Abstract

Background. O deficiență a mediatorului D-chiro-inositol-inositolfosfoglican (DCI-IPG) poate contribui la rezistența la insulină în sindromul ovarelor polichistice (PCOS). Nu se știe dacă relația dintre eliberarea deficitară de DCI-IPG și rezistența la insulină este specifică SOPC mai degrabă decât obezității. Am evaluat DCI-IPG eliberată de insulină și relația sa cu sensibilitatea la insulină la momentul inițial și după pierderea în greutate la femeile obeze cu și fără SOPC. Metode. Femeile obeze PCOS () și normale () au fost supuse la 8 săptămâni de dietă hipocalorică. Indicele Matsuda, aria sub curba DCI-IPG (), , și au fost măsurate în timpul unui OGTT de 2 ore la momentul inițial și la 8 săptămâni. Rezultate. Femeile PCOS au avut un nivel mai scăzut la momentul inițial și o relație semnificativă între și indicele Matsuda (), care nu a fost prezentă la martori. Pierderea în greutate a fost similară între PCOS (-4,08 kg) și femeile normale (-4,29 kg, ). Pierderea în greutate la femeile PCOS nu a schimbat relația dintre și indicele Matsuda (), iar această relație a rămas absentă la femeile de control. Concluzie. Asocierea dintre și sensibilitatea la insulină a fost găsită doar la femeile PCOS, dar nu și la femeile normale, iar această relație nu a fost afectată de pierderea în greutate. DCI și mesagerul său pot contribui la rezistența la insulină în SOPC independent de obezitate.

1. Introducere

Sindromul ovarelor polichistice (PCOS) afectează aproximativ 6-10% din femeile de vârstă reproductivă . Tulburarea se caracterizează prin oligo- sau anovulație cronică și exces de androgeni biochimic sau clinic. PCOS este, de asemenea, asociat cu un risc crescut de diabet, sindrom metabolic și boli cardiovasculare precoce. Rezistența la insulină și hiperinsulinemia compensatorie a acesteia joacă un rol central în patogeneza SOPC . Mai multe linii de dovezi indică faptul că un al doilea mesager inositolfosfoglican (IPG) putativ, mediatorul D-chiro-inositol-inositolfosfoglican (DCI-IPG), poate media acțiunea insulinei . O deficiență a DCI-IPG poate contribui la rezistența la insulină la persoanele cu diabet de tip 2, precum și la femeile cu SOPC . Studiile intervenționale cu administrare orală de DCI au raportat scăderi ale nivelului seric de insulină și de androgeni, precum și o îmbunătățire a funcției ovulatorii la femeile obeze cu SOPC . Dimpotrivă, administrarea de sensibilizatori la insulină, cum ar fi metformină și pioglitazonă, crește, de asemenea, eliberarea stimulată de insulină a DCI-IPG la femeile cu SOPC.

Grupul nostru a demonstrat anterior că cuplarea dintre acțiunea insulinei și eliberarea mediatorului DCI-IPG este afectată la femeile obeze cu PCOS, în comparație cu femeile normale non-obeze, sugerând că eliberarea stimulată de insulină a mediatorului bioactiv DCI-IPG este defectuoasă la femeile cu PCOS cu obezitate . Cu toate acestea, nu se știe dacă relația dintre eliberarea deficitară a mediatorului DCI-IPG și rezistența la insulină este specifică statutului PCOS sau se datorează obezității în sine. Avem ipoteza că mediatorul DCI-IPG stimulat de insulină modulează sensibilitatea la insulină la femeile cu SOPC, dar nu și la femeile normale, iar o reducere a obezității nu afectează această relație. Pentru a testa această ipoteză, am efectuat un studiu pilot de intervenție pentru pierderea în greutate la femeile obeze cu SOPC și la femeile obeze normale. Am evaluat eliberarea atât a insulinei, cât și a mediatorului DCI-IPG în timpul unui test oral de toleranță la glucoză (OGTT), precum și sensibilitatea la insulină măsurată prin indicele Matsuda, la momentul inițial și după 8 săptămâni de dietă hipocalorică la femeile obeze cu și fără SOPC.

2. Materiale și metode

2.1. Participante

Acest studiu a fost efectuat la Unitatea de servicii de cercetare clinică a Centrului pentru cercetare clinică și translațională al Universității Virginia Commonwealth. Studiul a fost aprobat de Virginia Commonwealth University Institutional Review Board. Toți participanții la studiu și-au dat consimțământul în cunoștință de cauză.

Femeile din acest studiu au fost obeze (≥30 kg/m2) și aveau vârste cuprinse între 18 și 40 de ani. PCOS a fost definit prin criteriile modificate de la Rotterdam, după excluderea altor tulburări endocrine . În acest studiu, toate femeile PCOS au avut hiperandrogenemie biochimică și oligo- sau amenoree (opt sau puține menstruații anual). Cauzele secundare ale hiperandrogenemiei sau disfuncției ovulatorii au fost excluse prin teste normale ale funcției tiroidiene și prolactinei serice și un 17α-hidroxiprogesteron la post <200 ng/dL. Grupul de control a fost format din femei cu ciclism regulat cu testosteron seric normal. Criteriile de excludere pentru toate femeile au inclus încercări de pierdere în greutate, fie prin dietă, fie prin exerciții fizice, în termen de 3 luni de la participarea la studiu, diabet zaharat prin glucoză la jeun sau testul de toleranță la glucoză orală (OGTT), boli pulmonare, cardiace, renale, renale, hepatice, neurologice, psihiatrice, infecțioase, neoplazice și maligne semnificative din punct de vedere clinic sau sarcină documentată prin hCG în urină. Femeile PCOS cu tulburări asociate cu rezistența la insulină, de exemplu, hipertensiune sau dislipidemie, nu au fost excluse atâta timp cât au luat o doză stabilă de medicamente timp de 6 luni. Femeile normale au fost excluse dacă aveau antecedente de diabet gestațional sau dacă aveau o rudă de gradul întâi cu diabet sau dacă au demonstrat o toleranță anormală la glucoză la momentul inițial sau dacă aveau hipertensiune sau dislipidemie.

2.2. Proceduri de studiu

Femeile SOPC au fost studiate în timpul echivalentului fazei foliculare a ciclului, iar femeile normale au fost studiate în timpul fazei foliculare medii a ciclului menstrual (zilele 5-9), așa cum este documentat de un progesteron seric ≤2 ng/mL.

Pentru că ICD poate fi ingerat într-o dietă bogată în leguminoase sau fructe, toți subiecții au fost intervievați de un dietetician pentru a identifica pe cei care ar putea consuma diete care conțin cantități neobișnuit de mari de inozitoli. Toți participanții au primit instrucțiuni pentru o dietă mixtă echilibrată pe care să o urmeze timp de cel puțin trei zile înainte de fiecare vizită de studiu.

În ziua studiului, participanții au sosit la unitatea de servicii de cercetare clinică de la Virginia Commonwealth University la ora 08:00 h, după un post de 12 ore. Înălțimea și greutatea au fost măsurate cu o precizie de 0,1 cm și 0,1 kg, folosind un stadiometru de precizie și un cântar digital. Talia a fost măsurată la nivelul ombilicului, iar circumferința șoldului a fost măsurată la diametrul cel mai larg al fesei cu o precizie de 0,1 cm. Probele de sânge la post au fost prelevate la orele 08:15, 08:30 și 08:45 și au fost grupate pentru determinarea insulinei la post, a glucozei și a steroizilor sexuali (testosteron). La ora 09:00 h, s-a efectuat un OGTT prin administrarea a 75 g de glucoză orală. Probele de sânge pentru glucoză plasmatică, insulină și DCI-IPG au fost recoltate la fiecare 15 minute timp de 2 ore.

După evaluările de glucoză și DCI, participanții s-au întâlnit cu un dietetician al studiului pentru a fi instruiți cu privire la o dietă hipocalorică. Au fost furnizate o fișă de prezentare a dietei, etichete nutriționale instructive, exemple de meniuri și rețete și o carte despre numărarea caloriilor. Femeile au fost instruite să urmeze un curs de 8 săptămâni de dietă hipocalorică standardizată care conținea 50% carbohidrați, 30% lipide totale și 20% proteine. Acestea au fost instruite să mențină aceste diete hipocalorice prin restricție calorică pentru a crea un deficit de 500-1000 kcal/zi, în conformitate cu orientările de gestionare a obezității ale Institutului Național pentru Inimă, Plămâni și Sânge . S-a demonstrat că această dietă hipocalorică a dus la o pierdere în greutate de aproximativ 1 până la 2 kg/săptămână . Femeile au fost instruite în mod special să evite să facă orice efort conștient pentru a modifica activitatea fizică sau să încerce alte metode de pierdere în greutate în plus față de dietele hipocalorice conform acestui protocol. Acest lucru se datorează faptului că activitatea fizică îmbunătățește sensibilitatea la insulină chiar și în absența unei pierderi substanțiale în greutate și va confunda investigația noastră privind efectul reducerii greutății asupra manipulării ICD și a sensibilității la insulină la aceste femei. În timpul acestei perioade de 8 săptămâni, participantele și-au cumpărat și pregătit propriile mese și au ținut jurnale zilnice de alimente. Acestea au participat la vizitele de urmărire o dată pe săptămână pentru măsurarea greutății. În timpul acestor vizite săptămânale, ele și-au prezentat jurnalele alimentare și au primit consultații de urmărire cu dieteticianul studiului.

Femeile au revenit pentru măsurători ale ICD și ale sensibilității la insulină după 8 săptămâni de intervenție dietetică. După confirmarea faptului că se aflau în echivalentul fazei foliculare a ciclului menstrual prin progesteron seric, toate măsurătorile și testele efectuate la momentul inițial (măsurători antropometrice, OGTT și prelevare de sânge) au fost repetate.

2.3. Analize de laborator

Serul și plasma au fost păstrate la -80°C până când au fost analizate. Glicemia serică a fost măsurată prin metoda de oxidare a glucozei (YSI 2300 Stat Plus Glucose Analyzer; Yellow Springs Instruments). Nivelurile de insulină serică au fost măsurate prin testul imunoenzimatic (ELISA) (Alpco Diagnostics, Salem NH). Testosteronul seric și globulina de legare a hormonilor sexuali (SHBG) au fost măsurate prin ELISA (Alpco Diagnostics). Testosteronul liber a fost calculat folosind metoda lui Södergard et al. Bioactivitatea DCI-IPG a fost măsurată cu ajutorul unui test intern de bioactivitate dezvoltat de laboratorul JEN, așa cum a fost descris anterior .

2.4. Analiză statistică

Am examinat răspunsul concentrațiilor serice de insulină și bioactivitatea relativă a DCI-IPG la administrarea orală de glucoză prin calcularea ariilor de sub curbele de răspuns respective (AUC) prin regula trapezoidală. Deoarece se consideră că insulina mediază eliberarea de DCI-IPG după o sarcină de glucoză și există variații interparticipante în , raportul dintre reflectă mai precis eliberarea de DCI-IPG mediată de insulină decât cea singură. Prin urmare, am utilizat acest raport în analizele noastre. Sensibilitatea la insulină a întregului corp, așa cum a fost descrisă de Matsuda și DeFronzo, a fost utilizată pentru a evalua sensibilitatea la insulină.

Comparările între grupuri la momentul inițial au fost făcute cu testul Student cu două cozi -test. Pentru a evalua efectele în cadrul grupului de la linia de bază până după tratament, s-a efectuat un test cu două cozi cu perechi potrivite. Pentru a evalua efectele tratamentului între grupuri, au fost comparate modificările fiecărei variabile (după pierderea în greutate minus linia de bază) cu ajutorul unui -test cu două cozi. Corelația Pearson a fost utilizată pentru a evalua asocierea dintre modificarea indicelui Matsuda și modificarea DCI-IPG bioactiv eliberat pe unitate de insulină în timpul OGTT, după ce au fost evaluate liniaritatea și normalitatea reziduurilor.

Distribuția datelor a fost evaluată prin diagrame cuantice normale. Variabilele care nu se încadrează în distribuția normală au fost transformate în logaritm pentru analize și apoi retransformate în unitățile lor originale pentru raportare. Datele au fost prezentate ca medie ± abatere standard sau medie geometrică (interval de încredere de 95% ) pentru parametrii care au fost transformați pentru analize. a fost considerată semnificativă din punct de vedere statistic. Analizele au fost efectuate cu JMP 12.0 (SAS Institute, NC).

3. Rezultate

Un total de 80 de femei și-au dat consimțământul de participare. Dintre acestea, 19 au îndeplinit criteriile de excludere înainte de intrarea în studiu. Dintre cele 34 de femei PCOS și 27 de femei normale rămase, 18 femei PCOS și 12 femei normale au renunțat înainte de vizita de urmărire. Prin urmare, 16 femei PCOS și 15 femei normale au finalizat studiul. Rata de renunțare în acest studiu a fost similară cu cea a altor studii de pierdere în greutate pe bază de dietă . Deoarece scopul acestui studiu este de a evalua relația dintre modificările eliberării mediatorilor DCI-IPG și modificările sensibilității la insulină în timpul pierderii în greutate la PCOS în comparație cu femeile normale, am inclus doar femeile care au finalizat studiul.

3.1. Caracteristici de bază

La momentul inițial, femeile de control și femeile cu SOPC nu au fost diferite în ceea ce privește vârsta, amestecul rasial, IMC sau raportul talie/șold (Tabelul 1). Așa cum era de așteptat, femeile cu SOPC au avut tendința de a avea un testosteron total seric semnificativ mai mare. Deși femeile cu SOPC au avut o sensibilitate la insulină a corpului întreg mai mare și și mai mică, determinată de indicele Matsuda, aceste diferențe nu au atins semnificația statistică.

La momentul inițial, femeile cu SOPC au avut rapoarte semnificativ mai mici. La femeile cu SOPC, a existat o relație semnificativă între și indicele Matsuda (, , Figura 1(a)). Această relație nu a fost găsită la femeile de control (, , Figura 1(b)).

(a)

(b)

(a)
(b)

3.2. Modificări ale insulinei, glucozei și ale profilurilor de bioactivitate ale DCI-IPG după pierderea în greutate

După intervenția de pierdere în greutate, atât femeile PCOS (- kg, ), cât și cele de control (- kg, ) au pierdut în greutate comparativ cu valoarea inițială. Cantitatea de pierdere în greutate nu a fost diferită între grupuri () (Tabelul 2). Cu toate acestea, indicele Matsuda s-a îmbunătățit semnificativ doar la femeile normale (de la la , ), dar nu și la femeile PCOS (de la la , ). Pierderea în greutate nu a crescut semnificativ față de valoarea inițială în niciunul dintre grupuri ( la femeile PCOS și la femeile normale).

3.3. Relația dintre bioactivitatea mediatorilor DCI-IPG și sensibilitatea la insulină după pierderea în greutate

Pierderea în greutate nu a modificat relația dintre și indicele Matsuda la femeile PCOS. În rândul femeilor cu SOPC, după pierderea în greutate a rămas o relație semnificativă între modificarea și modificarea indicelui Matsuda (, , Figura 2(a)). Această relație nu a fost găsită la femeile de control (, , Figura 2(b)).

(a)

(b)

(a)
(b)

.

4. Discuție

În acest studiu, am observat că femeile obeze cu SOPC, în comparație cu femeile normale cu IMC similar, prezintă o scădere a mediatorului DCI-IPG eliberat de insulină în timpul unui OGTT. Am observat că relația dintre sensibilitatea la insulină măsurată prin indicele Matsuda și a fost găsită doar la femeile obeze cu SOPC și nu la femeile obeze normale. Mai mult, această relație nu a fost afectată de pierderea în greutate. După o cantitate similară de pierdere în greutate, o relație semnificativă între și indicele Matsuda a rămas doar la femeile cu SOPC, dar nu a fost prezentă la femeile normale.

Constatările studiului nostru sunt în concordanță cu raportul nostru anterior de rapoarte semnificativ mai mici la femeile cu SOPC în comparație cu femeile normale . Cu toate acestea, în studiul anterior, participantele PCOS au avut un IMC semnificativ mai mare (33,9 kg / m2) decât femeile normale (25,6 kg / m2, ). Studiul nostru actual demonstrează că, chiar și cu o obezitate similară, a rămas mai mică la femeile cu SOPC în comparație cu femeile normale (, Tabelul 1). Constatările noastre sugerează că bioactivitatea mediatorului DCI-IPG este diminuată în SOPC independent de obezitate.

Am observat, de asemenea, că relația dintre sensibilitatea la insulină și a fost prezentă numai la femeile cu SOPC [Figura 1(a)] și nu la femeile normale [Figura 1(b)] și că această constatare a rămas evidentă după pierderea în greutate [Figurile 2(a) și 2(b)]. Aceste rezultate sunt susținute de constatările noastre anterioare privind o asociere semnificativă între modificarea sensibilității la insulină și modificarea DCI-IPG eliberat pe unitate de insulină la administrarea orală de DCI la femeile cu SOPC . Cu toate acestea, studiile anterioare au examinat această asociere numai la femeile cu SOPC și nu se știe dacă este corelată cu sensibilitatea la insulină la femeile normale cu IMC similar. După cunoștințele autorilor, acesta este primul raport care sugerează că eliberarea mediatorului DCI-IPG poate să nu joace un rol major în sensibilitatea la insulină la femeile obeze normale.

Pierderea în greutate nu a afectat relația dintre sensibilitatea la insulină și la femeile obeze cu SOPC în acest studiu. Această constatare este în concordanță cu rapoartele noastre anterioare care susțin că deficitul de DCI în SOPC poate să nu fie legat de adipozitate. Spre exemplu, administrarea de DCI oral a îmbunătățit , androgenii serici și ovulația atât la femeile obeze, cât și la cele slabe cu SOPC.

În acest studiu actual, pierderea în greutate nu a îmbunătățit semnificativ nici la femeile SOPC, nici la cele normale. În schimb, studiile anterioare au demonstrat că sensibilizatorii de insulină, cum ar fi metformina și rosiglitazona, au îmbunătățit disponibilitatea de eliberare a mediatorilor DCI-IPG la femeile cu SOPC.

De ce sensibilizatorii de insulină, dar nu și pierderea în greutate, așa cum este descrisă în acest studiu, îmbunătățesc profilul de bioactivitate la femeile cu SOPC? Un motiv ar putea fi faptul că pierderea în greutate mai mare de 4 kg în acest studiu nu a îmbunătățit sensibilitatea la insulină la femeile obeze cu SOPC. La prima vedere, rezultatele noastre par să contrazică cercetările anterioare care susțin rolul pierderii în greutate în îmbunătățirea sensibilității la insulină în PCOS . Cu toate acestea, există o eterogenitate enormă în ceea ce privește efectul pierderii în greutate asupra îmbunătățirii sensibilității la insulină și a altor caracteristici ale PCOS . Într-un studiu de pierdere în greutate, până la 50% dintre femeile cu SOPC nu au prezentat o îmbunătățire a sensibilității la insulină măsurată prin HOMA și, în mod proporțional, nici o îmbunătățire a ciclicității menstruale, în ciuda pierderilor de grăsime similare atât la respondente, cât și la non-repondente .

Noi nu am observat o diferență în ceea ce privește cantitatea de pierdere în greutate între femeile cu și fără SOPC în acest studiu. Au existat rapoarte contradictorii cu privire la rolul rezistenței la insulină în reglarea obezității. Unele studii au sugerat că rezistența la insulină a prezis creșterea în greutate , mai multă pierdere în greutate sau niciun efect asupra pierderii în greutate la persoanele obeze. Prin urmare, cunoașterea faptului că pierderea în greutate nu este diferită între femeile cu SOPC și cele normale atunci când li se administrează aceeași dietă hipocalorică poate fi liniștitoare pentru femeile cu SOPC care încearcă să piardă în greutate.

Un punct forte al acestui studiu include IMC similar între femeile cu SOPC și cele normale, ceea ce a ajutat la elucidarea faptului că relația dintre bioactivitate și sensibilitatea la insulină este specifică SOPC și nu obezității. Aceste rezultate sunt noi, deoarece rolurile mediatorului DCI-IPG la femeile obeze normale nu au fost explorate anterior.

Un punct slab al studiului este că este posibil ca volumul de pierdere în greutate obținut în ambele grupuri de femei să fi fost inadecvat pentru a determina schimbări în raportul DCI-IPG/insulină. Deși cantitatea de pierdere în greutate (0,5 kg sau aproximativ 1 lb pe săptămână) a fost în conformitate cu orientările actuale de gestionare a greutății , pe parcursul perioadei de studiu de 8 săptămâni, aceasta a dus la o reducere a greutății cu aproximativ 4 kg în ambele grupuri, care a fost mai mică decât cea obținută în alte studii de pierdere în greutate în PCOS . Un studiu cu o durată mai lungă ar fi dus la o magnitudine mai mare în reducerea greutății.

În concluzie, acest studiu a demonstrat că femeile obeze cu SOPC, în comparație cu femeile normale cu IMC similar, au o scădere a mediatorului DCI-IPG eliberat de insulină în timpul OGTT. Relația dintre sensibilitatea la insulină și se regăsește doar la femeile cu SOPC, dar nu și la femeile normale. Mai mult, această relație nu este afectată de pierderea în greutate. După o cantitate similară de pierdere în greutate, o relație semnificativă între și indicele Matsuda este găsită doar la femeile cu SOPC, dar nu și la femeile normale. Combinat cu studiile anterioare de administrare orală a DCI la femeile cu SOPC de către grupul nostru și alții, acest studiu întărește contribuția DCI și a mesagerului său în rolul său în rezistența la insulină la femeile cu SOPC independent de obezitate.

Interesele concurente

Autorii declară că nu au interese concurente.

Recunoștințe

Autorii doresc să mulțumească Dr. Jamal T. Aldajaei pentru asistența neprețuită în analizele de laborator pentru acest studiu. Această lucrare a fost susținută de National Institutes of Health Grant K23 K23HD04945454 (pentru Kai I. Cheang) și, parțial, de CTSA Award nr. ULTR000058 de la National Center for Advancing Translational Sciences.

.