Se ha demostrado que la circulación Hiperdinámica y el Riesgo Cardiovascular en Niños y Adolescentes

La resistencia a la insulina/hiperinsulinemia está relacionada con el riesgo de desarrollar hipertensión, obesidad y dislipidemia, factores de riesgo cardiovascular comunes en adultos.1234 Se ha propuesto que la resistencia a la insulina es un defecto metabólico potencial que subyace a una constelación de estas condiciones conocidas como síndrome X, 5 cuarteto mortal, 6 y síndrome de resistencia a la insulina.7 Recientemente, Stern y sus colleagues8 mostraron que una circulación hiperdinámica en la población adulta se asocia con un aumento de los niveles de insulina en ayunas y posglucosa, presión arterial sistólica, triglicéridos y grasa corporal. En consecuencia, estos autores postularon que una circulación hiperdinámica inducida por insulina es una característica temprana de un síndrome de resistencia a la insulina. Se desconoce si esta asociación también ocurre en los primeros años de vida.

Varios estudios han demostrado que la insulina induce aumentos en el gasto cardíaco, la contractilidad cardíaca y la frecuencia cardíaca en animales de experimentación y seres humanos.9101112 Además, se ha demostrado una relación independiente entre insulina y presión arterial en niños1314 y adultos.1516 Por lo tanto, se ha teorizado que una circulación hiperdinámica inducida por insulina manifestada por una presión de pulso ampliada y taquicardia podría representar una característica temprana del síndrome de resistencia a la insulina.8

En estudios transversales y prospectivos previos, hemos observado la coexistencia de variables de factor de riesgo cardiovascular relacionadas con el síndrome X y su persistencia en niños y adultos jóvenes.171819 El presente estudio examina la asociación entre los aspectos hemodinámicos de la circulación y el riesgo cardiovascular relacionado con el síndrome de resistencia a la insulina en niños y adolescentes de una comunidad biracial.

Métodos

Muestra de población

El Bogalusa Heart Study es una investigación biracial (dos tercios blancos y un tercio negros) basada en la comunidad de la historia natural temprana de la enfermedad cardiovascular. La población del estudio está formada por todos los niños y adultos jóvenes que viven en el pabellón 4, con Bogalusa, La, como comunidad principal (población total, ≈22 000). Desde 1973, la población ha sido examinada a través de encuestas transversales repetidas con tasas de participación que oscilan entre el 80% y el 93%. El diseño y los métodos del Estudio del Corazón de Bogalusa se han descrito en detalle en otra parte.20

Durante el año escolar 1984-1985, se realizó una encuesta transversal a 2559 niños y adolescentes de 8 a 17 años de edad. De estos, 2231 participantes se sometieron a análisis de insulina en ayunas. Tres individuos que estaban embarazadas fueron excluidos de los análisis, resultando en una población de estudio de 2229. Posteriormente, durante el año 1987-1988, se llevó a cabo en Bogalusa la siguiente encuesta transversal de niños en edad escolar. En total, 1074 individuos participaron en ambas encuestas, y sus datos se utilizaron para análisis prospectivos.

Exámenes generales

Esencialmente, todas las encuestas transversales se realizaron bajo los mismos protocolos.20 Se obtuvo el consentimiento informado antes de cada cribado. Se indicó a todos los participantes que ayunaran de 12 a 14 horas antes de la punción venosa. La última ingesta de alimentos se evaluó mediante entrevista en la mañana del examen. Las medidas antropométricas incluyeron la altura, que fue medida a ±0,1 cm, y el peso, a ±0,1 kg. El grosor de los pliegues cutáneos subescapulares y tríceps se midió hasta ±1 mm con pinzas de pliegues cutáneos Lange. Dado que se observan variaciones considerables relacionadas con la edad en el nivel de grasa corporal en un percentil de pliegue cutáneo dado entre niños y adolescentes, el porcentaje de grasa corporal se calculó utilizando la suma de pliegues cutáneos subescapulares y tríceps en una ecuación desarrollada específicamente para niños.21 El índice de Rohrer (IR) (peso dividido por el cubo de altura) también se utilizó como índice de adiposidad general.

Se obtuvieron mediciones replicadas de la presión arterial en el brazo derecho de los sujetos en posición relajada y sentados. Las mediciones de los brazos (longitud y circunferencia) se realizaron de acuerdo con los protocolos para garantizar el tamaño adecuado del manguito para la determinación de la presión arterial. La presión arterial sistólica y diastólica se registraron como la primera y cuarta fase de Korotkoff, respectivamente. El promedio de seis lecturas tomadas por dos enfermeras entrenadas asignadas al azar se definió como la presión arterial del individuo. La presión de pulso representa la diferencia entre la primera y la cuarta fase. La frecuencia del pulso fue contada durante 30 segundos por examinadores capacitados. Después de una espera de 10 segundos, las mediciones de pulso se repitieron durante otro período de 30 segundos. Se utilizó la media de dos lecturas de pulso como frecuencia del pulso del individuo. En la segunda encuesta, después de 3 años, la frecuencia de pulso de cada participante se contó durante 60 segundos con un instrumento Dinamap (modelo 845XT, Critikon Inc), y la lectura se obtuvo de la pantalla digital.

Análisis de laboratorio

Las concentraciones de colesterol total y triglicéridos séricos se determinaron en un Analizador Automático Technicon II (Technicon Corp) de acuerdo con el manual de laboratorio del programa de Clínicas de Investigación de Lípidos.22 El laboratorio ha sido estandarizado por los Centros para el Control de Enfermedades en Atlanta, Ga, y está siendo monitoreado por un programa de vigilancia. El colesterol VLDL sérico, el colesterol LDL y el colesterol HDL se analizaron mediante una combinación de precipitación de heparina y calcio y electroforesis en gel de agar-agarosa.23

La glucosa plasmática se midió con un analizador de glucosa Beckman por el método de la glucosa oxidasa. Las determinaciones de insulina plasmática se realizaron mediante un procedimiento de radioinmunoanálisis con el Kit de insulina Phadebas (Pharmacia Diagnostics AB).24

Análisis estadístico

Todos los análisis se realizaron con el programa sas.25 Niños fueron categorizados en tres grupos en base a su frecuencia y presión de pulso según lo descrito por Stern et al8 : hiperdinámico, intermedio e hipodinámico. Todos los individuos se dividieron en cuartiles de acuerdo con su frecuencia de pulso y presión de pulso por grupos de edad (intervalos de 2 años), raza y sexo. Los individuos hiperdinámicos se definieron como individuos que tenían el 25% más alto de las distribuciones de frecuencia de pulso y presión de pulso. Los individuos hipodinámicos se definieron como aquellos que tenían el 25% más bajo de la distribución de la frecuencia y la presión del pulso. Los individuos intermedios se definieron como individuos cuya frecuencia de pulso y presión de pulso estaban dentro de 25 a 75% de las distribuciones respectivas. Los individuos que no entraban en estas tres categorías fueron excluidos del presente análisis.

Dado que no se observó interacción significativa entre los grupos raciales y el estado hemodinámico, ambos grupos raciales se agruparon para el análisis. Además, la distribución racial fue casi similar en las tres categorías hemodinámicas. Se obtuvieron los niveles medios de las variables de estudio en cada grupo de categoría. Debido a sus distribuciones asimétricas, los valores de insulina y triglicéridos en ayunas se transformaron logarítmicamente en los análisis. Se realizaron análisis de regresión lineal múltiple para examinar la tendencia de las variables seleccionadas en tres categorías hemodinámicas después del ajuste por edad, edad cuadrada, edad en cubos y raza o porcentaje de grasa corporal. En el análisis, el estado hemodinámico se trató como una variable de nivel de intervalo: (1) se codificó para hipodinámica, (2) para intermedia y (3) para hiperdinámica. El efecto de la circulación hemodinámica también se examinó después de que todos los sujetos se clasificaran como magros (<percentil 25 de porcentaje de grasa corporal) u obesos (>percentil 75 de porcentaje de grasa corporal) de acuerdo con los percentiles de porcentaje de grasa corporal específicos de edad (intervalo de 2 años), raza específica y sexo específico. Se utilizó una prueba de χ2 para determinar si los porcentajes de sujetos en el quinto quintil para las variables seleccionadas (el primer quintil se utilizó para el colesterol HDL) eran significativamente diferentes de los esperados por casualidad en cada nivel de estado hemodinámico.

Se realizaron análisis similares en un subconjunto de la cohorte longitudinal para determinar si aquellos que permanecieron hiperdinámicos al inicio del estudio seguían presentando riesgo cardiovascular adverso en el seguimiento (3 años).

Resultados

Las distribuciones de individuos que caen en un estado hemodinámico por raza y sexo se presentan en la Tabla 1. Las distribuciones raciales de los individuos hiperdinámicos fueron casi similares. La relación entre la grasa corporal y la circulación hiperdinámica se presenta en la Tabla 2. Varias medidas de obesidad fueron significativamente mayores con la circulación hiperdinámica en niños. Además, los niños hiperdinámicos tenían mayor obesidad central.

En la Tabla 3 se comparan los niveles medios de las variables de estudio según el estado hemodinámico en niños y niñas. En general, la mayoría de las variables del estudio mostraron una tendencia hacia valores más altos, excepto la presión arterial diastólica y el colesterol HDL (en niños), que mostraron una tendencia opuesta en las tres categorías. Después del ajuste por edad, raza y porcentaje de grasa corporal, la presión arterial sistólica aumentó significativamente en ambos sexos con una circulación hiperdinámica. Se observó una diferencia significativa entre sexos en relación con las variables de lipoproteínas y la insulina. La insulina en ayunas y los triglicéridos aumentaron significativamente con una circulación hiperdinámica en los niños. Tendencia decreciente con el colesterol HDL (P=.06) también se observó solo en varones. Sin embargo, no se observó una tendencia significativa en las niñas, con la excepción de una tendencia positiva para el colesterol total. Los niveles de glucosa en ayunas no mostraron tendencia con el estado hemodinámico.

La tabla 4 muestra las tendencias con el estado hemodinámico en niños delgados (<percentiles 25 de grasa corporal) frente a niños obesos (>percentiles 75 de grasa corporal). Aunque las tendencias significativas con la presión arterial todavía estaban presentes en los grupos magros y obesos, la asociación de la circulación hiperdinámica con variables de lipoproteínas e insulina no fue estadísticamente significativa en el grupo magro. En contraste, una tendencia significativa con circulación hiperdinámica persistió en el grupo obeso. En el cuadro 5 se presentan los análisis correspondientes a las niñas. La frecuencia del pulso, la presión del pulso y la presión arterial mostraron tendencias significativas con el estado hemodinámico en ambos grupos. Los niveles de colesterol total tienden a aumentar con una circulación más hiperdinámica en el grupo obeso. Una observación similar se encontró cuando este análisis se repitió con el índice de Rohrer (datos no mostrados).

En estudios de las relaciones bivariadas entre el estado hemodinámico y variables seleccionadas de factores de riesgo cardiovascular, el porcentaje de sujetos hiperdinámicos en el quintil superior para triglicéridos, insulina y porcentaje de grasa corporal fue significativamente mayor de lo esperado por casualidad solo (20%) en niños y para colesterol LDL y porcentaje de grasa corporal en niñas (datos no mostrados).

El efecto del estado hemodinámico basal en las variables de factor de riesgo cardiovascular seguidas durante un período de 3 años en un subgrupo se presenta en la Tabla 6. Los niveles de seguimiento de porcentaje de grasa corporal, índice de Rohrer, colesterol HDL, triglicéridos e insulina continuaron mostrando tendencias significativas con el estado hemodinámico basal en los niños. En las niñas, estas tendencias, aunque en las direcciones esperadas, no alcanzaron significación, excepto en el caso de los triglicéridos.

Discusión

El presente estudio de base comunitaria realizado en niños y adolescentes de vida libre, presumiblemente sanos, muestra que los individuos con circulación hiperdinámica tienden a mostrar niveles crecientes de grasa corporal, insulina, presión arterial sistólica y triglicéridos y disminución del colesterol HDL. Los análisis longitudinales de un subconjunto mostraron la persistencia de estas tendencias durante un período de 3 años. Estas observaciones confirman estudios previos realizados en adultos8, pero amplían las observaciones a la infancia y la adolescencia.

Se ha demostrado que la insulina plasmática desempeña funciones múltiples e importantes en el sistema cardiovascular. Se ha demostrado que las perfusiones de insulina aumentan el gasto cardíaco, la contractilidad cardíaca y la frecuencia cardíaca en animales experimentales y humanos.9101112 Los posibles mecanismos fisiológicos incluyen la estimulación del sistema nervioso simpático,lo que resulta en aumentos en la liberación de norepinefrina26 y una mayor reabsorción tubular renal de sodio, 27 seguido de un aumento en el volumen extracelular y la salida cardiaca28 y la inducción de hipertrofia de células musculares lisas vasculares.29

Se ha sugerido que la resistencia a la insulina es el factor subyacente que vincula la hiperinsulinemia compensatoria, la intolerancia a la glucosa, la dislipidemia y la hipertensión.5 Las presentes observaciones sugieren que un estado hiperdinámico refleja manifestaciones tempranas del síndrome de resistencia a la insulina, o síndrome X. Dado que la obesidad es un componente importante de este síndrome, se realizaron análisis adicionales para observar la asociación entre el porcentaje de grasa corporal y una circulación hiperdinámica. Como era de esperar, las variables de factores de riesgo cardiovascular se relacionaron significativamente con la resistencia a la insulina en el grupo obeso, pero no en el grupo delgado. Dado que la acumulación de obesidad, hipertensión, dislipidemia y alteraciones en el metabolismo de los carbohidratos se encuentran a menudo en el mismo individuo, la resistencia a la insulina o la hiperinsulinemia pueden mejorar estas asociaciones. Voors et al30 observaron en niños Bogalusa que varias medidas de obesidad también estaban altamente relacionadas con una respuesta insulínica después de una carga de glucosa. Además, la fuerte relación de la grasa central con la respuesta a la insulina se observó en niños Bogalusa.31 Smoak et al17 examinaron la relación de la obesidad, especialmente los pliegues cutáneos subescapulares en contraste con los pliegues cutáneos tríceps (periféricos), con el agrupamiento de la presión arterial sistólica, la insulina en ayunas y los cambios en las lipoproteínas en niños, lo que indica que los sujetos obesos centrales tuvieron un agrupamiento mayor de lo esperado en comparación con los sujetos delgados. El presente estudio también encontró una fuerte asociación entre la circulación hiperdinámica y la obesidad central. La sensibilidad a la insulina muestra una correlación fuertemente inversa con el grado de obesidad; además, la disminución de la sensibilidad a la insulina ocurre en individuos obesos e hipertensos.32 Estas observaciones sugieren que una disminución de la sensibilidad a la insulina, incluso en individuos obesos asintomáticos, puede ser la base del agrupamiento. La obesidad generada por diversas causas probablemente subyace a este agrupamiento también.

Aunque la asociación entre la circulación hiperdinámica y muchas características del síndrome de resistencia a la insulina estaba en la dirección esperada tanto en niños como en niñas, la relación fue significativa solo entre los niños. La diferencia puede reflejar interacciones fisiológicas y hormonales que ocurren dentro de los dos grupos sexuales durante el desarrollo puberal. Estudios previos en adultos han mostrado relaciones significativas tanto en hombres como en mujeres.8

Algunos estudios prospectivos de población han encontrado que la frecuencia cardíaca rápida es un factor de riesgo de hipertensión en el futuro. Los individuos hipertensos con un estado hiperdinámico a menudo muestran un alto gasto cardíaco, baja resistencia periférica y frecuencia cardíaca rápida.3334 Lund-Johansen34 describió una transición de gasto cardíaco elevado a resistencia vascular elevada en pacientes hipertensos precoces con circulación hiperdinámica. Young et al35 mostraron excreción de catecolaminas relacionada con el tamaño corporal y la obesidad, implicando la dieta y la secreción de insulina como afectando la dinámica cardiovascular. Además, Stern et al8 encontraron que la circulación hiperdinámica era un fuerte predictor de diabetes tipo II en un estudio de seguimiento de 8 años. Nuestros análisis longitudinales de individuos hiperdinámicos mostraron una tendencia a tener niveles más altos de presión arterial sistólica, triglicéridos, colesterol VLDL, insulina, aumento del porcentaje de grasa corporal y disminución de los niveles de colesterol HDL durante un período de 3 años. Estas observaciones indican que los niños hiperdinámicos no solo muestran una forma temprana de resistencia a la insulina, sino que también tienden a mantener continuamente muchas características del síndrome de resistencia a la insulina. La continuación de este agrupamiento con persistencia de características hemodinámicas podría ser un marcador de alto riesgo cardiovascular y eventos cardiovasculares prematuros.

Estas observaciones refuerzan el concepto de que la circulación hiperdinámica es una característica temprana del síndrome de resistencia a la insulina. Es de interés que la presión arterial sistólica alta conllevara un alto riesgo cardiovascular en el estudio Framingham. En el presente estudio de niños y adolescentes, si se seleccionó una presión de pulso amplia, se produjo una presión sistólica alta junto con una presión diastólica baja. Es probable que esta tendencia persista en la edad adulta, cuando se desarrolla una mayor rigidez vascular con el envejecimiento y es responsable de la hipertensión sistólica. La asociación observada entre un estado hiperdinámico y otros factores de riesgo cardiovascular en la infancia y la adolescencia tiene implicaciones para la prevención, particularmente para instituir medidas como el control de peso, el ejercicio y una dieta prudente.

Reimpresión de solicitudes a Gerald S. Berenson, MD, Centro de Salud Cardiovascular de Tulane, Escuela de Salud Pública de la Universidad de Tulane & Medicina Tropical, 1501 Canal St, piso 14, Nueva Orleans, LA 70112-2824.