaptura hepática de glucosa es dependiente de la
concentración de glucosa e insulina.26

b) ÍNDICE QUICKI
Otro método útil para el diagnóstico de RI es el Índice QUICKI, que se basa en un
modelo logarítmico que se calcula a partir de glucosa e insulina en ayuno mediante
la siguiente ecuación:
QUICKI= 1/(log insulina en ayuno * log glucosa en ayuno). 28
22

El índice QUICKI es una forma logarítmica del índice de HOMA, lo cual explica su
perfecta correlación.29
Tanto el Índice HOMA como el QUICKI han obtenido valores aceptables de
correlación al compararse contral el Clamp HE (r= 0.70 y r= 0.69, respectivamente).
Se han realizado diversos estudios en población pediátrica que pretenden establecer
puntos de corte para el diagnóstico de RI, se trata de un método sencillo, de bajo
costo y poco invasivo que ha demostrado ser útil para determinar sensibilidad
periférica a la insulina.26
Las mejores asociaciones con el Clamp se han observado cuando estos Índices
son construidos a partir de 3 o más determinaciones de glucosa e insulina en
intervalos de 5 a 10 minutos. Se han reportado en la Literatura coeficientes de
correlación con el clamp desde 0.43 hasta 0.91 para QUICKI y de -0.53 a -0.91 para
HOMA , si bien ambos se correlacionan, se ha tenido mayor trascendencia con el
HOMA en la práctica clínica.9 En un estudio de Gallardo y col en niños y
adolescentes chilenos con obesidad se reportaron diferencias significativas en la
media de HOMA en pacientes sin alteración en el metabolismo de los carbohidratos
y pacientes con alteraciones de 4.7 y 12.8, respectivamente.30 De acuerdo a lo
reportado por Barja y col, en 1192 niños y adolescentes chilenos, Índice de HOMA
en mujeres de 2.7 ±1.4 y hombres 2.1 ± 1.1, quien reporta aumento significativo de
la insulina y del Índice HOMA con la maduración puberal, teniendo niveles de
insulina en el percentil 95 para mujeres de 21.6 µu/ml para tanner 1 y 2, y 24.6 µu/ml
para tanner 3 y 4; y para hombres de 16.9 para tanner 1 - 2; y 20.5 para tanner 3-4.

Y reporta los siguientes valores de HOMA en percentil 95 para mujeres: 4.9 en
tanner 1-2, 5.5 para tanner 3-4 y en hombres de 3.9 para tanner 1-2 y 4.8 para
tanner 3-4.22
El índice de HOMA aumenta con la edad y con el estadio puberal, sin embargo,
en el estudio realizado por García Cuartero y colaboradores, donde se consideran
todos los estadíos puberales se obtuvo de forma global un índice de 3.43, existiendo
diferencias entre sexos y entre sujetos puberales y prepuberales.31 El punto de corte
propuesto por Keskin y colaboradores en niños obesos es de 3.16 y es de los más
utilizados y la mayoría de los autores coinciden con este valor.32

2.3.4 CURVA DE TOLERANCIA A LA GLUCOSA ORAL (CTGO)
Se utiliza para valorar tolerancia a la glucosa y no para diagnosticar resistencia a
la insulina, Para realizarla se administran 1.75g de glucosa anhidra/ kilogramo de
peso corporal, maximo 75gr disueltos en 200ml de agua. Posteriormente se
determinan concentraciones de glucosa e insulina plasmatica en diferentes tiempos:
30, 60 y 120 minutos postcarga.32 La respuesta temprana (primeros 30 minutos) se
refiere a un indice de resistencia a la insulina a nivel hepatico, mientras que una
respuesta tardia hace referencia mas a resistencia a la insulina a nivel muscular.34
La CTGO cuenta con poca confiabilidad para diagnosticar riesgo de Diabetes en
niños, y en pacientes con sobrepeso y obesidad. Se hanreportado coeficientes de
variación intrasujeto de 16.7% para glucosa 2 horas postcarga.35

2.3.5 ÍNDICE DE SENSIBILIDAD A LA INSULINA COMPUESTO
Existen otros índices a partir de la Curva de Tolerancia a la Glucosa Oral
(CTGO), como el sugerido por Matsuda y De Fronzo en 1999, este índice se basa en
la determinación de las concentraciones de glucosa e insulina en ayuno y en el
promedio de las concentraciones de glucosa e insulina generadas durante una
CTGO. Con un aporte de glucosa oral: en adultos 75g de glucosa anhidra o en niños
1.75 g/k (con un máximo de 75g). Y se realiza de acuerdo a la siguiente fórmula:
ISIC = 10,000 / √ (Glucosa ayuno * Insulina ayuno) * (media de glucosa durante la
CTGO * media de insulina durante la CTGO).
Este índice reportó un correlación significativa contra el Clamp HE (r= 0.73) y
contra el índice de HOMA (r= 0.92) en adultos.36 Abdul y Ghani y colaboradores
propusieron un punto de corte de 4.5 en adultos para predecir DM2 en un futuro, sin
contar con punto de corte en población pediátrica.27

2.4 PRUEBA DE ALIENTO
Son parte de una necesidad de alternativas diagnósticas asi como el desarrollo
de técnicas no invasivas.37 Sus bases consisten en que al ingerir un sustrato
isotópicamente marcado, el marcaje puede recuperarse en el aliento, como producto
del metabolismo del sustrato administrado inicialmente.38 Un isótopo es un átomo
que tiene un número diferente de neutrones en su núcleo; tiene el mismo número de
protones que en las formas mas abundantes en la naturaleza pero diferente número
de neutrones; tienen el mismo número atómico pero diferente masa. El isótopo más

utilizado en las pruebas de aliento es el Carbono 13 (13C), el cual puede ser medido
por espectometría de masas de relaciones isotópicas.39
Las pruebas miden un sustrato marcado isotópicamente con 13C desde su
ingestión, transporte, absorción,degradación hasta su eliminación como 13CO2,
lográndose de forma no invasiva, no radiactiva y segura.40 Para medir la cantidad de
CO2 exhalado es necesario contar con una medición de aliento de forma basal, ya
que como existe de forma libre en la naturaleza puede observarse diferencias de
acuerdo a las zonas geográficas.41
Existen condiciones que pueden alterar la excresión CO2 como son: ingesta de
comida, actividad fisica, enfermedades respiratorias, disfunción tiroidea y fiebre.
El estándar de oro para medir la abundacia isotópica es la espectometría de
masas de relaciones isotópicas. Esta técnica consiste en separar los iones en un
campo magnético y son recolectados en dispositivos llamados copas de Faraday.42
La abundancia de 13C se determina como valor absoluto en unidades Ȣ13 PDB
(Pee Dee Belemnite), otras alternativas para expresar el incremento sobre al valor
basal son: 13C exhalado por unidad de tiempo, 13C exhalado acumulado, % de dosis
oxidada por unidad de tiempo y % de dosis oxidada acumulada.
Probablemente la prueba de aliento más conocida con un sustrato enriquecido con
carbono 13 sea la prueba con urea marcada (13C-urea) para el diagnóstico de
Helicobacter Pylori. En esta prueba se toma una medición basal, posteriormente se
da una dosisde 75mg de 13C-urea y 30 minutos después se recolecta una muestra
de aliento; se basa en que el Helicobacter Pylori es capaz de metabolizar la urea e
hidrolizarla a 13CO2, cuenta con una sensibilidad y especificidad del 95%.42
26

2.4.1 FUNDAMENTO DE LA PRUEBA DE ALIENTO CON 13C-GLUCOSA
Los métodos diagnósticos de RI necesitan al menos de una punción venosa,
dichos procedimientos causa en la población pediátrica dolor, ansiedad y miedo. Por
lo que minimizar estos efectos con la finalidad de llegar al diagnóstico debe ser una
prioridad. Una de las técnicas propuesta es la de marcar la glucosa con el isótopo
13C para realizar una prueba de aliento para la asociación con Resistencia a la
insulina, ya que ha sido correlacionado con el Clamp HE.37
El principio de la prueba de aliento con 13C-Glucosa consiste en que el
enriquecimiento de Carbono 13 en el aliento de un sujeto con resistencia a la
insulina será menor que en el de un sujeto sin este trastorno metabólico.2 La 13C-
Glucosa ingerida oralmente, se absorbe en los enterocitos del lumen intestinal por
medio de un cotransportador de glucosa y Sodio. Otra alternativa de absorción
facilitada es la vía minoritaria mediada por el transportador GLUT2 a una velocidad
constante de 14µmol/k/min (2.52mg/k/min).43 La presencia de glucosa en el
estómago e intestino delgado estimula la secreción de incretinas, que estimulan la
liberación y producción de insulina. La glucosa marcada es liberada del enterocito a
la circulación portal por un segundo sistema de transporte que requiere de la
expulsión de Sodio intracelular y de la hidrólisis de ATP. Una vez que la glucosa
marcada ha llegado al torrente sanguíneo a nivel de la célula β se introducira a la
célula por el transportador GLUT 2, con la finalidad de liberar insulina. En los sujetos
con resistencia a la insulina dado a que su acción biológica está atenuada deberá
producir mayor cantidad de insulina. Ya liberada en el torrente sanguíneo se unirá a

su receptor para favorecer la captación de glucosa y favorecer los efectos
metabólicos y mitógenos de esta con la formación de CO2 marcado.44
Cuando la glucosa se encuentra en el interior de la células, se fosforila a glucosa-
6-fosfato por acción de la hexocinasa y, a partir de aquí, puede oxidarse vía el ciclo
de los ácidos tricarboxílicos (CAT) o ciclo de Krebs, sintetizar glucógeno o dar
lactato. En condiciones de ayuno en sujetos con o sin RI, la síntesis neta de
glucógeno no tiene importancia cuantitativa. En el caso del lactato se sabe que la
producción muscular total en condiciones de reposo también es muy poca. Por lo
tanto, el CAT es la vía metabólica principal por la cual la glucosa es oxidada a CO2.
44
Como en un sujeto con RI la tasa de ingreso de 13C-Glucosa a la célula
insulinodependiente será menor que un sujeto sin RI, por lo tanto la cantidad de
Carbono 13 en el CO2 del aliento del del sujeto con RI será menor que en el sujeto
sin RI.37
Hasta el momento dentro de los reportes publicados sobre la prueba de aliento
con 13C-Glucosa para determinar resistencia a la insulina existen los siguientes:
En el estudio del Lewanzuck realizado en el 2004 se obtuvieron resultados
favorables.⁴⁵ El enriquecimiento de carbono 13 (expresado como 13C δ ‰) fue
significativamente diferente entre un grupo de sujetos no obesos (n=10), un grupo de
pacientes obesos (n=9) y un grupo de pacientes diabéticos (n=7) con valores de
12.7 ± 2.9, 7.9 ± 3.4 y 6.3 ± 2.0 respectivamente, después de suministrar una dosis
oral de 25 mg de 13C-Glucosa. El coeficiente de correlación entre la prueba de
aliento y el clamp HE fue de 0.694 (P<0.0001). Este valor es similar al obtenido por
el índice QUICKI (0.792, P< 0.0001) y superior al que se obtuvo por HOMA (0.6, P<
28

0.0001) al compararlos contra el clamp HE. Los resultados de este estudio sugieren
que la prueba de aliento con 13C-Glucosa podría ser un método útil para la
determinación de resistencia a la insulina.45
En el 2009 Dillion utlizó la prueba de aliento para la identificación de individuos en
riesgo de Diabetes. Observó que el enriquecimiento de 13C en el aliento fue
significativamente menor en pacientes con Diabetes en estadío temprano (n=7) que
en sujetos con una tolerancia adecuada (n=10; 36.87 ± 3.15 vs. 41.36 ± 1.56).46
Hasta la fecha sólo se ha publicado un estudio de la prueba de aliento con 13C-
Glucosa para el diángnostico de RI en población pediátrica. Los datos obtenidos por
Jetha en el 2009 mostraron correlaciones modestas entre la prueba de aliento y
diferentes índices para determinar sensibilidada la insulina (r= -0.51 vs. HOMA; r= -
0.40 vs. insulina 120 minutos; r= -0.50 vs. insulina en ayuno). Este trabajo fue
realizado en 39 niños obesos, la mayoría de ellos caucásicos (79%), no consideró
en su diseño a niños con sobrepeso y peso adecuado o a niños con sensibilidad
adecuada a la insulina obteniendo un indice HOMA 3.3 ± 1.8, lo que permitiría fijar
un punto de corte en la oxidación de 13C-Glucosa expresada en el aliento. Este
estudio tampoco arroja datos sobre especificidad, sensibilidad y valores
predictivos.37
En el presente trabajo se pretende evaluar la utlidad de la prueba de aliento en
un población más representativa, que incluya pacientes con diferentes grados de
sensibilidad a la insulina, que nos permita fijar un punto de corte en el
enriquecimiento de 13C en el aliento. Asimismo se determinará la sensibilidad y

especificidad de la prueba para el diagnóstico de resistencia a la insulina y se
establecerá el grado de correlación entre ésta y el índice HOMA.
El objetivo de este trabajo es desarrollar una prueba de aliento que permita
asociar la presencia de RI en pacientes adolescentes. El fundamento de esta
prueba se basa en cuantificar el enriquecimiento de Carbono 13 en el CO2 exhalado,
después de suministrar por vía oral una dosis de glucosa marcada con Carbono 13
(isótopo estable, no radioactivo). De acuerdo con datos publicados por Jheta37,
Lewanzuck45 y Dillon46 la prueba de aliento ha ofrecido resultados favorables para el
diagnóstico de alteraciones en el metabolismo de los carbohidratos en escolares
obesos. Aún no se han identificado los puntos de corte para diagnosticar resistencia
a la insulina, y por lo tanto, se desconocen la sensibilidad y especificidad de la
prueba, datos indispensables para proponer su utilización.37, 45, 46
Las características que tiene la prueba de aliento, la convierten en una alternativa
útil y sumamente atractiva para la población infantil. Una de sus ventajas más
importante radica en el hecho de que no requiere de punción venosa; la recolección
de muestras sanguíneas puede tener efectos indeseables, como dolor, equimosis en
la zona de punción, ansiedad y temor; efectos que toman especial importancia en la
población pediátrica.2 Aunado a esto, las muestras de aliento pueden ser
almacenadas a temperatura ambiente por más de 90 días, no requieren de ningún
procedimiento previo a su análisis y reducen significativamente los riesgos sanitarios
por el manejo de residuos biológicos infectocontagiosos.

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
Los métodos actuales para diagnosticar RI requieren de al menos una punción
venosa y necesitan de una infraestructura necesaria para la toma, el
almacenamiento y el procesamiento de las muestras. En este contexto, la prueba de
aliento podría ofrecer ventajas sobre los métodos ya utilizados. Sin embargo, no
existe un punto de corte del % de oxidación de 13C- Glucosa que permita validar la
prueba de aliento en los adolescentes sanos que contemple diferentes grados de
adiposidad con la finalidad de establecer una adecuada Sensibilidad y Especificidad.

4. JUSTIFICACIÓN.
Actualmente se sabe que la RI se asocia positivamente con el grado de
adiposidad de los individuos y se reconoce como un factor de riesgo para el
desarrollo de DM2 y Enfermedad cardiovascular. La intervención oportuna en
pacientes con RI podría prevenir o desacelerar el desarrollo de enfermedades, por lo
que su identificación en personas que se encuentran en una situación de riesgo se
vuelve prioritaria.
La prueba de aliento con 13C-Glucosa podría ser de gran utilidad en estudios
epidemiológicos que requieren de técnicas que faciliten potencialmente la obtención,
el manejo y el almacenamiento de las muestras. A diferencia de otros métodos, la
prueba de aliento no requiere de personal especializado para la toma de muestras.
Por otra parte, al ser un método no invasivo, podría ser útil en estudios clínicos en
los que siempre es deseable ofrecer a los pacientes alternativas de diagnóstico mas
seguras y menos dolorosas. El hecho de no utilizar muestras sanguíneas reduce
considerablemente, en términos de seguridad sanitaria, los riesgos tanto para el
paciente como para el personal médico. Así mismo, este método facilitaría
significativamente el manejo de material peligroso y desechos biológicos.

5. OBJETIVO
5.1 OBJETIVO GENERAL
 Determinar la validez de la prueba de aliento 13C-Glucosa para determinar
Resistencia a la Insulina en población pediatrica mexicana con diferentes
grados de adiposidad.

5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
 Describir la tasa de oxidación de ¹³C-Glucosa en el aliento de la población
mexicana con diferentes tipos de adiposidad.
 Determinar la sensibilidad y especificidad de la prueba de aliento con ¹³C-
Glucosa para identificar un punto de corte válido para el diagnostico de RI en
población pediátrica.

6. HIPÓTESIS

La prueba de aliento con 13C-Glucosa es un método válido para identificar
resistencia a la insulina en población pediátrica mexicana, con valores de
sensibilidad y especificidad similares (>70%) a los obtenidos en estudios previos
realizados con población adulta.

7. MATERIAL Y MÉTODOS.
7.1 DISEÑO DE ESTUDIO
Diseño de estudio: transversal, analítico.

7.2 LUGAR DE ESTUDIO
El estudio se realizó en el Laboratorio de Espectrometría de Masas de la Unidad
de Investigación Médica en Nutrición del Hospital de Pediatría de Centro Médico
Nacional siglo XXI.

7.3 POBLACIÓN DE ESTUDIO
Se reclutaron 133 pacientes sanos entre 10 y 16 años de edad de población
abierta que residieran en el Distrito Federal.

7.4 CRITERIOS DE SELECCIÓN
7.4.1 CRITERIOS DE INCLUSIÓN
Adolescentes sanos de ambos sexos que no cursen con una enfermedad crónica
de fondo, además de obesidad, y que estén interesados en participar en el estudio.

7.4.2 CRITERIOS DE EXCLUSIÓN
Diagnóstico previo de diabetes mellitus o glucosa en sangre venosa ≥126mg/dl
según los criterios propuestos por la ADA en 2010, enfermedad pulmonar grave,
insuficiencia renal o hepática y/o consumo de medicamentos que interfieran en el
35

metabolismo de la glucosa. Enfermedad Tiroidea. Antecedente de fiebre en las
últimas 48hrs.

7.5 TAMAÑO DE LA MUESTRA
• Se calculó un tamaño de muestra de 112 pacientes empleando una
fórmula para correlaciones calculada a dos colas con un nivel de confianza
del 95% y un poder estadístico del 90%.

7.6 DEFINICIÓN DE VARIABLES

7.6.1 VARIABLES INDEPENDIENTES

Variable Unidad de
Medición
Definición
Conceptual
Definición
Operacional
Categoría
/ Escala
Resistencia a la
Insulina en
ayuno
HOMA Modelo de evaluación
de Homeostasis.
Se calcula con la
siguiente fórmula:
(Glucosa en ayuno *
Insulina en ayuno) / 22.5
Se define Resistencia
a la Insulina con un
Índice de HOMA en
Paciente con Estadio
Puberal con Tanner 2-
3 mayor de 3.12 y con
Estadio Puberal 4-5
mayor de 3.28 ⁴⁷
Nominal
Dicotómica.
Resistencia a la
Insulina pos
carga.
Insulina 120
minutos
µU/ml
Medición de Insulina en
sangre.
Determinación de
insulina plasmática por
ensayo
inmunorradiométrico

Se define Resistencia
a la Insulina con
concentración de
insulina mayor a 65
µU/ml a los 120
minutos.⁴⁸
Nominal
Dicotómica.
36

7.6.2 VARIABLES DEPENDIENTES

Variable Unidad de
Medición
Definición
Conceptual
Definición
Operacional
Categoría
/ Escala
% acumulado de
dosis oxidada a
los 180 minutos
% de dosis % de dosis de 13C-
glucosa oxidad por el
organismo.A determinar en el
estudio.
Cuantitativa
Continua

7.6.3 VARIABLES CONFUSORAS

Variable Unidad de
Medición
Definición Conceptual Definición
Operacional
Categoría /
Escala
Estadío de
Tanner
Tanner 1,2,3,4
y 5
Desarrollo Puberal de
acuerdo al sexo
En mujeres se evalúa
Tanner mamario y
púbico. En hombres
se evalúa Tanner
genital y púbico. Ver
Anexo 2.
Cuantitativa
/ Ordinal

7.7 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL ESTUDIO
Se citó a los sujetos a las 8:00 am en la Unidad de Investigación Médica en
Nutrición del Hospital de Pediatría de Centro Médico Nacional siglo XXI, con 8 horas
de ayuno. Se le solicitó al padre o tutor que firmara la carta de consentimiento
informado (Anexo 1) y se pidió la aprobación del niño para participar en el protocolo.
Una vez realizado este procedimiento, se registraron la circunferencia de cintura, el
peso y la talla para calcular el índice de masa corporal y el índice cintura-talla. Se
registraron los signos vitales del sujeto (presión arterial sistólica y diastólica por
duplicado, temperatura corporal, frecuencia cardiaca y frecuencia respiratoria).
Posteriormente se recolectó una muestra de aliento basal en un tubo Exetainer de
10ml con tapón de rosca y sello de caucho hermético; solicitando al paciente que
soplara en un tubo con ayuda de un popote después de un ciclo de inhalación –
37

exhalación. Antes de tomar la muestra de sangre se aplicó en el pliegue antecubital
un capa de crema EMLA (Lidocaina 2.5gr / prilocaina 2.5gr) con la finalidad de
disminuir el dolor, posteriormente se obtuvo una muestra de sangre de 5ml mediante
punción venosa antecubital para determinar glucosa, insulina y se tomó una gota de
esta muestra para hacer una medición rápida de glucosa (glucómetro One Touch
Ultra, LifeScan). En caso de que la concentración de glucosa capilar fuera menor de
126mg/dL, se procedió con el estudio. Se administró por vía oral una dosis de 1.5
mg de 13C-Glucosa/kg de peso (sin exceder 75mg) disuelta en 200 ml de agua más
una carga de 1.75gr/k con un máximo de 75gr de glucosa anhidra. Una vez ingerida
la dosis, el sujeto estuvo en reposo y se recolectó muestras de aliento a los 30, 60,
90, 120, 150 y 180 minutos; y una muestra de sangre de 5ml a los 120 minutos.

7.7.1 MEDIDAS ANTROPOMÉTRICAS
 Peso: se registró en una báscula digital TANITA BWB-700 con capacidad de
200 kg y una sensibilidad de 0.1 gramos.
 Talla: se determinó utilizando un estadímetro SECA 222 con un rango de
medición de 6 a 230 centímetros y sensibilidad de 1 mm.
 Ínidice de Masa Corporal (IMC) se calculó de acuerdo a la siguiente ecuación
[IMC = peso (kg) / talla2 (cm)].
 Circunferencia de cintura: Se determinó con una cinta métrica clínica marca
SECA, en el punto medio entre la última costilla y la cresta ilíaca con el
paciente en bipedestación y espiración.
38

 Enriquecimiento isotópico en muestras de aliento: Se determinó por
espectrometría de masas de relaciones isotópicas en un espectrómetro de
masas Finnigan BreatMat Plus (Bremen, Alemania).
 Estadío Puberal: antes de realizar esta maniobra se le explicó al paciente y a
sus padres la necesidad y el objetivo de conocer el estadío puberal de
acuerdo al Tanner, se mostro las diversas imágenes (Anexo 2 y 3) para que el
paciente indicara su estadío de acuerdo al Tanner mamario y púbico en las
mujeres y al tanner genital y púbico en los hombres.

7.7.2 MEDICIONES BIOQUÍMICAS
 Glucosa: Las determinaciones plasmáticas de Glucosa se realizarón en un
detector semiautomático marca YSI 2300 Stat Plus.
 Insulina: Las concentraciones de insulina plasmática se realizaron por ensayo
inmunoradiométrico de fase sólida con estuches comerciales.

7.8 ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Los datos que presentaron distribución normal se presentaron como media ±
desviación estándar. Los que no presenten distribución normal serán presentados
como mediana con mínimos y máximos.
Para realizar comparaciones entre grupos se realizaron prueba ANOVA de un
factor, con post hoc de Tuckey. Para determinar el efecto de variables
potencialmente confusoras se realizó un análisis de regresión lineal múltiple.
Mediante curvas ROC se determinó el mejor punto de corte para la prueba de aliento
39

con 13C-Glucosa de acuerdo con los valores más elevados de sensibilidad y
especificidad reportados en el análisis. Se utilizó la Prueba T-student para
comparación de 2 grupos cuando contaban con distribución normal y la prueba U de
Mann-Whitney para comparar 2 grupos con distribución libre.

7.9 CONSIDERACIONES ÉTICAS
De acuerdo al reglamento de la Ley General de Salud en Materia de
Investigación para la Salud: Investigación con riesgo mayor que el mínimo. Para su
realización se solicitó la aprobación por escrito del padre o tutor del paciente a través
de una carta de consentimiento informado y se solicitó verbalmente la aprobación del
niño para realizar el estudio; además se asegura la confidencialidad de los
resultados. Los pacientes identificados con resistencia a la insulina u obesidad
recibieron consejo dietético y en los casos pertinentes fueron canalizados a su
médico para recibir atención oportuna.
El presente protocolo fue autorizado por el Comité Local de Investigación en
Salud del Hospital de Pediatría con el número de registro institucional de
R-2010-3603-35. Al paciente y a sus padres y/o tutores les fue explicado en que
consistian los procedimientos, así como los riesgos y beneficios; les fue entregado
una carta de consentimiento informado (Anexo 1).

8. RESULTADOS
Se reclutaron un total de 133 adolescentes entre 10 y 16 años de edad, de los
cuales 70 fueron del sexo masculino (52.6%) y 63 del sexo femenino (47.3%). Se
decidió estratificarlos de acuerdo a su IMC en pacientes con peso normal, con
sobrepeso y con obesidad de acuerdo a la clasificación de la OMS ajustando por
peso, talla y edad. Las caracterísitcas demográficas, antropométricas y bioquímicas
de los grupos de estudio se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1. Características generales de la población de estudio estratificada de
acuerdo al Indice de Masa Corporal.
n= 133 Normal (56) Sobrepeso (19) Obesidad (58)
Sexo H 28 (50%)
M 28 (50%)
H 10 (52.6%)
M 9 (47.4%)
H 32 (55.2%)
M 26 (44.8%)
Estadío Puberal

Tanner 2-3= 26 (46.4%)
Tanner 4-5 = 30 (53.6%)
Tanner 2-3 = 9 (47.4%)
Tanner 4-5 = 10 (52.6%)
Tanner 2-3 = 27 (46.6%)
Tanner 4-5 = 31 (53.4%)
Edad 13.9 ± 1
c
13.2 ± 1.1 13.1 ± 1.2
Peso (kg) 49.3 ± 7.2
b, c
59.5 ± 8.2
d
71 ± 12.9
IMC (Kg/m
2
) 19.7 ± 1.8
b, c
22.8 ± 1.6
d
28.1 ± 3.3
Circunferencia de la Cintura
(cm)
76.3 ± 6.4
b, c
86.5 ± 5.6
d
96.6 ± 9.3
Glucosa ayuno (mg/dL) 83 ± 7.3
c
86.7 ± 7.8 87.7 ± 7.8
Glucosa 120 (mg/dL) 89 ± 13.2
b, c
100.2 ± 14.4 103.4 ± 16.7
Insulina ayuno (UI/ml) 10.9 ± 4.8
c
14 ± 5.1
d
20.4 ± 8
HOMA 2.2 ± 1.0
c
3 ± 1.1
d
4.4 ± 1.8
Insulina 120
a
(UI/ml) 30.07 (9.8-147.1)
c
43.41 (11.9-136.6)
d
69.11 (18.8-266.8)

a
Como la insulina no cuenta con distribución normal se presenta como mediana (mínimos y máximos).
b
Diferencia significativa
entre los grupos con IMC normal y con sobrepeso,
c
Diferencia significativa entre los grupos con IMC normal y con obesidad,
d
Diferencia significativa entre los grupos con sobrepeso y obesidad. Diferencia Significativa: P<0.05.
41

Al realizar las comparaciones entre los grupos de estudio se encontraron
diferencias en todos los indicadores antropométricos de peso, IMC y circunferencia
de cintura. Los indicadores bioquímicos como la glucosa e insulina en ayuno y de
120 minutos y el índice HOMA fueron menores en los adolescentes con peso normal
en comparación con los adolescentes con obesidad. En alugunos indicadores
bioquímicostambién se observaron diferencias entre el grupo de sobrepeso y
obesidad.
Se encontro que de los 133 adolescentes 60 tenian resistencia a la insulina por
indice de HOMA que corresponde al 45.1% de la población total estudiada,
estratificando de acuerdo al IMC se encontro que los que se encontraban con IMC
dentro de limites normales de acuerdo a la OMS con una n= 56 el 17.9% (10)
presentaban RI, con sobrepeso con n=19 el 42.1% (8) presentaban RI y con
obesidad con una n=58 el 72.4% (72.4%) presentaban RI. Encontrandose un
incremento en la resistencia a la insulina conforme aumento el IMC.
En la Figura 1 se muestra la tasa de oxidación de la 13C-Glucosa de los 3 grupos
estudiados. A patir del minuto 60 se observa que la oxidación del sustrato
enriquecido con ¹³Carbono es significativamente mayor en el grupo de peso normal y
sobre peso al compararlo con de el grupo de pacientes con obesidad.

Figura 1. Grafica de Porcentaje de Oxidación de 13C-Glucosa clasificándose de
acuerdo al Índice de Masa Corporal Comparando las muestras obtenidas a los
30, 60, 90, 120, 150 y 180 minutos.

a: Existe diferencia significativa p<0.05 entre el grupo con peso normal y obesidad. b: Existe diferencia
significativa p<0.05 entre el grupo con sobrepeso y obesidad.

La figura 1 demuestra que la tasa de oxidación de la 13C-Glucosa decrese
significativamente en función de la adiposidad corporal y se espera por lo tanto, una
asociación con los indicadores bioquímicos que se encuentran más elevados en los
sujetos con sobrepeso y obesidad. En la Tabla 2 se muestran los coeficientes de
correlación observados entre la prueba de aliento y otros índices surrogados de la
resistencia a la insulina. Si bien se observa que la prueba de aliento correlaciona
significativamente con todos ellos, la mayor correlación se observa con el índice
HOMA, de manera muy similar a lo publicado por Jhetta36 previamente.
43

Tabla 2. Correlación de la prueba de aliento y otros índices subrogados de la
Resistencia a la insulina.
Prueba de aliento con 13C-Glucosa.

R IC 95%
Glucosa en ayuno -0.18¹ -0.03 a -0.32
Glucosa 120 minutos -0.38¹ -0.24 a -0.49
Insulina en ayuno -0.42¹ -0.29 a -0.53
Insulina 120 minutos -0.33¹ -0.2 a -0.49
HOMA -0.43¹ -0.24 a -0.55
¹ Estadísticamente Significativo p=<0.05

Para determinar que variables podrían tener un efecto sobre la oxidación de la
13C-Glucosa se realizó un análisis de regresión múltiple ajustando por sexo, edad y
desarrollo puberal. En la Figura 2 se observan los coeficientes β con sus intervalos
de confianza. Como puede observarse la variable estadísticamente significativa que
reportó un efecto sobre el % acumulado de dosis oxidada a los 180 minutos fue el
desarrollo puberal, por lo que consideramos pertinente estratificar la muestra total de
participantes en dos grupos de estudio: Tanner 2–3 y Tanner 4–5.

Figura 2. Análisis de Regresión Lineal Múltiple ajustados por co-variables.
Coeficiente Beta IC
HOMA -0.79¹ -0.52 a -1.06
Desarrollo Puberal -1.84¹ -0.17 a -3.51
Edad 0.25 -1.27 a 0.16
Sexo -0.57 -1.62 a 1.73
¹ Estadísticamente significativo p <0.05

En la Tabla 3 se muestran las características antropométricas y bioquímicas de
los participantes del estudio estratificados de acuerdo al desarrollo puberal. De
manera interesante no se observaron diferencias en el % acumulado de dosis
oxidada a los 180 minutos, el índice HOMA ni en las concentraciones de insulina en
ayuno o de 120 minutos. Sólo se reportaron concentraciones más elevadas de
glucosa ayuno en el grupo de los adolescentes con Tanner 2 y 3.

Tabla 3. Características antropométricas y bioquímicas de los grupos de
estudio estratificados por estadío Tanner.
Tanner 2-3 (n=62) Tanner 4-5 (n=71)
Peso 57.3 ± 13.9
ª
62.7 ± 14.1
IMC 23.1 ± 4.5 24.4 ±4.7
Circunferencia Cintura 85.4 ± 12.4 87.7 ± 11.9
Glucosa ayuno 88.5 ± 7.5
ª
83 ± 7.3
Glucosa 120 minutos 99.6 ± 17.4 94.6 ± 15.2
Insulina ayuno 16.2 ± 8.1 14.8 ± 7.5
HOMA 3.5 ± 1.8 3.0 ± 1.6
% Oxidación 14.6 ± 5.8 13.5 ± 4.9
Insulina 120 minutos 48.3 (11.6 – 266.8) 44.5 (9.8 – 163.1)
a
Diferencia significativa entre grupos p<0.05

Finalmente, para determinar la validez de la prueba de aliento se construyeron
diversas curvas ROC contra el índice HOMA y la insulina de 120 minutos en los dos
grupos de estudio estratificados por estadío Tanner. En la Figura 2 se presentan las
curvas ROC obtenidas utilizando el índice HOMA como método de referencia y
dicotomizando la presencia de resisitencia a la insulina de acuerdo con un punto de
corte de HOMA de 3.12 para Tanner 2 y 3 y de 3.38 para Tanner 4 y 5 puntos.46

Figura 3. Curva ROC clasificando por Estadío de Tanner de la prueba de aliento
versus el Indice HOMA.

Los puntos de corte óptimos para el diagnóstico de resistencia a la insulina en
estado de ayuno fueron de 16.28% de dosis oxidada a los 180 minutos para estadio
Tanner 2 y 3; y de la 14.25% para estadíos 4 y 5. Los valores de sensibilidad y
especificidad obtenidos fueron de 87.9% y de 77.8% para el primer caso y de 77.8%
y 70.5% en el segundo. En la Tabla 4 se muestran los atributos estadísticos de la
prueba de aliento versus el índice HOMA.
Tabla 4. Atributos estadísticos de la prueba de aliento versus el Índice HOMA
Tanner 2-3 Tanner 4-5
% de Oxidación de Glucosa C
13
16.2 13
Área Bajo la Curva 79.8% 75.1%
Significancia Estadística <0.001 <0.001
Sensibilidad 87.9% 77.8%
Especificidad 72.4% 70.5%
Valor Predictivo Positivo 78.3% 61.7%
Valor Predictivo Negativo 84% 83.7%
Razón de Verosimilitud Positiva 3.1 2.6
Razón de Verosimilitud Negativa 0.1 0.3
47

Finalmente se realizó una Curva ROC con el porcentaje acumulado de dosis
oxidada a los 180 minutos y las concentraciones de insulina de 120 minutos. El
punto de corte para las concentraciones de insulina fue de 65 UI/ml. En la figura 4.
Se muestran las curvas ROC de los sujetos estratificados por su estadío de Tanner.
Figura 4: Curva Roc por grupo del estadío de Tanner comparando % de
oxidación de 13C-Glucosa con Insulina de 120 minutos.

Para los adolescentes con Tanner 2 y 3 el punto de corte óptimo fue 14.59% de
dosis oxidada con valores de sensibilidad y especificidad de 75% y 69%,
respectivamente. Para el grupo con estadio Tanner 4 y 5 el punto de corte sugerido
para la prueba de aliento es de 12.59% con una sensibilidad de 77.8% y una
especificidad de 67.9%. En la Tabla 6 se muestran los atributos diagnósticos de la
prueba de aliento para el diagnóstico de resistencia a la insulina post carga.

Tabla 5. Atributos estadísticos de la prueba de aliento versus insulina de 120
minutos.
Tanner 2-3 Tanner 4-5
% de Oxidación de Glucosa C
13
14.5 12.5
Área Bajo la Curva 0.7 0.6
Significancia Estadística 0.004 0.016
Sensibilidad 75% 77.8%
Especificidad 69% 67.9%
Valor Predictivo Positivo 53% 45%
Valor Predictivo Negativo 85% 90%
Razón de Verosimilitud Positiva 2.4 2.3
Razón de Verosimilitud Negativa 0.3 0.3

9.- DISCUSIÓN DE RESULTADOS
El objetivo de este estudio fue evaluar la utilidad de la prueba de aliento con 13C-
Glucosa para identificar resistencia a la insulina en adolescentes. Con la finalidad de
mejorar las posibilidades del estudio, se realizó en una muestra significativa de
adolescentes mexicanos residentes del Distrito Federal. Dado la cifras de sobrepeso
y obesidad reportadas para este grupo etario y la estrecha relación que existe entre
el incremento de peso corporal y el desarrollo de enfermedades crónico-
degenerativas como la Diabetes Mellitus y las enfermedades cardiovasculares,
existe la necesidad de contarcon métodos diagnósticos válidos y confiables que
permitan la identificación temprana de alteraciones metabólicas como la resistencia
a la insulina.
Los puntos de corte identificados para el diagnóstico de RI en el ayuno mediante
la prueba de aliento fueron similares a los obtenidos en estudios previos. Para el
grupo de estudio con Tanner 2 y 3 las sensibilidad y especificidad reportadas (87% y
72.4%, respectivamente) son muy aceptables si consideramos que entre las ventajas
más notables de la prueba de aliento se identifican que no se requiere de punción
venosa ni el procesamiento y almacenamiento de muestras sanguíneas. En el caso
del grupo de adolescentes con Tanner 4 y 5 se sugiere un punto de corte de 13.03%
de dosis oxidada a los 180 minutos con valores aceptables de sensibilidad y
especificidad (77.7% y 70.4%, respectivamente). De igual manera, otros atributos
estadísticos (valores predictivos positivos y negativos y razones de versosimilitud)
reportados por la prueba de aliento para ambos grupos de estudio, son consistentes
y fortalecen la idea de que este método podría ser una altenativa adecuada para ser
50

aplicado en estudios de poblaciones grandes en donde se requiere de métodos no
invasivos que faciliten la toma y el almacenamiento de muestras y que sean más
seguros desde el punto de vista sanitario.
Para el diagnóstico de resistencia a la insulina post carga a los 120minutos se
obtuvo un punto de corte de 14.59% para estadio tanner 2 y 3 y de 12.59% para
tanner 4 y 5. Los valores de sensibilidad y especificidad fueron similares entre los
grupos de estudio (75% vs. 77.8% y 69% vs. 67.9% respectivamente) y ligeramente
menores obtenidos al contrastar contra el índice HOMA. Es pertinente comentar que
el punto de corte utilizado para insulina post carga (65 UI/mL) de acuerdo a lo
publicado por Luna en niños y adolescentes de Venezuela en el 2014.
Si bien los resultados de la prueba de aliento con 13C-glucosa son favorables y
comparables con otros índices más difundidos y utilizados en el contexto clínico,
resulta una limitante de este estudio, que la prueba de aliento haya sido validada
contra un estándar secundario (HOMA) y no contra el estándar de oro o método de
referencia (Clamp hiperinsulinémico-euglicémico). Dada la invasividad y complejidad
es este último, resulta poco factible realizarlo en poblaciones pediátricas
relativamente sanas. En términos éticos, resulta interesante valorar y discutir si es
justificable aplicar estos métodos a poblaciones vulnerables. No obstante, existen
numerosos reportes en los que se ha utilizado el Clamp para determinar la
sensibilidad a la insulina en niños y adolescentes, sobre todo en poblaciones
norteamericanas. De manera interesante no se ha reportado un punto de corte para
el valor M derivado del Clamp que permita delimitar la presencia de RI en pacientes
pediátricos.
51

Los resultados obtenidos con la prueba de aliento podrían ser aplicados para
estudios de tamizaje en poblaciones con mayor riesgo de presentar resistencia a la
insulina que podría contribuir a la identificación temprana de condiciones clínicas
que predisponen al desarrollo de enfermedades más graves como la diabetes y las
enfermedades cardiovasculares.
La prueba de aliento con 13C-glucosa podrá ser utilizada para la detección de
resistencia a la Insulina en adolescentes con los beneficios de evitar la punción
venosa, el almacenamiento de muestras biológicas y la dificultad para realizar
estudios de investigación en lugares en donde no se cuenta con la infraestructura
necesaria para el procesamiento y almacenamiento de muestras biológicas. La
prueba de aliento es un método simple y fácil de transportar. Probablemente la
mayor contribución de este trabajo sea el de proveer puntos de corte específicos
para el diagnóstico de RI y que hasta el momento no han sido publicados a nivel
nacional e internacional.

10. CONCLUSIONES
La prueba de aliento con 13C-Glucosa es un método válido para el diagnostico de
resistencia a la insulina en adolescentes y podría ser utilizada como método de
tamizaje para identificar poblaciones en riesgo y prevenir en el futuro el desarrollo de
enfermedades más graves.

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61

ANEXOS 12.-
Anexo 1: Carta de Consentimiento informado

C A R T A D E C O N S E N T I M I E N T O
I N F O R M A D O

Si está de acuerdo en que su hijo participe en este estudio llene la información solicitada
abajo. Yo (nombre del tutor (a)): _______________________________________________
declaro libre y voluntariamente que acepto que mi hijo (a) (nombre de su hijo (a)):
____________ ___________________________________participe en el estudio descrito arriba.

Entiendo que en este estudio se le realizarán a mi hijo (a) las siguientes mediciones: peso, talla y
circunferencia de cintura. Además, se le tomará una muestra de sangre que será utilizada para
determinar los niveles de glucosa, insulina, triglicéridos y colesterol. Para determinar si mi hijo(a) está
en riesgo de desarrollar Diabetes. Se le dará de beber una carga de Glucosa oral de glucosa disuelta
en 200ml de agua potable, de acuerdo con lo establecido por la Organización Mundial de la Salud.
Para tal efecto, se volverá a tomar una segunda muestra de sangre a los 120 minutos de ingerida la
carga de glucosa. Previo a la toma de muestras de sangre se empleara un gel para adormecer la
zona de punción. Finalmente, se recolectaran muestras de aliento de mi hijo a través de un popote
limpio en tubos de vidrio cada 30 minutos durante un lapso de dos horas. Después de que me
explicaron los objetivos, los procedimientos y los beneficios que recibirá mi hijo(a) al participar en el
estudio y de haber leído cuidadosamente la descripción del mismo, doy mi consentimiento para
que mi hijo(a) participe. Es de mi conocimiento que esta carta firmada quedará anexada a los datos
de mi hijo(a). Estoy consciente que mi hijo(a) puede retirarse del estudio en el momento que yo y/o él
(ella) lo decidamos sin que esto perjudique en algo a mi hijo(a); que puede estar acompañado(a) en
todo momento