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Treatment of hyperandrogenism and hyperinsulinemia in PCOS patients with essential amino acids. A pilot clinical study

Authors:
  • UniCamillus International University of Health and Medical Sciences

Abstract

Women with polycystic ovary syndrome (PCOS) report frequently hyperinsulinemia. The aim of this study was to evaluate the effects of 16-weeks therapy with essential amino acids supplements on metabolic and clinical indices in PCOS. For this study ten women with PCOS and fasting hyperinsulinemia were enrolled. The study comprised 16 weeks of therapy with oral essential amino acids (Aminopril, NAMED, Milan, Italy) administered 4 g twice per day. Body mass index, hirsutism score, serum levels of total cholesterol, high-density lipoprotein cholesterol, low-density lipoprotein cholesterol, triglycerides, apolipoprotein B, lipoprotein(a), serum adrenal and ovarian androgens, fasting glucose and insulin concentrations, T, DHEAS, gonadotropins, and sex hormone-binding globulin (SHBG), were assessed before and after treatment with essential amino acids. A significant decrease in fasting insulin, total T, luteneizing hormone and follicle-stimulating hormone was reported after amino acids therapy and increase in SHBG, leading to a decrease in the free T index. In addition, a significant reduction in hirsutism score was reported. No significant decrease in mean body mass index and in lipid pattern was reported. A decline of insulin after treatment with essential amino acids was observed in women with PCOS as well as total and bioavailable T, leading to significant improvement of clinical symptoms of hyperandrogenism.
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Trattamento dell’iperandrogenismo e
dell’iperinsulinemia con aminoacidi essenziali in
pazienti affette da sindrome dell’ovaio policistico
Uno studio pilota
V. UNFER
1
, M. ZACCHÈ
2
, A. SERAFINI
1
, A. REDAELLI, E. PAPALEO
2
1
A.G.UN.CO.
Centro di Ostetricia e Ginecologia Roma, Italia
2
Dipartimento di Ostetricia e Ginecologia
Università Vita-Salute San Raffaele, Milano, Italia
TREATMENT OF HYPERANDROGENISM AND
HYPERINSULINEMIA IN PCOS PATIENTS WITH
ESSENTIAL AMINOACIDS. A PILOT CLINICAL
STUDY
Aim. Women with polycystic ovary syndrome
(PCOS) report frequently hyperinsulinemia.
The aim of this study was to evaluate the effects
of 16-weeks therapy with essential amino acids
supplements on metabolic and clinical indices
in PCOS.
Methods. For this study ten women with PCOS
and fasting hyperinsulinemia were enrolled.
The study comprised 16 weeks of therapy with
oral essential amino acids (Aminopril®,
NAMED, Milan, Italy) administered 4 g twice
per day. Body mass index, hirsutism score,
serum levels of total cholesterol, high-density
lipoprotein cholesterol, low-density lipopro-
tein cholesterol, triglycerides, apolipoprotein
B, lipoprotein(a), serum adrenal and ovarian
androgens, fasting glucose and insulin con-
centrations, T, DHEAS, gonadotropins, and sex
hormone-binding globulin (SHBG), were asses-
sed before and after treatment with essential
amino acids.
Results. A significant decrease in fasting insu-
lin, total T, luteneizing hormone and follicle-sti-
mulating hormone was reported after amino
acids therapy and increase in SHBG, leading
to a decrease in the free T index. In addition, a
significant reduction in hirsutism score was
reported. No significant decrease in mean body
mass index and in lipid pattern was reported.
Conclusion. A decline of insulin after treatment
with essential amino acids was observed in
women with PCOS as well as total and bioa-
vailable T, leading to significant improvement
of clinical symptoms of hyperandrogenism.
Key words: Amino acids, essential - Cholesterol
- Cholesterol, HDL - Cholesterol, LDL -
Triglycerides - Insulin resistance.
L
a sindrome dell’ovaio policistico (polycy-
stic ovary sindrome, PCOS) con associa-
to iperandrogenismo, è il più comune distur-
bo della donna in età fertile.
L’insulino-resistenza è presente in una par-
te significativa delle pazienti iperandrogeni-
che. Perciò non sorprende che l’iperandro-
genismo, la PCOS e i disordini del metaboli-
smo degli zuccheri siano frequentemente
associati tra loro. Questa associazione è sta-
ta riportata, per la prima volta, 75 anni fa e,
sebbene i meccanismi responsabili non sia-
no ancora completamente chiariti, l’insulino-
resistenza gioca un ruolo importante nello
sviluppo di entrambi i disturbi.
Le pillole contraccettive hanno rappresen-
tato, per decenni, la terapia di elezione per le
Ricevuto il 9 giugno 2008.
Accettato il 20 giugno 2008.
Autore di contatto: V. Unfer, Obstetrics and Gynecology
Centre, Rome, Italy.
Vol. 60, No. 5 MINERVA GINECOLOGICA
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MINERVA GINECOL 2008;60:363-8
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UNFER TRATTAMENTO DELL’IPERANDROGENISMO E DELL’IPERINSULINEMIA CON AMINOACIDI ESSENZIALI
pazienti affette da PCOS, perché sono con-
siderate la terapia più semplice, sicura e meno
costosa
1
.
Ciò nonostante le pillole contraccettive
sono state associate a numerosi effetti avver-
si, tra i quali l’alterazione del metabolismo
del glucosio e dei lipidi sia nelle donne nor-
mali sia in quelle che presentavano iperan-
drogenismo
2
.
Le donne con iperandrogenismo possono
inoltre presentare un accresciuto rischio di
patologie cardiovascolari a causa dei loro
elevati livelli di androgeni e della loro mag-
giore incidenza di insulino-resistenza. Perciò
prima di prescrivere pillole contraccettive, il
medico dovrebbe considerare la possibilità
che il quadro lipidico e la tolleranza al glu-
cosio possano peggiorare, specialmente nel-
le pazienti affette da PCOS che richiedono
terapie prolungate nel tempo.
In alcune donne, la pillola contraccettiva
può influenzare i valori dei lipidi sierici; que-
sta terapia può aumentare il livello sierico
dei trigliceridi e diminuire i livelli del cole-
sterolo HDL (high density lipoprotein)
3
. Nelle
pazienti iperandrogeniche l’insulino-resi-
stenza può essere aumentata dalla terapia
contraccettiva ormonale.
Molte terapie ormonali, inoltre, hanno bas-
se compliance e alcune donne interrompono
la terapia per gli effetti collaterali, come la
ritenzione idrica, l’aumento di peso e l’emi-
crania. Per tutte queste ragioni si è cercato di
individuare un nuovo approccio per il trat-
tamento dei disturbi metabolici delle pazien-
ti affette da PCOS.
Gli aminoacidi sono necessari per le nor-
mali funzioni metaboliche. Sono responsa-
bili della sintesi delle proteine, della produ-
zione di energia attraverso l’ossidazione, del-
la formazione di anidride carbonica, acqua e
ammoniaca e sono, inoltre, responsabili del-
la sintesi dei messaggeri secondari come i
neurotrasmettitori e gli ormoni. Circa 315 g di
proteine vengono giornalmente degradate
nell’organismo di un uomo adulto in buona
salute. Circa l’80% degli aminoacidi che deri-
vano dalla catalisi delle proteine sono rim-
piegati per la sintesi di nuove proteine. Il
rimanente 20% sono metabolizzati in gluco-
sio, chetoni, grassi e energia.
L’insulina è il maggiore ormone anabolico.
Gli effetti dell’insulina sulla regolazione del-
le proteine sono quelli di diminuire la pro-
teolisi e di aumentare la sintesi di nuove pro-
teine. Perciò, l’insulina è responsabile, in pri-
ma battuta, della soppressione della proteo-
lisi e, in seconda battuta, della diminuzione
dell’ossidazione degli aminoacidi
4
.
Negli individui affetti da insulino-resisten-
za, si ha una ridotta capacità dei tessuti peri-
ferici a rispondere alla normale concentra-
zione di insulina in circolo. Gli effetti di tale
disturbo si sono rilevati non soltanto a livel-
lo del metabolismo del glucosio, ma anche a
livello del metabolismo dei lipidi e degli ami-
noacidi
5
. Inoltre, in presenza di livelli normali
di aminoacidi, la soppressione proteolitica
dell’insulina viene aumentata
6
.
La degradazione proteica nel muscolo car-
diaco è tre volte più veloce che nei muscoli
periferici. Questo implica che il metabolismo
degli aminoacidi giochi un ruolo rilevante
nell’omeostasi cardiaca. Numerosi studi ripor-
tano, infatti, l’importanza di una supple-
mentazione con aminoacidi negli individui
diabetici che presentano un accresciuto
rischio di malattie cardiovascolari, special-
mente in quelli che presentano patologie
legate al metabolismo del glucosio
7
. Infatti,
gli aminoacidi essenziali sembrano in grado
di ridurre i livelli glicemici attraverso una via
alternativa rispetto a quella utilizzata dall’in-
sulina. Ciò determinerebbe una riduzione dei
livelli glicemici e conseguentemente di quel-
li insulinemici nei pazienti insulino-resisten-
ti.
Scopo dello studio è stato quello di valu-
tare i profili lipidico e glicemico e i livelli sie-
rici dell’insulina in pazienti affette da ipe-
randrogenismo e iperinsulinemia prima e
dopo 16 settimane di trattamento con ami-
noacidi essenziali.
Materiali e metodi
Dieci donne (età media [±SD] 25,1±4,2
anni), a cui è stato fatto firmare un consen-
so informato prima di iniziare l’arruolamen-
to, sono state arruolate per lo studio.
Sono state escluse le pazienti che nei test
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I campioni di sangue sono stati prelevati
quattro mesi dopo il termine del trattamento
per evitare un effetto farmacologico acuto
del prodotto somministrato e per confronta-
re, in maniera adeguata, i suoi effetti sui para-
metri misurati rispetto ai valori riscontrati in
partenza.
Analisi statistica
I risultati sono espressi come medie±SD.
Sulle variabili continue, per valutare la nor-
malità, è stato applicato il metodo statistico di
Kolmogorov-Smirnov con un livello di signi-
ficatività di Lilliefors. Quando necessario,
sono state applicate trasformazioni logarit-
miche per garantire una normale distribu-
zione. Sono stati utilizzati paired t-test per
identificare le differenze tra le variabili prima
dell’inizio del trattamento e dopo quattro
mesi. Un valore P<0,5 è stato considerato
statisticamente significativo.
Risultati
Si è registrato un decremento nel punteg-
gio del grado di irsutismo da 13,8±5,8 a
11,2±6,9 dopo quattro mesi dall’inizio della
terapia. Il livello totale degli androgeni ha
subito una diminuzione (Tabella I). C’è stato
un decremento nei livelli di SHBG dopo il
trattamento, mentre i livelli di FSH e E2 si
sono mantenuti pressoché invariati dall’inizio
dello studio. Il livello di cortisolo è aumentato
leggermente (Tabella I).
I livelli di glucosio postprandiale sono
risultati normali (<110 mg/dl) in tutte le
pazienti prima e dopo il trattamento. C’è
stato un decremento, dopo terapia, nei livel-
li di insulina e nell’insulino-resistenza. Prima
del trattamento, quattro donne affette da
irsutismo presentavano livelli di insulina
postprandiale >20 µU/ml, che è sopra i limi-
ti ritenuti nella norma per il modello utiliz-
zato, mentre 8 pazienti avevano elevati livel-
li di androgeni. I livelli elevati di insulina si
sono normalizzati in tutte le quattro pazien-
ti dopo quattro mesi di trattamento con ami-
noacidi essenziali (Tabella I).
La terapia con aminoacidi essenziali ha
Vol. 60, No. 5 MINERVA GINECOLOGICA
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ormonali presentavano iperprolattinemia,
ipotiroidismo, iperplasia surrenalica o sin-
drome di Cushing. Sono state inoltre escluse
dallo studio le pazienti che avevano assunto
terapia ormonale negli ultimi quattro mesi,
inclusa la pillola contraccettiva.
Le pazienti presentavano irsutismo, da lie-
ve a moderato, misurato attraverso una modi-
ficazione del punteggio di Ferriman-Gallwey
che quantifica i peli terminali in nove aree
corporee. Un’eventuale iperplasia surrenali-
ca congenita atipica è stata esclusa attraver-
so una normale risposta all’ACTH del
17-idrossiprogesterone e dell’11-desossicor-
tisolo.
Sette pazienti soffrivano di oligomenorrea,
mentre nessuna paziente aveva evidenze di
sindrome di Cushing, acromegalia, iperpro-
lattinemia o di patologie tiroidee.
Le pazienti avevano tutte valori simili di
indice di massa corporea (BMI) fatta ecce-
zione per due pazienti obese. Sono state date
raccomandazioni generali alle pazienti obe-
se sulla dieta e sulle abitudini salutari da
seguire, ma non sono stati attuati particolari
interventi atti a ridurne il peso.
Nel corso del presente studio è stato cal-
colato il punteggio del grado di irsutismo e
sono stati effettuati i prelievi ematici per il
controllo della glicemia e dell’insulina post-
prandiale durante la fase follicolare del ciclo
mestruale. I livelli ematici del colesterolo
totale, del colesterolo HDL, del colesterolo
LDL (low density lipoprotein), dei trigliceri-
di, dell’apoproteina B (apoB), della lipo-
proteina(a) [Lp(a)], del glucosio, dell’insuli-
na, di T, della globulina legante gli ormoni
sessuali (sex hormone-binding globulin,
SHBG), del 4-androstenedione (A), del cor-
tisolo, del deidroepiandrosteronesolfato
(DHEAS), dell’ormone luteinizzante, del-
l’ormone follicolo-stimolante, e del E2 sono
stati misurati entro i primi cinque giorni del
ciclo mestruale.
La misurazione di questi parametri è stata
ripetuta dopo quattro mesi di trattamento
con aminoacidi essenziali per via orale
(Aminopril®, NAMED, Milano, Italia), con
dose di 4 g due volte al giorno.
L’insulino-resistenza è stata misurata usan-
do il modello dell’omeostasi.
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diminuito i livelli sierici di colesterolo totale
ma non in maniera statisticamente significa-
tiva. I livelli di colesterolo HDL sono aumen-
tati, mentre quelli del colesterolo LDL sono
diminuiti (Tabella I).
In tutte le pazienti le concentrazioni di
colesterolo totale erano <240 mg/dl sia in
partenza sia dopo quattro mesi dal tratta-
mento con aminoacidi essenziali. Quattro
pazienti presentavano livelli di colesterolo
HDL <60 mg/dl; in tre pazienti questi valori
si sono normalizzati dopo il trattamento con
Aminoacidi essenziali. I livelli di colesterolo
LDL erano <160 mg/dl in tutte le pazienti
durante tutto lo studio.
Le concentrazioni sieriche di Lp(a) e dei tri-
gliceridi non sono cambiate significativa-
mente rispetto ai valori iniziali; è stata regi-
strata una tendenza all’aumento dei livelli
dell’apoB vicina alla significatività statistica.
Solamente una delle 10 pazienti presenta-
va livelli sierici dei trigliceridi elevati (209
mg/dl) prima dell’inizio dello studio; questi
livelli sono diminuiti fino a 79 mg/dl dopo
quattro mesi di trattamento. All’inizio dello
studio, tre pazienti avevano livelli di Lp(a)
>30 mg/dl (che è considerato un fattore di
rischio cardiovascolare); una di queste tre
pazienti presentava inoltre un basso livello di
colesterolo HDL. I livelli elevati di Lp(a) rima-
nevano tali, anche dopo la somministrazione
di aminoacidi essenziali, solamente in una
paziente.
Non sono stati riportati effetti collaterali
tra le pazienti durante il periodo di tratta-
mento con aminoacidi essenziali.
Discussione
Le donne con ovaio micropolicistico, spe-
cialmente quelle iperandrogeniche, hanno
un’incidenza maggiore di rischio di sviluppa-
re, negli anni, patologie cardiovascolari, inclu-
sa la dislipidemia e l’insulino-resistenza
8
.
Quanto sottoscritto nel “Consenso alla dia-
gnosi, nomenclatura e rischio a lungo termi-
ne della policistosi ovarica (PCOS), ESH-
RE/ASRM”, redatto in sede della conferenza
di Rotterdam, Paesi Bassi, nel marzo 2003, è
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MINERVA GINECOLOGICA October 2008
TABELLA I. Valori clinici e biochimici nelle 10 pazienti affette da iperandrogenismo, prima dell’inizio dello stu-
dio e dopo 16 settimane di trattamento con aminoacidi essenziali.
Valori All’inizio Dopo il trattamento Valore P
BMI (kg/m
2
) 27,5±6,2 25,5±6,5 NS
Punteggio del grado di irsutismo 13,1±6,2 10,8±7,7 <0,001
Livelli di T (ng/dl) 72±33 59±34 <0,002
Livelli di T libero (ng/ml) 1,8±0,7 1,0±0,1 <0,001
Indice di androgeni liberi 7,3±5,3 2,3±2,7 <0,001
Livelli di SHBG (µg/dl) 378±198 373±429 NS
Livelli di A (ng/ml) 3,2±1,0 2,5±0,7 <0,010
Livelli di DHEAS (ng/ml) 3 152±825 2 590±1 080 <0,050
Livelli di LH (mU/ml) 6,5±3,2 3,9±0,3 <0,005
Livelli di FSH (mU/ml) 6,7±2,9 5,6±3,1 NS
E2 (pg/ml) 50±42 54±13 NS
Livelli di cortisolo (µg/dl) 20,2±6,6 31,4± 7,5 <0,001
Livelli di glucosio (mg/dl) 80±13 82±11 NS
Livelli di insulina (µU/ml) 12,2±5,3 8,3±2,9 NS
Insulino-resistenza 3,07±1,72 1,3±1,4 <0,010
Livello di colesterolo totale (mg/dl) 174± 50 170±47 NS
Livelli di colesterolo HDL (mg/dl) 61±10 70±13 <0,001
Livelli di colesterolo LDL (mg/dl) 98±23 79±15 <0,005
Rapporto HDL/LDL 0,62±0,03 0,65±0,03 NS
Livelli di ApoB (mg/dl) 84±15 89±14 NS
Livelli di Lp(a) (mg/dl) 22±23 30±25 NS
Livelli dei triglieceridi (mg/dl) 65±50 66±35 NS
NS: differenza non significativa.
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ampi studi, l’utilizzo degli aminoacidi essen-
ziali potrebbe divenire un trattamento effi-
cace e privo di effetti collaterali per le
pazienti PCOS.
Riassunto
Obiettivo. Le donne con sindrome dell’ovaio poli-
cistico (PCOS) presentano spesso una iperinsulinemia.
Lo scopo di questo studio è stato la valutazione del-
l’impatto, sui parametri clinici e metabolici, del trat-
tamento per 16 settimane con la supplementazione di
aminoacidi essenziali.
Metodi. Sono state arruolate nello studio dieci don-
ne con PCOS e iperinsulinemia. Il trattamento pre-
vedeva la somministrazione di aminoacidi essenzia-
li per via orale per 16 settimane (Aminopril
®
, NAMED,
Milano) con posologia di 4 g due volte al giorno.
Prima e dopo il trattamento, con gli aminoacidi essen-
ziali, sono stati valutati: indice di massa corporea,
livello di irsutismo, livelli serici di colesterolo totale,
colesterolo high-density lipoprotein (HDL), coleste-
rolo low-density lipoprotein (LDL), trigliceridi, apo-
lipoproteina B, lipoproteina, androgeni di origine
ovarica e surrenalica, DHEAS, gonadotropine, e sex
hormone-binding globulin (SHBG).
Risultati. Dopo la somministrazione della terapia
con gli aminoacidi è stata riscontrata una riduzione
significativa dei livelli di insulina, testosterone totale,
follicle-stimulating hormone (FSH) e luteinizing hor-
mone (LH) e, oltre ad un incremento di SHBG, con
conseguente riduzione del testosterone libero. Inoltre,
è stata riscontrata una riduzione del livello di irsuti-
smo. Non è stata, invece, osservata una diminuzione
significativa dell’indice medio di massa corporea e
del profilo lipidico.
Conclusioni. Dopo il trattamento con aminoacidi
essenziali nelle donne con PCOS è stata osservata
una riduzione dei livelli di insulina e di testosterone
totale e libero, con conseguente miglioramento signi-
ficativo dei sintomi da iperandrogenismo.
Parole chiave: Aminoacidi essenziali - Colesterolo -
Colesterolo HDL - Colesterolo LDL - Trigliceridi -
Insulino-resistenza.
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Vol. 60, No. 5 MINERVA GINECOLOGICA
367
ancora oggetto di dibattito, e ciò è stato suc-
cessivamente ripreso nello studio di Azziz
del 2004
9
. Inoltre il rischio per la salute a
lungo termine e l’importanza del trattamen-
to precoce della PCOS è stato recentemente
discusso da Geisthövel et al.
10
.
L’insulino-resistenza e l’iperinsulinemia
sono strettamente correlate al fenotipo della
maggior parte di donne affette da PCOS. Si è
ipotizzato un difetto nell’azione, particolar-
mente come conseguenza di una deficienza
di aminoacidi essenziali.
Le sostanze ipoglicemizzanti rappresen-
tano oggi una nuova terapia per ripristina-
re un’ovulazione spontanea nelle pazienti
affette da disturbi dell’ovulazione legati alla
PCOS
11, 12
.
Gli aminoacidi essenziali stessi interven-
gono nel meccanismo dell’ovulazione; la loro
presenza, infatti, nei fluidi follicolari fa pen-
sare che tale concentrazione sia indice di
qualità ovocitaria
13, 14
.
Le variazioni, riportate nello studio, della
concentrazione dei lipidi nel sangue di don-
ne affette da iperandrogenismo, suggerisce
che ci sia un generale effetto benefico degli
aminoacidi essenziali sul profilo lipidico.
Sedici settimane di trattamento con ami-
noacidi essenziali hanno inoltre migliorato la
sensibilità insulinica senza provocare cam-
biamenti nel peso o nel BMI. I risultati sono in
linea con quelli già presentati in occasione
del 13° Congresso Mondiale di Ginecologia
ed Endocrinologia
8
, dove era stato dimostra-
to che la somministrazione di aminoacidi
essenziali, in donne affette da PCOS, ha pre-
venuto l’insorgenza dell’insulino-resistenza,
rispetto a donne non trattate, e ha aumentato
la concentrazione di colesterolo HDL.
Conclusioni
Per concludere, si può dire che gli ami-
noacidi essenziali controllano efficacemen-
te l’iperandrogenismo nelle pazienti PCOS,
producendo sostanziali riduzioni nel pun-
teggio del grado di irsutismo e nei livelli
sierici degli androgeni di origine ovarica e
surrenalica. Se questi risultati preliminari
dovessero essere confermati da ulteriori più
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368
MINERVA GINECOLOGICA October 2008
... The Lp(a) particle is also known to be highly susceptible to oxidation, one of the early steps in coronary artery disease. 28 So, ultimately, Lp(a) could promote CVD in two ways: (i) its apolipoprotein(a) moiety could promote thrombogenesis; and (ii) its LDL-C moiety could promote atherogenesis. The apolipoprotein portion of Lp(a) competitively displaces plasminogen from binding sites on both fibrin and endothelial cells. ...
Article
Full-text available
AimTo study thyroid function profile, atherogenic markers and their association in young women with PCOS.Methods Thirty women aged 15–30 years with PCOS (married and unmarried) and an equal number of age-matched controls were included in this study. The following parameters were assessed: thyroid-stimulating hormone (TSH), free triiodothyronine (FT3), tetraiodothyronine (FT4), total cholesterol (TC), triglycerides (TG), high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C), low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C), very low-density lipoprotein cholesterol (VLDL-C) homocysteine (HCY), lipoprotein(a) (Lp[a]) levels.ResultsThyroid function tests were within normal ranges in all the cases and controls. The following parameters were significantly elevated in women with PCOS compared to controls: serum TC, TG, LDL,VLDL, HCY and Lp(a). Married women with PCOS had significantly higher levels of TC, TG, VLDL-C, LDL-C, HCY and Lp(a). Among unmarried PCOS cases, HCY levels were found to be significantly higher compared to unmarried controls. In group 1, Lp(a) levels were found to be high. In group 2, TC, TG, LDL-C, VLDL-C, Lp(a) and HCY levels were found to be high. In group 3, TC, VLDL-C and Lp(a) were found to be high.Conclusion Alteration in lipid metabolism and elevated HCY and Lp(a) levels were present in women with PCOS, which were independent of their thyroid status. Unmarried PCOS women are predisposed to develop cardiovascular diseases rather than married PCOS women. Group 2 PCOS women are predisposed to get cardiovascular diseases rather than group 1 and group 3. PCOS women need not have hypothyroidism.
Article
To systematically examine the hormonal variations and their interactions in a local cohort of PCOS patients. A cross-sectional, analytical study. King Edward Medical University and associated Mayo Hospital, Lahore, Pakistan, from June 2009 to May 2010. The study comprised of 50 controls, 65 PCOS patients and 25 First Degree Relatives (FDRs) of patients, aged 18 - 45 years. Clinical examination, findings, detailed menstrual and family history was recorded through a comprehensive questionnaire followed by ovarian ultrasound examination. The blood samples were drawn for hormonal analysis by radioimmunoassay and immunoradiometric assay. Body mass index, Luteinizing Hormone (LH), LH:FSH ratio, insulin, testosterone, androstenedione and prolactin were significantly elevated in PCOS patients compared to control group. The FDRs of patients did not indicate significant variations when compared to control. LH and androstenedione were found to be significantly correlated. The gonadotrophins, LH to FSH ratio and androgens are dependable diagnostic parameters of PCOS. LH appears to be the most important in this regard, leading to hyperandrogenism.
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The 'ESHRE/ASRM consensus on diagnosis, nomenclature and long-term health risks of polycystic ovarian syndrome (PCOS)' (conference in Rotterdam, Netherlands, March, 2003), which was criticized shortly after its oral presentation in 2003, is still being debated following its publication in 2004. Therefore, an extended, intensive analysis of all parameters and their combinations has been performed, differentiating between inclusion and exclusion criteria. By doing this, the profound significance of the endocrinological part of the syndrome is highlighted. The nomenclature, semantic meaning of terms, definitions, structural balancing, specificity, practicability, flexibility, limitations and reproducibility for both individualization, as well as grouping from the clinical and scientific perspective, have been examined in detail. This analysis supports previous critical comments, and reaches the conclusion that the recommendations of the consensus lack accuracy and specificity, a weakness that results in the risk of overdiagnosis and in a lack of reproducibility. Altogether, they fail to fulfil the criteria of universal guidelines on several levels. Instead, a profound paradigm shift is demanded, from an inconsistent perception to a more systematic, balanced and comprehensive view. A short indication on an alternative sweeping concept of a strictly defined, therapy-targeted classification and diagnostic procedure of female functional androgenization is presented.
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The hormonal components of oral contraceptives exert major effects on plasma lipoprotein metabolism. Estrogens may increase production of plasma triglycerides, leading to increased levels of very low-density lipoproteins, but they may also reduce levels of cholesterol-enriched and potentially atherogenic intermediate- and low-density lipoproteins. Furthermore, estrogens increase levels of high-density lipoproteins (HDLs), particularly the HDL2 subspecies, an effect linked to reduced mortality rates from cardiovascular disease in postmenopausal women receiving hormone replacement therapy. All combination oral contraceptives in use in the United States tend to raise levels of plasma triglycerides, low-density lipoprotein, and HDL3 to varying degrees. In contrast, changes in HDL and HDL2 reflect the combined effects of estrogen dose and relative androgenicity of the progestin component. Although in general, the lipoprotein changes are greater in magnitude with higher dose oral contraceptive preparations, they can be significant in lower dose preparations as well. Oral contraceptives also affect carbohydrate metabolism, primarily through the activity of progestin. Studies have demonstrated insulin resistance, rises in plasma insulin, and relative glucose intolerance by means of curve analysis of glucose tolerance tests. These effects are far less pronounced with lower dose preparations and with formulations using the newer progestins.
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Leucine (LEU) kinetics were assessed using a primed-continuous infusion of L-[1-14C]LEU in normal overnight-fasted male volunteers during a basal period and an experimental period where insulin (INS) was infused at either 0.6, 1.2, 2.5, 5.0, 10, or 20 mU.kg-1.min-1 with euglycemia maintained. Two protocols were used: 1) subjects were allowed to develop hypoaminoacidemia or 2) plasma essential amino acids (AA) were maintained near basal levels by frequently monitoring plasma LEU in conjunction with variable infusions of an AA solution (LEU infused = 0.41, 0.72, 0.93, 1.03, 1.31, and 1.35 mumol.kg-1.min-1 at escalating INS doses, respectively). Basal rates of LEU appearance (Ra), nonoxidative disappearance (NORd) and oxidative disappearance (OXRd) were similar in both protocols (means = 1.74, 1.40, and 0.36 mumol.kg-1.min-1, respectively). INS infusions without AA resulted in a progressive decrement in LEU Ra (14 to 45%), NORd (16-41%), and OXRd (3-56%) compared with basal values. The infusion of AA resulted in an additional reduction in endogenous Ra (P less than 0.01; approximately 100% suppression achieved at plasma INS greater than 1,000 microU/ml) and a blunting of NORd reduction (P less than 0.05) at each dose of INS. Observed differences in INS's suppression of LEU Ra between the two protocols suggests the existence of a component of whole body proteolysis that is highly dependent on circulating plasma AA. Therefore, hypoaminoacidemia associated with INS treatment would appear to blunt the responsiveness of INS's suppression of protein breakdown and in the presence of near basal plasma AA, proteolytic suppression by INS is enhanced.
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Resistance to the metabolic effects of insulin has been reported with regard to glucose disposal in type I diabetic patients (IDDM) even when they were euglycemic. Our aim was to study glucose, lipid, and amino acid metabolism during glucose clamping at multiple levels of insulin in 10 normal (N) and 6 IDDM patients. Blood glucose was maintained constant (4.7 mmol/liter) at three insulin plateaus (160 min each) [42 +/- 6 (SD) 89 +/- 11, and 1255 +/- 185 microU/ml in N and 36 +/- 4, 80 +/- 13, and 1249 +/- 107 microU/liter in IDDM]. Mean glucose disposal was 34 +/- 11, 69 +/- 10, and 84 +/- 22 mumol kg-1 min-1 in N and 16 +/- 5, 40 +/- 18, and 65 +/- 27 in IDDM, respectively. Baseline concentrations of blood lactate, pyruvate, alanine, and branched chain amino acids were 560 +/- 130, 36 +/- 9, 212 +/- 44, and 451 +/- 19 mumol/liter, in N and 793 +/- 179 (P less than 0.05), 45 +/- 14, 195 +/- 50, and 439 +/- 33 in IDDM, respectively. The maximum percent change of lactate during the euglycemic clamp was +147 +/- 23% in N and +75 +/- 15% (P less than 0.05) in IDDM; that of branched chain amino acids was -61 +/- 5% in N and -48 +/- 7% (P less than 0.01) in IDDM. Baseline concentrations of glycerol, FFA, and adipate were 44 +/- 15, 449 +/- 152, and 8 - 8 mumol/liter in N and 39 +/- 14, 473 +/- 44, and 41 +/- 14 (P less than 0.01) in IDDM. The maximum percent change of glycerol during the euglycemic clamp was -50 +/- 8% in N and -16 +/- 8% (P less than 0.01) in IDDM, that of FFA -98 +/- 3% in N and -70 +/- 4% in IDDM (P less than 0.05). No significant differences were found between N and IDDM with regard to blood concentrations of ketone bodies, citrate, ketoglutarate, and hydroxymethylglutaryl coenzyme A both before and during the euglycemic clamp. The lactate percent increase was significantly correlated to glucose disposal rate (P less than 0.001). The lactate turnover rate increased during the euglycemic clamp and was lower in IDDM than in N. We conclude that during euglycemic-multiple insulin clamp studies the greater lactate increase suggests that the flux of glycolysis is higher in N than in IDDM, tricarboxylic acid concentrations are comparable in N and IDDM, and FFA, glycerol, and branched chain amino acid decreases were less in IDDM than in N, suggesting that IDDM patients are resistant to insulin with regard to lipid and protein metabolism. The higher adipate basal values demonstrate enhanced omega-oxidation in IDDM.
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To evaluate the effects on the lipid pattern and insulin sensitivity of hirsute women of an oral contraceptive pill containing 30 microg of ethinyl estradiol and 150 microg of desogestrel. Prospective clinical study. Tertiary care institutional hospital. 16 hirsute women. Women were evaluated at baseline and after receiving six cycles of oral contraceptive therapy. Body mass index (BMI); hirsutism score (nine body areas); serum levels of total cholesterol, high-density lipoprotein (HDL) cholesterol, low-density lipoprotein (LDL) cholesterol, triglycerides, apolipoprotein B, lipoprotein(a), and serum adrenal and ovarian androgens; and fasting glucose and insulin concentrations. The mean serum total, HDL, and LDL cholesterol levels increased after six cycles of oral contraceptive therapy. Levels of HDL cholesterol were < 50 mg/dL in 7 of the 16 patients at baseline; these levels normalized in 4 patients after treatment. Serum total and LDL cholesterol remained within the normal range in all patients before and after therapy. No significant changes were observed in serum triglyceride, apolipoprotein B and lipoprotein(a) concentrations. Fasting insulin levels and insulin resistance as analyzed by homeostasis model assessment were reduced significantly after therapy. No changes in BMI were observed. Administration of oral contraceptive pills signifiCantly reduced the hirsutism score and hyperandrogenemia. Oral contraceptive pills containing low-dose ethinyl estradiol and desogestrel are effective in controlling hyperandrogenism and hirsutism and ameliorate the abnormal metabolic profile of women with hirsutism.
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Hirsutism is the presence of terminal (coarse) hairs in females in a male-like pattern, affecting between 5% and 15% of women, depending on definition. Hirsutism has a significant negative impact on psychosocial development and is usually a sign of an underlying endocrine abnormality-namely, androgen excess. The most common cause of androgen excess is the polycystic ovary syndrome (PCOS), with 21-hydroxylase-deficient nonclassic adrenal hyperplasia, the hyperandrogenic insulin-resistant acanthosis nigricans syndrome, androgen-secreting tumors, and androgenic drug intake occurring less frequently. However, although 70-80% of patients with androgen excess demonstrate hirsutism, this sign may be less prevalent among women of Asian extraction. Conversely, not all hirsute patients have evidence of detectable androgen excess, as 5-15% of these women have "idiopathic hirsutism," with normal ovulatory function and androgen levels. There is a strong familial predilection for hirsutism, primarily because the underlying endocrine disorders (eg, PCOS) and the factors regulating the development of hair growth (eg, androgen receptor activity, 5alpha-reductase activity) have a strong genetic component. The diagnostic evaluation of the potentially hirsute patient first involves confirming the presence of hirsutism and then excluding associated or etiological abnormalities and disorders (eg, ovulatory dysfunction, adrenal hyperplasia, diabetes, thyroid hormone abnormalities). Treatment should be undertaken using combination therapy, to possibly include 1) hormonal suppression (oral contraceptives, long-acting gonadotropin-releasing hormone analogues, and insulin sensitizers), 2) peripheral androgen blockade (spironolactone, flutamide, cyproterone acetate, or finasteride), and 3) mechanical/cosmetic amelioration and destruction of the unwanted hairs (electrology and, potentially, laser hair removal). The application of eflornithine hydrochloride 13.9% topical cream may also be useful to ameliorate unwanted facial hair growth. Overall, although hirsutism is a frequent and distressing abnormality often signaling an underlying endocrine disorder, a systematic approach to evaluation will uncover the etiology, and combination therapy will provide satisfactory treatment for most patients.
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Amino acids are essential for body protein synthesis. Moreover, they can be used to produce energy within the cells. For protein turnover, normal plasma amino acid concentration enhances proteolytic suppression by insulin; furthermore, hyperaminoacidemia can stimulate protein synthesis both in the presence of baseline insulin and in hyperinsulinemic subjects with type 1 diabetes. In humans, the availability of amino acids represents a factor more important than insulin in maintaining protein synthesis in skeletal muscle. Among amino acids, branched-chain amino acids exert an anabolic effect on heart protein metabolism, and their uptake by the myocardium is increased by increasing their circulating concentrations. An important aspect of branched-chain amino acid metabolism in the heart (mainly in the ischemic heart) is that branch-chain amino acid infusion can diminish myocardial lactate; in this way, the inhibition of anaerobic energy phosphate caused by accumulation of lactate can be overridden. Plasma amino acid availability plays an important role in promoting protein synthesis and in energy production, both in peripheral skeletal muscle and in the myocardium.
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Insulin resistance is a central feature of polycystic ovary syndrome (PCOS). Hyperinsulinaemia contributes to anovulation, hyperandrogenism, infertility and early pregnancy loss in women with PCOS. Chronic hyperinsulinaemia also predisposes women with PCOS to increased risks of diabetes and cardiovascular events. Current data indicate that metformin, either as monotherapy or in combination with clomiphene in clomiphene-resistant patients, is an effective treatment for anovulation in PCOS. Initial evidence also suggests that insulin sensitizers may have a role in preventing early pregnancy loss. Of the available insulin-sensitizing agents, metformin has been the agent most frequently studied in PCOS, and has the least undesirable pregnancy safety profile. Ameliorating the metabolic syndrome associated with insulin resistance in PCOS with metformin may also prevent long-term cardiovascular and diabetes complications, pending further evidence. Based on these data, metformin should be a first-line therapy for women with PCOS.
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Useful research and diagnostic criteria for PCOS arose from a conference in 1990, whereby PCOS could be defined by: (i) clinical and/or biochemical hyperandrogenism, (ii) chronic anovulation, and (iii) exclusion of related disorders. The presence of "polycystic ovaries" was not included in this definition, which created significant concern since many women with PCOS have polycystic ovaries on ultrasound, and conversely women with this ovarian morphology have a higher prevalence of androgen excess and insulin resistance. More recently, at an expert meeting in 2003 in Rotterdam, it was recommended that PCOS be defined when at least two of the following three features were present, after exclusion of other aetiologies: (i) oligo- or anovulation, (ii) clinical and/or biochemical hyperandrogenism, or (iii) polycystic ovaries. These newer criteria effectively create additional phenotypes of PCOS (e.g. women with hyperandrogenism and polycystic ovaries but normal ovulatory function, and women with ovulatory dysfunction and polycystic ovaries but no clinical or biochemical evidence of hyperandrogenism). It remains to be demonstrated whether these phenotypes actually represent patients with PCOS. Nonetheless, the trend towards the use of uniform diagnostic criteria in studies of PCOS will increase the comparability and potentially the value of published research.