Akas Jain, Alex J. Polotsky, Dana Rochester, Sarah L. Berga, Tammy Loucks, Gohar Zeitlian, Karen Gibbs, Hanah N. Polotsky, Sophia Feng, Barbara Isaac, Nanette Santoro, Pulsatile Luteinizing Hormone Hormone Amplitude and Progesterone Metabolite Excretion sunt reduse în Femeile obeze, Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, volumul 92, numărul 7, 1 iulie 2007, paginile 2468–2473, https://doi.org/10.1210/jc.2006-2274

pulsatil

Abstract

Context: Obezitatea feminină este legată de cicluri menstruale anormale, infertilitate, irosirea reproducerii și secreția deficitară de LH, FSH și progesteron.

Obiectiv și proiectare: Pentru a elucida defectele de reproducere asociate cu obezitatea, am prelevat 18 femei eumenoreice (sindromul ovarului nepolichistic) cu un indice mediu de masă corporală ± 48,6 ± 1,4 kg/m 2 cu colecții zilnice de urină anulată în prima dimineață, dintre care șapte au avut și timpuriu faza foliculară 12-h, la fiecare 10 minute de prelevare de sânge pentru a evalua impulsurile LH. Hormonii zilnici au fost comparați cu 11 controale eumenoreice, cu greutate normală. Un grup de control separat de 12 femei eumenoreice, cu greutate normală, a fost utilizat pentru studiile de impuls LH.

Principalele măsuri de rezultat: Au fost efectuate teste pentru LH (ser și urină) și FSH și pentru metaboliții estradiolului și progesteronului (conjugat estronă și glucanidă de pregnanediol; urină). Hormonii zilnici au fost însemnați și normalizați la o lungime a ciclului de 28 de zile. Pulsările LH au fost determinate folosind două metode obiective. Mediile de grup au fost comparate folosind testele t.

Rezultate: S-a observat o medie a ciclului întreg, glucanidă de Pregandiol normalizată la obezi (38,2 ± 2,1 μg/mg creatină) comparativ cu femeile cu greutate normală (181,3 ± 35,1 μg/mg creatină; P = 0,002), fără diferențe semnificative în LH, FSH, sau conjugat estronă. Frecvența pulsului LH în faza foliculară timpurie nu a diferit de femeile cu greutate normală, dar atât amplitudinea cât și LH medie au fost reduse dramatic la femeile obeze (0,8 ± 0,1 și 2,0 ± 0,3 UI/litru) comparativ cu martorii (1,6 ± 0,2 și 3,4 ± 0,2 UI/litru; P

La femeile cu greutate normală, scăderea în greutate de până la 10-15% induce deficite reversibile în funcția de reproducere care au fost bine caracterizate (1). Efectele creșterii greutății corporale asupra axei reproductive nu sunt la fel de bine înțelese, dar s-a stabilit asocierea obezității cu gonadotropine mai scăzute și niveluri reduse de steroizi sexuali (2, 3). Un studiu epidemiologic amplu, recent, efectuat pe 848 de femei a folosit eșantionare urinară zilnică pe parcursul unui ciclu menstrual și a observat faze foliculare mai lungi, LH și FSH mai mici, metaboliți mai mici ai estradiolului și metaboliți mai mici ai progesteronului cu 33% la supraponderali/obezi [indicele de masă corporală (IMC)> 25 kg/m 2] comparativ cu femeile cu greutate normală (4).

Am emis ipoteza că hormonii reproductivi reduși la femeile obeze care circulă în mod regulat ovulator, sunt atribuibili unei deficiențe a impulsului de reproducere neuronal central. Am studiat femeile cu obezitate morbidă (IMC de bază de> 35 kg/m 2) femeilor programate să fie supuse unei intervenții chirurgicale bariatrice înainte de pierderea în greutate și am comparat excreția hormonului urinar din ciclul menstrual și modelele secretoare serice de LH folosind eșantionări frecvente de sânge pentru a deduce caracteristicile secreției de GnRH. În acest studiu, am comparat constatările noastre la femeile cu IMC ridicat, cu controale istorice cu greutate normală.

Pacienți și metode

Participanți

Nouăsprezece participanți au fost recrutați printr-un grup de asistență chirurgicală pentru scăderea în greutate la Montefiore Medical Center și Beth Israel Medical Center (New York, NY). Participanții aveau 35-50 de ani la înscriere și trebuiau să îndeplinească următoarele criterii: 1) IMC de cel puțin 35 kg/m 2; 2) istoricul menstrualelor regulate la fiecare (q) 25-40 zile; 3) prezența unui uter și cel puțin un ovar; 4) nu există dovezi ale unei boli renale, hepatice sau sistemice care ar putea afecta gonadotropina sau producția sau eliminarea de steroizi sexuali; și 5) fără hormoni exogeni timp de cel puțin 3 luni înainte de intrarea în studiu. Participanții au fost selectați cu o analiză de glucoză, prolactină, TSH, T4 liberă, T3 totală, T3 inversă și analiza jojei de urină. Pacienții cu diabet zaharat, alcoolism sau orice anomalie de testare de laborator au fost excluși. Obiceiurile alimentare au fost înregistrate și revizuite periodic pentru a evalua aportul nutrițional. Șase dintre cele șapte femei cu IMC ridicat (un participant a refuzat) care au fost supuse unor studii frecvente de prelevare a sângelui au avut, de asemenea, o examinare cu ultrasunete transvaginale imediat înainte de studiul de 12 ore pentru a exclude prezența ovarelor polichistice. Toate ultrasunetele au fost efectuate de unul dintre coautori (A.J.) folosind un aparat dedicat Aloka (Tokyo, Japonia) la Centrul General de Cercetare Clinică.

Controale

Au fost utilizate două grupuri de control ale femeilor cu greutate normală, eumenoreice. Unsprezece femei cu greutate normală (IMC de 21,3 ± 0,4 kg/m 2) femei cu vârsta cuprinsă între 19-38 ani (medie de 31,5 ± 1,5 ani) care au fost supuse acelorași metode zilnice de colectare a urinei și ale căror date au fost raportate anterior au fost utilizate ca martori pentru studii zilnice de urină (5, 6). Aceste femei erau normoprolactinemice, lipsite de boli sistemice și nu aveau antecedente de exerciții fizice excesive (> 4 ore/săptămână). Datele publicate anterior de la 12 femei (IMC de 20,8 ± 0,5 kg/m 2) care au avut evaluări ale pulsatilității LH utilizând prelevarea de sânge de 15 minute și o analiză identică cu cea pe care am folosit-o pentru LH au fost furnizate de laboratorul coautorilor (SLB, TL ) (7). Aceste femei aveau vârsta de 20-33 de ani (medie de 24 ± 1,5 ani), erau ovulatorii cu fază luteală progesteron, nu aveau boli sistemice și nu aveau antecedente de exerciții fizice excesive. Acest protocol a fost aprobat de comisia de revizuire internă și toți participanții și-au dat acordul în cunoștință de cauză înainte de participare.

Protocoale

Evaluările inițiale au fost efectuate înainte de intervenția chirurgicală bariatrică. Urina goală din prima dimineață a fost colectată pe tot parcursul unui ciclu menstrual și a fost testată pentru LH, FSH, conjugat estronă (E1c) și glucanidă de Pregandiol (Pdg). Detalii despre procedurile de colectare a specimenelor au fost publicate anterior (8). Femeile au fost instruite să colecteze urină zilnic odată cu debutul perioadei menstruale și să continue colectarea până la debutul următoarei perioade menstruale. Un subgrup de pacienți a suferit o fază foliculară timpurie (ciclul d 2-5), q10-min, prelevare frecventă de sânge pentru evaluarea pulsului LH. Participanții au fost admiși la Centrul de Cercetări Clinice Generale, s-a introdus un IV cu foraj mare într-o venă a antebrațului și s-au retras 2 ml de sânge o dată la 10 minute într-o perioadă de 12 ore de la 0800 la 2000 de ore. Lichidul izovolumetric a fost înlocuit cu soluție salină normală heparinizată. Procedurile au fost descrise anterior (9). Utilizarea eșantionării frecvente în timpul zilei, de 12 ore, sa dovedit a avea o putere adecvată pentru a detecta diferențele în frecvența pulsului cu dimensiunile probelor de opt pacienți (10).

Analize hormonale

LH și FSH au fost măsurate folosind o analiză fluoroimunometrică specifică în două faze (DELFIA; PerkinElmer, Turku, Finlanda) și au fost validate în laboratorul nostru folosind metodele descrise anterior (6, 7). Pentru LH urinar, coeficientul de variație între teste (CV) și CV intra-test au fost de 13,7 și respectiv 5,0% și respectiv 16,4 și 7,6% pentru FSH. E1c și Pdg au fost măsurate în duplicat prin ELISA folosind anticorpi și trasatori conjugați furnizați de Dr. Bill Lasley (Universitatea din California-Davis, Davis, CA). CV-ul între teste pentru E1c a fost de 10,1% și CV-ul între teste a fost de 8,4%. CV-urile corespunzătoare pentru Pdg au fost de 15,0 și respectiv 14,0%. Concentrațiile hormonale au fost ajustate pentru glicerol și normalizate la creatinină (11). LH seric pentru studii frecvente de prelevare de sânge a fost măsurat utilizând aceiași reactivi ca testul de urină, CV-urile inter-test și intra-test fiind de 5,5 și respectiv 2,3%.

Analiza datelor

Rezultate

Au fost înscriși nouăsprezece pacienți obezi cu ciclism, care îndeplineau criteriile de includere și excludere. Un pacient nu a început colectarea urinei cu menstruația și s-a retras din studiu. Optsprezece pacienți au finalizat o colecție inițială a ciclului de hormoni urinari înainte de scăderea în greutate, dar unul a demonstrat un ciclu anovulator pe baza rezultatelor analizei urinei și a fost exclus din studiu. Un subgrup de șapte femei a finalizat studii de eșantionare frecvente în ser înainte de scădere în greutate. Ambele grupuri de control au fost de vârstă similară și au avut o lungime medie similară a ciclului, grupul de control frecvent prelevat de probe fiind mai mic decât grupul experimental general (Tabelul 1).

Caracteristicile participanților la studiu și ale grupurilor de control. Datele sunt prezentate ca medie ± sem. Valoarea P (prin ANOVA unidirecțional) indică rezultatele comparațiilor dintre controalele grupate și grupul cu IMC ridicat. Lungimea ciclului nu a fost obținută pentru femeile din grupul de control al studiului LH, iar datele lor nu au contribuit la comparație. În acest caz, intervalul este afișat. Diferența semnificativă de vârstă se atribuie vârstei medii relativ scăzute a grupului de control al studiului LH (comparația statistică între controalele studiului de urină și grupul cu IMC ridicat nu a demonstrat diferențe).

Caracteristicile participanților la studiu și ale grupurilor de control. Datele sunt prezentate ca medie ± sem. Valoarea P (prin ANOVA unidirecțional) indică rezultatele comparațiilor dintre controalele grupate și grupul cu IMC ridicat. Lungimea ciclului nu a fost obținută pentru femeile din grupul de control al studiului LH, iar datele lor nu au contribuit la comparație. În acest caz, intervalul este afișat. Diferența semnificativă de vârstă se atribuie vârstei medii relativ scăzute a grupului de control al studiului LH (comparația statistică între controalele studiului de urină și grupul cu IMC ridicat nu a demonstrat diferențe).

Modele zilnice de excreție hormonală

Caracteristicile participanților și ale grupului de control sunt prezentate în Tabelul 1 pentru urină cu ciclu întreg. Un IMC mediu semnificativ mai mare a fost observat la grupul obez comparativ cu grupurile de control cu ​​greutate normală. Tabelul 2 (partea de sus, metaboliții urinei) arată concentrațiile hormonale ale ciclului întreg. Gonadotropinele nu au diferit semnificativ între grupuri. Excreția generală E1c a fost similară în ambele grupuri; cu toate acestea, excreția medie de Pdg a fost redusă dramatic în cohorta obeză cu IMC ridicat (181,3 ± 35,1 față de 38,2 ± 2,1 μg/mg creatină; P = 0,002) (Fig. 1).

Greutate normală vs. femeile cu IMC ridicat

. Greutate normală. IMC ridicat. Valoarea P .
Metaboliții urinei n = 11 n = 17
LH (mU/mg Cr) 104 ± 13,3 156,6 ± 26,4 0,09
FSH (mU/mg Cr) 146,8 ± 16,0 149,6 ± 13,9 0,89
E1c (ng/mg Cr) 1097,5 ± 91,2 944,5 ± 75,8 0,21
Pdg (μg/mg Cr) 181,3 ± 35,1 38,2 ± 2,1 0,002
Pulsatilitatea LH n = 12 n = 7
Impulsuri/12 h 7,3 ± 0,5 8,9 ± 0,9 0,13
Amplitudine 1,6 ± 0,2 0,8 ± 0,1 0,001
LH medie (UI/litru) 3,4 ± 0,2 2,0 ± 0,3 0,006
. Greutate normală. IMC ridicat. Valoarea P .
Metaboliții urinei n = 11 n = 17
LH (mU/mg Cr) 104 ± 13,3 156,6 ± 26,4 0,09
FSH (mU/mg Cr) 146,8 ± 16,0 149,6 ± 13,9 0,89
E1c (ng/mg Cr) 1097,5 ± 91,2 944,5 ± 75,8 0,21
Pdg (μg/mg Cr) 181,3 ± 35,1 38,2 ± 2,1 0,002
Pulsatilitatea LH n = 12 n = 7
Impulsuri/12 h 7,3 ± 0,5 8,9 ± 0,9 0,13
Amplitudine 1,6 ± 0,2 0,8 ± 0,1 0,001
LH medie (UI/litru) 3,4 ± 0,2 2,0 ± 0,3 0,006

Concentrațiile zilnice de hormoni urinari au fost însumate, după normalizare la un ciclu de 28 de zile. Pentru detalii, consultați Rezultate.

Greutate normală vs. femeile cu IMC ridicat

. Greutate normală. IMC ridicat. Valoarea P .
Metaboliții urinei n = 11 n = 17
LH (mU/mg Cr) 104 ± 13,3 156,6 ± 26,4 0,09
FSH (mU/mg Cr) 146,8 ± 16,0 149,6 ± 13,9 0,89
E1c (ng/mg Cr) 1097,5 ± 91,2 944,5 ± 75,8 0,21
Pdg (μg/mg Cr) 181,3 ± 35,1 38,2 ± 2,1 0,002
Pulsatilitatea LH n = 12 n = 7
Impulsuri/12 h 7,3 ± 0,5 8,9 ± 0,9 0,13
Amplitudine 1,6 ± 0,2 0,8 ± 0,1 0,001
LH medie (UI/litru) 3,4 ± 0,2 2,0 ± 0,3 0,006
. Greutate normală. IMC ridicat. Valoarea P .
Metaboliții urinei n = 11 n = 17
LH (mU/mg Cr) 104 ± 13,3 156,6 ± 26,4 0,09
FSH (mU/mg Cr) 146,8 ± 16,0 149,6 ± 13,9 0,89
E1c (ng/mg Cr) 1097,5 ± 91,2 944,5 ± 75,8 0,21
Pdg (μg/mg Cr) 181,3 ± 35,1 38,2 ± 2,1 0,002
Pulsatilitatea LH n = 12 n = 7
Impulsuri/12 h 7,3 ± 0,5 8,9 ± 0,9 0,13
Amplitudine 1,6 ± 0,2 0,8 ± 0,1 0,001
LH medie (UI/litru) 3,4 ± 0,2 2,0 ± 0,3 0,006

Concentrațiile zilnice de hormoni urinari au fost însumate, după normalizare la un ciclu de 28 de zile. Pentru detalii, consultați Rezultate.

E1c și Pdg urinare zilnice la femeile cu IMC ridicat (pătrate) vs. valorile medii ale femeilor de control ± 1 sd (zone umbrite). Datele sunt standardizate la d 0 (ziua tranziției luteale; vezi Pacienți și metode), cu 13 zile înainte de ziua ovulației.

E1c și Pdg urinare zilnice la femeile cu IMC ridicat (pătrate) vs. valorile medii ale femeilor de control ± 1 sd (zone umbrite). Datele sunt standardizate la d 0 (ziua tranziției luteale; vezi Pacienți și metode), cu 13 zile înainte de ziua ovulației.

Studii frecvente de prelevare a sângelui

Șapte femei cu un IMC mediu de 47,2 ± 2,2 kg/m2 au finalizat studii frecvente de eșantionare. Frecvențele medii ale pulsului de peste 12 ore au fost similare atât la femeile cu IMC ridicat, cât și la femeile cu greutate normală. Cu toate acestea, amplitudinea pulsului a fost semnificativ redusă cu 50% (0,8 ± 0,1 față de 1,6 ± 0,2 UI/litru; P = 0,001), iar nivelul mediu LH a fost mai mic (2,0 ± 0,3 față de 3,4 ± 0,2 UI/litru; P = 0,006 ) în grupul cu IMC ridicat în comparație cu martorii cu greutate normală (Tabelul 2, jos, pulsatilitatea LH; Fig. 2). Nivelurile medii de estradiol pentru grupurile de control și de studiu s-au dovedit a fi de 0,11 ± 0,015 vs. 0,13 ± 0,01 nmol/litru (P = 0,451; 30,4 ± 4,0 și 34,2 ± 2,7 pg/ml).

Impulsuri LH peste studii reprezentative de prelevare de probe frecvente la 12 ore la o femeie cu un IMC de 42,4 kg/m 2 (diamante) vs. un control al greutății normale (pătrate). Impulsurile LH determinate obiectiv sunt prezentate folosind un criteriu de 20% pentru creșterea de la linia de bază și sunt reprezentate cu *. Pentru detalii, consultați Rezultate.

Impulsuri LH peste studii reprezentative de prelevare de probe frecvente la 12 ore la o femeie cu un IMC de 42,4 kg/m 2 (diamante) vs. un control al greutății normale (pătrate). Impulsurile LH determinate obiectiv sunt prezentate folosind un criteriu de 20% pentru creșterea de la linia de bază și sunt reprezentate cu *. Pentru detalii, consultați Rezultate.

Discuţie

Am demonstrat aici că obezitatea este asociată cu unitatea centrală LH redusă, precum și cu un deficit mare în excreția luteală de Pdg. S-a observat că femeile cu IMC ridicat secretă impulsuri LH de amplitudine semnificativ mai mici, dar o frecvență de impuls similară cu femeile cu greutate normală. Împreună, constatările noastre indică faptul că secreția deficitară de LH, prin amplitudinea pulsului LH afectată, duce la stimularea luteală inadecvată și la reducerea Pdg luteal la femeile cu IMC ridicat. Acesta reprezintă un nou fenotip reproductiv care nu a fost raportat anterior în asociere cu dimensiunea corpului la femeile ovulatorii.

În rezumat, susținem și extindem observațiile anterioare pentru a oferi o descriere a unui nou fenotip reproductiv al obezității la femeile cu ovulație și ciclism. Propunem că amplitudinea afectată a pulsatilității LH are ca rezultat o stimulare luteală inadecvată și, în combinație posibilă cu factori periferici, determină reduceri suplimentare ale Pdg urinar. Deși cauza principală a acestui fenotip nu este cunoscută în prezent, datele disponibile implică semnalizarea adipoasă periferică ca fiind responsabilă pentru disfuncția reproductivă. Odată cu finalizarea fazei postoperatorii (după scăderea în greutate) a acestui studiu, va fi posibilă o mai bună înțelegere a efectelor acute și cronice ale adipozității reduse.

Mulțumiri

Îl recunoaștem pe Dr. Elliot Goodman (Departamentul de Chirurgie, Centrul Medical Beth Israel, New York, NY) pentru asistență în recrutarea pacienților și participarea continuă la acest studiu.

Această lucrare a fost susținută de subvențiile Institutelor Naționale de Sănătate (NIH) DK069349 și HD041978 (către NS), NIH Grant RR012248 (către Centrul General de Cercetare Clinică de la Colegiul de Medicină Albert Einstein), Novo Nordisk și NIH Grant R01MH50748 (către SLB), și NIH Grant RR00056 (Centrul general de cercetare clinică de la Universitatea din Pittsburgh, Pittsburgh, PA).

Datele au fost prezentate parțial la cea de-a 88-a reuniune anuală a Societății endocrine, Boston, Massachusetts, 2006.