В настоящее время около 60% населения экономически развитых стран имеет избыточную массу тела, 25-30% - ожирение. Нарушения репродуктивной сферы отмечаются у 30-50% случаев россиян детородного возраста, страдающих избыточной массой тела. Действительно, распространенность клинических проявлений гиперандрогении и нарушений менструального цикла у тучных женщин выше, чем в общей женской популяции, а у девочек с ожирением частота нарушений менструального цикла достигает 70% [1].
Как показали исследования последних лет, жировая ткань не только служит для накопления и хранения энергетических субстратов, но и весьма активна в метаболическом аспекте, продуцирует множество гормоноподобных веществ, медиаторов, цитокинов, которые действуют на местном и системном уровне и оказывают влияние на обменные процессы, чувствительность к инсулину, репродуктивную и иммунную систему. Среди активных веществ, секретируемых жировой тканью, особый интерес вызывает адипонектин. Известно, что его концентрация у женщин в 2 раза больше, чем у мужчин, что обусловлено особенностями продукции некоторых стероидных гормонов [2]. Адипонектин повышает чувствительность тканей к инсулину, толерантность к глюкозе, оказывает противовоспалительное и антиатерогенное действие, однако роль его в регуляции метаболизма еще недостаточно изучена. В то же время избыточная конверсия андрогенов на фоне увеличения количества клеток жировой ткани, участвующих в стероидогенезе, является триггером, вовлекающим в процесс все уровни регуляции эндокринной системы, диктуя необходимость углубленного изучения дополнительных механизмов формирования овариальной дисфункции на фоне гиперандрогении.
Цель исследования - исследовать роль адипонектина в формировании дисфункции яичников на фоне ожирения у девочек пубертатного возраста с учетом клинико-лабораторных проявлений гиперандрогении.
Материалы и методы исследования
Обследовано 105 девочек-подростков 14-17 лет с конституционально-экзогенным ожирением 1-2 степени и 40 девочек соответствующего возраста с нормальным индексом массы тела (ИМТ). Пациентки основной группы были разделены на 2 группы. В 1-ю группу вошли 55 пациенток с нарушением ритма менструаций. 2-ю группу составили 50 девочек-подростков без нарушений менструального цикла (МЦ). ИМТ рассчитывали по весу (кг) и росту (м) каждой девочки, а затем оценивали согласно центильным таблицам. Период от начала менархе составил не менее 2 лет. У всех пациенток определялось гирсутное число с использованием классической 4-балльной шкалы D. Ferriman и J. Gallwеy [1967].
Гормональное исследование включало определение 17-оксипрогестерона (17-OH), тестостерона (Т), дегидроэпиандростерона (ДГЭА), дегироэпиандростерон-сульфата (ДГЭА-С), андростендиона (∆А4), дигидротестостерона (ДГТ), инсулина, а также уровня адипонектина (нг/мл) методом иммуноферментного анализа (ИФА). Биохимические исследования включали определение показателей глюкозы, липидограммы. Для оценки инсулинорезистентности (ИР) применялся индекс НОМА-IR (Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance), который рассчитывался по формуле: НОМА = (уровень глюкозы (ммоль/л) х уровень инсулина (мкМЕ/мл)) / 22,5. Считают, что если у детей индекс НОМА более 3,2, то следует подозревать ИР.
Статистическая обработка полученных результатов проводилась с использованием прикладной программы MedCalc 11.4.2., непараметрического корреляционного анализа по Спирмену. Достоверность показателей определена по коэффициенту Стьюдента (t). За критический уровень значимости принято значение p<0,05.
Результаты исследований и их обсуждение
Ведущим клиническим симптомом, наиболее значимым в диагностике синдрома гиперандрогении СГА, считается гирсутизм. В группе девочек с нормальным весом гирсутизм не выявлялся ни в одном случае, тогда как гирсутное число более 12 баллов по шкале Ферримана-Голлвея было выявлено у 24,7% пациенток с ожирением, а в 27,6% случаев гирсутное число находилось в пределах пограничной зоны от 8 до 11 баллов. Следовательно, дерматологические проявления синдрома гиперандрогении были зафиксированы у 52,3% пациенток с ожирением. При этом в 1-й группе частота дерматологических проявлений СГА была несколько выше, чем во второй, не достигая, однако, достоверности различий (p>0,05).
Тяжесть гирсутизма не обязательно соответствует степени лабораторной гиперандрогении, поскольку зависит от множества других факторов, опосредующих влияние андрогенов на кожу (этнических, рецепторных, транспортных). Поэтому сравнительный анализ секреции андрогенов у обследуемых пациенток показал более значимое повышение частоты продукции всех исследуемых андрогенов у пациенток с ожирением, чем это можно было ожидать, основываясь на данных клинического осмотра (рис. 1). Наиболее часто у пациенток с ожирением встречался повышенный уровень ДГТ – 61,9%, тогда как в контрольной группе случаев содержания данного гормона в крови выше референсных значений зафиксировано не было (p=0,008). Стероидогенез у женщин устроен таким образом, что основная часть продукции андрогенов происходит в корковой зоне надпочечников, но отчасти также и в яичниках.
Рис. 1. Частота повышенных значений изучаемых андрогенов (выше верхних пределов референсных значений) у подростков с ожирением и с нормальным ИМТ
Повышенная частота ДГТ у пациенток с ожирением объяснима не только возможным вовлечением в дефектный стероидогенез надпочечников и яичников, как это происходит у пациенток с СГА, имеющих нормальную массу тела, но и дополнительным вкладом избыточной конверсии женских половых стероидов в андрогены на фоне увеличения количества клеток жировой ткани [3]. Дело в том, что адипоциты сами по себе являются местом метаболизма и взаимопревращения стероидных гормонов. Функцией фермента 17β-гидроксистероиддегидрогеназы в адипоцитах является превращение андростендиона в активный андроген тестостерон, а функцией фермента 5α-редуктазы – превращение тестостерона в более активный андроген 5α-дигидротестостерон, что также предрасполагает к развитию гиперандрогении при ожирении. Уровень ДГТ в 1-й группе превышал таковые показатели во 2-й группе [590,0 (360,0; 725,0) и 455,0 (285,0; 540,0) (пг/мл) (р=0,03)]. Данный факт представляется логичным, так как в предыдущих наших исследованиях была показана прямая корреляция между более высокими показателями андрогенов и формированием овариальной дисфункции [4].
Подобные же тенденции были выявлены и в отношении других исследуемых показателей андрогенов. Так, уровень ДГЭА был выше нормативных пределов в 40% случаев, тогда как в контрольной группе – в 10,0% случаев (p=0,003). Сульфатированная форма ДГЭА была повышена также в 29,5% случаев, в контрольной группе – в 5,0% случаев (p=0,002). Отмечено, что повышение уровня ДГЭА и его сульфатной конъюгаты не всегда сочеталось у одной и той же пациентки, поэтому общее число девочек, имеющих повышение уровня какого-либо из этих показателей, составило 49,5%. Отмечалось повышение значений ДГЭА в 1-й группе по сравнению со 2-й [14,7 (9,7;16,1) и 9,80 (6,14;11,4) (p=0,03)]. Повышение уровня андростендиона выше референсных значений было отмечено у 26,6% девочек с проявлениями ожирения, в то время как в контрольной группе – только в 5,0% случаев (p=0,001). При этом уровень андростендиона в 1-й группе был недостоверно выше, чем во 2-й (р>0,05). Повышенный уровень общего и свободного тестостерона определялся среди подростков с ожирением значительно реже (в 7,6% и в 11,4% случаев соответственно), в контрольной группе – в 2,5% и 5,0% случаев, p=0,008 и p=0,007 соответственно), при недостоверных отличиях между 1-й и 2-й группами (р>0,05).
Достоверное увеличение показателей ИРИ, а также индекса HOMA-IR (табл. 1) доказывало наличие гиперинсулинемии и инсулинорезистентности в группе девочек-подростков с ожирением (табл. 1). При этом медиана индекса HOMA–IR почти в 2,5 раза превышала значения этого показателя у девочек-подростков 2-й группы (p<0,05) и в 3 раза показатели группы контроля (p<0,05).
Таблица 1
Показатели углеводного обмена у пациенток 1-й, 2-й и контрольной групп (медианы, квартили)
Показатели Группы
|
ИРИ (мкЕд/мл) |
HOMA-IR |
1 группа
|
27,3*/** (12,7; 46,1) |
5,96*/** (4,67; 7,82) |
2 группа
|
19,7 (12,8; 28,2) |
3,65 (2,2; 4,9) |
Контрольная группа
|
13,0 (6,5; 19,4)
|
1,92 (1,6; 2,3) |
Примечание: * – статистические различия по сравнению с контрольной группой; ** - статистические различия между группами с ожирением
Сочетание инсулинорезистентности с гиперинсулинемией ведет к гиперсекреции андрогенов на уровне периферического звена – яичников. Это происходит как напрямую, так и опосредованно: путем стероидогенеза в клетках тека и гранулезы, и за счет усиления чувствительности гипофиза к гонадотропин-рилизинг-гормону [5; 6]. Кроме этого, повышение уровня инсулина инициирует подавление синтеза глобулина, связывающего половые стероиды, что приводит к увеличению продукции свободных андрогенов и, как следствие, к активации адреналовых андрогенов [7]. Конечным исходом данных процессов являются негативные влияния избытка андрогенов на процессы фолликулогенеза в яичниках. Частота и степень вовлеченности обусловлена как различным распределением ферментов в зонах желез, так и, возможно, их специфической чувствительностью к воздействиям со стороны гипоталамуса-гипофиза. В результате проведенного исследования установлено, что в группе подростков с ожирением уровень адипонектина был достоверно ниже, чем у девочек с нормальным ИМТ [15,7 (3,6; 25,0) и 28,9 (18,5;45,0) (нг/мл) (p=0,003)].
При этом уровень адипонектина (рис. 2) в 1-й клинической группе был в 1,46 раза ниже по сравнению с показателями 2-й группы ([11,4 (3,1; 22,0) и 16,7 (8,5;28,0) (нг/мл), p=0,04). Ген, ответственный за продукцию адипонектина, локализован в локусе, ассоциированном с метаболическим синдромом и ожирением, что подтверждает корреляцию адипонектина с повышенным индексом массы тела у обследуемых пациенток с ожирением (R=-0,73, p=0,001). При этом достоверной корреляции адипонектина с уровнем HOMA-IR выявлено не было (R=-0,23, p=0,15).
Рис. 2. Показатели адипонектина (нг/мл) у пациенток исследуемых групп
Существует множество исследований, свидетельствующих о связи половых гормонов с продукцией адипонектина. Так, по данным литературы, адипокины участвуют в нарушениях функции оси гипоталамус-гипофиз-яичники [8]. Данный факт подтверждается выраженным снижением уровня адипонектина у пациенток с СПКЯ и метаболическими нарушениями по сравнению с пациентками, имеющими нормальный индекс массы тела, а также прямой корреляцией адипонектина с уровнем ФСГ и обратной - с индексом свободных андрогенов [9]. Изучение коррелятивных взаимосвязей уровня адипонектина в нашем исследовании позволило выявить достоверную отрицательную связь данного показателя с содержанием некоторых андрогенов в крови (табл. 2).
Таблица 2
Результаты корреляционной связи адипонектина с показателями андрогенов у девочек-подростков 1-й и 2-й групп
Адипонектин |
17-ОП |
ДГЭА |
ДГЭА-С |
Т |
∆А4 |
ДГТ |
||||||
R |
p |
R |
p |
R |
p |
R |
p |
R |
p |
R |
p |
|
1 группа
|
-0,60 |
0,05 |
-0,77 |
0,04 |
-0,56 |
0,04 |
-0,75 |
0,02 |
-0,67 |
0,03 |
-0,74 |
0,02 |
2 группа
|
0,01 |
0,5 |
-0,87 |
0,05 |
-0,09 |
0,3 |
-0,95 |
0,04 |
0,09 |
0,7 |
0,15 |
0,3 |
Примечание: R – коэффициент корреляции по Спирмену: знак (-) свидетельствует об обратной корреляционной связи; отсутствие знака – о прямой корреляционной связи; p – значимость корреляционной связи по Спирмену.
Наши результаты показали различия в уровне адипонектина в сыворотке крови между пациентками с ожирением в зависимости от наличия овариальной дисфункции и группой контроля. Учитывая, что пациенты основной группы и контрольные субъекты различались по степени клинико-лабораторных проявлений гиперандрогении, распределению жира в организме и резистентности к инсулину, снижение уровня адипонектина в сыворотке крови, наблюдаемое у пациенток с ожирением, может быть связано с любой из этих переменных. Мы обнаружили, что в основном дигидротестостерон и, в меньшей степени, уровни инсулина и глюкозы коррелировали с концентраций адипонектина в сыворотке крови. На корреляции между концентрациями андрогенов и адипонектина в сыворотке крови указывали результаты и других авторов. Так, исследования на животных (мышах) и человеческих моделях (мужчины с гипогонадизмом после терапии тестостероном) показали ингибирующее действие тестостерона на секрецию адипонектина [10]. Поскольку было продемонстрировано, что сывороточный адипонектин играет важную роль в патогенезе и усилении резистентности к инсулину, было высказано предположение, что гипоадипонектинемия может способствовать развитию резистентности к инсулину у женщин с СПКЯ. После строгой статистической оценки авторы продемонстрировали, что уровни свободного тестостерона, возраст и абдоминальное ожирение, независимо от степени ожирения, являются основными факторами, определяющими гипоадипонектинемию. Концентрация адипонектина в сыворотке крови лучше всего коррелировала с соотношением талии/бедер, индексом свободных андрогенов и наличием нарушенной толерантности к глюкозе [11]. Эти результаты подтверждают гипотезу о том, что гиперандрогения может напрямую способствовать резистентности к инсулину у женщин, вызывая абдоминальное ожирение и, возможно, снижая адипонектин у пациентов с СПКЯ. С другой стороны, абдоминальное ожирение, резистентность к инсулину и компенсаторная гиперинсулинемия, приводящая к гиперандрогении, являются хорошо установленными патогенетическими механизмами при СПКЯ.
Снижение уровня адипонектина в периоде полового созревания ассоциируется с повышенным уровнем ДГЭА и его сульфатной конъюгаты, как основными триггерами, участвующими в процессе адренархе. Идиопатическое адренархе долго считалось вариантом нормы. Но открытие моногенных причин раннего избытка андрогенов, очевидного дефицита кортизон-редуктазы и сульфотрансферазы ДГЭА подтверждает мнение, что преждевременное адренархе может быть предшественником инсулинорезистентности и СПКЯ [12]. Кроме этого, при проведении исследования у мальчиков с нормальным индексом массы тела было выявлено выраженное снижение уровня адипонектина на фоне повышенного содержания тестостерона, что обусловлено подавляющим эффектом тестостерона на синтез гормона жировой ткани [13]. Данные факты подтверждают результаты нашего исследования, достоверную обратную корреляцию адипонектина с андрогенами ДГЭА, ДГЭА-С, Т, ∆А4 , ДГТ, особенно в группе с нарушеннием цикла.
В предыдущих публикациях нами было показано, что при ожирении у девочек-подростков гиперандрогенемия и инсулинорезистентность взаимно потенцируют свои негативные эффекты, формируя своеобразный «порочный» круг гормонально-метаболических расстройств [14]. Суммирование этих неблагоприятных влияний приводит в ряде случаев к овариальной функции различной степени выраженности: от учащения ановуляторных циклов при сохраненной регулярности менструаций до выраженных проявлений олигоменореи, вплоть до вторичной аменореи. Полученные нами данные о достоверно более низких показателях адипонектина и статистически значимой отрицательной его корреляции с повышением секреции андрогенов в группе подростков с нарушением МЦ могут доказывать патогенетическую значимость снижения его секреции в формировании овариальной дисфункции у девочек с ожирением, особенно при наличии гиперандрогении. Эти результаты показывают, что адипонектин может быть использован в качестве биохимического маркера для идентификации метаболических фенотипов девочек-подростков с ожирением, имеющих повышенный риск развития дисфункции репродуктивной системы. Однако прежде, чем рекомендовать измерение адипонектина в сыворотке крови в клинической практике, необходимы дальнейшие когортные исследования.