Grenzen in de Endocrinologie

Inleiding

Polycysteus ovarium syndroom (PCOS), de belangrijkste oorzaak van anovulatie en onvruchtbaarheid bij vrouwen van reproductieve leeftijd, is de meest voorkomende endocriene aandoening die 5-10% van de vrouwen in de wereld (1). De versnelde lipolyse en de daaropvolgende dyslipidemia in vrouwen met PCOS worden geassocieerd met metabolische abnormaliteiten met inbegrip van zwaarlijvigheid, insulineweerstand en type 2 diabetes (T2DM) (2). De gereflecteerde veranderingen in de folliculaire vloeistof (FF) van de dominante follikel (3, 4) kunnen direct van invloed zijn op de kwaliteit en het metabolisme van eicellen. Low-grade chronische ontsteking wordt vaak verweten als een etiopathogenetisch mechanisme van onvruchtbaarheid. Ontstekingscytokines zijn significant hoger onder vrouwen met onverklaarbare onvruchtbaarheid (5). Pro-inflammatoire factoren zijn significant geassocieerd met hogere faalpercentages van in-vitrofertilisatie (IVF), vooral in de implantatiefase, bij vrouwen met onverklaarde onvruchtbaarheid (6). Studies hebben verhoogde interferon gamma (IFN-γ) en interleukine-2 (IL-2) spiegels en verlaagde transforming growth factor beta (TGF-β) spiegels, een belangrijke endogene anti-inflammatoire mediator, (7) gevonden in het plasma van vrouwen met onverklaarde onvruchtbaarheid in vergelijking met vruchtbare controles tijdens het implantatievenster (luteale fase) (8). Bovendien vertoonden onverklaarbare onvruchtbare patiënten verhoogde spiegels van serum IL-2, IL-4, IL-6, IL-21, tumor necrosis factor Alfa (TNF-α) en IFN-γ, vergeleken met vruchtbare vrouwen (5).

de gunstige effecten van chroomsupplementen zijn reeds gemeld op metabole afwijkingen bij vrouwen die lijden aan PCOS. In een meta-analyse uitgevoerd door Fazelian et al. (9), verminderde de chromiumsuppletie seruminsuline en vrij testosteron en verbeterd lichaamsgewicht in patiënten met PCOS. Wij hebben reeds voordelen van het nemen van chromiumsupplementen voor 8 weken op glycemische controle, cardiometabolic risicoparameters, en oxydatieve spanning in onvruchtbare vrouwen met PCOS gepubliceerd die kandidaat voor IVF (10) waren. Verder, chroom suppletie in diabetische ratten toonde anti-diabetische activiteiten, die kunnen worden verklaard door chroom effect op de modulatie van peroxisome proliferator-geactiveerde receptor gamma (PPAR-γ), insuline receptor substraat 1 (IRS-1) en nucleaire factor kB (NF-kB) eiwitten (11). Ook Wang et al. (12) vastgesteld dat in vergelijking met zwaarlijvige controleratten, die aangevuld met chroom een significante verbetering van hun glucose afvoer tarieven en een verhoging van insuline-gestimuleerde p-IRS-1 en fosfatidylinositol-3 kinase activiteit in skeletspieren. In een ander dierexperiment verminderde de opname van chroom gedurende 7 weken door diabetische ratten significant de ontstekingsmarkers, waaronder C-reactief eiwit (CRP), TNF-α en IL-6 (13).

rekening houdend met de anti-diabetische en lipideverlagende effecten van chroom (11, 14), stelden we de hypothese op dat chroomsuppletie nuttig zou kunnen zijn bij vrouwen met PCOS en kandidaat voor IVF, die lijden aan verschillende metabole afwijkingen. Volgens onze beste kennis, is niets gepubliceerd over de gevolgen van chromiumsuppletie op genuitdrukking van insuline, lipide, en ontstekingsmarkers in onvruchtbare vrouwen met PCOS die kandidaat voor IVF waren. Deze proef was gericht om de gevolgen van chromiumsuppletie op genuitdrukking van insuline, lipide, en ontstekingsmarkers in onvruchtbare vrouwen te bepalen die aan PCOS leden en kandidaat voor IVF waren.

materialen en methoden

opzet van het onderzoek en kenmerken van de deelnemers

dit gerandomiseerde, dubbelblinde, placebogecontroleerde onderzoek werd geregistreerd door de Iraanse website for clinical trials registration (http://www.irct.ir:IRCT20170513033941N32). Veertig onvruchtbare vrouwen met PCOS, 18-40 jaar oud, die kandidaat waren voor IVF zonder voorgeschiedenis van IVF, werden opgenomen. Dit onderzoek werd uitgevoerd in het Taleghani ziekenhuis, Teheran, Iran, tussen februari en mei 2018. De Rotterdamse criteria werden gebruikt om de diagnose van PCOS te bevestigen (15). Deelnemers met metabole afwijkingen, waaronder schildklierdisfunctie, diabetes of verstoorde glucosetolerantie, werden uitgesloten van de studie. Dit onderzoek werd uitgevoerd in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki en de richtlijnen voor goede klinische praktijken en werd goedgekeurd door de onderzoeksethiekcommissie van Shahid Beheshti University of Medical Sciences (SUMS), Teheran, Iran. Schriftelijke geïnformeerde toestemming werd ondertekend door alle individuen.

interventie

deelnemers werden willekeurig ingedeeld in interventiegroepen om 200 µg/dag chroompicolinaat (Nature Made, Californië, VS) (n = 20) of placebo (Barij Essence, Kashan, Iran) (n = 20) gedurende 8 weken te nemen. Chroom supplementen en placebo ‘ s werden geëvenaard in termen van vorm, uiterlijk, geur en verpakking. Randomisatie werd gedaan met behulp van computer-gegenereerde willekeurige getallen. Randomisatie en toewijzingsproces werden verborgen voor zowel de onderzoekers en de deelnemers tot de voltooiing van de definitieve analyses. Een andere persoon, niet betrokken bij het onderzoek en niet op de hoogte van willekeurige sequenties, Wees de proefpersonen toe aan de genummerde flessen tabletten. De naleving van de supplementen en placebo ‘ s, gedurende de hele proef, werd gecontroleerd met de vraag individuen om de medicatie containers terug te brengen. Om het nalevingspercentage te verhogen, ontvingen alle deelnemers korte dagelijkse herinneringsberichten op hun mobiele telefoons om de supplementen in te nemen. De deelnemers aan het onderzoek voltooiden dieetgegevens in week 0, 4 en 8 van de interventie.

beoordeling van de resultaten

serumspiegels van hoge gevoeligheid C-reactief eiwit (hs-CRP) werden beschouwd als het primaire resultaat en metabole profielen werden gemeten als de secundaire resultaten. Vasten bloedmonsters (15 mL) werden verzameld aan het begin en het einde van de 8 weken durende interventie in het Taleghani ziekenhuis (Teheran, Iran). Hs-CRP-spiegels werden gemeten met commerciële ELISA kit (LDN, Nordhorn, Duitsland) met Inter – en intra-assay coëfficiënt varianties (CVs) van minder dan 7%. De plasmaspiegels van stikstofmonoxide (NO) werden gemeten met de Griess-methode (16), waarbij de cv ‘ s voor de intra-assay < 5% bedroegen.

isolatie van Lymfocytencellen

bloedmonsters werden gebruikt om lymfocytencellen te extraheren met 50% percoll (Sigma-Aldrich, Dorset, UK). Het aantal cellen en de levensvatbaarheid werden getest met behulp van trypan blue, RNA en DNA-extractie (17).

RNA-extractie en Real-Time PCR (RT-PCR)

RNA werd geëxtraheerd uit bloedmonsters met behulp van RNX-plus kit (Cinnacolon, Teheran, Iran). De RNA-suspensie werd bevroren bij -20°C totdat cDNA werd afgeleid. Na de extractie van totaal RNAs uit elke steekproef, werd RNA gekwantificeerd gebruikend UV spectrofotometer. Elk monster OD 260/280 Verhouding van 1,7-2,1 vertegenwoordigde geen contaminatie met eiwit of DNA (17). Gebruikend het virus van de Moloney murineleukemia omgekeerde transcriptase (RT), werd geà soleerd RNA omgekeerd getranscribeerd aan cDNA-bibliotheek. Genexpressies van PPAR-γ, glucosetransporter 1( GLUT-1), low-density lipoproteïnereceptor (LDLR), IL-1, IL-8, TNF-α, TGF-β en vasculaire endotheliale groeifactor (VEGF) werden uitgevoerd op mononucleaire cellen (PBMC ‘ s) van perifeer bloed, waarbij gebruik werd gemaakt van SYBR green detection en Amplicon Kit en kwantitatieve RT-PCR-en Lichtcyclertechnologie werd toegepast (Roche Diagnostics, Rotkreuz, Zwitserland) (Tabel 1). Glyceraldehyde-3-fosfaat dehydrogenase (GAPDH) primers werden gebruikt als een huishouding gen. Primers werden ontworpen met behulp van Primer Express Software (Applied Biosystems, Foster City, USA) en Beacon designer software (Takaposizt, Teheran, Iran). De relatieve transcriptieniveaus werden berekend met behulp van de Pffafi−of 2-ΔΔCT-methoden.

steekproefgrootte en statistische methoden

steekproefgrootte werd berekend aan de hand van de vastgestelde formule voor RCT ‘ s, waarbij type 1 (α) en type 2 (β) als 0,05 en 0 werden beschouwd.20 om de kracht van 80% te leveren. Op basis van een eerder gepubliceerd onderzoek (18) werd een gemiddeld verschil (d) van 1500,0 ng/mL en een standaardafwijking (SD) van 1496,1 ng/mL voor hs-CRP gebruikt om de steekproefgrootte te berekenen. Rekening houdend met een waarschijnlijke uitval van 4 proefpersonen in elke interventiegroep, werd de uiteindelijke steekproefgrootte vastgesteld op 20 (16 + 4) proefpersonen per groep.

de normaliteit van de gegevens werd beoordeeld met behulp van de Kolmogorov-Smirnov-test. De Analyses werden uitgevoerd met intention-to-treat (ITT) benadering. Onafhankelijke steekproeven t-test werd toegepast om de verschillen in antropometrische maatregelen en genexpressie van insuline, lipide en ontsteking tussen interventiegroepen te bepalen. De effecten van chroomsuppletie op ontstekingsmarkers werden beoordeeld met behulp van herhaalde metingen ANOVA-test. Verschillen in verhoudingen werden geëvalueerd door Fisher ‘ s exacte test. De P < 0,05 werd statistisch significant geacht. Statistische analyses werden uitgevoerd met behulp van het Statistical Package for Social Science versie 18 (SPSS Inc., Chicago, Illinois, USA).

resultaten

in elke interventiegroep werden om persoonlijke redenen drie uitvallers gemeld. In totaal hebben dus 34 deelnemers het onderzoek afgerond (figuur 1). Met behulp van de ITT-aanpak werden alle 40 deelnemers (20 in elke groep) opgenomen in de definitieve data-analyse. Het nalevingspercentage in dit onderzoek was hoog, waarbij meer dan 90% van de tabletten tijdens de interventie in beide groepen werd geconsumeerd. Er werden geen bijwerkingen gemeld na de consumptie van chroom bij vrouwen met PCOS in deze studie.

antropometrische metingen waren niet statistisch verschillend tussen de interventiegroepen (Tabel 2). Bovendien waren na chroomsuppletie IVF-resultaten, waaronder endometriumdikte, aantal gerecupereerde oöcyten, aantal bevruchte oöcyten, bevruchtingspercentage, zwangerschapspercentage en aantal embryo ‘ s, niet significant verschillend tussen de groepen aangevuld en de placebogroepen.

het gemiddelde van de inname van macro – en micronutriënten verschilde ook niet significant tussen twee interventiegroepen gedurende de behandeling (gegevens niet weergegeven).

Chroomsuppletie verminderde ook de genexpressie van IL-1 (P = 0,004) in PBMC ‘ s in vergelijking met placebo (Figuur 3). Er was geen significant effect van chroomsuppletie op de genexpressie van IL-8, TNF-α, TGF-β en VEGF in PBMC ‘ s van patiënten met PCOS.

discussie

we vonden gunstige effecten van chroomtoediening gedurende 8 weken bij onvruchtbare vrouwen met PCOS die kandidaat waren voor IVF. Chroomsuppletie verlaagde ontsteking en verbeterde genexpressie van PPAR-γ, GLUT-1, LDLR en IL-1, hoewel het de genexpressie van IL-8, TNF-α, TGF-β en VEGF niet beïnvloedde. Aan onze beste kennis, is dit de eerste proef die de gevolgen van chromiumsuppletie op genuitdrukking rapporteert met betrekking tot insuline, lipide, en ontstekingsmarkers in onvruchtbare vrouwen gediagnosticeerd met PCOS en kandidaat voor IVF.

effecten van chroom op de genexpressie van insuline en het lipidenmetabolisme

patiënten met PCOS zijn kwetsbaar voor verschillende metabole afwijkingen, zoals verhoogde insulineresistentie, dyslipidemie en chronische ontsteking (19, 20). De huidige studie toonde aan dat de chromiumsuppletie 8 weken aan onvruchtbare vrouwen met PCOS die kandidaat voor IVF waren beduidend genuitdrukking van PPAR-γ, GLUT-1, en LDLR verhoogde. In overeenstemming met onze bevindingen, chroom toediening aan diabetische ratten toonde anti-diabetische activiteiten, waarschijnlijk gerelateerd aan de impact van chroom op de modulatie van PPAR-γ en IRS-1 eiwitten (11). Wang et al. (12) Ook bleek dat zwaarlijvige ratten, aangevuld met chroom, hun glucoseafvoer aanzienlijk verhoogden. Bovendien, vergeleken met obese controles, toonden deze ratten een verhoging van insuline-gestimuleerde p-IRS-1 en phosphatidylinositol-3 kinase activiteit in skeletspieren. In een andere studie, chroom, biotine, of hun combinatie beduidend upregulated PPAR-γ uitdrukking in vetweefsel, die een efficiënt insuline-sensibiliserend effect zou kunnen hebben en insulineresistentie in een diabetische rat model verminderen (11). Chromium kan ook de handel in GLUT-4 en het door insuline gestimuleerde glucosetransport bevorderen (21). Ook ratten met diabetische retinopathie die werden aangevuld met chroom gedurende 12 weken toonden verbetering in de genexpressie van GLUT-1, GLUT-3, en insuline (22). PPAR-γ is de centrale regulator van insuline, glucose en lipidemetabolisme dat wijd in het vetweefsel wordt uitgedrukt. PPAR-γ kan de insulinegevoeligheid en lipidenprofielen verbeteren bij patiënten met diabetes type 2 en bij diabetische knaagdiermodellen (23). De huidige gegevens suggereren dat PPAR-γ-agonisten gunstig kunnen zijn voor het verminderen van renale corticale lipiden en proteïnurie via een mechanisme dat onafhankelijk is van hun hypoglycemische impact (24, 25).

effecten van chroom op de genexpressie van ontstekingsmarkers

onze studie ondersteunde dat toediening van chroom gedurende 8 weken de genexpressie van IL-1-en serum hs-CRP-spiegels significant verminderde bij onvruchtbare vrouwen met PCOS die in aanmerking kwamen voor IVF, hoewel het de genexpressie van IL-8, TNF-α, TGF-β en VEGF niet beïnvloedde. Het huidige bewijs dat de effecten van chroomsuppletie op de genexpressie van ontstekingsmarkers en hun circulerende niveaus aantoont, is schaars en beperkt zich meestal tot dierstudies. Chroom suppletie gedurende 8 weken aan Zucker diabetische vet (ZDF) ratten significant verlaagd hun serum CRP-spiegels (26). In een andere studie verminderde de inname van chroom niacinaat gedurende 7 weken de pro-inflammatoire cytokines (TNF-α, IL-6 en CRP) spiegels, oxidatieve stress en lipidenconcentraties bij diabetische ratten (13). Voorts verminderde toediening van een voedingssupplement met chroompicolinaat, fosfatidylserine, docosahexaeenzuur en boor gedurende 12 weken de CRP-en TNF-α-concentraties bij ratten die vetrijk werden gevoed (27). We vonden geen significant effect van chroomsuppletie op IL-8, TNF-α, TGF-β en VEGF dat verklaard zou kunnen worden door het toepassen van verschillende studieontwerpen, type en doseringen van chroom gebruikt, duur van de interventie en de kenmerken van de deelnemers. Hogere doses chroom kunnen de metabole profielen, waaronder IL-8, TNF-α, TGF-β en VEGF, significant verbeteren. De markers van ontsteking en oxidatieve stress zijn verhoogd bij veel diabetespatiënten, wat de vasculaire ontsteking positief vertegenwoordigt (28). Insulineresistentie en daaropvolgende vasculaire ontsteking zijn de belangrijkste risicofactoren voor het ontwikkelen van CVD (29). Het onderdrukkende effect van chroom op pro-inflammatoire markers kan worden vergemakkelijkt door oxidatieve stress-routes te inactiveren en de akt-fosforylering te verminderen die gepaard gaat met de insulineresistentie-cascade in de lever (30). Het huidige bewijs heeft aangetoond dat verhoogde ontstekingscytokines betrokken zijn bij de resultaten van IVF. In een studie uitgevoerd door Haimovici et al. (31), hadden de vrouwen die hun foetus levend baarden lagere IL-6 niveaus. De remming van luteale cellen die progesteron produceren in aanwezigheid van IL-1β kan een van de factoren zijn die leiden tot het falen van de implantatie (32). Verhoogde folliculaire TNF-α en IL-6 kunnen de micro-omgeving in de follikel verslechteren, waardoor de kwaliteit van eicellen en embryo ‘ s negatief wordt beïnvloed (33). In een andere studie uitgevoerd door Levin et al. (34), werden hogere CRP-niveaus, tijdens IVF-stimulatie, significant geassocieerd met het falen van conceptie. Volgens het hierboven genoemde gepubliceerde bewijs gingen we ervan uit dat de resultaten van IVF kunnen worden beïnvloed door verminderde ontsteking. Een recente studie toonde aan dat het gebruik van TNF-α-remmer en intraveneuze immunoglobuline de resultaten van IVF, waaronder; implantatie, klinische zwangerschap en levende geboortecijfers bij jonge onvruchtbare vrouwen met hoge concentraties T helper 1/T helper 2 cytokines (35).

er waren enkele beperkingen in deze studie. Door onvoldoende financiering konden we chroomniveaus niet meten en konden we de effecten van chroom op de genexpressie van oxidatieve stress niet beoordelen.Over het geheel genomen suggereert onze studie de voordelen van chroomsuppletie op het verlagen van ontstekingsmarkers door het verbeteren van genexpressie van PPAR-γ, GLUT-1, LDLR en IL-1 in onvruchtbare vrouwen met PCOS die kandidaat waren voor IVF.

bijdragen van auteurs

ZA hielp bij het ontwerpen, ontwerpen en statistische analyse van het manuscript. MA, SZ, NM, EA en SS droegen bij aan het verzamelen van gegevens en het opstellen van manuscripten. ZA begeleidde de studie.

financiering

deze studie werd ondersteund door een subsidie van de Vice-chancellor for Research, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, en Teheran, Iran.

belangenverstrengeling verklaring

de auteurs verklaren dat het onderzoek werd uitgevoerd zonder enige commerciële of financiële relatie die als een potentieel belangenconflict kon worden opgevat.