A Retrospective Analysis of the Association between Serum Uric Acid Levels and Insulin Resistance Degrees in Individuals Undergoing Health Examination

doi:10.12114/j.issn.1007-9572.2024.0330

Abstract

Abstract:

Background

Insulin resistance (IR) has been witnessing an upward trend in incidence rates, with a high comorbidity rate with obesity, dyslipidemia and hyperuricemia. However, the correlation between IR, obesity/dyslipidemia and SUA levels is not well understood.

Objective

To explore the dose-response correlation between homeostatic model assessment for IR (HOMA-IR) and SUA levels, and to evaluate the mediating effect of HOMA-IR on obesity/lipids and SUA levels.

Methods

We conducted a retrospective study that a total of 3 928 adults who underwent physical examination in the Seventh Affiliated Hospital, Southern Medical University from November 2021 to December 2022 were selected and divided into males and females, non-IR and IR subgroups. The dose-response correlation between HOMA-IR and SUA was analyzed by restricted cubic spline (RCS) . The mediating effects of HOMA-IR on correlation between obesity, total cholesterol (TC) , triacylglycerol (TG) , low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C) , high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) and SUA levels were analyzed. Linear regression model was used to analyze the correlation between SUA levels and HOMA-IR, fasting blood insulin (FINS) , and fasting blood glucose (FBG) .

Results

Among the 3 928 patients, 3 026 were males and 902 were females. Among the 3 026 males, 757 were IR patients and 2 269 were non-IR patients. The levels of systolic blood pressure (SBP) , diastolic blood pressure (DBP) , SUA, HOMA-IR, FINS, FBG, BMI, waist-hip ratio (WHR) , TG, TC and LDL-C were higher in IR patients than in non-IR patients, age and HDL-C levels were lower in IR patients than in non-IR patients (P<0.05) . Among the 902 females, 226 were IR patients and 676 were non-IR patients. The levels of SBP, DBP, SUA, HOMA-IR, FINS, FBG, BMI, WHR, TG, LDL-C were higher in IR patients than in non-IR patients, HDL-C levels were lower in IR patients than in non-IR patients (P<0.05) . The RCS results showed that there was a non-linear dose-response correlation between HOMA-IR and SUA levels after adjusting covariates, with gender differences presented in this correlation. The SUA levels in males exhibited an approximate ∩-shaped trend (P_nonlinear=0.002) with the increase of HOMA-IR. While in females, SUA levels showed a trend of increasing and then constant (P_nonlinear=0.002) . Whereas, as SUA levels increased, HOMA-IR showed a trend of decreasing and constant in males (P_nonlinear=0.002) , while HOMA-IR showed a U-shaped trend in females (P_nonlinear=0.002) . The results of mediation analysis showed that HOMA-IR partially mediates the correlation between obesity, central obesity, TG and SUA, and the ratio of mediation effect to the total effect was 9.5%, 7.9% and 5.3% in males, 36.1%, 19.9% and 6.5% in females, respectively. HOMA-IR completely mediated the correlation between HDL-C and SUA, and the ratio of mediating effect to total effect was 20.0% in males and 22.0% in females. The patients were stratified by SUA=7.28 mg/dL in males and 4.70 mg/dL in females, respectively. After adjusting covariates, in males, the results of linear regression model analysis showed a negative correlation between SUA and FBG levels (P<0.05) , and individuals SUA≥7.28 mg/dL showed a positive correlation between SUA and FINS levels (P<0.05) ; in females, individuals SUA≥4.70 mg/dL showed a positive correlation between HOMA-IR, FINS and SUA (P<0.05) .

Conclusion

There is a nonlinear dose-response correlation between HOMA-IR and SUA levels. HOMA-IR has a partial mediating effect on the correlation between obesity, TG and SUA levels, and a complete mediating effect on the correlation between HDL-C and SUA levels. FBG is negatively correlated to SUA levels in males.

Key words: Insulin resistance, Serum uric acid, Fasting blood glucose, Obesity, Blood lipid, Physical examination, Retrospective analysis

摘要：

背景

胰岛素抵抗（IR）的发病率逐年升高，与肥胖、血脂异常和高尿酸血症的共患病率较高，目前IR、肥胖/血脂异常和血尿酸（SUA）水平之间的关系尚不清楚。

目的

探讨稳态模型胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）与SUA水平之间的剂量反应关系，并评估HOMA-IR在肥胖/血脂四项与SUA水平间的中介效应。

方法

回顾性分析2021年11月—2022年12月在南方医科大学第七附属医院进行健康体检的3 928名成年人的临床数据。根据性别及IR分组，比较组间SUA水平、IR指标、肥胖和血脂指标的差异，采用限制性立方样条（RCS）分析HOMA-IR与SUA之间的剂量反应关系。分析HOMA-IR在肥胖、总胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）与SUA间的中介作用。采用线性回归模型分析SUA与HOMA-IR、空腹血胰岛素（FINS）、空腹血糖（FBG）的相关性。

结果

3 928名体检者中男3 026名，女902名。3 026名男性体检人群中IR者757名，非IR者2 269名；IR者收缩压（SBP）、舒张压（DBP）、SUA、HOMA-IR、FINS、FBG、BMI、腰臀比（WHR）、TG、TC、LDL-C水平均高于非IR者，年龄、HDL-C水平低于非IR者（P<0.05）。902名女性体检人群中IR者226名，非IR者676名；IR者SBP、DBP、SUA、HOMA-IR、FINS、FBG、BMI、WHR、TG、LDL-C水平均高于非IR者，HDL-C水平低于非IR者（P<0.05）。RCS结果显示，在调整协变量后，HOMA-IR与SUA呈非线性剂量反应关系，该关联存在性别差异；随着HOMA-IR增加，男性SUA呈近似"∩"型改变趋势（P_非线性=0.002），女性SUA先增加后不变（P_非线性=0.002）；而随着SUA升高，男性HOMA-IR呈先下降后不变的趋势（P_非线性=0.002），而女性HOMA-IR呈近似"U"型的改变趋势（P_非线性=0.002）。中介分析结果显示，HOMA-IR部分介导了肥胖、中心性肥胖、TG与SUA间的关联，中介效应占比在男性中分别为9.5%、7.9%、5.3%，在女性中分别为36.1%、19.9%、6.5%；HOMA-IR完全介导了HDL-C与SUA间的关联，中介效应占比在男性和女性中分别为20.0%、22.0%。分别对男性、女性人群以SUA=7.28 mg/dL和4.70 mg/dL分层，调整协变量后，线性回归模型分析结果显示，男性中，SUA与FBG始终呈负相关（P<0.05），当SUA≥7.28 mg/dL时，SUA与FINS呈正相关（P<0.05）；女性中，当SUA≥4.70 mg/dL时，SUA与HOMA-IR、FINS均呈正相关（P<0.05）。

结论

HOMA-IR与SUA具有非线性剂量反应关系。HOMA-IR在肥胖、TG与SUA存在部分中介作用，而在HDL-C与SUA存在完全中介作用。男性人群FBG与SUA显著负相关。

关键词: 胰岛素抵抗, 血尿酸, 空腹血糖, 肥胖, 血脂, 体格检查, 回顾性分析

CLC Number:

R 458.5

LIANG Hengmiao,HUANG Sizhe,CHEN Yuting, et al. A Retrospective Analysis of the Association between Serum Uric Acid Levels and Insulin Resistance Degrees in Individuals Undergoing Health Examination[J]. Chinese General Practice, 2025, 28(21): 2635-2642. DOI: 10.12114/j.issn.1007-9572.2024.0330.
梁恒妙,黄锶哲,陈玉婷等. 健康体检人群血尿酸水平与胰岛素抵抗程度关系的研究[J]. 中国全科医学, 2025, 28(21): 2635-2642. DOI: 10.12114/j.issn.1007-9572.2024.0330.

Figures/Tables 6

References 36

[1]	SAMPEY B P, VANHOOSE A M, WINFIELD H M, et al. Cafeteria diet is a robust model of human metabolic syndrome with liver and adipose inflammation：comparison to high-fat diet[J]. Obesity，2011，19(6)：1109-1117. DOI：10.1038/oby.2011.18.
[2]	ZHAO X F, AN X D, YANG C Q, et al. The crucial role and mechanism of insulin resistance in metabolic disease[J]. Front Endocrinol，2023，14：1149239. DOI：10.3389/fendo.2023.1149239.
[3]	ADOMAKO E, MOE O W. Uric acid and urate in urolithiasis：the innocent bystander，instigator，and perpetrator[J]. Semin Nephrol，2020，40(6)：564-573. DOI：10.1016/j.semnephrol.2020.12.003.
[4]	张翼飞，顾卫琼，晏群，等. 由血清甘油三酯和血糖所得简易指数用于评估胰岛素抵抗的临床研究[J]. 中华内分泌代谢杂志，2012，28(5)：392-396. DOI：10.3760/cma.j.issn.1000-6699.2012.05.008.
[5]	中华医学会糖尿病学分会胰岛素抵抗学组（筹）. 胰岛素抵抗评估方法和应用的专家指导意见[J]. 中华糖尿病杂志，2018，10(6)：377-385. DOI：10.3760/cma.j.issn.1674-5809.2018.06.001.
[6]	MARTÍNEZ-SÁNCHEZ F D, VARGAS-ABONCE V P, GUERRERO-CASTILLO A P, et al. Serum uric acid concentration is associated with insulin resistance and impaired insulin secretion in adults at risk for type 2 diabetes[J]. Prim Care Diabetes，2021，15(2)：293-299. DOI：10.1016/j.pcd.2020.10.006.
[7]	MUKHOPADHYAY P, GHOSH S, PANDIT K, et al. Uric acid and its correlation with various metabolic parameters：a population-based study[J]. Indian J Endocrinol Metab，2019，23(1)：134-139. DOI：10.4103/ijem.IJEM_18_19.
[8]	QIN L, YANG Z, GU H X, et al. Association between serum uric acid levels and cardiovascular disease in middle-aged and elderly Chinese individuals[J]. BMC Cardiovasc Disord，2014，14：26.
[9]	ABDULLAH A R, HASAN H A, RAIGANGAR V L. Analysis of the relationship of leptin，high-sensitivity C-reactive protein，adiponectin，insulin，and uric acid to metabolic syndrome in lean，overweight，and obese young females[J]. Metab Syndr Relat Disord，2009，7(1)：17-22. DOI：10.1089/met.2008.0045.
[10]	TANI S, MATSUO R, IMATAKE K, et al. The serum uric acid level in females may be a better indicator of metabolic syndrome and its components than in males in a Japanese population[J]. J Cardiol，2020，76(1)：100-108. DOI：10.1016/j.jjcc.2020.01.011.
[11]	YU P, HUANG L, WANG Z H, et al. The association of serum uric acid with beta-cell function and insulin resistance in nondiabetic individuals：a cross-sectional study[J]. Diabetes Metab Syndr Obes，2021，14：2673-2682. DOI：10.2147/DMSO.S312489.
[12]	BRAND F N, MCGEE D L, KANNEL W B, et al. Hyperuricemia as a risk factor of coronary heart disease：the Framingham study[J]. Am J Epidemiol，1985，121(1)：11-18.
[13]	刘英，曾勇. 高尿酸血症与肥胖[J]. 中国心血管杂志，2016，21(1)：11-13.
[14]	刘杨，王凯，肖革新，等. "全科医学+"紧密型医共体下慢性病管理模式构建研究：基于国际慢性病管理模式和经验[J]. 中国全科医学，2022，25(16)：1923-1928. DOI：10.12114/j.issn.1007-9572.2022.0061.
[15]	ALBERTI K G, ZIMMET P Z. Definition，diagnosis and classification of diabetes mellitus and its complications. part 1：diagnosis and classification of diabetes mellitus provisional report of a WHO consultation[J]. Diabet Med，1998，15(7)：539-553. DOI：10.1002/(SICI)1096-9136(199807)15:7<539:AID-DIA668>3.0.CO;2-S.
[16]	中国健康管理协会健康文化委员会，中国研究型医院学会心肺复苏学专业委员会，中华医学会科学普及分会. 《中华精准健康传播专家共识》之公民体重管理卫生健康指南[J]. 中国研究型医院，2021，8(2)：68-76. DOI：10.19450/j.cnki.jcrh.2021.02.017.
[17]	邢小燕，杨文英，杨兆军. 胰岛素抵抗指数在不同糖耐量人群中诊断代谢综合征的作用[J]. 中华糖尿病杂志，2004，12(3)：182-186.
[18]	GENOVESI S, MONTELISCIANI L, VIAZZI F, et al. Uric acid and arterial stiffness in children and adolescents：role of insulin resistance and blood pressure[J]. Front Cardiovasc Med，2022，9：978366. DOI：10.3389/fcvm.2022.978366.
[19]	牛相钧，葛旭红，苗鑫蕾，等. 新型胰岛素抵抗替代指标与高尿酸血症发病关系的队列研究[J]. 现代预防医学，2023，50(20)：3818-3823，3828. DOI：10.20043/j.cnki.MPM.202304454.
[20]	TSUSHIMA Y, NISHIZAWA H, TOCHINO Y, et al. Uric acid secretion from adipose tissue and its increase in obesity[J]. J Biol Chem，2013，288(38)：27138-27149. DOI：10.1074/jbc.M113.485094.
[21]	SUN H L, CHANG X N, BIAN N N, et al. Adipose tissue insulin resistance is positively associated with serum uric acid levels and hyperuricemia in northern Chinese adults[J]. Front Endocrinol，2022，13：835154. DOI：10.3389/fendo.2022.835154.
[22]	ELIZALDE-BARRERA C I, ESTRADA-GARCÍA T, LOZANO-NUEVO J J, et al. Serum uric acid levels are associated with homeostasis model assessment in obese nondiabetic patients：HOMA and uric acid[J]. Ther Adv Endocrinol Metab，2017，8(10)：141-146. DOI：10.1177/2042018817732731.
[23]	ZHAO Q Q, ZHANG M, CHU Y T, et al. Association between serum uric acid and triglyceride-glucose index in children and adolescents with short stature[J]. Sci Rep，2023，13(1)：13594. DOI：10.1038/s41598-023-40972-2.
[24]	SIMENTAL-MENDÍA L E, SIMENTAL-MENDÍA E, RODRÍGUEZ-MORÁN M, et al. Hyperuricemia is associated with the increase of insulin release in non-obese subjects with normal glucose tolerance[J]. Endocr Res，2017，42(1)：1-5.
[25]	KING C, LANASPA M A, JENSEN T, et al. Uric acid as a cause of the metabolic syndrome[J]. Contrib Nephrol，2018，192：88-102. DOI：10.1159/000484283.
[26]	KıZıLAY D Ö, ŞEN S, ERSOY B. Associations between serum uric acid concentrations and cardiometabolic risk and renal injury in obese and overweight children[J]. J Clin Res Pediatr Endocrinol，2019，11(3)：262-269. DOI：10.4274/jcrpe.galenos.2018.2019.0241.
[27]	WATANABE K, WATANABE T, OTAKI Y, et al. Gender differences in the impact of plasma xanthine oxidoreductase activity on coronary artery spasm[J]. J Clin Med，2021，10(23)：5550. DOI：10.3390/jcm10235550.
[28]	KAUTZKY-WILLER A, LEUTNER M, HARREITER J. Sex differences in type 2 diabetes[J]. Diabetologia，2023，66(6)：986-1002. DOI：10.1007/s00125-023-05891-x.
[29]	PEREZ-RUIZ F, ANIEL-QUIROGA M A, HERRERO-BEITES A M, et al. Renal clearance of uric acid is linked to insulin resistance and lower excretion of sodium in gout patients[J]. Rheumatol Int，2015，35(9)：1519-1524. DOI：10.1007/s00296-015-3242-0.
[30]	YANG X, ZHAO Y, SUN Q, et al. An intermediary role of adenine nucleotides on free fatty acids-induced hyperglycemia in obese mice[J]. Front Endocrinol，2019，10：497. DOI：10.3389/fendo.2019.00497.
[31]	LEE S H, PARK S Y, CHOI C S. Insulin resistance：from mechanisms to therapeutic strategies[J]. Diabetes Metab J，2022，46(1)：15-37. DOI：10.4093/dmj.2021.0280.
[32]	顾效瑜，李哲，郑毅男，等. 次黄嘌呤对营养性肥胖小鼠的抗肥胖作用[J]. 食品科学，2016，37(15)：253-258.
[33]	YAN M J, LIU Y Z, WU L C, et al. The association between dietary purine intake and mortality：evidence from the CHNS cohort study[J]. Nutrients，2022，14(9)：1718. DOI：10.3390/nu14091718.
[34]	NELSON K L, VORUGANTI V S. Purine metabolites and complex diseases：role of genes and nutrients[J]. Curr Opin Clin Nutr Metab Care，2021，24(4)：296-302. DOI：10.1097/MCO.0000000000000764.
[35]	KOUPENOVA M, RAVID K. Adenosine，adenosine receptors and their role in glucose homeostasis and lipid metabolism[J]. J Cell Physiol，2013. DOI：10.1002/jcp.24352.
[36]	NIEMANN B, HAUFS-BRUSBERG S, PUETZ L, et al. Apoptotic brown adipocytes enhance energy expenditure via extracellular inosine[J]. Nature，2022，609(7926)：361-368. DOI：10.1038/s41586-022-05041-0.

组别	例数	年龄（岁）	SBP（mmHg）	DBP（mmHg）	SUA（mg/dL）	HOMA-IR	FINS（μU/L）
非IR者	2 269	40（32，48）	123（113，134）	75（67，83）	7.61（6.55，8.87）	1.48（1.06，1.96）	6.66（4.87，8.84）
IR者	757	38（32，47）	129（121，139）	79（72，86）	8.10（6.94，9.24）	3.65（3.00，4.73）	15.22（12.70，20.13）
Z值		-2.642	-9.766	-8.395	-5.408	-41.259	-38.958
P值		0.008	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
组别	FBG（mmol/L）	BMI（kg/m²）	WHR	TG（mmol/L）	TC（mmol/L）	LDL-C（mmol/L）	HDL-C（mmol/L）
非IR者	4.80（4.46，5.25）	25.92（24.52，27.79）	0.90（0.87，0.93）	1.69（1.15，2.52）	5.43（4.74，6.16）	3.65（3.08，4.19）	1.22（1.08，1.39）
IR者	5.30（4.72，6.32）	27.46（25.66，29.76）	0.94（0.91，0.98）	2.30（1.55，3.47）	5.53（4.81，6.32）	3.73（3.15，4.26）	1.12（1.00，1.28）
Z值	-13.792	-13.594	-19.552	-12.093	-2.105	-2.373	-10.132
P值	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	0.035	0.018	<0.001

组别	例数	年龄（岁）	SBP（mmHg）	DBP（mmHg）	SUA（mg/dL）	HOMA-IR	FINS（μU/L）
非IR者	2 269	40（32，48）	123（113，134）	75（67，83）	7.61（6.55，8.87）	1.48（1.06，1.96）	6.66（4.87，8.84）
IR者	757	38（32，47）	129（121，139）	79（72，86）	8.10（6.94，9.24）	3.65（3.00，4.73）	15.22（12.70，20.13）
Z值		-2.642	-9.766	-8.395	-5.408	-41.259	-38.958
P值		0.008	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
组别	FBG（mmol/L）	BMI（kg/m²）	WHR	TG（mmol/L）	TC（mmol/L）	LDL-C（mmol/L）	HDL-C（mmol/L）
非IR者	4.80（4.46，5.25）	25.92（24.52，27.79）	0.90（0.87，0.93）	1.69（1.15，2.52）	5.43（4.74，6.16）	3.65（3.08，4.19）	1.22（1.08，1.39）
IR者	5.30（4.72，6.32）	27.46（25.66，29.76）	0.94（0.91，0.98）	2.30（1.55，3.47）	5.53（4.81，6.32）	3.73（3.15，4.26）	1.12（1.00，1.28）
Z值	-13.792	-13.594	-19.552	-12.093	-2.105	-2.373	-10.132
P值	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	0.035	0.018	<0.001

组别	例数	年龄（岁）	SBP（mmHg）	DBP（mmHg）	SUA（mg/dL）	HOMA-IR	FINS（μU/L）
非IR者	676	40（30，49）	114（105，126）	70（62，79）	5.12（4.40，5.97）	1.24（0.92，1.58）	5.59（4.13，6.97）
IR者	226	40（34，48）	126（114，134）	76（67，83）	6.07（5.16，7.00）	2.67（2.32，3.31）	11.60（9.90，14.15）
Z值		-1.292	-8.144	-5.942	-8.199	-22.529	-21.986
P值		0.196	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
组别	FBG（mmol/L）	BMI（kg/m²）	WHR	TG（mmol/L）	TC（mmol/L）	LDL-C（mmol/L）	HDL-C（mmol/L）
非IR者	4.92（4.65，5.23）	23.16（20.31，25.51）	0.84（0.80，0.88）	0.97（0.74，1.37）	4.96（4.42，5.70）	3.03（2.56，3.60）	1.51（1.30，1.72）
IR者	5.39（5.00，6.00）	26.42（24.71，28.25）	0.88（0.84，0.92）	1.52（1.01，2.08）	5.13（4.41，5.89）	3.24（2.66，3.94）	1.25（1.10，1.47）
Z值	-10.185	-11.871	-8.563	-9.636	-1.505	-3.324	-9.681
P值	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	0.132	0.001	<0.001

组别	例数	年龄（岁）	SBP（mmHg）	DBP（mmHg）	SUA（mg/dL）	HOMA-IR	FINS（μU/L）
非IR者	676	40（30，49）	114（105，126）	70（62，79）	5.12（4.40，5.97）	1.24（0.92，1.58）	5.59（4.13，6.97）
IR者	226	40（34，48）	126（114，134）	76（67，83）	6.07（5.16，7.00）	2.67（2.32，3.31）	11.60（9.90，14.15）
Z值		-1.292	-8.144	-5.942	-8.199	-22.529	-21.986
P值		0.196	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
组别	FBG（mmol/L）	BMI（kg/m²）	WHR	TG（mmol/L）	TC（mmol/L）	LDL-C（mmol/L）	HDL-C（mmol/L）
非IR者	4.92（4.65，5.23）	23.16（20.31，25.51）	0.84（0.80，0.88）	0.97（0.74，1.37）	4.96（4.42，5.70）	3.03（2.56，3.60）	1.51（1.30，1.72）
IR者	5.39（5.00，6.00）	26.42（24.71，28.25）	0.88（0.84，0.92）	1.52（1.01，2.08）	5.13（4.41，5.89）	3.24（2.66，3.94）	1.25（1.10，1.47）
Z值	-10.185	-11.871	-8.563	-9.636	-1.505	-3.324	-9.681
P值	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	0.132	0.001	<0.001

性别	自变量	因变量	B（95%CI）	SE	β	t值	P值
男性	SUA<7.28 mg/dL	HOMA-IR	-0.144（-0.286~-0.002）	0.072	-0.054	-1.993	0.046
		FINS	-0.267（-0.785~0.251）	0.264	-0.027	-1.010	0.313
		FBG	-0.187（-0.262~-0.111）	0.039	-0.131	-4.834	<0.001
	SUA≥7.28 mg/dL	HOMA-IR	0.052（-0.016~0.120）	0.035	0.033	1.492	0.136
		FINS	0.312（0.053~0.571）	0.132	0.051	2.362	0.018
		FBG	-0.046（-0.081~-0.011）	0.018	-0.058	-2.586	0.010
女性	SUA<4.70 mg/dL	HOMA-IR	-0.149（-0.483~0.190）	0.171	-0.050	-0.858	0.392
		FINS	-0.483（-1.788~0.822）	0.663	-0.043	-0.729	0.467
		FBG	-0.030（-0.185~0.126）	0.079	-0.021	-0.375	0.708
	SUA≥4.70 mg/dL	HOMA-IR	0.108（0.023~0.193）	0.043	0.089	2.489	0.013
		FINS	0.443（0.116~0.770）	0.166	0.093	2.662	0.008
		FBG	0.020（-0.020~0.060）	0.020	0.037	0.975	0.330