ÖZET
Polikistik Over sendromu (PKOS) üreme çağındaki kadınlarda en sık karşılaşılan endokrin ve metabolik bozukluktur. Obezite, dislipidemi, bozulmuş glukoz toleransı ve tip 2 diyabet PKOS’li hastalarda sık görülen önemli klinik sorunlardır. Ayrıca PKOS uzun dönemde kalp damar hastalıkları ve endometriyum kanseri için anlamlı bir risk faktörüdür. Gelişiminde bir takım genetik ve çevresel faktörler bildirilmesine rağmen, altta yatan patofizyolojik mekanizma açık değildir. Jinekolojide aktif bir araştırma alanı bulan PKOS’de, tanı kriterleri üzerinde tam bir fikir birliği olmaması böylesine sık karşılaşın sistemik bir bozuklukla ilgili çelişkili yayınların basılmasına neden olmaktadır. Bu nedenle hastalığın gerçek patogenezinin hayvan modelleri ile ortaya konulması oldukça önemlidir. Bu derlemede amacımız, PKOS oluşturmak için kullanılan deneysel modelleri özetlemektir. Bahsedeceğimiz bu yöntemlerle deneysel olarak overlerde klasik polikistik over morfolojisi oluşturulabildiği ve PKOS’deki çoğu hormonal dengesizliğin izlendiği gözlemlenmiştir.
GİRİŞ
Polikistik Over sendromu (PKOS) üreme çağındaki kadınlarda yaklaşık %6-14 oranında görülen, sık karşılaşılan bir endokrinolojik/metabolik bozukluktur (1,2). İlk olarak 1935 yılında Stein ve Leventhal tarafından tanımlanmıştır (3). Amerikan Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından 1990 yılında yayınlanan kriterlere göre PKOS tanısı için hastalarda kronik oligo-ovülasyon veya anovülasyona ek olarak klinik veya biyokimyasal olarak gösterilmiş hiperandrojenizm bulguları olması gerekmektedir. Ancak PKOS tanı kriterleri 2003 yılında tekrar gözden geçirilmiş ve Rotterdam tanı kriterleri olarak yayınlanmıştır. Rotterdam’da tanımlanan 3 kriterden 2 veya fazlasını karşılamak PKOS tanısı için yeterli kabul edilmiştir. Bu üç kriter; oligo-anovülasyon, klinik veya biyokimyasal olarak gösterilmiş hiperandrojenizm ve ultrasonografik polikistik over görüntüsüdür (4). Ayrıca PKOS bir dışlama tanısıdır ve androjen yüksekliği, anovulasyona neden olabilecek diğer nedenlerin dışlanması gerekmektedir.
Adrenal hiperandrojenizm, lüteinize edici hormon (LH) hipersekresyonu, in vitro fertilizasyonda gonadotropik stimülasyona ovaryan endokrin artmış yanıt, endometrial hiperplazi ve endometriyal kanser PKOS hastalarında görülen reprodüktif ve endokrin bozukluklardır. Normal kadınlarda %10-15 arasında görülen erken gebelik kayıpları PKOS hastalarında %30-50 arasındadır (5). Bu yüksek gebelik kaybı oranları, insülin rezistansı, obezite, artmış androjenler, endometriyal disfonksiyon ve bozulmuş fibrinolizis ile ilişkilendirilmiştir. PKOS’de ayrıca gebelik sırasında gestasyonel diyabet, gebeliğe bağlı hipertansiyon ve düşük doğum ağırlıklı bebek doğurma riski de artmaktadır (6).
Obezite ve insülin rezistansı PKOS hastalarında yaygın görülmektedir. Obezite sıklıkla bel/kalça oranının arttığı santral obezite tipinde karşımıza çıkarken PKOS görülme sıklığı obezite ile orantılı olarak artmaktadır (7). Bu hastalarda artan vücut kitle indeksi insülin duyarlılığını düşürmekte ve insülin düzeylerini artırmaktadır. İnsülin direnci ve hiperinsülinemi PKOS’li hastaların yaklaşık %75-80’inde görülmektedir (8). Bozulmuş glukoz toleransı ve tip 2 Diabetes Mellitus da PKOS’de obeziteye eşlik eden metabolik bozukluklardır (9). Bozulmuş glukoz toleransına eşlik eden hiperlipidemi endotelyal disfonksiyona yol açmakta ve bu da aterosklerotik vasküler değişiklikler, miyokardiyal disfonksiyon ve uzun dönemde kardiyovasküler hastalıklarla ilişkilendirilmektedir (10). Bunlara ek olarak PKOS’de uyku apnesi, akne, depresyon ve anksiyete gibi ruh hali bozuklukları, azalmış yaşam kalitesi, yeme bozuklukları, kronik enflamasyon ve oksidatif stres de izlenmektedir (11-13).
PKOS gelişiminde rol alan patofizyolojik mekanizmalar tam olarak aydınlatılamamıştır. Ancak halen birçok insan ve hayvan çalışmaları bu kompleks hastalığın oluşum mekanizmasının çözülmesi için eş zamanlı olarak yürütülmektedir. Tam olarak insandaki PKOS’ye benzeyen bir hayvan modeli bulunmamakla birlikte farklı teknikler deneysel olarak hayvan modellerinde PKOS oluşturmak için denenmiştir.
Bu hayvan modellerinde ilk olarak dihidroepiandrosteron (DHEA) deneysel olarak PKOS modeli oluşturmak için kullanılmıştır (14,15). Ardından östradiol valerat enjeksiyonu (16), fetal androjen uygulaması (17,18) ve letrozol (19) denenmiştir. Bu yöntemlerle hayvan modellerinde overlerde klasik polikistik morfoloji ve PKOS’deki çoğu hormonal dengesizliğin izlendiği gözlenmiştir.
Bu derlemede amacımız, PKOS oluşturmak için kullanılan deneysel modelleri özetlemektir. Bu modeller;
a) Dihidroepiandrosteron Uygulaması
Deneysel olarak hayvanlarda PKOS modeli geliştirmek için ilk olarak 1960’lı yıllarda DHEA uygulaması denenmiştir. Roy ve ark. (14) tarafından yapılan çalışmada normal menstrüel siklusa sahip kobay farelerinde DHEA uygulamasının ardından overlerde kistik dejenerasyonlar ve anovülasyon izlenmiştir. Deneysel olarak uygulanan DHEA için subkütanöz yol tercih edilmiş olup doz aralığı 1,5 mg/kg - 6 mg/kg aralığındadır. Verilen farklı dozlardaki (sırasıyla: 1,5 mg/kg, 3 mg/kg, 4 mg/kg, 6 mg/kg) DHEA sonrası hepsinde tipik PKOS ovaryen görünümü elde edilmiştir. On ve yirmi gün DHEA uygulama süresi karşılaştırılmış ve histolojik değerlendirmedeki kistik ve dejeneratif folliküllerin paterni açısından eşit etkili olduğu izlenmiştir. DHEA uygulamasını takiben, folikül stimülan hormon (FSH) ve prolaktin seviyelerinin arttığı, LH seviyesinin azaldığı ve bu sonuçların 3 mg/kg ve 6 mg/kg doz uygulamaları sonrası benzer olduğu izlenmiştir. DHEA uygulama süresi farklı olan hayvan modellerinde de gonadotropin düzeyleri açısından benzer sonuçlar elde edilmiştir (sırasıyla: 3,7,11 ve 15 gün) (14). DHEA uygulamasını takiben görülen prolaktin konsantrasyonundaki artışın ise overlerde DHEA’nın östrojene dönüşümünün bir sonucu olabileceği düşünülmüştür (20). 1978 yılında Ward ve ark. (15) tarafından yapılan başka bir çalışmada 55 günlük matür ratlar deneye dahil edilmiştir. Non-siklik ratları elimine etmek için en az 2 menstrüel siklus döngüsü için alınan vajinal smearler, steroid uygulaması boyunca devam ettirilmiştir. İlk dizi deneylerde, rat gruplarına subkütanöz yolla 20 gün boyunca günlük (günün 10.00-12.00 saatleri arasında) 1,5, 3, 4,5 veya 6 mg/100 g DHEA bu dozların ovulasyon başarısızlığına ve overde kistik değişikliklere yol açıp açmayacağını belirlemek için uygulanmıştır. Doku hazırlığı için uterus ve overler çıkarılmış ve adventif dokudan temizlenmiştir ardından hematoksilen ve eozin ile boyanmıştır. Serum FSH, LH ve prolaktini, sıçan hormonu ile elde edilen materyaller kullanılarak çift antikor radioimmuünoassay tekniği ile belirlenmiştir. Bu çalışmada, tüm verilen DHEA doz seviyelerinde kistik folliküllerin oluşumu izlenmiştir ve 3 mg’lik DHEA dozu ile 15 günlük tedavi sürecindeki FSH, LH ve prolaktindeki tipik değişikliklerin (FSH ve prolaktin seviyelerindeki artış, LH seviyesindeki azalma) 6 mg’lik dozlarla bildirilenlere benzer olduğu izlenmiştir (15). DHEA uygulamasının kobaylarda insandaki PKOS özellikleri olan anovulasyon, polikistik yumurtalıklar ve hiperandrojenizme neden olduğu izlenmiştir. Ancak, kalınlaşmış bir teka hücre tabakası ile karakterize edilen insan PKOS kistik foliküllerinin aksine, DHEA ile tedavi edilen yumurtalıklarda kistler, ince bir tabaka halinde teka hücrelerini sergilemiştir (21).
b) Östradiol Valerat Uygulaması
Prepubertal kobay farelerine östradiol valerat uygulanmasının, sempatik ovaryen sinirlerin aktivasyonu ve nörepinefrinin ovaryen ekspresyonunun artması yoluyla over siklusunu bozduğu gösterilmiştir (16,17,22). Rosa ve ark. (22) tarafından yapılan 43 kobayın dahil edildiği çalışmada 0,2 mL mısır yağı içerisinde 2 mg östradiol valerat kobay farelerin çalışma grubuna yaşamlarının 14. gününde kas içi enjekte edilmiştir. Östradiol valerat kaynaklı tirozin hidroksilaz (nörepinefrin biyosentezindeki hız kısıtlayıcı enzim) ekspresyonundaki artışın ve kobaylar puberteye girmeden önce overlerden nöradrenalin salınımının gerçekleşmesi için yeterli zaman sağladığından 14. gün uygulama için seçilmiştir. Bu yapılan çalışmada, prepubertal uygulanan estradiol valeratın, overde anovulatuvar duruma ve/veya kistik morfolojik değişikliklere yol açıp açmadığı gözlemlenerek östradiol valeratın etkisi araştırılmıştır. Östradiol valeratın indüklediği tirozin kinaz sekresyonuna bağlı artan nöradrenalinin ovulatuvar disfonksiyona yol açtığı ve over siklusunu bozduğu izlenmiştir. Overlerdeki sempatik denervasyon sonrası, PKOS gelişiminin önlenmesinde ovaryen nörepinefrin düzeylerinin azalmasının etkisi değerlendirmiştir. Yapılan çalışmada sıçanlarda östradiol valeratın prepubertal olarak varlığının erken puberte başlangıcına, sempatik ovaryen sinir aktivasyonuna, artmış nöradrenalin sentezine ve kistik ovaryen morfolojiyle birlikte anovulatuvar duruma yol açtığı sonucuna varılmıştır. Östradiol valerat uygulamasına ragmen, sempatik sinirin denervasyonuna bağlı nöradrenalin salınımının inhibisyonuyla overlerde tipik PKOS oluşumunun önlendiği izlenmiştir. Östradiol valerat uygulamasının dolaşımdaki LH, FSH ve Δ4 andrestenedion seviyelerini bastırdığı, ovaryen nörepinefrin ve östradiol (E2) konsantrasyonlarını ise artırdığı izlenmiştir. Kistik ovaryen değişikliklerden artmış intraovaryen noradrenalinin sorumlu olduğu gösterilmiştir (22).
c) Fetal Androjen Uygulaması
Erken embriyonik evre gelişimin kritik bir aşamasıdır. Bu aşamadaki herhangi bir kimyasal uyaran veya hasar devam etmekte olan gelişim sürecini etkileyebilir ve yaşam boyu devam edecek etkide bulunabilir. Bu erken embriyonik evrede androjen konsantrasyonundaki bir dengesizlik polikistik over gelişimi ile ilişkilidir. Hayvan modellerinde, 21 hidroksilaz eksikliği ve konjenital adrenal virilizan tümörler gibi fetal androjen fazlalığı ile birlikte seyreden durumlarda, kadınlarda artmış PKOS prevelansı izlenmiştir (23-25).
Widdowson ve McCance (26) aşırı androjenin hipotalamohipofizer-gonadal aks üzerindeki etkisiyle üreme fonksiyonlarını bozduğu sonuca varmıştır. Gebe hayvanlara uygulanan artmış androjen uygulamasının, klasik PKOS morfolojisi ve klinik semptomlarına yol açtığı izlenmiştir (27). Abbott ve ark. (17) tarafından yapılan bir çalışmada erkek maymunlarda doğal olarak görülen seviyedeki androjen seviyelerine in utero maruz kalan dişi rhesus maymunlarının, PKOS’ye özgü klinik belirtilere sahip oldukları gösterilmiştir. Wu ve ark.’da (28) sıçanlarda in utero androjen maruziyetiyle kistik ovaryen oluşumlar arasındaki ilişkiyi doğrulayacak veri elde etmişlerdir. Bu çalışmaya dahil edilen her iki sıçan grubuna 3 mg testosteron (T) ve 3 mg dihidrotestosteron (DHT) gestasyonun 16-19. günlerinde her gün subkütanöz yol kullanılarak verilmiştir. Yapılan histolojik incelemede testosterone ve DHT’ye maruz kalan çalışma grubunda artmış sayıda preantral follikül izlenmiştir. Gonadotropinlerin biyokimyasal analizinde artmış T ve DHT seviyeleri görülmüştür. Bu görülen hiperandrojenik durum PKOS hastalarıyla benzerdir. Deney grubunda, PKOS hastalarındaki hormonal dengesizliğe benzer şekilde artmış LH seviyeleri izlenmiştir. Androjenlerin anti-östrojenik etkisine bağlı, E2 seviyelerinin azalmış ve E2’nin hipotalamik reseptörler üzerindeki negatif geri bildirimi kesintiye uğramıştır. Bu da artan LH konsantrasyonlarıyla sonuçlanmıştır. Gonadotropin stimülasyonuna ve androjenlerin salınmasına bağlı, PKOS’deki klinik prezentasyona benzer şekilde menstrüel disfonksiyon (oligomenorrhoea ve/veya amenore) gözlenmiştir. Araştırmacılar, PKOS’nin karmaşık bir hastalık olduğu ve fazla androjenin PKOS patogenezinin mekanizmasıyla ilişkili olduğu sonucuna varmışlardır (28).
d) Letrozol Uygulaması
Deneysel PKOS modeli oluşturmak için bir aromataz inhibitörü olan letrozol de kullanılmıştır (19). Yetişkin sıçanlarda en az 21 ardışık gün letrozol uygulaması sonrası, çok sayıda büyük follikül kisti içeren overler ve korpus luteum yokluğuna veya sayıca azlığına eşlik eden asiklisite, düzensiz menstrüel siklus ve anovülasyon izlenmiştir (19,29,30). Mannerås ve ark. (31) PKOS’nin hem yumurtalık hem de metabolik özelliklerini değerlendirmek için hayvan modelinde çalışmışlardır. Yapılan çalışmada, sıçanlara androjen reseptörlerini aktive etmek için ergenlikten önce başlayarak 90 gün süresince devamlı olarak DHT veya aromatoz inhibitörü olan letrozol uygulanmıştır. Çalışmada over morfolojisi, histolojisi, vücut ağırlığı, vücut yağı, mezenterik yağlar ve insulin direnci de değerlendirilmiştir. Letrozol uygulanan tüm ratların anovulatuvar olduğu ve insanda görülen PKOS’dekine çok benzer yapısal değişikliklere sahip polikistik overler geliştirdiği gözlenmiştir. DHT uygulanan ratlarda ise düzensiz siklusla birlikte atretik folliküllerden oluşan polikistik overler gözlenmiştir. Her iki grupta da kistik follikül sayısının arttığı ve kistlerin PKOS hastalarındaki oryantasyonuna benzer şekilde overlerin periferinde yerleştiği izlenmiştir. Beklenildiği üzere her iki grupta da Testesteron seviyelerinin arttığı, E2 seviyelerinin değişmediği, progesteron seviyelerinin ise azaldığı izlenmiştir. Letrozol grubundan farklı olarak, DHT uygulanan grupta, artmış vücut ağırlığı, vücut yağı ve insulin direnci, yüksek leptin seviyeleri, genişlemiş mezenterik adipositler gibi metabolik özellikler izlenmiştir. Çalışmada, letrozol modelinin PKOS’nin yumurtalık özelliklerine yönelik çalışmaları için uygun olduğu ve DHT modelinin ise hem yumurtalık hem de metabolik özelliklerinin araştırılması için uygun olduğu sonucuna varılmıştır (31).
e) Mifepriston (anti-progestin RU-486)
RU486, progesteron ve glukokortikoid reseptörlerine yüksek afinite gösteren sentetik bir steroiddir. Progesteron reseptörlerine agonistik aktivite göstermeden yüksek antagonistik aktiviteye sahiptir (32). RU486 uygulaması, ratlarda progesteron aktivitesini ortadan kaldırır ve insandaki PKOS’ye benzer endokrin ve ovaryen morfolojik özellikler ortaya çıkarır. RU486’nın 4-9 gün süresince yetişkin dişi ratlara uygulanmasıyla, polistik overler ve anovülasyon izlenmiştir. Overlerde atretik follikül sayısında artış ve granüloza hücre tabakasında incelme izlenmiştir (33-36). İnsandaki PKOS’ye benzer şekilde serum LH, T ve E2 seviyelerinde artış izlenmiştir (35-37). Farklı modellerde değişken FSH seviyeleri izlenmiştir. RU486 uygulamasının vücut ağırlığını veya insülin duyarlılığını değiştirmediği izlenmiştir (38). Sonuç olarak, ratlara subkütanöz yol kullanılarak implante edilen RU486’nın, siklus bozuklukları, anovülasyon, folliküler kist ve yüksek androjen ve LH seviyelerine yol açtığı düşünülmektedir.
f) Fiziksel Etkenler
Harici olarak uygulanan deneysel girişimlerin de PKOS fenotipine benzer üreme özelliklerini uyardığı bildirilmiştir. Kronik soğuk uygulamasının overlerde sempatik sinirlerin aktivasyonu yoluyla morfolojik değişikliklere yol açtığı gösterilmiştir. Soğuk stres uygulamasının hipotalamo-hipofiz-adrenal akstaki lokus coeruleus tarafından düzenleyici bir mekanizma aracılığıyla gerçekleştiği düşünülmektedir (39). Buna ek olarak, sürekli ışığa maruz kalmanın da sirkadiyen sistemi etkileyerek, menstrüel siklüste değişikliklere yol açtığı ve kistik folliküller oluşturduğu izlenmiştir (40). PKOS oluşturmak için kullanılan deneysel modeller ve hormonlar arasındaki ilişki Tablo 1’de özetlenmiştir.
SONUÇ
PKOS fizyopatolojisinin altında yatan mekanizmaları anlamada deneysel modeller önemlidir. Prenatal ve postnatal dönemdeki hormonal dengesizlikler PKOS’yi tetikleyebilir. İntraovaryen sempatik sinir stimülasyonu, mikroçevreyi değiştirebilir ve follikülogenezi bozabilir. Yağlanma fonksiyonel bir yumurtalık işlevinin disfonksiyonel, kistik olana dönüşmesinde rol oynayan bir kofaktör olabilir. PKOS ile ilgili birçok deneysel çalışmaya rağmen, kesin mekanizma henüz açıklığa kavuşturulmamış olsa da deneysel modeller yeni tedavileri değerlendirmek için yararlı olabilir. Çok yönlü bir hastalık olduğu ve çeşitli sistemleri etkilediği için, daha fazla hayvan ve insan çalışmaları yapılmalıdır.