Assessment of Biomedical Effects of Obesity Correlated to Female Infertility

Abstract

Abstract Background: The prevalence of obesity is increasing and have become an epidemic worldwide. The obesity have detrimental influences on several human body functions, including the reproductive health, especially infertility. There is strong relationship between obesity, polycystic ovary syndrome (PCOS), thyroid & fertility hormones imbalance, lipid metabolism disturbance and infertility. This relationship needs more exploration. Well-established relationship is found between polycystic ovary syndrome, obesity and infertility. Objectives: The aim of the study to find the association between obesity and infertility though the assessment of thyroid and fertility hormones imbalance and lipid metabolic disturbance, comparing infertile obese and polycystic ovary syndrome women to apparent healthy fertile women. Methodology: A cross-section study, conducted in Elessawi Poly-Clinic Center- Makkah Mukrrumah – KSA. In the period from September 2016 to January 2020. Four hundred blood samples collected, form women who diagnosed as infertile, normal weight (200), obese (100) and women with PCOS (100), they included as study group. In addition, one hundred blood samples from apparent healthy fertile women as control. Their age range from 19 to 30 years. Enzyme Linked Immune Sorbent Assay (ELISA) used for assessment of LH, FSH, testosterone, PRL, TSH and fT4 hormones. Various antigen-antibody combinations were used, always including an enzyme-labeled antigen or antibody, and the enzyme activity was measured calorimetric. In addition, The Serum samples were assayed with automated clinical chemistry analyzer. They assayed the lipid profile (cholesterol, triglyceride, HDL), and LDL was calculated. The study groups classified to normal weight women or obese by calculation of the BMI, values <24kg/m2was normal, and >30kg/m2 was obese. The PCOS was diagnosed according to clinical data and finding of multiple cysts in the ovary by ultrasonography. The data constructed in descriptive and analytic ways, using percent, Qui square and T tests to calculate the P value, analyzed by the statistical package of social science version 20. The P value is considered significant when it is <0.05. Results: The prevalence of subclinical hypothyroidism in normal weight, obese and PCOS infertile were 20%, 60% and 64% respectively. In addition to, the clinical hypothyroidism were 6%, 20% and 22% for normal weight, obese and PCOS, respectively. There were significant differences when compared the mean + 2SD of TSH and FT4 levels for infertile normal weight, obese and PCOS to fertile control group, (p<0.000). Also when compared PCOS to obese infertile a significant difference in TSH reported, high in PCOS (p<0.000). The prevalence of hyper-LH and FSH were 25% for each, and hyperprolactinemia was 53% in infertile normal weight. The prevalence of hyperprolactinemia and hyperandrogenemia in obese were 100%, and 47% respectively. In addition, the prevalence in PCOS of FSH, LH, hyperprolactinemia and hyperandrogenemia were 4%, 17%, 100% and 43% respectively. There were statically significant differences of serum levels mean + 2SD of FSH, LH, prolactin and testosterone, in normal weight, obese and PCOS compared to control (p<0.000). The prevalence of hypercholesterolemia and trigylceridemia in obese were 46% and 12% respectively. While the prevalence in PCOS was 100 % for hypercholesterolemia and 13 % for trigylceridemia. The study revealed significant difference of serum levels mean ±2SD of cholesterol, triglyceride, LDL and HDL in infertile normal weight, obese and PCOS women, compared to fertile control (p<0.000). Conclusion: Obesity and PCOS are significantly associated with female infertility. This finding is documented by high prevalence and significant difference of thyroid hormone insufficiency and fertility hormones imbalance, compared to hormonal prolife of healthy fertile women. In addition, high prevalence and the difference of the abnormal serum lipid levels in infertile obese and PCOS women compared to fertile healthy women. Therefore, obesity and PCOS are important cause of infertility.

الخلاصة مقدمة: أن معدل حدوث السمنة في ازدياد مستمر على المستوي العالمي. تؤثر السمنة على صحة وظائف عدة في جسم الانسان، من ضمنها الصحة الإنجابية، خاصة الخصوبة عند النساء. توجد علاقة قوية بين السمنة ومتلازمة المبيض متعدد الكيسات والعقم. ويحدث ذلك عبر اعتلال في هرمونات الغدة الدرقية وهرمونات الخصوبة مع خلل في تمثيل دهون الدم. الاهداف: تهدف الدراسة الي ايجاد أثر السمنة ومتلازمة تكيس المبيض علي الخصوبة عند النساء وذلك عن طريق رصد التغيرات الهرمونية للغدة الدرقية وهرمونات الخصوبة واعتلالات استقلاب الدهون، عن طريق مقارنة النساء المصابات بالعقم والسمنة ونساء مصابات بالعقم ومتلازمة المبيض متعدد الكيسات مع نساء طبيعي الوزن مصابات بالعقم وأيضا مقارنة بنساء طبيعي الوزن والخصوبة. المنهجية: هذه دراسة مقارنة. أجريت في المملكة العربية السعودية-مكة المكرمة-مركز العيساوي الطبي. في الفترة من سبتمبر 2016 إلى فبراير 2020. اربعمائة عينة دم جمعت من نساء مصابات بالعقم، وزن طبيعي (200)، ومصابي بالسمنة والعقم (100) ومتلازمة المبيض عديد الكيسات مع العقم (100) وهذه مجموعة الدراسة. وأيضا (100) عينة دم من نساء طبيعيات من ناحية الوزن والخصوبة. كمجموعة تحكم، أعمارهم تتراوح من 19—30 سنة. استخدمن معيار (ELISA) في تحليل مستوي هرمونات FSH، LH، PRL، Testosterone وTSH، FT4. وأيضا الدهون قيست بواسطة المحلل الكيمائي الطبي. وتشمل (الكولسترول والدهون الثلاثية وHDL) وLDL اوجدت قيمتها حسابيا. مجموعة الدراسة صنفت إلي وزن طبيعي ومرضى مصابي بالسمنة عن طريق حساب كتلة الجسم الرقمية BMI. القيمة اقل من 24 كيلو/م2 تعتبر وزن طبيعي، وكتلة أكثر من 30 كيلو/متر2 تعتبر سمنة. تشخيص متلازمة المبيض متعدد الكيسات عن طريق المجودات الإكلينيكية ووجود كيسات متعددة في المبيض شخصت بالموجات فوق الصوتية. النتائج رصدت في صورة وصفية (نسبة مئوية) وأجريت عليها معادلات إحصائية لإيجاد الاحتمالات (قيمة P). استخدم في التحليل برنامج احصائي (SPSS) موديل 20.اعتبرت قيمةP اقل من 0.05 ذات دلالة إحصائية ايجابيه. النتائج: وجد من نتائج الدراسة عند النساء طبيعي الوزن، ومصابات بالسمنة والمصابات بمتلازمة تكيس المبايض وجد مستوي هرمون (TSH) الغير طبيعي، مستوي عالي، على النحو التالي 20%، 60%و64% على التوالي، اما عن قصور مستوي (FT4) وجد بنسبة 60%، 20% و22% على التوالي. من نتائج الدراسة توجد اختلاف ذو أهمية إحصائية مقارنة بمتوسط (mean±25D) مجموعات الدراسة مع مجموعة التحكم (‎p≤ 0.001) وأيضا يوجد فرق اعلي لهرمون (TSH) ذو أهمية إحصائية عند مقارنة نساء المصابات بمرض تكيس المبايض مع النساء العقيمات المصابات بالسمنة (p≤ 0.001) بالنسبة لهرمونات الخصوبة يوجد مستوي عالي (LH) غير طبيعي عند 23% من النساء مصابات بالعقم وزنهم طبيعي. وأيضا (FSH) عند 25% من هؤلاء النساء لهم مستوي اعلي غير طبيعي. بالنسبة لزيادة هرمون (PRL) 53% من النساء العقيمات زات الوزن الطبيعي لهم مستوي غير طبيعي. اما في النساء البدينات 100%جميعهم لهم مستوي هرمون عالي غير طبيعي. وأيضا هرمون Testosterone 47% مستوي عالي. بالنسبة لنساء المصابات بمتلازمة تكيس المبايض. PRL 100%، Testosterone 63%، 4% FSHو LH43%. بمقارنة جميع مجموعات الدراسة في إطار LH، FSH، PRL Testosterone مع مجموعة التحكم وجد فرق ذو أهمية إحصائية (‎p≤ 0.001‎). ان متوسط معدل حدوث الكوليسترول الغير طبيعي وجد عن 100% عند النساء مصابات بالسمنة. والدهون الثلاثية في 12% من هؤلاء النساء. اما مستوي الكوليسترول الغير طبيعي وجد عن 100% من النساء المصابات بالمتلازمة تكيس المبايض. ومستوي الدهون الثلاثية عند 13% من المجموعة. ولقد وجد فرق ذو أهمية إحصائية عند مقارنة الكوليسترول، الدهون الثلاثية، LDL وHDL عند النساء المصابات بالسمنة ومتلازمة تكيس المبايض والعقيمات ذوات الوزن الطبيعي مقارنة مع مجموعة التحكم نساء صحيحات وغير مصابات بالعقم(‎p≤ 0.001‎). الخلاصة: المرضى المصابين بالسمنة و بمتلازمة تكيس المبايض في الدراسة لهم علاقة نات أهمية إحصائية مع الإصابة بالعقم. وتأكد هذا بوجود نسبة عالية من هؤلاء النساء لهم قصور في وظائف هرمونات الغدة الدرقية وعدم توازن غير طبيعي في مستوي هرمونات الخصوبة حسب المقارنة بمجموعة التحكم. وأيضا وجد ارتفاع دو أهمية إحصائية في مستوى دهون الدم بالمقارنة لمجمعة التحكم. وبالتالي السمنة ومرض تكيس المبايض من الأسباب الهامة لحدوث مرض عقم النساء عبر التغيرات الهرمونية ودهون الدم.