Journal of Reproduction & Infertility

Journal of Reproduction & Infertility

Determining the relation between non-fasting serum leptin- BMI ratio and follicular fluid leptin to ART outcomes

Authors
1 Infertility Treatment Ward, Shariati Hospital, Faculty of Medicine, Tehran University of Medical Sciences & Health Services University, Tehran, Iran
2 Endocrinology and Metabolism Research Center (EMRC), Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
Abstract
Introduction: Considering the economical and psychological burden of assisted reproductive technologies (ART), finding factors predicting ART results is of great value. So this study was undertaken to evaluate whether serum and follicular and serum leptin to body mass index (BMI) are predictive of ART outcomes. Materials & Methods: 99 non-polycystic ovary patients from the body of patients referring to infertility ward of Shariati Hospital, from April to September 2005, were selected and underwent the long protocol of GnRH agonist ovarian hyperstimulation. Serum leptin was measured on the 3rd day of menstrual cycle. Follicular fluid (FF) was collected on the day of oocyte retrieval. The serum and follicular fluid leptin levels were determined by ELISA. Mean the levels of serum and follicular fluid leptin and leptin to BMI ratios were compared in pregnant and nonpregnant women, using SPSS software, student t-test. P-values
Keywords

زمینه و هدف

پیش از انجام هر روش کمک باروری پزشکان و متخصصین درمان ناباروری همواره با سؤالی بغرنج روبروهستند: "شانس موفقیت در این بیمار چه اندازه است؟" اهمیت این سؤال با توجه به هزینه انجام این روشها دوچندان می‌شود. در این خصوص عواملی کلی مانند سن بالای خانم‌های داوطلب یا FSH بیشتر از ng/ml10 به عنوان عوامل پیش‌بینی‌کننده منفی مطرح هستند (1). اما آیا مسیر یا فاکتور‌های دیگری نیز برای پیش‌بینی نتایج وجود دارد؟

لپتین هورمونی پپتیدی با وزن kD16 است که به طور اختصاصی از سلول‌های چربی ترشح شده و روی نورون‌های سیستم اعصاب مرکزی برای تعدیل مصرف انرژی و تنظیم عادات غذایی اثر می‌گذارد (2). غلظت‌ لپتین در گردش به طور قوی با پارامترهای چاقی بدن مانند شاخص توده بدنی (BMI) در ارتباط است (12).

شواهد اخیر نشان می‌دهد که لپتین نقشی بالقوه‌ای به عنوان تنظیم‌کننده مستقیم عملکرد تخمدانی دارد (3). لپتین، استروئیدوژنز تحریک شده توسط انسولین، فاکتور رشد شبه انسولین و گنادوتروپینها را در گاو (4)، رت (5) و انسان (6) تعدیل می‌کند. بیان لپتین و گیرنده‌های آن روی تخمدان انسان گزارش شده‌ است (7). علاوه براین تمرکز لپتین روی تخمکها و جنینها تازه تقسیم‌ شده به روش‌های ایمونوسیتوشیمی گزارش شده است (8). این نتایج حاکی از آن هستند که ممکن است سلول‌های فولیکولی، تخمکها و جنین‌‌های اولیه قبل از لانه‌گزینی هدف عمل مستقیم لپتین باشند.

به دنبال کشف لپتین و گیرنده‌های آن در فولیکول‌های انسان، سلول‌های گرانولوزا و سلول‌های کومولوس و مشخص شدن تأثیر لپتین روی ترشح هورمون‌ آزادکننده گنادوتروپینها توجه به نقش لپتین در فیزیولوژی تولیدمثل افزایش یافته است (2). اخیراً تحقیقات متعددی در خصوص نقش لپتین در سیکل‌های کمک باروری انجام شده است. برای مثال در یک مطالعه نشان داده شده است که افزایش قابل توجه لپتین با پاسخ بد تخمدانها به گنادوتروپینها همراه است (9). به‌علاوه لپتین ممکن است روی نتایج IVF اثر بگذارد. در تحقیق انجام شده توسط Mantzoros و همکاران، بیمارانی که متعاقب IVF باردار شده بودند، دارای غلظت پایین‌تر لپتین در مایع فولیکولی در مقایسه با افراد دارای سیکل ناموفق بودند (10).

همچنین Barroso و همکاران عنوان کردند که غلظت پایین لپتین مایع فولیکولی به طور معکوس با فشار اکسیژن داخل فولیکولی ارتباط داشته است که ممکن است اثر منفی روی رشد و بلوغ تخمک داشته باشد (11). در مطالعه Brannian و همکاران در حالی که غلظت لپتین سرم ارتباط مشخصی با بارداری داشت، نسبت لپتین سرم به BMI رابطه قویتری را نشان داد. برخلاف آن BMI به تنهایی ارتباطی با بارداری نداشت و اختلافی فاحش بین میزان بارداری با میزان پایین‌تر لپتین به BMI (2/0-1/0) در مقایسه با میزان بالاتر لپتین به BMI (8/0>) وجود داشت. یافته‌ها پیشنهاد کنندة این موضوع هستند که نسبت لپتین به BMI بزرگتر یا مساوی 7/0 آستانة پیش‌بینی نتایج ضعیف‌تر موفقیت در بارداری است (12).

بسیاری از مطالعات مؤید اثر لپتین بر نتایج ART هستند. در مطالعه Anifandis و همکاران میزان پایین‌تر لپتین سرم و مایع فولیکولی با میزان بیشتری از لانه‌گزینی و بارداری همراه بود (13).

اما Chen و همکاران و همچنین Robins و همکاران هیچ رابطه‌ای را بین لپتین سرم و نتایج IVF مشاهده نکردند (15،14).

لذا هدف ما در این مطالعه تعیین ارتباط نتایج ARTبا نسبت سطح خونی لپتین به BMI و همچنین لپتین مایع فولیکولی بود.

روش بررسـی

این مطالعه از نوع مطالعات هم گروهی بود و به صورت آینده‌نگر انجام گرفت. کلیه بیماران مراجعه‌کننده به بخش درمان ناباروری بیمارستان دکتر شریعتی تهران در نیمه اول سال 1384 که معیارهای ورود مطالعه در مورد ایشان صدق می‌کرد وارد مطالعه شدند.

معیارهای ورود به مطالعه: بیماران کاندیدای ART که در محدودة سنی 39-20 سال قرار داشتند.

معیارهای خروج از مطالعه: الف) بیماران مبتلا به PCO که با شرح حال آمنوره یا الیگومنوره به دلیل عدم تخمک‌گذاری مزمن و یا با افزایش خفیف تستوسترون سرم (μg 200-80) مراجعه کرده‌ بودند؛ چرا که ممکن است فیزیولوژی لپتین در بیماران PCO متفاوت باشد. ب) بیماران مبتلا به هرگونه بیماری زمینه‌ای اعم از دیابت، فشار خون بالا، بیماری کلیوی، قلبی و ... ج) سابقة حداقل 2 بار شکست در ART . د) اهدای جنین . ه) اهدای تخمک .

روش جمع‌آوری داده‌ها از طریق پرکردن پرسشنامه بود. به این ترتیب که اطلاعات دموگرافیک بیمار از پرونده استخراج و در پرسشنامه درج شد. درمان‌های ناباروری انجام شده برای بیمار و نتایج گزارش شده از آزمایشگاه مرکز تحقیقات غدد و متابولیسم نیز در پرسشنامه ثبت گردید.

نمونه‌های سرم در گروه مورد مطالعه بین ساعت 8 تا 10 صبح به صورت غیرناشتا در روز اول تزریق گنادوتروپین (روز سوم قاعدگی) گرفته شد و به آزمایشگاه مرکز تحقیقات غدد و متابولیسم بیمارستان دکتر شریعتی تهران ارسال گردید. به طور همزمان قد و وزن بیماران در بخش درمان ناباروری بیمارستان توسط پرستار مسئول اندازه‌گیری وBMI با استفاده از فرمول وزن بر حسب کیلوگرم تقسیم بر مجذر قد برحسب متر محاسبه شد. نمونه‌های مایع فولیکولی نیز در روز دریافت تخمک از فولیکول‌های تخلیه شده جمع‌آوری و به آزمایشگاه مرکز تحقیقات غدد و متابولیسم ارسال شد. کلیه نمونه‌های ارسالی در آن مرکز تا زمان انجام آزمایش در دمای  C70- نگهداری شدند.

غلظت لپتین به روش ELISA و با استفاده از کیت لپتین (DRG, Germany) و بوسیله دستگاه ELISA Reader نوع SLE Spectra اندازه‌گیری و نتیجه آن در پرسشنامه ثبت شد و داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SPSS تجزیه و تحلیل گردیدند. 05/0p< معنی‌دار تلقی شد و برای بیان اختلافها از آزمون t استفاده گردید. لازم به ذکر است چون لپتین توزیع نرمال نداشت بنابراین از تغییر متغیر لپتین در پایه لگاریتم طبیعی استفاده شد و با توجه به نرمال شدن آن، از آزمون پارامتری استفاده شد. لذا در تمام مواردی که مقایسه نتایج حاصله از آزمایشات مربوط به لپتین در قسمت نتایج ذکر شده است منظور مقایسه متغیر تغییریافته در لگاریتم نپرین و نه مقایسه میانگین‌های هندسی بوده است.

شایان ذکر است که ادامه بارداری تا سه ماهه دوم به عنوان نتیجه‌ مثبت درمان درنظر گرفته شد.

نتایج

اطلاعات دموگرافیک 99 بیمار تحت بررسی در جدول 1 ذکر شده است. میانگین سنی 2/426/31 سال برای بیماران با توجه به اینکه بخش درمان ناباروری بیمارستان دکتر شریعتی یک بخش ارجاعی برای درمان ناباروری است قابل توجیه می‌باشد.

از این بیماران 9/85% ناباروری اولیه و 1/14% ناباروری ثانویه داشتند. علت ناباروری در 35% موارد عامل مردانه، 33% عامل زنانه و 26% ناشناخته بود. همچنین 4/38% از بیماران سابقه ART قبلی داشتند و 6/61% فاقد سابقه قبلی ART بودند.

روش انتقال سلول تخم در 4/39% از بیماران لوله‌ای (ZIFT) و در 5/53% رحمی (ET) بود و در 7 نفر از بیماران به دلیل به دست نیامدن تخمک و یا عدم تقسیم و پیشرفت جنین انتقال انجام نشد. روش تحریک تخمدانی در تمامی بیماران پروتکل طولانی مدت بود و میانگین روزهای تحریک تخمدانی 57/1±56/10 روز بدست آمد. میانگین تخمک‌های بدست آمده 96/3±06/7 عدد و میانگین جنین منتقل شده 55/1±66/3 عدد بود. مجموعاً 27 نفر از بیماران باردار شدند که از این تعداد یک مورد منجر به بارداری خارج رحمی و دو مورد منجر به سقط شد. 24 مورد نیز نتیجة مثبت (ادامه بارداری تا سه ماهه دوم) گزارش شد. نتایج آزمایشات بیمارانی که دچار سقط یا بارداری خارج رحمی شدند در گروه غیرباردار مورد بررسی قرار گرفت.

میانگین هندسی لپتین سرم در گروه غیرباردار ng/ml 68/1±42/16 و در گروه باردار 20/2±09/14 ng/ml بود که این تفاوت از نظر آماری معنی‌دار نبود. میانگین هندسی لپتین مایع فولیکولی در گروه غیرباردار ng/ml 56/2±73/8 و در گروه باردار ng/ml 76/2±07/11 بود که این تفاوت نیز از نظر آماری معنی‌دار نبود. میانگین هندسـی نسبت لپتین سـرم به BMI در گروه غیـرباردار 61/1±64/0 و در گـروه باردار 04/2±55/0 بدست آمد که از نظر آماری معنی‌دار نبود.

بحث

در این بررسی میانگین هندسی لپتین سرم، لپتین مایع فولیکولی و نسبت لپتین سرم به BMI در دو گروه باردار و غیرباردار تفاوت معنی‌داری از نظر آماری نداشت. این بر خلاف نتایج به دست آمده توسط Brannian و همکاران (12) در سال 2001 بود. در آن مطالعه نیز بیماران PCO حذف شده بودند و طراحی مطالعه کاملاً مشابه مطالعه حاضر بود؛ اما آنان نسبت لپتین سرم به BMI پایین‌تری را در گروه با نتایج مثبت ART به دست آورده بودند. همچنین در آن مطالعه نسبت لپتین سرم به BMI کمتر از 7/0 با نتایج بهتری همراه بوده است؛ اما در مطالعه حاضر عدد جدا کننده‌ای بدست نیامد. Mantzoros و همکاران (10) نیز میزان پایین‌تری از لپتین مایع فولیکولی را در گروه حامله به دست آورده بودند.

نظر به این که طراحی این مطالعه بسیار شبیه مطالعه Brannian و همکاران بود چه عاملی می‌تواند توجیه‌کننده این تفاوت باشد؟ در آن مطالعه مانند مطالعه کنونی بیماران با عامل مردانه حذف نشده بودند. ممکن است در آن مرکز مانند بیمارستان دکتر شریعتی موارد شدید ناباروری مردانه تحت درمان قرار نگیرند. به نظر می‌رسد انجام کارهای کمک باروری برای بیماران با عامل مردانه شدید در نتایج تأثیرگذار باشد. اما نتایج بدست آمده در مطالعه انجام شده تنها نتایج منفی در خصوص رابطه لپتین و نتایج ART نیستند.

در مطالعه انجام شده توسط Robins و همکاران (14) در سال 2005 سطوح لپتین سرمی در روزهای شروع تحریک تخمدانی و همچنین روز تزریق HCG پیش‌بینی‌کننده نتایج IVF نبوده‌اند. همچنین در مطالعه انجام شده توسط Chen و همکاران (15) در سال 2004 نیز گرچه لپتین سرم طی انجام تحریک تخمدانی برای IVF افزایش یافته بود؛ اما هیچ رابطه‌ای بین لپتین سرم یا مایع فولیکولی با نتایج IVF وجود نداشته بوده است، اما احتمال ارتباط آن با میزان استرادیول مطرح شده است.

بنابراین با توجه به این نتایج به نظر نمی‌رسد که لپتین سرم و لپتین مایع فولیکولی و یا نسبت لپتین سرم به BMI بتواند ارزش پیشگویی کننده‌ای برای نتایج ART دارا باشد. اما با توجه به بیان گیرنده‌های لپتین روی فولیکول‌های انسانی و سلول‌های گرانولوزا (2) ممکن است لپتین از طریق اثری که روی استروییدوژنز می‌گذارد بتواند بر نتایج ART تأثیرگذار باشد.

نتیجه‌گیری

اندازه‌گیری لپتین سرم و مایع فولکیولی و نسبت لپتین بهBMI به‌‌عنوان یک عامل پیشگویی‌کننده قبل از اعمال کمک باروری پیشنهاد نمی‌شود؛ اما پیشنهاد می‌شود که مطالعه روی لپتین و اثر آن بر نتایج ART در بیمارانی که از نظر علت ناباروری به صورت همگون‌‌تر انتخاب شده‌اند و با توجه بیشتر به استرادیول سرم انجام گردد؛ چرا که در مطالعه انجام شده، احتمالاً عامل مردانه شدید یک عامل مخدوش‌کننده بوده است و همچنین در مطالعات جدید توجه بیشتر به اعمال نقش لپتین از طریق اثر بر استرادیول معطوف شده است.

تشکر و قدردانی

شایان ذکر است این مطالعه در شورای پژوهشی گروه زنان دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی، درمانی تهران و همچنین مرکز تحقیقات غدد و متابولیسم آن دانشگاه تصویب شد. بدینوسیله از زحمات و همکاری بیدریغ پرسنل محترم بخش درمان ناباروری بیمارستان دکتر شریعتی تهران به‌خصوص سرکار خانمها امراللهی، عباسی، رضاییان، عیـوضی و سرآبادانی و همچنین سرکار خانم غزنوی و جناب آقای فراهانی از مرکز تحقیقات غدد و متابولیسم دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی، درمانی تهران تشکر و قدردانی می‌گردد.

  1. Pellestor F., Andreo B., Arnal F., Humeau C., Demaille J. Maternal aging and chromosomal abnormalities: new data drawn from in vitro unfertilized human oocytes. Hum Genet. 2003;112(2): 195-203
  2. Tsai E.M., Yang C.H., Chen S.C., Liu Y.H., Chen H.S., et al. Leptin affects pregnancy outcome of in vitro fertilization and steroidogenesis of human granulosa cells. J Assist Reprod Genet. 2002;19(4): 169-76
  3. Clarke I.J., Henry B.A. Leptin and reproduction. Rev Reprod. 1999;4(1):48-55
  4. Spicer L.J., Francisco C.C. The adipose obese gene pro-duct, Leptin: evidence of a direct inhibitory role in ova- rian function. Endocrinology. 1997;138(8):3374-9
  5. Zachow R.J., Magoffin D.A. Direct intraovarian effects of leptin: impairment of synergisitic action of insulin- like growth factor- I on follicle- stimulating hormone- dependent estradiol- 17 beta production by rat ovarian granulosa cells. Endocrinology. 1997;138(2):847-50
  6. Karlsson C., Lindell K., Svensson E., Bergh C., Lind P., et al. Expression of fuctional leptin receptors in the human ovary. J Clin Endocrinol Metab. 1997;82(12):
  7. Cioffi J.A., Van Blerkom J., Antczak M., Shafer A., Wittmer S., et al. The expression of leptin and its receptors in pre-ovulatory human follicles. Mol Hum Reprod. 1997;3(6):467-72
  8. Antczak M., Van Blerkom J. Oocyte influences on early development: the regulatory proteins leptin and STAT3 are polarized in mouse and human oocytes and differ-rentially distributed within the cells of the preimplan-tation stage embryo. Mol Hum Reprod. 1997;3(12): 1067-86
  9. Butzow T.L., Moilanen J.M., Lehtovirta M., Tuomi T., Hovatta O., et al. Serum and follicular fluid leptin during in vitro fertilization: relationship among leptin increase, body fat mass, and reduced ovarian response. J Clin Endocrinol Metab. 1999;84(9):3135-9
  10. Mantzoros C.S., Cramer D.W. Liberman R.F., Barbieri R.L. Predictive value of serum and follicular fluid leptin concentrations during assisted reproductive cycles in normal women and in women with the poly-cystic ovarian syndrome. Hum Reprod. 2000;15(3): 539-44
  11. Barroso G., Barrionuevo M., Rao P.P., Graham L., Danforth D., et al. Vascular endothelial growth factor, nitric oxide, and leptin follicular fluid levels correlate negatively with embryo quality in IVF patients. Fertil Steril. 1999;72(6):1024-6
  12. Brannian J.D., Schmidt S.M., Kreger D.O., Hansen K.A. Baseline non-fasting serum leptin concentration
  13. Robins J.C., Srivastava R., Mershon J.L., Thomas M.A. Association of leptin with poor ovarian stimula-tion during in vitro fertilization. J Reprod Med. 2005; 50(5):356-60
  14. Chen R., Fisch B., Ben-Haroush A., Kaplan B., Hod M., Orvieto R. Serum and follicular fluid leptin levels in patients undergoing controlled ovarian hyperstimu-lation for in vitro fertilization cycle. Clin Exp Obstet Gynecol. 2004;31(2):103-6
  15. Yang X.F., Huang H.F. Impact of leptin levels on outcome of in vitro fertilization- embryo transfer. Zhejiang Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban. 2002;31(3): 155-158.Chinese
  16. Anifandis G., Koutselini E., Louridas K., Liakopoulos V., Leivaditis K., et al. Estradiol and leptin as condi-tional prognostic IVF markers. Reproduction. 2005; 129(4):531-4