文摘

雄激素过多症是一个关键的多囊卵巢综合征(PCOS)的病理特征,和锻炼可以减轻伴随炎症和降低高雄激素水平,但机制尚不清楚,因此本研究的目的是探索hyperandrogenic的多囊卵巢综合征的病理生理的特点和机制与有氧运动的改进。32雌性老鼠被随机分配给一个正常对照组(NC,n= 8)、运动对照组(EC,n= 8)PCOS组(PC,n= 8),PCOS +运动组(PE、n= 8)。个人电脑和体育组注射一种脱氢表雄酮(DHEA)解决方案诱导hyperandrogenic PCOS大鼠模型。欧共体和体育团体接受了Masashi游泳协议(120每分钟会话,6天/周,15天)。结果表明,瘦素(LP)的浓度EC组明显低于那些NC组( )。与NC组相比,睾酮(T)、雌二醇(E₂)、促卵泡激素(FSH)、LP她们血液中的抗苗勒氏管激素(抗苗勒氏管激素)、肿瘤坏死因子-α(TNF -α)、白细胞介素- 6 (il - 6)、游离脂肪酸(FFA)均显著地增强PC组(所有 )。此外,与NC组相比,脂联素的水平(ADP)明显下降( ),芳香化酶的表达和细胞色素P450 (P450arom)在卵巢组织显著升高在PC组( )。的水平T、FSH、LP和FFA PE组也显著增加( )。与PC组相比,T和LP的水平在PE组明显减少( ),和ADP的水平显著增加PE组( )。T呈正相关,E₂,抗苗勒氏管激素FSH LP, TNF -α、il - 6和FFA水平,而ADP与LP和E负相关₂。这些结果表明,雄激素过多症,慢性低度炎症,瘦素抵抗可能交互影响PCOS的发生和发展。有氧运动可以缓解内部炎症,缓解瘦素抵抗,可能减轻性激素紊乱和雄激素过多症与PCOS通过影响下丘脑-垂体-卵巢的老鼠。

1。介绍

多囊卵巢综合征(PCOS)是一种常见的内分泌和代谢障碍,一个全球普遍存在的4 - 21% (1,2]。多囊卵巢综合征的临床表现包括排卵失败,月经紊乱,卵巢多囊,肥胖,和雄激素过多症伴有多毛症,痤疮、脱发(3,4]。多囊卵巢综合征的发病机制仍不清楚,尽管最近的研究表明,它与遗传、表观遗传和环境因素5]。hypothalamic-pituitary-gonadal(高压天然气)轴通过反馈机制,调节性腺的正常功能和PCOS患者通常有明显的功能障碍的hypothalamic-pituitary-ovarian (HPO)轴6]。异常与合成酶和受体在PCOS患者的中枢神经系统,分泌过多的促性腺激素释放激素(GnRH)在下丘脑脉冲,这进一步导致增加释放促黄体激素(LH)的频率和数量。然而,分泌促卵泡激素(FSH)是正常或略低,从而增加血清LH / FSH的比率(7]。FSH水平相对较低,发展和成熟卵泡的障碍最终导致停止排卵,卵巢多囊改变。过度的LH能促进卵巢间质和卵泡膜细胞的增殖以及过多的雄激素分泌,最终导致雄激素过多症。

PCOS的雄激素过多症是一个关键的病理生理的特点(8),注入大剂量的雄激素通常被用来诱导的实验模型hyperandrogenic PCOS大鼠(9]。多囊卵巢综合征被认为是与慢性低度炎症和增加雄性激素的水平,和这些变化容易导致脂肪细胞肥大10]。这反过来释放各种adipocytokines参与脂类代谢的调节,炎症和生殖过程(11),导致增加血清炎症标记物,如肿瘤坏死因子-α(TNF -α)、白细胞介素- 6 (il - 6)和c反应蛋白(CRP) (12]。这些调节标记然后沉淀慢性低度炎症,最终导致一系列的性激素紊乱。其他研究人员还发现,由于肥胖PCOS患者,增加循环体内瘦素(LP)水平导致瘦素抵抗,也会大大促进慢性低度炎症(13]。因此,我们在此推测,在PCOS的病理生理过程,雄激素过多症,瘦素抵抗,和慢性低度炎症可能会形成一个恶性循环,但三之间的关系并不完全清楚。

虽然PCOS很难完全治愈,但可以得到有效控制。美国生殖医学协会(ASRM)和欧洲人类生殖及胚胎学会(次于发表国际循证医学指南2018年卵巢综合症的评估和管理,而推荐的组合药物治疗和生活方式的干预PCOS患者的长期管理(14]。最近的研究表明,抗氧化剂等药物Galega officinalis提取、芹菜提取物和肉桂提取物对卵巢有保护作用,可以有效改善卵巢功能障碍引起的氧化应激(15,16]。最优运动也被假设等多个代谢疾病预防和治疗PCOS [17,18]。研究表明,运动可以促进脂肪组织抵抗肥胖引起的慢性炎症通过信号通路如胰岛素和转化生长因子(TGF -β)[19)和表达下调炎症反应和炎症相关的基因激活肥胖(如TNF -α、白介素及其受体(20.])。

因此,本研究的目的是探索运动干预对老鼠的影响与hyperandrogenic PCOS通过调查他们的炎症状态和激素水平。我们也希望进一步研究慢性低度炎症,雄激素过多症,瘦素抵抗相互作用导致PCOS和可能潜在的发生和发展机制,有氧运动缓解在PCOS雄激素过多症。这项研究中,我们希望提供一个基础的临床治疗PCOS并为PCOS患者开出运动公式。

2。材料和方法

2.1。动物

32特定无菌(SPF)女性Sprague-Dawley (SD)大鼠(20天,64±14 g)是购买从成都Dashuo生物科技有限公司有限公司(中国)成都(SYXK 2018 - 24),美联储在成都体育大学动物实验室(室温22 - 24°C;相对湿度,60 - 75%;12 h / 12 h,光/暗周期),提供的食物随意。老鼠被数的重量从低到高,然后,老鼠被随机分配到一个正常对照组(NC,n= 8)、运动对照组(EC,n= 8)PCOS组(PC,n= 8),PCOS运动组(PE、n= 8)。经过3天的适应性喂养,PC和PE组注射脱氢表雄酮(DHEA)解决方案(北京Solarbio科技有限公司,北京,中国;浓度,30毫克/毫升;注入体积,0.2毫升/ 100 g)皮下注射到脖子后面的每天早上为20天诱导hyperandrogenic PCOS大鼠模型(21]。我们的研究过程是动物研究委员会批准成都体育大学(许可证号码SYXK 2018 - 211),我们跟着他们大献殷勤。

2.2。发情周期的分析

微观评价细胞存在于阴道涂片已经使用了几十年的区分阶段在老鼠和发情周期的指标HPO轴的功能状态22]。我们把阴道涂片的第15天模型制备及显微镜下观察他们之间8:00和9:00点每天允许评估发情周期根据细胞类型和数量23]。(1)发情前期的特点是小,圆形,有核上皮细胞相对统一的外观和大小;(2)发情的存在主要无核,角质化上皮细胞;(3)metestrus无核、角质化上皮细胞和中性粒细胞;和(4)间情期中性粒细胞的组合,与大小有核上皮细胞和中性粒细胞通常更高的数量相对于上皮细胞,涂片有时是完全中性。如果电脑组的老鼠总是在间情期,显著增加血清睾酮(T),连同许多不通的毛囊,扩大基质,和囊性卵泡的存在,我们可以发现老鼠在PC组雄激素过多症,排卵的失败,囊性卵巢。这些症状都符合PCOS的诊断的主要特征。这些还表示成功建立动物模型。与此同时,如果老鼠阴道涂片不显示发情周期,它被丢弃24]。

2.3。锻炼协议

成功建立后,从第二天hyperandrogenic PCOS大鼠模型中,欧共体和体育团体接受Masashi游泳协议(25,26]:老鼠放在一桶的水深50厘米的水温35°C免费游泳没有任何负载。行使协议是120分钟/每会话,6天/周,15天。我们定期把笼子旁边的桶在运动来消除环境噪声的影响。四组相同的饮食喂养。每组大鼠被注入牺牲3%的戊巴比妥后24小时禁食8:00点最后的日子锻炼完成后,所有实验指标进行分析。

2.4。血清分析

(5毫升)的血液标本从腹主动脉和离心液(3000 r / min) 8分钟,和上层清液吸气。她们血液中的抗苗勒氏管激素的浓度(抗苗勒氏管激素),T,雌二醇(E₂)、FSH、LP, TNF -α、il - 6和游离脂肪酸(FFA)在大鼠血清测定的酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒(上海Zhuocai生物技术有限公司,上海,中国。

2.5。卵巢的形态学分析

老鼠牺牲后,我们分析了卵巢和分离。一个卵巢在4%多聚甲醛固定,嵌入在石蜡,分段4μm。苏木精和伊红染色后(圆),北京J&K科技有限公司,北京,中国),卵巢的形态学观察BA200Digital数字3-eye视频显微镜系统(MOTIC中国集团有限公司,有限公司,厦门,中国)。每个薄片观察来确定总损伤(×100放大)。然后,我们观察到所选区域来确定具体的病变(100×放大和×400放大)。侧卵巢在液氮速冻,储存在−80°C,供以后使用。

2.6。芳香化酶细胞色素P450的免疫组织化学

定位和强度级别的芳香化酶细胞色素P450 (P450arom)对大鼠卵巢组织染色测定免疫组织化学。部分deparaffinized,水分,然后在微波预处理(抗原检索)。内源性过氧化物酶活性抑制甲醇3%过氧化氢。正常山羊血清(10%,北京ZsBio科技有限公司,北京,中国)是利用在室温20分钟,阻止非特异性结合位点。P450arom immunodetection进行了使用多克隆兔anti-rat(1: 100年,北京ZsBio科技有限公司有限公司,北京,中国)一夜之间在4°C。这时,一个生物素化的goat-anti-rabbit(1: 100年,北京ZsBio科技有限公司有限公司,北京,中国)申请30分钟在37°C。免疫反应性是由使用可视化diaminobenzidine发色体(DAB)(北京ZsBio科技有限公司,北京,中国),最后,片与苏木精复染色(北京J&K科技有限公司,北京,中国)。抗体与PBS代替消极的控制。染色结果的评价,半定量的分析是通过使用Image-Pro + 6.0图像定量分析系统。积极成果为P450arom棕色或黄色颗粒之间的染色颗粒细胞。 The positive area and the optical density (OD) values in 3 high-power optical fields (×400 magnification) of every slice were measured. The immune positive area index (positive area/total area × OD) values of P450arom were calculated in every high-power optical field.

2.7。统计分析

使用SAS 9.4执行统计分析软件SAS研究所Inc .卡里,数控,美国)。所有数据绘制图表使用GraphPad Prism 8.0软件(GraphPad软件公司,圣地亚哥、钙、美国)。描述性数据描绘成意味着±标准差(SD)。进行残差分析评估常态和方差齐性。数据分析使用单向方差分析之后,图基的测试。所有指标之间相互关系进行评估与皮尔森相关系数(r)。所有结果被认为是明显的值< 0.05。

3所示。结果

3.1。每组鼠发情周期的分析

鼠阴道涂片显示数控的发情周期和EC组相似和相对稳定和定期(数据1(一)- - - - - -1 (d))。然而,老鼠在个人电脑和体育组在常数间情期(图1 (d)),阴道涂片的中性粒细胞在主要由混合着一些上皮细胞。这成功验证PCOS大鼠模型。然而,从第八天的运动干预,PE组大鼠的发情周期逐渐恢复正常,变得更加正规和稳定,这是类似于NC组的发情周期。

3.2。每组的大鼠卵巢病理分析

数控组大鼠的卵巢形态学显示发展在不同阶段毛囊,闭锁的卵泡数量减少,颗粒细胞层的增厚和整齐的排列(图2(一个))。几个窦的和闭锁的毛囊EC组(图中可以看到2 (b))。许多不通的毛囊扩大基质和囊性卵泡也可以很容易观察到在PC组(图2 (c))。许多窦的毛囊,几个闭锁的毛囊,和几个黄体指出体育组(图2 (d))。

3.3。分析每组大鼠的血清

与NC组相比,LP的水平显著降低欧盟集团( ),而其他指标显示NC和EC组之间没有明显统计学差异( )。与NC组相比,有显著增加的水平T E₂抗苗勒氏管激素FSH, LP, TNF -α、il - 6和FFA在PC组( ),在ADP的水平显著降低( )。的水平T、FSH、LP和FFA PE组明显升高( ),而其它指标无显著差异NC和PE组( )。与PC组相比,T和LP的水平在PE组明显减少( ),和ADP的水平显著增加( ),而其它指标无显著差异个人电脑和体育组( )(表1,图3)。

3.4。表达式的P450arom鼠卵巢

与NC组相比,P450arom的表达在PC组显著增加( ),但是我们没有观察到欧共体和PE组(之间的区别 )。也没有显著差异表达P450arom PC与PE组( )(数据4和5)。

3.5。在老鼠身上所有指标之间相互关系分析

皮尔森相关结果(图6)表明,T呈正相关,E₂,抗苗勒氏管激素FSH LP, TNF -α、il - 6和FFA ( )和E₂抗苗勒氏管激素呈正相关,LP, P450arom, TNF -α、il - 6和FFA ( ),但这是与ADP负相关( )。FSH呈正相关,抗苗勒氏管激素,LP, TNF -α和il - 6 ( );抗苗勒氏管激素呈正相关,LP, TNF -α、il - 6和FFA ( );LP呈正相关,肿瘤坏死因子-α、il - 6和FFA ( ),但与ADP负相关( );P450arom呈正相关,FFA ( );肿瘤坏死因子-α呈正相关,il - 6和FFA ( );和il - 6与FFA呈正相关( )。

4所示。讨论

在目前的研究中,我们表明,老鼠hyperandrogenic PCOS连续注入大剂量的脱氢表雄酮引起的表现明显的炎症和瘦素抵抗和定期的有氧运动在Masashi游泳协议(25)(这是一种常用的运动协议在动物模型)改善炎症,缓解瘦素抵抗,改善了性激素代谢紊乱引起的雄激素过多症,并促进排卵。

多囊卵巢综合征的发病机制仍不清楚。先前的研究表明PCOS的主要发病机制相关的促性腺激素分泌的失衡HPO轴。跳动的异常释放促可能是PCOS的发展(27]。由于敏感性的增加垂体促性腺,LH过度生产,刺激卵巢间质和卵泡膜细胞产生过多雄激素。高水平的雄激素在卵巢抑制卵泡成熟,这优势卵泡不能形成。然而,小卵泡卵巢仍能分泌E₂相当于卵泡早期阶段的水平。此外,雄烯二酮可以转化成雌激素酮外围组织芳香化酶的作用下,导致血清中雌激素酮的含量高。雌激素酮的持续生产和一定程度的E₂作用于下丘脑和垂体腺和发挥积极的反馈作用生产LH、LH生产的脉冲幅度和频率增加。对FSH分泌雌激素有负反馈作用,FSH水平相对较低,导致LH / FSH的比率增加(28,29日]。高水平的LH增强分泌过多的雄激素在卵泡膜细胞。然而,低水平的FSH可以削弱卵泡发育和导致非惯用的形成毛囊,促进雄激素过多和持续的恶性循环停止排卵(30.]。

下丘脑功能障碍是一个关键因素,基础代谢综合征及相关疾病(31日- - - - - -34]。在我们的研究中,我们发现,促炎细胞因子的水平相对于PC组显著高于数控组,而抗炎细胞因子的水平较低与NC组相比,我们观察到明显瘦素抵抗电脑集团,与先前的研究结果一致。研究表明,典型的激活下丘脑促炎信号发生的条件下内分泌失调和代谢综合征,促进炎性因子的分泌的脂肪组织,导致“下丘脑microinflammation”[35),影响了LP通路,导致瘦素抵抗(36- - - - - -38]。瘦素抵抗被认为是参与生殖功能的调节通过HPO轴(39),导致卵巢功能障碍(40),一些研究表明,LP与PCOS的发生(41,42]。此外,过多的雄激素分泌促进T的转换双氢睾酮(DHT)越活跃,进一步促进释放更多的促炎细胞因子(TNF -α、il - 6和FFA)在脂肪组织,和抑制ADP抗炎细胞因子的分泌43),导致“下丘脑microinflammation。“ADP抑制睾酮的合成基质(如雄烯二酮)44),降低ADP增加雄性激素的水平。

我们的相关分析结果表明,LP与FSH水平呈正相关,E₂,T水平,这表明雄激素过多症可能会导致增加的LP通过一些信号通路和瘦素抵抗的主要原因之一是PCOS患者体内的性激素的紊乱。在下丘脑LP与特定的受体结合后,会抑制神经肽Y (NPY)的分泌,促进促性腺激素的释放(进一步推动LH和FSH)的释放,刺激卵巢滤泡细胞合成雄激素(45),从而抑制毛囊的成熟,影响内分泌和生殖系统。FSH受体只有对细胞膜表面发现卵巢颗粒细胞,而这些细胞由FSH刺激然后激活P450arom。P450arom病原反应酶的雌激素合成的最后一步,在其酶活性和缺陷构成了女性不孕的主要原因(46),如雄激素香化的E₂P450arom[的催化下47]。先前的研究表明瘦素抵抗抑制P450arom的表达,使雄激素雌激素的变换,然后抑制雌激素的分泌48]。我们的相关分析结果还表明,抗苗勒氏管激素呈正相关,T, FSH, E₂,P450arom的表达。T促进初始生长的初级毛囊和膜的扩散和颗粒细胞,T水平高的情况下,毛囊可能产生更多的抗苗勒氏管激素,从而抑制卵泡招聘和卵泡生长,最终导致功能障碍的选择优势卵泡排卵的障碍。抗苗勒氏管激素抑制P450arom的表达减少FSH颗粒细胞的敏感性,这导致整个积累雄激素和雌激素合成的抑制49]。高雄激素水平也促进抗苗勒氏管激素的生产,从而形成一个恶性循环。然而,我们发现的水平T, FSH, E₂在PC组明显高于NC组,这可能是由于增强约束力的FSH受体在颗粒细胞。这导致了过度的P450arom卵巢组织和增强雄性激素的水平,从而导致增加所需的前体基质合成雌激素,导致E的含量相对增加₂。

基于上述结果,我们推测雄激素过多症,慢性低度炎症,和瘦素抵抗相互作用形成一个恶性循环。底层机制导致排卵的障碍与PCOS如图7。

氧化应激是一种不平衡状态在体内氧化和抗氧化作用。研究发现,雄激素过多症可以增加人体对氧化应激的敏感性,导致活性氧的积累(ROS),活性氮物种(RNS),和在体内的氧化脂质。此外,它会导致卵巢萎缩、卵泡发育障碍,成熟障碍,卵泡闭锁,和其他结构和功能异常,导致排卵障碍。与此同时,一些研究提出,氧化应激可以增强androgen-related合成酶的表达在卵巢,刺激雄性激素的生产和发布,最终导致PCOS的发生。药物具有抗氧化特性,如人参提取、辅酶Q10和hydroalcoholic提取的齐墩果欧洲公司,不仅保护卵巢的影响,也极大地提高卵泡功能和毛囊存活率,最终改善卵巢功能(50- - - - - -52]。此外,运动已经证明抑制氧化应激和炎症,增强人体的抗氧化防御系统,提高器官和组织的功能。氧化应激之间的交互和雄激素过多症以及其机制尚未完全阐明,这需要做一些进一步的研究。

运动对免疫功能的影响有关的强度锻炼(53]。普通,中等强度锻炼提高身体的免疫功能,增强其抵抗传染性疾病(54];然而,重复高强度运动后或长期高负荷训练,调查人员发现亚临床和临床感染体内由于“临时”或“累积”免疫抑制20.]。研究证实低强度的有氧运动(如快步走和游泳)可以增加患多囊卵巢综合征的妇女的排卵的,怀孕率和改善月经周期性,身体成分,和新陈代谢,但它没有对多毛症的影响或对痤疮造成的雄激素过多症(55]。

脂肪组织能合成和分泌重要的脂肪细胞因子,如LP, TNF -α、il - 6和ADP;参与调节葡萄糖代谢、脂质代谢、炎症;和扮演一个关键的角色在代谢综合征的发生和发展56]。研究表明,运动可以刺激脂肪组织通过信号通路发挥抗炎作用,如胰岛素和TGF -β和表达下调肿瘤坏死因子的水平α、il - 6和LP (20.]。锻炼的效果的改善内分泌代谢与中央和周边瘦素抵抗。研究表明,运动可以减少外围通过增加肌肉质量和棕色脂肪组织瘦素抵抗也抑制骨骼肌和肝脏的表达瘦素信号转导蛋白(57]。此外,运动还可以减少中央瘦素抵抗通过调节下丘脑的神经活动,调节下丘脑瘦素信号转导蛋白的表达,并增加il - 6的表达在下丘脑(58]。

ADP / LP比率被认为是脂肪组织炎症的功能性生物标志物从最近的研究,和降低ADP / LP比率是暗示不正常的脂肪组织和高系统性炎症(59]。我们的相关分析结果表明,LP与ADP负相关和正相关与肿瘤坏死因子等促炎因子-α、il - 6和FFA,这与以前的结果一致,支持高LP水平的争论与炎症密切相关(60,61年]。炎症的衰减可以移植的ADP水平,从而抑制雄烯二酮的合成,减少血清雄激素的水平,减轻雄激素过多症。我们的研究结果还表明,有氧运动干预后,欧共体的LP水平组明显低于NC组,但T的水平还高。这可能与我们的实验干预周期短,因此我们未能达到最佳介入的效果。然而,与PC组相比,T和LP体育组的水平显著降低,而ADP的水平显著增加,与先前的研究结果一致。

运动对T的影响也与锻炼的持续时间和强度有关。研究表明,短期锻炼或短期、中强度运动显著增加T水平(62年),长期重载锻炼减少T水平(63年]。我们认为锻炼会导致T水平降低,因为(1)高强度锻炼影响HPO轴和最终变弱T;(2)睾丸间质细胞明显减少激素受体结合和LH亲和力下降,从而阻碍T的合成;和(3)胆固醇代谢异常影响T的分泌睾丸间质细胞(64年]。众多研究表明,有一个相关性LP和T (65年,66年后),我们在此表明有氧运动减少瘦素抵抗与hyperandrogenic老鼠PCOS, LP可以调节T通过HPO的水平轴。由于血清LP水平降低,抑制下丘脑释放促性腺激素,和降低血清FSH,我们假定P450arom在卵巢组织的表达减少,减少P450arom在卵巢组织的表达,并最终减少在PCOS大鼠雄性激素的水平。然而,由于雄激素减少衬底,在大鼠血清雌激素水平也相应减少。我们还发现,与NC组相比,尽管T的水平,FSH, LP和FFA PE组仍高,血清中E没有统计上显著的差异₂或相关炎性因子在卵巢组织,这表明有氧运动改善慢性低度炎症与PCOS大鼠。

我们承认几本研究的局限性。首先,李(体重指数(g)^1/3×10 /体长(mm)是一种有效的指标用来评估肥胖的程度在成年大鼠(67年]。然而,在我们的研究中,我们只有确定权重的大鼠在实验之前,因此,很难确定是否hyperandrogenic PCOS大鼠肥胖,难以分析肥胖是否与炎症和瘦素抵抗。其次,我们使用一个常见的有氧运动对大鼠和协议表明,只有一些指标有了明显的改善,这可能与干预期越短(15天)。因此,未来的研究需要探索更多关于对PCOS的影响在不同的运动形式,运动强度和运动周期。第二,进一步的研究可以讨论更多关于运动干预的影响hyperandrogenic PCOS氧化应激状态和卵巢组织的结构和功能。

5。结论

慢性低度炎症和瘦素抵抗可能的关键hyperandrogenic的多囊卵巢综合征的病理生理的特征。雄激素过多症、慢性轻度炎症,瘦素抵抗可能因此交互影响PCOS的发生和发展。我们表明,有氧运动可以改善内部炎症状态,进一步降低瘦素抵抗,并改善PCOS大鼠性激素紊乱和雄激素过多症的特点通过调制HPO轴。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

本研究从优先级学术基金支持的程序开发成都体育大学(CX17A03)。