Journal of Reproduction & Infertility

Journal of Reproduction & Infertility

Central obesity in women and its association with serum level of testosterone and estradiol

Authors
Mohsen Maddah 1
Abolghasem Jazayery 2
Reyhan Mirdamadi 3
Mohammad Reza Eshraghiyan 4
1 Nutrition Department, Faculty of Public Health, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran
2 Human Nutrition and Biochemistry Department, Faculty of Public Health, Tehran Medical Sciences University, Tehran, Iran
3 Department of Obstetric and Midwifery, Faculty of Medical Sciences, Tarbyat Modarress University, Tehran, Iran
4 Epidemiology Department, Faculty of Publi Health, Tehran Medical Sciences University, Tehran, Iran
Abstract
Central obesity is an important cause of hyperlipidemia, hypertension, diabetes mellitus and coronary heart disease. The relationship between sex hormones, especially androgens, and body fat distribution in women is controversial. This study investigated the relationship between sex hormones, such as total testosterone DHEA-S, LH, FSH, esteradiol and insulin, with Body Mass Index (BMI) and Waist to Hip Ratio (WHR) in 176 women with age: 25.8±6.0 years (18-43) and BMI: 27.3±4.4 (17-51 kg/m2). Serum level of sex hormones including total testosterone, estradiol, FSH, LH, Dehydroepiandrosterone Sulfate (DHEA-S) were measured by radio immuno assay. Our findings showed that WHR was positively correlated with serum level of testosterone (r=0.15, P=0.05) and it was negatively related to serum level of estradiol (r=-0.1, P=0.05). Sex hormone concentrations were not different in obese and normal weight women, but women with central obesity (WHR>0.85) had significantly higher levels of testosterone (2.4±0.7 vs 2.1±0.7 nmol/L, P=0.001) and lower levels of serum estradiol (24.1±8.7 vs 57.6±14.5 pmol/L, P=0.009) than women with low WHR (WHR
Keywords
BMI
Central obesity
Estradiol
sex hormone
testosterone
Waist to hip ratio

مقدمه

چاقی عامل مهمی در برو‏ز بسیاری از بیماریهای بشر است و اثرات منفی آن بر سیستم‏های بهداشتی و درمانی کشورها اعم از توسعه یافته و در حال توسعه رو به افزایش است (1). چگونگی توزیع بافت چربی در بدن در ایجاد عوارض متابولیک حاصل از اضافه وزن موثر است، بگونه‏ای که تجمع چربی در تنه و خصوصاً افزایش چربی احشائی، عامل خطر مهمی برای ایجاد دیابت غیر وابسته به انسولین و بیماریهای عروق کرونر قلب محسوب می‏شود (4-2). از تغییرات هورمونی که در چاقی و به خصوص در چاقی بالا تنه دیده می‏شود باید از افزایش سطح آندروژن‏های سرم در زنان و کاهش آن در مردان، افزایش کورتیزول، انسولین و کاهش سطح سرمی هورمون رشد نام

برد(5). اینکه این تغییرات پی‏آمد افزایش وزن هستند و یا از علل اولیه چاقی محسوب می‏شوند و خصوصاً ارتباط مستقل آنها با نوع توزیع چربی در بدن چندان روشن نیست.

مطالعاتی که در زمینه ارتباط هورمون‏های جنسی با چاقی و خصوصاً توزیع چربی در زنان صورت گرفته است، نتایج متناقضی را نشان می‏دهد، بطوریکه بین نمایه توده بدن(BMI) با مقدار چربی اندازه‏گیری شده و سطح تستوسترون سرم ارتباط منفی(6) و نیز ارتباط مثبت (8 و7) یافت شده است.

هدف این مطالعه که بصورت مقطعی انجام گرفت تعیین ارتباط بین غلظت سرمی هورمون‏های جنسی و انسولین با نمایه توده بدن و توزیع چربی در زنان بود.

در این مطالعه مقطعی ارتباط هورمونهای جنسی شامل تستــوسـتـرون تام، دهیـدرواپی آندرسترون سولفات ، LH، FSH، استـرادیول و انسولین سرم با شاخص‏های تن‏سنجی شامل نمایه توده بدن و نسبت محیط کمر به باسن (WHR) در زنان مورد بررسی قرار گرفت.

مواد و روشها

176 زن بزرگسال با محدوده نمایه توده بدن

kg/m2 43-18 و سن 43-23 سـال مراجعه‏کننده به کلینیک درمان ناباروری دکتر میردامادی در تهران در این مطالعه شرکت داشتند. علل مراجعه این زنان به کلینیک مختلف بوده و شامل مشکوک بودن به ناباروری، عارضه پرمویی و نامنظم‏بودن عادت ماهیانه بود. نمونه‏های مورد بررسی قبلاً تحت درمان نبودند و از هیچ دارویی استفاده نمی‏کردند. هدف تحقیق برای افراد توضیح داده شد و از آنان رضایت کتبی برای شرکت در مطالعه اخذ گردید.

اندازه‏گیری‏ها: وزن افـراد با دقت kg1/0 بـا لبـاس سبک و بدون کفش و قد با دقـتcm5/0 و تحـت همیـن شـرایط با ترازو و قدسنج (Seca, Germany) انـدازه‏گیـری شد و نمایه توده بدن از تقسیم وزن بر حسب کیلوگرم بر مجذور قد بر حسب متر و توزیع چربی با اندازه‏گیری محیط کمر و باسن و بیان آن بــه صـورت نسبــت محیط کمـر بـه باسـن بدست آمد. محیـط کمـر در حـد واسـط حاشیه تـحتـانـی دنـده آخـر و استخــوان خاصره‏ای و محیط بــاسـن در ناحیـة دارای بیشتـرین قطر اندازه‏گیری شـد(9). سطح سـرمی تستــوسـتـرون تام، DHEA–S ،LH، FSH، استـرادیول و انسولین در همـه نمونه‏ها

اندازه‏گیری شد.

آزمایشات: نمـونه خـون صبـح پس از 12 ساعت ناشتا بودن در فاز فولیکولی عادت ماهیانه از افـراد گرفته شد و در فاصلــه یـک ساعـت پس از خـون‏گیـری نمـونـه سانتـریفـوژ و سـرم آن در ظــروف کـوچـک پلاستیکـی در فـریـزر 0c70- تـا زمان انـدازه‏گیری، ذخیـره گــردیــد.

تستـوستــرون تـام، DHEA–S، LH و FSH بــا کیتـهـای تجـارتــی (RIA) radioimmunoassay Double-antibody (شرکت کاوشیار، تهران- ایران)، انسولین با کیت تجـارتی(RIA) radioimmunoassay Double antibody (Diagnostic Laboratory Webster,USA)، استــرادیـــول بـــا کیـــت تجــارتــی (RIA (Orion Coated tube, Finland اندازه‏گیری شدند.

آنالیز آماری: انتخـاب حـجم نمـونه در این مطالعه بر این اساس بود که در صورت وجود حداقل nmol/L3 تفاوت در میانگین سطح تستوسترون در زنانی که چاقی مرکزی دارند وآنان که طبیعی هستند بتوان فرضـیه برابری میانـگیـن تستوسـترون در دو گروه مـذکور را در سـطح خـطای 05/0= α و بـا توان 8/0= β-1 رد نمود. برای رسیدن بـه هـدف ایـن مطالعـه علاوه بر شاخص همبـستگی بیـن متغـیرهای هورمونی اندازه‏گیری شـده و شاخص های تن‏سنجی، افراد به دو گروه با وزن طبیعی (kg/m225BMI< <20) و چاق

(kg/m230BMI>) و نیز دو گروه با چاقی بالا تنه

(85/0WHR>) و بدون چاقی بالا تنه (85/0 (WHR< تقسیم و میزان هورمون‏های اندازه‏گیری شده در سرم آنان مقایسه شد. در این مطالعه سطح سرمی هورمون‏های اندازه‏گیری شده از توزیع طبیعی برخوردار نبود. لذا برای بررسی ارتباط هورمون‏های جنسی با سایر متغیرها از آزمون غیر پارامتریک همبستگی Spearman و برای مقایسه سطح هورمون‏های جنسی در زنان چاق و طبیعی و نیز زنان با چاقی بالا تنه و بدون چاقی بالا تنه از آزمون غیرپارامتریکMann-Whitney rank test استفاده شد. تمام مقـادیـر بصــورت X±SD بیان و P-value کمــتر از 05/0 بعنوان سطح معنی‏دار بودن منظور شده است. آنـالیز اطلاعات بـوسیلــه نــرم‏افــزار آماری SPSS وVersion10.01)) تحـت ویندوز (Headquarter Inc Chicago, USA) انجـام شد.

نتایج

خصوصیات تن‏سنجی و مقادیر هورمونی زنان مورد مطالعه بصورت مقادیر مـطلـق و دامنـه تغییرات در جـدول شمارة 1 آورده شده است. براساس نتایج فوق زنان مورد بررسی در دامنه وسیعی از غلظت تستوسترون سرم و وزن بدن قرار داشتند. در بررسی همبستگی بین متغیرهای اندازه‏گیری شده (جدول 2) نسبت محیط کمر به باسن با سطح تستوسترون سرم ارتباط مثبت و با غلظت استرادیول سرم ارتباط منفی داشت. در این مطالعه هیچ یک از هورمون‏های اندازه‏گیری شده بجز انسولین با نمایه توده بدن مرتبط نبود. افراد دارای نمایه توده بدن بزرگتر یا مساوی2kg/m30 به عنوان فرد چاق و کوچکتر از 2kg/m25 به عنوان فرد با وزن طبیعی تقسیم‏بندی شدند (بدون در نظر گرفتن افراد دارای اضافه وزن که نمایه توده بدن آنان بین 2kg/m 30-25 بود) و غلظت هورمون‏های جنسی و انسولین در آنان مقایسه شد. براساس جدول شمارة 3، تفاوتی در سطح هورمون‏های جنسی در دو گروه مشاهده نشد و تنها سطح انسولین سرم در زنان چاق بالاتر از زنان با وزن طبیعی بود. مقایسه غلظت هورمون‏های جنسی در زنان با چاقی بالا تنه (نسبت محیط کمر به باسن بیشتر از85/0) و زنانی که چاقی بالا تنه ندارند (نسبت محیط کمر به باسن کمتر یا مساوی 85/0) نشـان داد کـه در زنـان با چاقی بالا تنه سطـح تستـوسترون سرم بالاتر و غلظت استرادیول سرم پایین‏تر است (جدول شماره4).

بحث

مطالعه نقش آندروژن‏ها در زنان و اینکه آیا همـانند مردان سبب افزایش فعالیت لیپولیتیک و جلوگیـری از تجمع چربی بالا تنه می‏شوند(11و10) جز در معدودی از بررسی‏ها (6) مورد تایید قرار نگرفته است. در واقع بر خلاف آنچه درمردان دیده می‏شود، در اکثر مطالعات انجام گرفته، بین غلظت آندروژن‏های سرم و مقدار چربی بالا تنه در زنان ارتباط مستقیم وجود دارد (14-12 و 8-7). در بررسی حاضر، توزیع چربی بدن که با نسبت محیط کمر به باسن سنجیده شد، با غلظت تستوسترون تام سرم همبستگی مثبت و معنی‏دار داشت و سطح آن در افراد با چاقی بالا تنه بیشتر از افراد بدون چاقی بالا تنه بود. بر خلاف آنچه در مردان دیده می‏شود، سطح تستوسترون سرم در زنان با نمایه توده بدن و یا به عبارتی درجه چاقی مرتبط نبود. بنابراین، ارتباط بدست آمده بین وضعیت آندروژنیک و توزیع چربی در این بررسی مستقل از وزن بدن است. با توجه به ارتباط مثبت بین سن و سطح تستوسترون سرم و ارتباط مثبت بین سن و نسبت دور کمر به باسن در زنان مورد مطالعه با کنترل غلظت تستوسترون سرم برای سن، ارتباط آن با چاقی بالا تنه قوی‏تر گردید. در تنها مطالعه آینده‏نگری که توسط Goodman-Gruen و همکارانش صورت گرفت، نشان داد که پس از کنترل نمایه توده بدن و سن، زنانی که در ابتدای مطالعه سطح سرمی SHBG و تستوسترون پایین‏تری داشتند، در طول 15 سال بعد دچار افزایش بیشتر نسبت محیط کمر به باسن شدند(15). در برخی از مطالعات تنها بین غلظت تستوسترون آزاد و SHBG سرم با چاقی بالا تنه در زنان ارتباط مشاهده شده است(8 و6). در بررسی حاضر بدلیل برخی از محدودیت‏ها امکان اندازه‏گیری غلظـت تستوسـترون آزاد سرم وجـود نداشت، اگرچه گـاه تستوسترون تام سرم بهتر از شکل بیولوژیکی فعال آن با چاقی بالا تنه مرتبط است(15). اینـکه چـرا نـوع ارتباط آنـدروژن‏ها با توزیع چربـی در بدن در مردان و زنان متفاوت از یکدیگر است به درستی معلوم نیست، ولی عوامل زیادی از جمله استروژن‏ها در این میان مطرح هستند. از یافته‏های جالب این مطالعه ارتباط معکوس بین غلظت استرادیول سرم و نسبت محیط کمر به باسن (مستقل از نمایه توده بدن) است. با توجه به اثرات لیپولیتیک استرادیول،سطح پائین این هورمون در زنان ممکن است به افزایش چربی بالا تنه منجر شود(7). ممکن است ارتباط آندروژن‏ها و توزیع چربی بدن تحت تأثیر انسولین نیز باشد. در مطالعات انجام گرفته بین غلظت SHBG و انسولین سرم ارتباط معکوس یافت شد(16) و این رابطه مستقل از نمایه توده بدن، توزیع چربی و سطح آندروژن‏های سرم بود و پس از کنترل غلظت SHBG، سرم برای انسولین از همبستگی سطح SHBG و نسبت محیط کمر به باسن بشدت کاسته شد (12). این بدان معنی است که هیپرانسولینمی در چاقی نقش مهمی در کاهش SHBG سرم و در نتیجه افزایش تستوسترون آزاد دارد. شواهد موجود نشان می‏دهد انسولین مستقیماً ساخته‏شدن تستوسترون در تخمدان‏ها را افزایش و تولید SHBG در کبد را کاهـش می‏دهد (16و15). در عین حـال یافته‏هایی مبنی بر اثر آندروژن‏ها در ایجاد مقاومت به انسولین نیز وجود دارد(17). در این مطالعه سطح SHBG سرم اندازه‏گیری نشد و غلظت انسولین سرم نیز ارتباطی را با تستوسترون نشان نداد. اینکه تغییرات هورمونی یاد شده تا چه اندازه در پاتوژنز چاقی بالا تنه مؤثر باشد در مطالعات کاهش وزن مورد بررسی قرار گرفته و البته نتایج متناقضی حاصل شده است. در مطالعه Leenen کاهش چربی احشایی که بـدنبـال کاهـش وزن MRI اندازه‏گیری شده بود، مسـتقل از کاهش کل چربی بدن، با افزایش غلظت SHBG سرم و افزایش نسبت استرادیول به تستوسترون آزاد در زنـان مرتبـط بـود(20). ولی Pasquali (21) و Turcato (22) ارتباطی بیـن تغـییر نسبـــت محیط کمر به باسن و تغییر سطح آندروژن‏ها بدنبال کاهش وزن در زنان نیافتند. در مطالعه Bates و همکاران، کاهش وزن در زنان مبتلا به تخمدان پلی‏سیستیک موجب کاهش سطح تستوسترون سرم شد. در این مطالعـه افزایش غلظت استرادیول سرم در چاقی و در نتیجه افزایش سطح LH و بدنبال آن تحریک ساخته شدن آندروژن‏ها در تخمدان بعنوان مکانیسم ارتباط چاقی و افزایش سطح آندروژن‏ها در زنان پیشنهاد شد (23).

در مطالعه Bates و همکاران(23) ارتباط تغییر توزیع چربی در بدن با تغییر سطح آندروژن‏‏ها به دنبال کاهش وزن مستقل از تغییر نمایه تودة بدن بررسی نشد. بطوریکه کاهش وزن، در افراد چاق تغییرات هورمونی و متابولیکی زیادی به همراه دارد و برخی از آنها مانند انسولین بر وضعیت آندروژن‏ها تأثیرگذار است. بطور خلاصه نتایج این مطالعه نشان داد که اگرچه سطح هورمون‏های جنسی در زنان با وزن بدن مرتبط نیست، ولی غلظت تستوسترون و استرادیول سرم با تجمع چـربی در بالا تنه همبسـتگی دارد، بـطوریـکه بالابودن سطـح تستـوسـترون و پایـین‏بـودن استرادیول ممکن است خطر چاقی مرکزی در زنان را افزایش دهد.

تشکر و قدردانی

بدینوسیله از زحمات خانم دکتر ستوده که در مراحل جمع آوری نمونه ما را یاری داده‏اند صمیمانه سپاسگذاری می‏شود. این مطالعه با حمایت مالی دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی تهران

انجام گرفت.

  1. Chumlea W.C., Guo S.S. Assessment and prevalence of obesity. Endocrine. 2000;13:135- 42.
  2. Bjorntorp P. Portal tissue as a generator of cardiovascular disease and diabetes. Arteriosclerosis. 1990;10:493-6.
  3. Hubert H.B., Feinleib M., McNamar P.M., Smith A. Obesity as an independent risk factor for cardiovascular disease: A 26-year follow-up of participants in the Framinghan Heart Study. Circulation. 1983;67:986-77.
  4. Kissebah A.H., Krakowar G.R. Regional adiposity and mortality. Physiol Rev. 1994; 74:781-811.
  5. Haffner S.M. Sex hormones, obesity, fat distribution, type2 diabetes and insulinresistance:Epidemiological and clinical corrlation. Int J Obs. 2000;24:56-8.
  6. Armellini F., Zamboni M., Castelli S., Robbi R., Mino A., Todesco T., Bergamo-Andreis I.A., Bosello O.Interrelationship between intraabdominal fat and total serum testosterone levels in obese women. Metab. 1994;43:390-5.
  7. Kirschner M.A., Samojlik E., Drejka M., Fachensik J. Androgen-estrogen metabolism in women with upper body fat versus lower body fat obesity. J Clin Endocrinol Metab. 1990;70:
  8. Hauner H., Ditschuneit H.H., Pal S.B., Moncayo R., Pfeiffer E.F. Fat distribution, endocrine and metabolic profile in obese women with and without hirsutism. Metab. 1988;37:281-6.
  9. World Health Organization (WHO) Expert Committee. Physical Status: The use and interpretation of anthropometry. Technical Report Series no. 854. WHO: Geneva, 1995.
  10. Xu X., De Pergola G., Bjorntorp P. The effect of androgens on the regulation of lipolysis in adipose precursor cells. Epidemiol. 1990; 126:1229-34.
  11. Rebuffe-Scrive M., Lonnroth P., Marin P. Regional adipose tissue metabolism in men and post-menopausal women. Int J Obs. 1987;11:347-55.
  12. Ivandic A., Prepic-Krizevac I., Sucic M., Juric M. Hyperinsulinemia and sex hormones in healthy premenopausal women: Relative contribution of obesity, obesity type and duration of obesity.Metab. 1988;47:13-9.
  13. Evans D.J., Hoffman R.G., Kalkhoff R.K., Strain B. Relationship of androgenic activity to body fat topography, fat cell morphology, and metabolic aberration in premenopausal women. J Clin Endocrinol.Metab. 1983;57:304-10.
  14. Ivandic A., Prpic-Krizevac I, Bozic D., Barbir A., Peljhan V., Balag A., Glanovic M. Insulin resistance and androgens in healthy women with different body fat distribution. Wien Klin Wochenschr. 2002;114(8-9):321-6.
  15. Goodman-Gruen D., Barrett-Connor E. Total but not bioavailable testosterone is a predictor of central adiposity in postmenopausal women. Int J Obs. 1995;19:293-8.
  16. Garaulel M., Perex-Liamas F., Funete T., Zamora S., Tebar F.J. Anthropometric, computed tomography and fat cell data in an obese population: relationship with insulin, leptin, tumor necrosis factor, sex hormone-binding globulin and sex hormones. Eur J Endocrinol. 2002;5:657-66.
  17. Barbieri R.L., Makris A., Randall R.W. Insulin stimulates androgen accumulation in incubations of ovarian stroma obtained from women with hyperandrogenism. J Clin Endocrinol Metab 1986;62:904-10.
  18. Zumoff B. Hormonal abnormalities in obesity. Acta Med Scan. 1988;723:153-60.
  19. Bjorntorp P. Hyperandrogenicity in women- a prediabetic condition? J Intern Med. 1993; 234: 579-83.
  20. Leenen R., Kooy K.V., Seidell J.C., Deurenberg P., Koppeschaar H.P.E. Visceral fat accumulation in relation to sex hormones in obese men and women undergoing weight loss therapy. J Clin Endocrinol Metab. 1994;78:1551-20.
  21. Pasqualli R., Antenucci D., Casimiri F., Rissanen C. Clinical and hormonal characteristics of obese amenhorric hyperandrogenic women before and after weight loss. J Clin Endocrinol Metab. 1989;68:173-8.
  22. Turcato E., Zamboni M., De Pergola G., Armellini F., Zivelonghi A., Bergamo-Andreis I.A., Giorgino R., Bosello O. Interrelationship between weight loss, body fat distribution and sex hormones in pre and postmenopausal obese women. Int J Obs. 1997;241:363-72.
  23. Bates G.W., Whitworth N.S. Effect of body weight reduction on plasma androgen in obese, infertile women. Fertil Steril. 1988;38:406-9.
Journal of Reproduction & Infertility
Volume 3, Issue 4
Autumn 2002
Pages 14-20