Гіперандрогенія супроводжує збільшення внутрішньочеревного накопичення жиру у жінок із синдромом полікістозу яєчників із нормальною вагою

Анотація

Контекст:

Синдром полікістозу яєчників із нормальною вагою (СПКЯ) у жінок міг змінити функцію жирової структури, що лежить в основі метаболічної дисфункції.

Завдання:

У цьому дослідженні вивчається, чи існують жирові структурно-функціональні зміни у жінок із СПКЯ нормальної ваги та чи пов’язані вони з гіперандрогенією та/або гіперінсулінемією.

Дизайн:

Це перспективне когортне дослідження.

Налаштування:

Діяльність була академічним медичним центром.

Пацієнти:

Були включені шість жінок із СПКЯ нормальної ваги та 14 нормоандрогенних овуляторних жінок (NL), які відповідали індексу маси тіла та віку.

Втручання:

Усім жінкам проводили вимірювання рівня гормонів та метаболізму в крові; часто пробовані внутрішньовенні тести на толерантність до глюкози; повна абсорбціометрія рентгенівських променів з подвійною енергією тіла; магнітно-резонансна томографія черевної порожнини; і біопсія жирової тканини під абдомінальним шляхом.

Основні показники результатів:

Циркулюючі гормони та метаболіти, жир у тілі та його розподіл та розмір адипоцитів порівнювали між СПКЯ та жінками NL і корелювали між собою у всіх жінок.

Результати:

Рівень ЛГ та андрогену, що циркулює в крові, був значно більшим у СПКЯ, ніж у жінок з НЛ, як і рівень інсуліну натще, реакція β-клітин підшлункової залози на глюкозу та загальна жирова маса. Внутрішньочеревна жирова маса також суттєво зростала у жінок при СПКЯ і позитивно корелювала з циркулюючими андрогенами, інсуліном натще, тригліцеридами та рівнем холестерину ліпопротеїнів не високої щільності у всіх жінок. Жирова маса жиру в абдомінальному шарі не була суттєво збільшена у жінок СПКЯ, але містила більшу частку малих адипоцитів черевної порожнини, які позитивно корелювали з рівнем андрогену в сироватці крові у всіх жінок.

Висновок:

Гіперандрогенія у жінок із СПКЯ із нормальною вагою пов’язана з переважним внутрішньочеревним відкладенням жиру та збільшенням кількості невеликих жирових адипоцитів у СК, що може обмежити жировий запас СК та сприяти метаболічній дисфункції.

Синдром полікістозних яєчників (СПКЯ) - це складна гетерогенна ендокринопатія жінок, що характеризується клінічною або біохімічною гіперандрогенією, олігоановуляцією та морфологією полікістозу яєчників (1). Уражаючи принаймні 6–10% жінок репродуктивного віку, 60–95% усіх жінок СПКЯ також мають резистентність до інсуліну (2, 7), що перебільшується підвищеним загальним ожирінням та ожирінням (8, 9), хоча ні інсулінорезистентності ні надмірне ожиріння не є частиною діагностичних критеріїв (1). У жінок, які мають резистентність до інсуліну, гіперінсулінемія за наявності надмірного ожиріння (10, 11) взаємодіє з гіперандрогенією, щоб погіршити фенотип СПКЯ (9, 12). Однак інсулінорезистентність у жінок СПКЯ не може бути повністю пояснена загальним ожирінням тіла або черевної порожнини (1, 13, –15), і це варіативно пояснюється іншими факторами, такими як дефектний інсулінообмінний метаболізм глюкози та ліпідів, збурений рецептор інсуліну/пострецепторна передача сигналу, змінена секреція адипокіну та аномальний метаболізм стероїдів (1, 3, 16, –18).

У людини в жировій тканині жиру SC зазвичай зберігається ліпід як захист від резистентності до інсуліну, тоді як внутрішньочеревна жирова клітина має протилежний ефект (19). Більше того, у жінок із СПКЯ із надмірною вагою жирова аденоза черевної порожнини збільшила адипоцити, поряд зі зниженим використанням глюкози, опосередкованим інсуліном, зниженою експресією транспортера глюкози типу 4 (GLUT-4) та резистентністю до ліполітичного катехоламіну від зниженого рівня білка β2-адренергічного рецептора, гормону- чутлива ліпаза та протеїнкіназа A, що регулює IIβ-компонент (3, 14, 17, 20). Ці результати свідчать про андрогенне розлад аномального розміру і/або функції адипоцитів черевної порожнини. Якщо це так, порушення здатності жирової клітини жирової тканини накопичувати жир може посилити поглинання вільних жирних кислот (КЖК) у нежирних клітинах та внутрішньочеревному жирі, сприяючи окисному/ендоплазматичному стресу, пов’язаному з резистентністю до інсуліну та запаленням через процес, який називається ліпотоксичністю 14, 19, 21, –23).

Отже, ліпотоксичність від ектопічного відкладення ліпідів, а не надлишок загального жиру в організмі як такий (22, 23), може пояснити, чому резистентність до інсуліну виникає у деяких (4, 10, 24), але не у всіх (11, 25, 26), нормальних вага жінок СПКЯ на основі балансу між споживанням калорій та використанням енергії. Іншими словами, знижена здатність жирової клітковини для накопичення жиру в нормальній вазі СПКЯ жінки можуть нагадувати відповідних жирів із надмірною вагою/осіб із середнім ожирінням з резистентністю до інсуліну, у яких збільшена кількість дисфункціональних малих та збільшених адипоцитів супроводжує знижений адипонектин, проліфератор пероксисом - активований рецептор та експресія гена GLUT-4 (27, 28). Як сонографічне підтвердження цього явища, зменшення товщини черевної порожнини у жінок із СПКЯ при нормальній вазі пов’язане із збільшенням товщини внутрішньочеревного жиру та порушенням метаболізму (29).

У цьому дослідженні досліджується, чи пов’язана гіперандрогенія у жінок із СПКЯ із нормальною вагою зі зміненою структурою жирової структури живота порівняно з функцією вікових та індексів маси тіла (ІМТ), що відповідають нормам нормоандрогенної овуляторної (НЛ) жінок. Отримані нами дані демонструють, що гіперандрогенія у жінок із СПКЯ із нормальною вагою пов’язана зі збільшенням загальної маси жиру в животі через переважне відкладення внутрішньочеревного жиру порівняно з віком та ІМТ у жінок із подібним вмістом жиру в організмі. Цей переважний розподіл внутрішньочеревного жиру у жінок із СПКЯ нормальної ваги супроводжується збільшенням популяції невеликих адипоцитів черевної порожнини, які можуть обмежити здатність жирових клітин безпечно зберігати жир та сприяти ліпотоксичності.

Матеріали та методи

Учасники дослідження

Набрано шість жінок із СПКЯ та 14 жінок з ІМТ та віком, що відповідають віку. Усі жінки мали гарне здоров’я, не іспаномовних кавказців, нормальної ваги (ІМТ, 18,5–25 кг/м 2) та віком від 18 до 35 років, щоб уникнути незрозумілих відмінностей за ІМТ, віком та расою (1). Усі навчальні предмети набирались із загальної громади за допомогою реклами в університетських містечках та на підприємствах місцевих громад. Одна жінка СПКЯ також раніше відвідувала амбулаторію з приводу симптомів, пов’язаних із надлишком андрогену. Обстеженим: 1) забір крові для вимірювання стероїдів методом рідинної хроматографії-тандемної мас-спектрометрії (LC-MS/MS), рівня гормонів та аналізу ліпідів; 2) тест на толерантність до глюкози, який часто беруть на вибір (FSIGT); 3) рентгенівська абсорбціометрія з подвійною енергією (DXA) для оцінки жиру в організмі; 4) абдомінальна магнітно-резонансна томографія (МРТ) для кількісного визначення жирової тканини черевної порожнини та внутрішньочеревного жиру; і 5) біопсія жирової клітковини на жир для визначення розміру адипоцитів. Всі дослідники завершили дослідження, за винятком однієї жінки з NL, яка не повернулася на сканування DXA для всього тіла.

У всіх жінок NL були регулярні менструальні цикли з інтервалом від 21 до 35 днів та рівень прогестерону лютеїнової фази (P4) без ознак гірсутизму, вугрів та облисіння (1). Суб'єкти з СПКЯ були діагностовані за критеріями Національного інституту охорони здоров'я (NIH), включаючи 1) клінічну та/або біохімічну гіперандрогенію, 2) оліго-аменорею (тобто міжменструальні інтервали> 35 днів або 3 місяці аменореї) та 3) виключаючи інші ендокринопатії, щоб уникнути фенотипової неоднорідності ширших критеріїв Роттердама (1). Гірсутизм визначався модифікованим методом Феррімана-Галлвея, а гірсутизм визначався як модифікований бал Феррімана-Галлвея вище 6 (30). Біохімічна гіперандрогенія була визначена як підвищений вміст загального або вільного тестостерону (Т) у сироватці крові> 2 SD вище нормальних діапазонів групи NL і підтверджена у жінок СПКЯ у двох окремих випадках середнім рівнем загального або вільного Т.

Критеріями виключення були дисфункція щитовидної залози, гіперпролактинемія, вроджена гіперплазія надниркових залоз пізнього початку (скринінг 17-гідроксипрогестерону в сироватці> 2 нг/мл), кіста (кисти) яєчника більше 2 см; сьогодення/історія куріння (2) обчислювались автоматично з відповідних областей тканини на кожному зрізі шляхом підсумовування пікселів даної тканини та множення на площу поверхні пікселів. Нарешті, жировий об’єм (см 3) для кожного зрізу розраховували шляхом множення площі тканини (см 2) на товщину зрізу, при цьому жировий об’єм перетворювався на середню щільність TG (0,9 г/мл).

СК черевної біопсії жиру

Під час підтвердження рівня Р4 у сироватці крові нижче 3,0 нг/мл проводили біопсію жирової клітковини під час SC під час фолікулярної фази. Коли пацієнт лежав у положенні лежачи на спині, невелику область нижньої частини бічного живота очищали бетадином і знеболювали 1% лідокаїном, що містить розведення адреналіну 1: 100 000. Розріз 1,0 см був зроблений за допомогою стерильної техніки, і приблизно 1,0 г жирової тканини черевної порожнини було видалено за допомогою різкої дисекції та кровоспинних методів. Два невеликі шматочки жиру SC (~ 100 мг) поміщали в стерильні кріофабрикати, які негайно поміщали в рідкий азот і транспортували до морозильної камери на –80 C. Після видалення жирової тканини черевний розріз закрили 4-вікриловим підшкірним стібком і накрили захисною пов’язкою.

SC розмір адипоцитів черевної порожнини

Для проклеювання адипоцитів заморожений жир з черевної порожнини SC вбудовували в середовище оптимальної температури різання, розрізали на ділянки від 10 до 20 мкм і фарбували гематоксиліном та еозином відповідно до стандартних протоколів. Зображення сканували цифровим способом за допомогою Aperio ScanScope зі збільшенням 20 ×. Чотири зрізи на зразок нарізали приблизно 250 осередками на зріз, проаналізованих за допомогою ручного обведення клітин. Площу адипоцитів визначали за допомогою програмного забезпечення Aperio ImageScope.

Статистичний аналіз

Тест Стьюдента використовували для порівняння рівня циркулюючих гормонів та метаболітів, жиру в організмі та його розподілу, Sg, Si, AIRg, DI та розміру адипоцитів між жінками СПКЯ та NL. Міри з косими розподілами із зовнішніми значеннями (такими як LH, TG та AIRg) були перетворені в журнал перед аналізом (33). Коефіцієнти кореляції Пірсона були розраховані для оцінки зв'язків між жировими відкладеннями (андроїд, підшкірний жир і внутрішньочеревний жир) та відповідними репродуктивними та метаболічними параметрами. Також були розраховані часткові коефіцієнти кореляції (скориговані для рівня інсуліну на голодний бік або ІМТ), щоб побачити, чи залишаються асоціації значними після корекції рівня інсуліну натощак або ІМТ. Розмір адипоцитів трансформували за допомогою природного перетворення журналу, з значенням журналу менше 7,0, що використовується для ідентифікації субпопуляції малих адипоцитів, як описано раніше (28). Емпіричну кумулятивну функцію розподілу розраховували та складали для кожної групи (СПКЯ проти жінок з НЛ) і будували, знаходячи ймовірність того, що розмір адипоцитів був меншим або рівним спостережуваному значенню. Тест Колмогорова-Смірнова був використаний для порівняння розподілу розподілу адипоцитів черевної порожнини між жінками СПКЯ та NL.

Результати

Характеристика предмета

Таблиця 1.

Характеристика пацієнта та рівень гормональних рівнів сироватки крові у NL проти жінок СПКЯ

Характеристика пацієнтаNL (n = 14) СПКЯ (n = 6) Значення P

Вік (y)	26,9 ± 1,4	25,3 ± 1,8	.4
ІМТ (кг/м 2)	21,7 ± 0,5	21,8 ± 0,8	.9
Талія (см)	75,9 ± 1,2	74,8 ± 2,2	.6
Стегна (см)	89,6 ± 1,6	86,9 ± 2,0	.4
Log LH (мМО/мл)	0,9 ± 0,05	1,2 ± 0,09	.01
ФСГ (мМО/мл)	6,5 ± 0,6	5,9 ± 0,3	.4
E1 (пг/мл)	65,2 ± 7,7	85,2 ± 12,9	.2
E2 (пг/мл)	83,9 ± 21,8	62,5 ± 9,3	.4
Загальний Т (нг/дл)	29,9 ± 2,3	66,9 ± 7,9	.004
Вільний Т (пг/мл)	2,4 ± 0,3	5,9 ± 0,5	-4/хв/мкУ/мл)	7,2 ± 1,5	5,5 ± 1,2	.5
Log AIRg (мкУ/мл)	2,4 ± 0,05	2,6 ± 0,08	.04
DI (Si × AIRg)/100	22,7 ± 4,3	21,5 ± 3,3	.9
Sg (× 10/хв)	0,02 ± 0,003	0,02 ± 0,002	.6

Скорочення: А4, андростендіон; AIRg, відповідь β-клітин підшлункової залози на вливання глюкози; ІМТ, індекс маси тіла; DHEAS, дегідроепіандростерону сульфат; ДГТ, дигідротестостерон; Е1, естрон; Е2, естрадіол; FSIGT, часто зразки толерантності до глюкози IV; NL, нормоандрогенна овуляторна; СПКЯ, синдром полікістозу яєчників; Sg, індекс ефективності глюкози.

Дані є середніми ± сем .

Гормон натще і метаболічні характеристики

ЛГ у сироватці крові, загальний і вільний Т, а також концентрація А4 були більшими при СПКЯ, ніж у жінок з NL (Таблиця 1). Рівні FSH, E1, E2, DHT та DHEAS у сироватці крові були порівнянними між двома типами жінок (Таблиця 1).

Жодних відмінностей типу жінок у сироватці крові натощак FFA, SHBG, загальний адипонектин, адипонектин HMW, CRP або глюкагон не спостерігалося (Додаткова таблиця 1). На відміну від цього, концентрація log TG та HDL-C в сироватці крові натощак, як правило, була вищою та нижчою, відповідно, у СПКЯ, ніж у жінок NL, незважаючи на однакові рівні загального холестерину, LDL-C та не-HDL-C між групами жінок.

FSIGT

Позитивні кореляції рівня інсуліну в сироватці натще з (A) загальним тестостероном (T), (B) вільним T та (C) андростендіоном (A4) у жінок із синдромом полікістозу яєчників із нормальною вагою (СПКЯ) (N = 6) та нормоандрогенною овуляцією ( NL) (N = 14) жінки разом. Заповнені гуртки, жінки СПКЯ; відкриті кола, жінки NL.

Під час тестування FSIGT, log AIRg був значно більшим у СПКЯ, ніж у жінок з NL (Таблиця 1). Чутливість до інсуліну у жінок СПКЯ була знижена до рівнів у межах нижчих норм, тоді як DI та Sg були подібними між жінками СПКЯ та NL (табл.

Рентгенологічний аналіз

Таблиця 2.

Характеристика жиру в організмі NL та PCOS Жінки

Загальне тіло DXANL (n = 13) СПКЯ (n = 6) Значення P

Загальний жир у тілі (кг)	19,8 ± 0,9	21,2 ± 1,7	.5
Загальний жир у тілі (%)	31,5 ± 0,8	34,0 ± 1,3	.1
Загальна худойна маса тіла (кг)	40,4 ± 1,3	39,8 ± 2,2	.8
Жир Android (кг)	1,1 ± 0,1	1,5 ± 0,2	.02
Жир Android (%)	5,5 ± 0,2	7,1 ± 0,5	.02
Гіноїдний жир (кг)	4,3 ± 0,2	4,4 ± 0,3	.9
Гіноїдний жир (%)	21,9 ± 0,4	20,8 ± 0,4	.08

МРІН живота (n = 14) СПКЯ (n = 6) Значення P

SC жир на животі (кг)	4,4 ± 0,2	5,0 ± 0,4	.2
Внутрішньочеревний жир (кг)	1,8 ± 0,1	2,4 ± 0,3	.03

Абревіатури: DXA, двоенергетична рентгенівська абсорбціометрія; МРТ, магнітно-резонансна томографія; NL, нормоандрогенна овуляторна; СПКЯ, синдром полікістозу яєчників.