Strokovni prispevek/Professional article STARANJE JAJČNIKOV IN ZDRAVLJENJE NEPLODNOSTI OVARIAN AGING AND INFERTILITY TREATMENT Helena Meden-Vrtovec, Irma Virant-Klun, Sašo Drobnič Ginekološka klinika, Klinični center, Šlajmerjeva 3, 1525 Ljubljana Prispelo 2003-05-14, sprejeto 2003-06-19; ZDRAV VESTN 2003; 72: Supl. II: 93-6 Ključne besede: staranje jajčnikov; menstruacijski ciklus; in-hibin; FSH; postopki oploditve z biomedicinsko pomočjo Izvleček - Izhodišča. Zaradi spremenjenih socialnoekonomskih razmer se starost žensk ob prvi nosečnosti veča. Vse številnejše so ženske, ki iščejo pomoč zaradi neplodnosti v poznih tridesetih letih. Degenerativne spremembe v jajčniku se pričnejo že po 35. letu starosti, po 38. letu pa se pojavljajo še znamenja hormonskih sprememb (FSH, inhibin) in spremembe v menstruacijskem ciklusu. Zato se tudi plodnost bistveno zmanjša. Material in metode. Postopki oploditve z biomedicinsko pomočjo (OBMP) so pri starejših ženskah manj uspešni kot pri mlajših. Primerjali smo uspešnost postopkov OBMP pri ženskah, starejših in mlajših od 38 let, in sicer glede umetne ho-mologne osemenitve (IUI), zunajtelesne oploditve in prenosa zarodka (IVF-ET) in neposrednega vnosa semenčice v jajčno celico (ICSI). Rezultati. Pri ženskah, zdravljenih z IUI in starejših od 38 let, smo ugotovili le 3,7% nosečnosti na bolnico in 1,5% na ciklus, pri mlajših od 38 let pa 28% nosečnosti na bolnico in 9,9% na ciklus. S postopkom IVF-ET je bila stopnja nosečnosti pri starejših od 38 let 16% na bolnico in 14% na ciklus, pri mlajših pa 28% na bolnico in 25% na ciklus. V skupini starejših žensk smo registrirali spontane splave v 21%, pri mlajših pa v 13%. Zdravljenih z metodo ICSI je zanosilo 11% žensk, starejših od 38 let (9% na ciklus), pri mlajših pa je bila stopnja nosečnosti na bolnico 25% in na ciklus 22%. V starejši skupini je bilo 26% spontanih splavov, v mlajši 14%. Zaključki. Pred uvedbo postopkov OBMP morajo biti ženske, starejše kot 38 let, natančno obveščene o majhni stopnji uspešnosti zdravljenja in o visokem odstotku spontanih splavov. Uvod Staranje jajčnikov in starostne spremembe postajajo aktualna problematika današnjega časa, saj ugotavljamo, da se v razvitih deželah načrtujejo prve nosečnosti v kasni fazi rodnega obdobja. Progresivno zmanjševanje plodnosti z naraščajočo starostjo je oblikovalo novo skupino žensk, ki obiskujejo centre za zdravljenje neplodnosti. Zato je poznavanje fiziologije rodne- Key words: ovarian aging; menstrual cycle; inhibin; FSH; assisted reproduction techniques Abstract - Background. Due to changes in the socio-economic environment the first pregnancy is being more often postponed to advanced age; an increasing number of women seek medical help for infertility in their late thirties. Degenerative processes in the ovary start as early as after 35 years of age. When the woman is over 38, the signs of hormonal changes occur (FSH, inhibin), the menstrual cycle changes, and fertility is being increasingly reduced. Infertility treatment by assisted reproduction technology (ART) has proved less efficient in older than in younger women. Material and methods. In a retrospective analysis we evaluated the success rates achieved with homologous intrauterine insemination (IUI), in vitro fertilization andembryo-trans-fer (IVF-ET), intracytoplasmic sperm injection (ICSI), and compared them in regard to the women > 38years vs. < 38years. Results. After IUI the pregnancy rate in the women over 38 was 3.7% per patient (1.5% per cycle) and 28.0% (9.9%) in the women younger than 38 years. After IVF-ET the pregnancy rate in the over 38-year group was 16% per patient (14% per cycle), and 28% per patient (25% per cycle) in the less than 38-year group. After ICSI, the pregnancy rate in the group over 38 years was 11% per patient (9% per cycle), and 25% per patient (22% per cycle) in the less than 38-year group. In the analysed population, the spontaneous abortion rate was 26.0% in the group of women aged over 38 years, and 14.0% in the group of women aged less than 38 years. Conclusions. Before introduction of an ART procedure the woman with advanced age should be properly counselled and well informed about poor success of their infertility treatment and high spontaneous abortion rate. ga obdobja pogoj za primerno in pravilno svetovanje in informiranje o uspehih in izidih zdravljenja pri ženskah, starejših od 38 let (1). Hipotalamično-hipofizna-ovarijska os je prvi organski sistem, ki preneha z delovanjem v času, ko vsi ostali organski sistemi delujejo normalno. Dve hipotezi razlagata proces staranja re-produktivne dejavnosti pri ženski. Pri obeh velja, da mono-tropni porast v koncentraciji folikle stimulirajočega hormona (FSH) spodbudi propadanje foliklov v jajčniku. Nevroen- dokrina hipoteza postavlja v ospredje upočasnitev mehanizma izločanja gonadotropin sproščujočega hormona (GnRH) v zagonih, kar povzroči dvig koncentracije FSH. Ovarijska hipoteza razlaga porast FSH z zmanjšanjem izločanja inhibina in ovarijskih steroidov (2). Ženske se rodijo z določenim številom ovarijskih foliklov. Že intrauterino in takoj po rojstvu se začne propadanje primor-dialnih foliklov; to propadanje pa je pospešeno po 38. letu starosti. Do popolnega propada in degeneracije vseh foliklov v ovariju pa pride več let po menopavzi. Gledano z očmi klinika moramo upoštevati nekaj napove-dnih dejavnikov, ki opredeljujejo staranje jajčnika. To so predvsem: spremembe menstruacijskega ciklusa, endokrinih in biokemičnih parametrov ter plodnosti. Menstruacijski ciklus Kronološka starost se pri ženskah ne ujema vedno z biološko starostjo. Ženske, ki imajo navidezno normalne menstruacijske cikluse, imajo lahko različne ravni ovarijske rezerve. Prvo znamenje zmanjšane ovarijske rezerve je skrajšanje menstruacijskega ciklusa. Izbor foliklov, ki bodo zoreli v naslednjem ciklusu, se začne že v kasni lutealni fazi, ko rumeno telesce izloča vse manj progesterona, estradiola (E2) in inhibinov. Koncentracija FSH kaže obratni vzorec glede na koncentracijo E2, zato pride pet dni pred menstruacijo do hitrega porasta FSH (brez dviga koncentracije luteinizirajočega hormona - LH), ki doseže plato dva dni po začetku menstruacije. Zvečana koncentracija FSH spodbuja rast skupine ovarijskih foliklov (3). Razlago za skrajševanje menstruacijskega ciklusa predstavlja Batista s sodelavci (4), ki je ugotovil, da so koncentracije inhi-binov zmanjšane v času izbora foliklov pri ženskah, starejših od 40 let. Zmanjšana koncentracija inhibina je lahko posledica manjšega števila in slabe kakovosti jajčnih celic v foliklu starajočega se jajčnika. Zaradi zmanjšane koncentracije inhi-binov (čemur sledi čezmerno povečanje koncentracije FSH) nastane napaka v izboru foliklov, kar vodi v spremenjeno fazo dozorevanja in zorenja jajčnih celic, neprimeren čas za ovu-lacijo in nepopolno delovanje rumenega telesca. V prvi fazi teh sprememb je skrajšana lutealna faza zaradi nepopolnega delovanja rumenega telesca. Ta se lahko klinično izraža s pred-menstrualnimi krvavkastimi izcedki ali s skrajšanjem menstruacijskega ciklusa. V drugi, napredovani fazi pa so ovulacije redke ali jih ni, zato je dolžina menstruacijskega ciklusa odraz zorenja in propada nerazpočenega folikla, kar lahko znaša od 16 do 24 dni. Endokrini in biokemični kazalci Leta 1975 sta Sherman in Korenman (5) prvič objavila raziskavo o koncentraciji serumskih gonadotropinov in spolnih steroidov v zgodnjem in kasnem reproduktivnem obdobju pri ženski. Ugotovila sta izrazito selektivno povečanje v serumski koncentraciji FSH pri starejših ženskah z redno menstruacijo; hkrati sta našla pri teh tudi nižjo koncentracijo E2, medtem ko sta bili koncentraciji LH in progesterona enaki kot pri mlajših ženskah. Razlagala sta, da naj bi negativno povratno zvezo s FSH urejal hormon inhibin, katerega koncentracije naj bi bile manjše v letih pred menopavzo zaradi manjše zaloge ovarijskih foliklov. Danes vemo, da sta inhibin in E2, torej oba, pomembni gona-dni komponenti, ki uravnavata izločanje FSH. Vendar samo E2 ne zadošča za uravnavanje koncentracije FSH, kar se je izkazalo pri ženskah z gonadno odpovedjo. Pri teh dodajanje E2 do fiziološke koncentracije ni znižalo koncentracije FSH do normalne ravni (6). Podpora tej razlagi so tudi raziskave, ki so jih opravili pri ženskah z nerazjasnjeno neplodnostjo in zvečano koncentracijo FSH. Pri teh so našli normalne koncentra- cije E2 in zmanjšane koncentracije serumskih inhibinov (7). Zato pri starejših ženskah, ki imajo redne menstruacijske cikluse, variacije v koncentraciji E2 kažejo, da E2 ni zanesljiv kazalec števila foliklov (8, 9). Tudi koncentracija FSH v predme-nopavznem obdobju zelo variira. Več let pred menopavzo postopno narašča in občasno pada in bi bilo zato pri ženskah z redno menstruacijo izredno težko določiti koncentracijo, ki opredeljuje dokončno izčrpanje ovarijske rezerve (10, 11). Vloga in pomen inhibinov je postala bolj poznana šele zadnje desetletje. Inhibini so dimerični disulfidno vezani glikoprote-ini, zgrajeni iz a in P A ali P B podenote. Nastajajo v različnih tkivih: v možganih, kostnem mozgu, placenti, hipofizi, testisih in ovarijih. Njihova primarna vloga je inhibicija izločanja FSH. Inhibin B nastaja predvsem v majhnih foliklih, inhibin A pa je produkt dominantnega folikla in rumenega telesca. Koncentracija inhibina B v zgodnji foliklovi fazi ciklusa naj bi zrcalila ovarijsko rezervo. Ko se ženska približuje menopavzi, se serumske koncentracije inhibina B v foliklovi fazi ciklusa zmanj-šanjo, temu pa sledi porast FSH. V procesu staranja jajčnika se ravni inhibina B v foliklovi fazi znižajo prej kot koncentracije inhibina A (12). Plodnost Približno deset let že vemo, da določanje koncentracije FSH drugi, tretji ali četrti dan menstruacijskega ciklusa precej natančno napoveduje bodočo plodnost. Raven FSH > 14 IE/l kaže le na 5-odstotno možnost, da bo prišlo do zanositve; normalna koncentracija FSH ob zvečani koncentraciji E2 tretji dan ciklusa je prav tako slab napovedni znak. Ta paradoksni izvid kaže, da je koncentracija E2 tako visoka, da zavre FSH do takšne ravni, da onemogočajo spodbujanje rasti foliklov. Izguba plodnosti je prvo znamenje staranja jajčnika in poteka ponavadi hkrati z monotropnim porastom v koncentraciji FSH in s spremembami v menstruacijskem ciklusu. Ena od možnosti za testiranje ovarijske rezerve je klomifenski spodbujevalni test. Klomifen dajemo od 5. do 9. dneva ciklusa v dnevnem odmerku 100 mg. Koncentracijo FSH določimo 3. in 10. dan menstruacijskega ciklusa. Vrednosti < 10 IE/l FSH tretji in deseti dan so normalne in označujejo normalno ovarijsko rezervo. Koncentracija med 11 in 15 IE/l 10. dan so povezane z zmanjšano plodnostjo in večjim odstotkom spontanih splavov (13-15). Ce je koncentracija FSH > 15 IE/l tretji in deseti dan pri ženski z rednim menstruacijskim ciklusom, je možnost uspešne zanositve tudi pri uvedbi postopkov OBMP manjša kot 1%. Zdravljenje neplodnosti pri starejših ženskah Pri mnogih ženskah, ki odlagajo prvo nosečnost v kasno re-produktivno obdobje, je ena od možnosti zdravljenja neplodnosti tudi uvedba postopkov OBMP. Dolgotrajni diagnostični postopki in poskusi zdravljenja, če so neuspešni, še dodatno zmanjšujejo možnost uspešne nosečnosti, zlasti če je zdravljenje ekspektativno. Tudi v postopkih OBMP je očiten padec uspešnosti z naraščajočo starostjo ženske, hkrati pa ugotavljamo tudi pomemben porast spontanih splavov. Večja starost ženske je neposredno povezana tudi z večjim številom kromosomskih nepravilnosti, ki jih najdemo v 50% spontanih splavov v prvem trimesečju nosečnosti; večina teh so avtoso-mne trisomije (16). Umetna osemenitev (IUI) predstavlja vmesno stopnjo pred uvedbo bolj zapletenih postopkov, kot sta zunajtelesna oploditev (IVF) in intracitoplazemski vnos semenčic (ICSI). Tuji podatki kažejo, da je pri IUI velika razlika v uspešnosti pri ženskah, mlajših od 39 let (21% nosečnosti), kot pri starejših (14% nosečnosti s kar 73% spontanih splavov) (17, 18). Podobne rezultate kaže tudi primerjava dveh starostnih skupin žensk, pri katerih smo na Ginekološki kliniki v Ljubljani opravili IUI (razpr. 1). Razpr. 1. Stopnja nosečnosti pri intrauterini umetni insemi-naciji v razdobju od 1999 do 2000 glede na starost žensk. Table 1. Pregnancy rates with intrauterine insemination in the period from 1999 to 2000 according to the patient's age. Razpr. 2. Stopnja nosečnosti pri IVF-ETpostopku v razdobju od 1996do 2001 glede na starost žensk. Table 2. Pregnancy rates with IVF-ET procedure in the period from 1996 to 2001 according to the patient's age. Klinični podatki Clinical data < 38 Starost v letih Age in years > 38 Število bolnic Number of patients 260 27 Število ciklusov Number of cycles 757 67 Število ciklusov/bolnico Number of cycles/patient 2,91 2,48 Število nosečnosti Number of pregnancies 75 1 Stopnja nosečnosti/bolnico Pregnancy rate/patient 28,6% 3,7% Stopnja nosečnosti/ciklus Pregnancy rate/cycle 9,9% 1, 49% Podatki o spontanih splavih niso predstavljeni, ker nam niso bili dostopni. Ob upoštevanju starosti ženske pa je rezultat IUI močno odvisen tudi od predhodnih vnetij v mali medenici, ki bistveno zmanjšujejo možnost uspeha pri IUI. Boljše rezultate lahko pričakujemo pri nepojasnjeni neplodnosti in pri anovulacij-skem vzroku neplodnosti. Ena pomembnejših determinant izida IUI postopka je tudi kakovost semena. Huda okvara sper-matogeneze usmerja zdravljenje v primarno uvedbo postopkov ICSI. Na splošno velja, da je IUI uporabna in učinkovita terapevtska možnost za različne oblike neplodnosti. Ker pa je starost ženske dejavnik, ki bistveno vpliva na izid zdravljenja, je pomembno, da postopkov ne ponavljamo več kot 2- do 3-krat. Takoj po neuspešnem postopku IUI moramo ženski svetovati uvedbo postopka IVF. Tudi pri IVF-ET postopku so rezultati zdravljenja slabši pri starejših ženskah. Naši rezultati kažejo, da je kumulativna stopnja nosečnosti pri ženskah, starejših od 38 let, le 16% z 21% spontanih splavov (razpr. 2). Pri moških vzrokih neplodnosti je učinkovita metoda zdravljenja neplodnosti ICSI, vendar le pri mlajših ženskah; pri tistih, starejših od 38 let, rezultati zdravljenja niso spodbudni (razpr. 3). Očitno je, da gre pri starejših ženskah za značilno manjšo možnost uspešnega zdravljenja neplodnosti z metodami IVF-ET in ICSI. Ob tem, da gre pri starejših ženskah pogosto za slaboten odziv na ovarijsko stimulacijo in da je število prekinjenih ciklusov stimulacije veliko, pa ima pomembno vlogo tudi kakovost jajčnih celic. Kljub uporabi posebnih stimulacijskih protokolov in mikromanipulacije na območju zone pelucide se kakovost jajčnih celic ne more izboljšati. Zato je izjemno pomembno, da starejše ženske, ki začenjajo zdravljenje neplodnosti s postopki OBMP, pravilno in pravočasno obveščamo o slabih rezultatih in visokih stroških zdravljenja (19). Literatura 1. Meldrum DR. Female reproductive aging - ovarian and uterine factors. Fertil Steril 1993; 59: 1-5. 2. Soules MR, Battaglia DE, Klein NA. Inhibin and reproductive aging in women. Maturitas 1999; 30: 193-204. 3. Roseff SJ, Bangah ML, Kettel LM, Vale W, River J, Burger HG. Dynamic changes in circulating inhibin levels during the luteal-follicular transition of the human menstrual cycle. J Clin Endocrinol Metab 1989; 69: 1033-9. Klinični podatki Clinical data < 38 Starost v letih Age in years > 38 Število bolnic Number of patients 2,733 526 Število ciklusov Number of cycles 3,157 598 Število ciklusov/bolnico Number of cycles/patient 1,1 1,1 Število nosečnosti Number of pregnancies 882 98 Stopnja nosečnosti/bolnico Pregnancy rate/patient 28% 16% Stopnja nosečnosti/ciklus Pregnancy rate/cycle 25% 14% Kumulativno Cumulative 28% 16% Zunajmaternične nosečnosti Ectopic pregnancies 2% - Spontani splavi Miscarriages 13% 21% Razpr. 3. Stopnja nosečnosti pri ICSI postopku v razdobju od 1996 do 2001 glede na starost žensk. Table 3. Pregnancy rates with ICSI procedure in the period from 1996 to 2001 according to the patient's age. Klinični podatki Clinical data < 38 Starost v letih Age in years > 38 Število bolnic Number of patients 1878 280 Število ciklusov Number of cycles 2156 353 Število ciklusov/bolnico Number of cycles/patient 1,1 1,2 Število nosečnosti Number of pregnancies 466 33 Stopnja nosečnosti/bolnico Pregnancy rate/patient 25% 11% Stopnja nosečnosti/ciklus Pregnancy rate/cycle 22% 9% Kumulativno Cumulative 27% 9% Zunajmaternične nosečnosti Ectopic pregnancies 2% 6% Spontani splavi Miscarriages 14% 26% 4 Batista MC, Cartledge TP, Zellmer AW et al. Effects of aging on menstrual cycle hormones and endometrial maturation. Fertil Steril 1995; 64: 492-9. Sherman BM, Korenman SG. Hormonal characteristics of the human menstrual cycle throughout reproductive life. J Clin Invest 1975; 55: 699706. Chetkowski RJ, Meldrum DR, Steingold KA et al. Biological effects of transdermal estradiol. N Engl J Med 1986; 314: 1615-20. 7. Buckler HM, Ewans CA, Mamtora H, Burger JG, Anderson DC. Gonadotropin, steroid and inhibin levels in women with incipient ovarian failure during anovulatory and ovulatory rebound cycles. J Clin Endocrin Metab 1991; 72: 116-24. Burger HG. Diagnostic role of follicle-stimulating hormone (FSH) measurements during the menopausal transition - an analysis of FSH, oestradiol and inhibin. Eur J Endocrinol 1994; 130: 38-42. Petragila F, Zanin E, Faletti A et al. Inhibins: Paracrine and endocrine effects in female reproductive function. Curr Opin Obstet Gynecol 1999; 11: 241-7. 5 6 8 9 10. Metcalf MG, Donald RA. Fluctuating ovarian function in a perimenopausal woman. NJ Med J 1979; 89: 45-7. 11. Metcalf MG, Donald RA, Livesey JH. Pituitary ovarian function in normal women during the menopausal transition. Clin Endocrinol 1998; 14: 245-55. 12. Klein NA, Illingworth PJ, Groome NP et al. Decreased inhibin B secretion is associated with the monotropic FSH rise in older, ovulatory women: A study of serum and follicular fluid levels of dimeric inhibin A and B in spontaneous menstrual cycle. J Clin Endocrinol Metab 1996; 81: 2742-5. 13. Bukman A., Heineman MJ. Ovarian reserve testing and the use of prognostic models in patients with subfertility. Hum Reprod Update 2001; 7: 581-90. 14. Corson SL, Gutmann J, Batzer FR, Wallace H, KLein N, Soules MR. Inhibin B as a test of ovarian reserve for infertile women. Hum Reprod 1999; 14: 2818-21. 15. Levi AJ, Raynault MF, Bergh PA, Drews MR, Miller BT, Scott RT. Reproductive outcome in patients with diminished ovarian reserve. Fertil Steril 2001; 76: 666-9. 16. Goddijn M, Leschot NJ. Genetic aspects of miscarriage. Bailliers Best Pract Res Clin Obstet Gynecol 2000; 14: 855-65. 17. Frederick JL, Denker MS, Rojas A, Horta I, Stone SC, Asch RH, Balmaceda JP. Is there a role for ovarian stimulation and intrauterine insemination after age 40. Hum Reprod 1994; 9: 2284-6. 18. Duran HE, Morshedi M, Kruger T, Oehninger S. Intrauterine insemination: a systemic review on determinants of success. Hum Reprod Update 2002; 8: 373-84. 19. Suchartwatnachai C, Wongkularb A, Srisombut C, Choktanashiri W, Chin-somboon S, Rojanasakul A. Cost-effectivenes of IVF in women 38 years and older. Int J Gynecol Obstet 2000; 69: 143-8.