Резюме

Контекст:

Жените със синдром на поликистозни яйчници с нормално тегло (PCOS) може да са променили функцията на мастната структура, в основата на метаболитната дисфункция.

Обективен:

Това проучване изследва дали мастните структурно-функционални промени съществуват при жени с ПКЯ с нормално тегло и корелират ли с хиперандрогенизъм и/или хиперинсулинемия.

Дизайн:

Това е проспективно кохортно проучване.

Настройка:

Обстановката беше академичен медицински център.

Пациенти:

Включени бяха шест жени с ПКЯ с нормално тегло и 14 жени с нормоандрогенна овулация (NL), съответстващи на възрастта и телесната маса.

Интервенция (и):

Всички жени са били подложени на циркулационни хормони и метаболитни измервания; често вземани проби за интравенозно тестване на глюкозен толеранс абсорбциометрия на рентгенови лъчи на цялото тяло с двойна енергия; томография на коремния магнитен резонанс; и SC коремна биопсия на мазнини.

Основни мерки за резултат:

Циркулиращите хормони и метаболити, телесните мазнини и тяхното разпределение и размерът на адипоцитите са сравнени между PCOS и NL жените и са корелирани помежду си при всички жени.

Резултати:

Циркулиращите нива на LH и андроген са значително по-високи при PCOS, отколкото при жените от NL, както и нивата на инсулин на гладно, отзивчивостта на β-клетките на панкреаса към глюкозата и общата маса на коремните мазнини. Интраабдоминалната мастна маса също е била значително увеличена при жените с ПКЯ и е била положително корелирана с циркулиращите андрогени, инсулин на гладно, триглицериди и нива на липопротеин с висока плътност при всички жени. SC коремна мастна маса не се увеличава значително при жените с PCOS, но съдържа по-голям дял от малки SC коремни адипоцити, които положително корелират със серумните нива на андроген при всички жени.

Заключение:

Хиперандрогенизмът при жени с ПКЯ с нормално тегло е свързан с преференциално интраабдоминално отлагане на мазнини и увеличаване на популацията от малки SC абдоминални адипоцити, които биха могли да ограничат съхранението на SC и да стимулират метаболитната дисфункция.

Синдромът на поликистозните яйчници (PCOS) е сложна, хетерогенна ендокринопатия на жени, характеризираща се с клинична или биохимична хиперандрогения, олиго-ановулация и поликистозна морфология на яйчниците (1). Засягайки поне 6–10% от жените в репродуктивна възраст, 60–95% от всички PCOS жени също имат инсулинова резистентност (2, 7), която се преувеличава от увеличеното общо и коремно затлъстяване (8, 9), въпреки че нито инсулиновата резистентност нито излишното затлъстяване са част от диагностичните критерии (1). При PCOS жени, които са резистентни към инсулин, хиперинсулинемията при наличие на излишно затлъстяване (10, 11) взаимодейства с хиперандрогения, за да влоши фенотипа на PCOS (9, 12). Инсулиновата резистентност при жените с СПКЯ обаче не може да бъде напълно обяснена с общото телесно или коремно затлъстяване (1, 13, –15) и е променливо приписана на други фактори, като дефектен инсулин-медииран глюкозен и липиден метаболизъм, нарушен инсулинов рецептор/пострецепторна трансдукция на сигнала, променена секреция на адипокин и анормален метаболизъм на стероиди (1, 3, 16, –18).

При хората SC абдоминалната мастна тъкан обикновено съхранява липиди като защита срещу инсулинова резистентност, докато интраабдоминалната мастна киселина има обратен ефект (19). Освен това при жени с наднормено тегло PCOS, мастните мазнини на SC имат увеличени адипоцити, заедно с намалено използване на глюкоза, медиирано от инсулин, намалена експресия на глюкозен транспортер тип 4 (GLUT-4) и резистентност към липолитичен катехоламин от намалените нива на протеин на β2-адренергичния рецептор, хормон- чувствителна липаза и протеин киназа А регулаторен IIβ компонент (3, 14, 17, 20). Тези констатации предполагат свързано с андрогена разстройство с абнормен размер и/или функция на коремните адипоцити на SC. Ако е така, нарушената способност на SC коремната мастна тъкан да съхранява мазнини може да подобри усвояването на свободни мастни киселини (FFA) в неадипозни клетки и интраабдоминални мазнини, насърчавайки оксидативен/ендоплазмен стрес, свързан с инсулинова резистентност и възпаление чрез процес, наречен липотоксичност 14, 19, 21, –23).

Следователно липотоксичността от ектопично отлагане на липиди, а не излишната обща телесна мазнина сама по себе си (22, 23), може да обясни защо инсулиновата резистентност възниква при някои (4, 10, 24), но не при всички (11, 25, 26), нормално тегло PCOS жени, въз основа на баланс между приема на калории и използването на енергия. С други думи, намаленият капацитет на SC абдоминална мастна тъкан за съхранение на мазнини при нормално тегло PCOS жени може да наподобява съответната мастна тъкан с наднормено тегло/умерено затлъстяване с инсулинова резистентност, при които увеличен брой нефункциониращи малки и увеличени адипоцити придружават намален адипонектин, пероксизомен пролифератор - активиран рецептор и експресия на ген на GLUT-4 (27, 28). Като сонографско доказателство за това явление, намалената дебелина на корема на SC при жени с ПКЯ с нормално тегло е свързана с повишена интраабдоминална дебелина на мазнините и метаболитна дисфункция (29).

Настоящото проучване изследва дали хиперандрогенизмът при жените с ПКЯ с нормално тегло е свързан с променена функция на структурата на коремната мастна тъкан в сравнение с тази на нормоандрогенните овулаторни (NL) жени, съответстващи на възрастта и индекса на телесна маса (ИТМ). Нашите данни показват, че хиперандрогенизмът при жените с ПКЯ с нормално тегло е свързан с повишена обща маса на коремната мастна тъкан поради преференциално отлагане на интраабдоминална мастна тъкан в сравнение с NL и жени с подобно съдържание на телесни мазнини. Това преференциално интраабдоминално разпределение на мазнини при жени с ПКЯ с нормално тегло е придружено от увеличена популация от малки SC коремни адипоцити, които могат да ограничат способността на SC адипоза безопасно да съхранява мазнини и да насърчи липотоксичността.

Материали и методи

Участници в проучването

Бяха наети шест жени PCOS и 14 жени с ИТМ и възрастови NL. Всички жени бяха в добро здравословно състояние, неиспански кавказки, с нормално тегло (ИТМ, 18,5–25 kg/m 2) и бяха на възраст от 18 до 35 години, за да се избегнат объркващи разлики по ИТМ, възраст и раса (1). Всички учебни предмети бяха наети от общата общност чрез реклама в кампусите на колежите и в местните общностни фирми. Една жена от СПКЯ също е посещавала преди това амбулатория за симптоми, свързани с излишъка на андроген. Изследвани лица: 1) вземане на кръвна проба за стероидни измервания чрез течна хроматография-тандемна масспектрометрия (LC-MS/MS), нива на хормони и липиден анализ; 2) тест за често вземане на проби от глюкозен толеранс (FSIGT); 3) обща рентгенова абсорбциометрия с двойна енергия на тялото (DXA) за оценка на телесните мазнини; 4) абдоминално ядрено-магнитен резонанс (ЯМР) за количествено определяне на абдоминална и интраабдоминална мастна тъкан; и 5) абдоминална SC мастна биопсия за размер на адипоцитите. Всички субекти са завършили проучването, с изключение на една NL жена, която не се е върнала за общото си DXA сканиране на тялото.

Всички жени в NL са имали редовни менструални цикли на интервали от 21 до 35 дни и ниво на прогестерон в лутеалната фаза (P4), без данни за хирзутизъм, акне или алопеция (1). Субектите със СПКЯ са диагностицирани от критериите на Националния здравен институт (NIH) от 1990 г., включително 1) клинична и/или биохимична хиперандрогения, 2) олиго-аменорея (т.е. интерменструални интервали> 35 дни или 3 месеца аменорея) и 3) с изключение на други ендокринопатии, за да се избегне фенотипна хетерогенност на по-широките критерии от Ротердам (1). Хирзутизмът се дефинира чрез модифицирания метод на Ferriman-Gallwey, като хирзутизмът се определя като модифициран резултат на Ferriman-Gallwey над 6 (30). Биохимичният хиперандрогенизъм се дефинира като повишен серумен общ или свободен тестостерон (Т)> 2 SD над нормалните граници на групата NL и потвърден при PCOS жени при два отделни случая като средни общи или свободни нива на Т.

Критерии за изключване бяха дисфункция на щитовидната жлеза, хиперпролактинемия, вродена надбъбречна хиперплазия с късно начало (скрининг на серумен 17-хидроксипрогестерон> 2 ng/ml), кисти на яйчниците, по-големи от 2 cm; настоящето/историята на тютюнопушенето (2) бяха изчислени автоматично от съответните области на тъканите във всеки парче чрез сумиране на пикселите на дадените тъкани и умножаване по повърхността на пиксела. И накрая, мастният обем (cm 3) за всеки парче се изчислява чрез умножаване на площта на тъканта (cm 2) по дебелина на парчетата, като мастният обем се превръща в средната плътност на TG (0,9 g/ml).

SC коремна мастна биопсия

По време на фоликуларната фаза е извършена SC абдоминална мастна биопсия след потвърждение на серумно ниво на Р4 под 3,0 ng/ml. Когато пациентът е в легнало положение, малка част от долната странична част на корема се почиства с бетадин и се анестезира с 1% лидокаин, съдържащ 1: 100 000 разреждане на епинефрин. Направен е 1,0 см разрез с помощта на стерилна техника и приблизително 1,0 g SC мастна мастна тъкан са отстранени с помощта на остра дисекция и хемостатични техники. Две малки парчета SC мазнина (~ 100 mg) бяха поставени в стерилни криовиази, които незабавно бяха поставени в течен азот и транспортирани до фризер -80 C. След отстраняване на мастната тъкан коремният разрез беше затворен с 4-Vicryl субкутикулен шев и покрит със защитна превръзка.

SC размер на коремните адипоцити

За оразмеряване на адипоцитите замразената SC коремна мазнина беше вградена в среда за оптимална температура на рязане, нарязана на секции от 10 до 20 μm и оцветена с хематоксилин и еозин следвайки стандартни протоколи. Изображенията са сканирани дигитално с помощта на Aperio ScanScope при 20-кратно увеличение. Четири среза на проба бяха нарязани с приблизително 250 клетки на участък, анализирани чрез ръчно кръгово кръстосване. Площта на адипоцитите беше определена с помощта на софтуера Aperio ImageScope.

Статистически анализ

Тестът на Student беше използван за сравняване на нивата на циркулиращия хормон и метаболитите, телесните мазнини и тяхното разпределение, Sg, Si, AIRg, DI и размера на адипоцитите между PCOS и NL жени. Мерките с изкривени разпределения с външни стойности (като LH, TG и AIRg) бяха преобразувани в дневник преди анализ (33). Коефициентите на корелация на Пиърсън са изчислени за оценка на връзките между телесните мазнини (android, SC абдоминална и интраабдоминална мазнина) и съответните репродуктивни и метаболитни параметри. Изчислени са и частични коефициенти на корелация (коригирани за нивата на инсулин на гладно или ИТМ), за да се види дали асоциациите остават значими след корекция за нивата на инсулин на гладно или ИТМ. Размерът на адипоцитите се трансформира, използвайки естествената трансформация на лога, със стойност на логаритъма по-малка от 7.0, използвана за идентифициране на субпопулация от малки адипоцити, както е описано по-рано (28). Емпиричната кумулативна функция на разпределение е изчислена и начертана за всяка група (PCOS срещу NL жени) и е конструирана чрез намиране на вероятността размерът на адипоцитите да е по-малък или равен на наблюдаваната стойност. Тестът на Колмогоров-Смирнов е използван за сравняване на разпределението на размера на адипоцитите в коремната кухина между PCOS и NL жени.

Резултати

Характеристики на предмета

маса 1.

Характеристики на пациента и серумни хормонални нива в NL срещу PCOS жени

Характеристики на пациента NL (n = 14) PCOS (n = 6) P Стойност
Възраст (y)26,9 ± 1,425,3 ± 1,8.4
ИТМ (kg/m 2)21,7 ± 0,521,8 ± 0,8.9
Талия (см)75,9 ± 1,274,8 ± 2,2.6
Бедро (см)89,6 ± 1,686,9 ± 2,0.4
Log LH (mIU/ml)0,9 ± 0,051,2 ± 0,09.01
FSH (mIU/ml)6,5 ± 0,65,9 ± 0,3.4
E1 (pg/ml)65,2 ± 7,785,2 ± 12,9.2
E2 (pg/ml)83,9 ± 21,862,5 ± 9,3.4
Общо T (ng/dl)29,9 ± 2,366,9 ± 7,9.004
Свободен T (pg/ml)2,4 ± 0,35,9 ± 0,5 -4/min/μU/ml)7,2 ± 1,55,5 ± 1,2.5
Log AIRg (μU/ml)2,4 ± 0,052,6 ± 0,08.04
DI (Si × AIRg)/10022,7 ± 4,321,5 ± 3,3.9
Sg (× 10/мин)0,02 ± 0,0030,02 ± 0,002.6

Съкращения: A4, андростендион; AIRg, β-клетъчен отговор на панкреаса на инфузия на глюкоза; ИТМ, индекс на телесна маса; DHEAS, дехидроепиандростерон сулфат; DHT, дихидротестостерон; Е1, естрон; Е2, естрадиол; FSIGT, ​​често вземана проба IV глюкозен толеранс; NL, нормоандрогенна овулаторна; СПКЯ, синдром на поликистозните яйчници; Sg, индекс на ефективност на глюкозата.

Данните са средни ± sem .

Хормон на гладно и метаболитни характеристики

LH в серумен дневник, общ и свободен T, както и концентрациите на А4 са по-високи при PCOS, отколкото жените от NL (Таблица 1). Серумните нива на FSH, E1, E2, DHT и DHEAS са сравними между двата женски типа (Таблица 1).

Не е имало женски разлики в типа на гладно в серумни нива на FFA, SHBG, общ адипонектин, HMW адипонектин, CRP или глюкагон (допълнителна таблица 1). За разлика от това, серумните концентрации на гладно TG и HDL-C на гладно са склонни да бъдат по-високи и по-ниски, съответно, при PCOS, отколкото жените от NL, въпреки сходните нива на общ холестерол, LDL-C и не-HDL-C между женските групи.

FSIGT

хиперандрогенизмът

Положителни корелации на нивата на серумния инсулин на гладно с (A) общ тестостерон (T), (B) свободен T и (C) андростендион (A4) при жени със синдром на поликистозни яйчници с нормално тегло (PCOS) (N = 6) и нормоандрогенни овулаторни ( NL) (N = 14) жени комбинирани. Изпълнени кръгове, PCOS жени; отворени кръгове, NL жени.

По време на тестване на FSIGT, ​​log AIRg е значително по-голям при PCOS, отколкото при жените от NL (Таблица 1). Инсулиновата чувствителност при PCOS жени е намалена до нива в рамките на по-ниските нормални граници, докато DI и Sg са сходни между PCOS и NL жени (Таблица 1).

Радиологичен анализ

Таблица 2.

Характеристики на телесните мазнини на NL срещу PCOS жени

Общо тяло DXANL (n = 13) PCOS (n = 6) P Стойност
Общо телесни мазнини (кг)19,8 ± 0,921,2 ± 1,7.5
Общо телесни мазнини (%)31,5 ± 0,834,0 ± 1,3.1
Обща телесна маса (кг)40,4 ± 1,339,8 ± 2,2.8
Android мазнини (кг)1,1 ± 0,11,5 ± 0,2.02
Android мазнини (%)5,5 ± 0,27,1 ± 0,5.02
Гиноидна мазнина (кг)4,3 ± 0,24,4 ± 0,3.9
Гиноидна мазнина (%)21,9 ± 0,420,8 ± 0,4.08
Абдоминална MRINL (n = 14) PCOS (n = 6) P Стойност
SC коремна мазнина (кг)4,4 ± 0,25,0 ± 0,4.2
Интраабдоминална мазнина (кг)1,8 ± 0,12,4 ± 0,3.03

Съкращения: DXA, рентгенова абсорбциометрия с двойна енергия; ЯМР, ядрено-магнитен резонанс; NL, нормоандрогенна овулаторна; СПКЯ, синдром на поликистозните яйчници.