Alai

Abstract

Cette étude a cherché à déterminer si la phase folliculaire raccourcie chez les femmes âgées ovulatoires est secondaire à une folliculogenèse avancée (c’est-à-dire plus précoce) ou accélérée (c’est-à-dire plus rapide). Des femmes ovulatoires normales, âgées de 40 à 45 ans (n = 15) et de 20 à 25 ans (n = 13), ont subi quotidiennement une ponction veineuse et une échographie transvaginale tout au long de la phase folliculaire d’un cycle menstruel spontané (cycle témoin) et après une régulation hypophysaire négative avec un agoniste de la GnRH (cycle d’étude). Comme prévu, les sujets plus âgés des cycles de contrôle ont montré une FSH d 3 élevée et une phase folliculaire raccourcie par rapport aux sujets plus jeunes. Après la levée de la suppression de l’axe hypothalamo-hypophyso-ovarien, le pic de FSH en début de phase folliculaire est survenu plus tôt (6,8 vs 9,8 j ; P < 0,01) et était d’une plus grande ampleur (12,1 vs 6,5 mIU/ml ; P < 0,01) chez les sujets plus âgés. Le temps écoulé entre la levée de la suppression et la montée subséquente de LH était également plus court (17,5 vs 20,8 jours ; P < 0,01) dans le groupe plus âgé. Cependant, le délai entre le pic de FSH et la montée de LH était similaire dans les groupes plus âgés et plus jeunes (10,7 vs. 11,0 j ; P = 0,74). Par rapport aux femmes plus jeunes, les sujets plus âgés présentaient des niveaux normaux d’œstradiol et d’inhibine A en phase folliculaire et des niveaux plus faibles d’inhibine B dans les cycles de contrôle et d’étude. Nous concluons que la phase folliculaire raccourcie observée chez les femmes ovulatoires plus âgées est due à une sélection plus précoce des follicules dominants, indépendamment des influences hormonales de la phase lutéale précédente.

Le vieillissement reproductif est un continuum qui commence de nombreuses années avant l’apparition d’un dysfonctionnement absolu. Une manifestation importante du processus de vieillissement est un déclin progressif de la fertilité féminine qui commence dans la dernière partie de la troisième décennie et devient exponentiel après 35 ans (1, 2). Cette baisse de la fertilité précède les signes manifestes de dysfonctionnement de l’axe hypothalamo-hypophyso-ovarien (HPO) tels que l’irrégularité menstruelle, la majorité des femmes continuant à avoir des cycles menstruels réguliers et ovulatoires jusque dans la quarantaine (3, 4). Dans les années précédant la transition ménopausique, l’ovulation régulière est maintenue, tandis que les cycles menstruels raccourcissent progressivement (4-6). Ce phénomène est dû à un raccourcissement de la phase folliculaire sans modification associée de la durée de la phase lutéale (5, 7). Une autre caractéristique de l’avancée de l’âge reproductif est l’augmentation de la FSH non accompagnée d’une augmentation de la LH (augmentation monotrope de la FSH) (6-9). Le début de la hausse monotrope de la FSH et l’ovulation précoce semblent être associés dans le temps à une accélération du taux d’atrésie des follicules qui conduit finalement à l’épuisement de la réserve folliculaire (10). Ainsi, l’augmentation monotrope de la FSH et le raccourcissement de la phase folliculaire servent d’indicateurs cliniques de l’avancement de l’âge reproductif et du déclin rapide de la fertilité (11).

Pendant le cycle menstruel normal, la FSH augmente à la fin de la phase lutéale ou au début de la phase folliculaire et atteint généralement un pic au début de la phase folliculaire (12, 13). Avec la sélection et le développement ultérieur du follicule dominant, la FSH tombe à un niveau relativement bas jusqu’à la poussée de gonadotrophines du milieu du cycle. Chez les femmes œcuméniques d’âge reproductif avancé, le follicule dominant est relativement sain, atteint une taille normale, produit des niveaux normaux ou élevés d’œstradiol (E2) et sécrète des niveaux normaux de progestérone après lutéinisation (7, 8, 14). Ces caractéristiques normales du follicule dominant âgé suggèrent que l’ovulation précoce chez les femmes âgées n’est pas due à un défaut intrinsèque du follicule, mais au milieu hormonal extrafolliculaire. Les changements endocrinologiques les plus régulièrement décrits dans les études sur le vieillissement reproductif sont une augmentation du niveau absolu de FSH (6-9), une augmentation plus précoce de la phase folliculaire précoce de FSH (7), et un déclin des niveaux d’inhibine B en phase folliculaire précoce (15-18).

L’étude actuelle a été menée pour déterminer si la phase folliculaire raccourcie chez les femmes âgées ovulatoires est secondaire à une folliculogenèse avancée (c’est-à-dire plus précoce) ou accélérée (c’est-à-dire plus rapide). Nous avons émis l’hypothèse que le développement plus précoce du follicule dominant chez les femmes âgées est secondaire à l’augmentation plus précoce de la FSH folliculaire par rapport aux contrôles plus jeunes, et que le taux absolu de croissance folliculaire serait similaire dans les deux âges. En d’autres termes, nous avons émis l’hypothèse que le développement folliculaire chez les femmes d’âge reproductif avancé est avancé plutôt qu’accéléré. Les effets hormonaux et intra-ovariens du cycle menstruel précédent peuvent potentiellement confondre les études sur le recrutement et la maturation des follicules dominants. Afin d’éliminer toute influence du cycle précédent, nous avons supprimé l’axe HPO de chaque sujet par une régulation négative standard des agonistes de la GnRH. Après que la suppression de l’axe HPO ait été documentée, nous avons comparé la récupération de la fonction hormonale, folliculaire et menstruelle chez les sujets ovulatoires plus âgés par rapport à un groupe de contrôle plus jeune.

Sujets et méthodes

Sujets expérimentaux

Dans le cadre d’une série d’études sur le vieillissement reproductif normal, nous avons recruté des femmes ovulatoires en bonne santé, âgées de 40-45 ans (n = 16) et de 20-25 ans (n = 15), pour y participer. Tous les sujets devaient avoir des cycles menstruels réguliers (intervalles entre les cycles de 21 à 35 jours), un indice de masse corporelle normal (18-24 kg/m2) et l’absence de troubles médicaux ou reproductifs (y compris tout antécédent d’infertilité). Ils devaient également présenter des taux sériques de PRL au milieu de la zone lutéale inférieurs à 20 ng/ml, de progestérone supérieurs à 10 nmol/litre et de testostérone inférieurs à 3 nmol/litre au cours d’un cycle précédant l’étude. Pendant toute la durée de l’étude, tous les sujets étaient soit abstinents sexuellement, soit utilisaient des méthodes de contraception non hormonales (par exemple, méthode de barrière ou dispositif intra-utérin). Un consentement écrit a été obtenu de chaque participant, et une compensation monétaire a été fournie à tous les volontaires. Le protocole a été examiné et approuvé par le comité d’examen des sujets humains de l’Université de Washington.

Matériel et méthodes

Protocole de l’étude.

Comme cycle témoin, tous les sujets ont subi une ponction veineuse quotidienne et une échographie transvaginale en série pour évaluer le développement des follicules dominants dans la phase folliculaire d’un cycle naturel spontané. Pour le cycle d’étude, l’acétate de nafaréline (400 μg, par voie intranasale, quotidiennement) a été initié 7 j après que les kits de LH urinaires aient détecté le pic de gonadotrophines de milieu de cycle dans le cycle précédent. Lorsque la suppression de l’axe HPO a été confirmée par un niveau d’E2 sérique inférieur à la limite de détection du test (73 pmol/litre), la nafaréline a été poursuivie pendant 5 jours supplémentaires pour assurer une régulation uniforme de l’axe HPO. À partir du jour suivant l’arrêt de la nafaréline, une ponction veineuse quotidienne a été effectuée pour l’analyse de l’E2. Une fois que la concentration sérique d’E2 a atteint ou dépassé 367 pmol/litre, des examens échographiques transvaginaux quotidiens ont été effectués jusqu’à ce qu’un effondrement des follicules dominants soit observé. Le cycle d’étude a été initié dans les 6 mois suivant le cycle de contrôle.

Tests.

Tous les échantillons de sérum d’un sujet particulier ont été analysés en double dans le même test afin de minimiser les effets de la variabilité intra-test. Les niveaux de FSH sérique ont été déterminés à l’aide d’un ELISA monoclonal à deux sites en phase solide (DELFIA, Wallac Inc., Gaithersburg, MD). Les coefficients de variation (CV) inter- et intra-essai étaient de 4,6 % et 2,3 %, respectivement. L’IRA pour l’E2 sérique a été réalisée à l’aide de réactifs fournis par ICN Biomedicals, Inc. (Costa Mesa, CA). Le CV inter- et intra-essai était de 18 % et 9 %, respectivement. Un ELISA sandwich en phase solide (Serotec, Oxford, UK) a été utilisé pour mesurer l’inhibine B, basé sur l’utilisation de plaques recouvertes d’un anticorps monoclonal spécifique de la sous-unité β de l’inhibine. L’inhibine B est détectée à l’aide d’un second anticorps monoclonal spécifique de la sous-unité α de l’inhibine, et la procédure de dosage, selon le fabricant, implique un prétraitement des échantillons avec les réactifs fournis dans les kits (dodécylsulfate de sodium et peroxyde). La sensibilité analytique (par exemple, le minimum pour la sous-unité βA de l’inhibine) a été déterminée avec un anticorps monoclonal marqué à la peroxydase de raifort spécifique de la sous-unité α utilisée pour la détection. L’étalon de dosage fourni par le fabricant a été étalonné à l’aide du premier étalon international de l’OMS pour l’inhibine (inhibine humaine recombinante ; lot 91/624), et les résultats sont rapportés en unités internationales par millilitre de ce matériau de référence. Le test a été contrôlé en double en utilisant des aliquotes d’échantillons contenant 2,00 ou 9,56 UI/ml, respectivement. Sur la base de ces contrôles de qualité, le CV entre les dosages était de 8,7 % et 3,3 %, respectivement, sur les 57 dosages utilisés pour obtenir les données rapportées ici.

Analyse statistique.

Pour les résultats avec une seule valeur de données de chaque individu (par exemple, la longueur de la phase folliculaire), les moyennes des deux cohortes ont été comparées en utilisant un test t bilatéral. Un α = 0,05 a été choisi pour indiquer une différence significative. Pour les résultats comportant plusieurs valeurs de données pour chaque individu (par exemple, les niveaux d’E2 en série), les moyennes des échantillons ont été comparées par ANOVA avec mesures répétées. Sur la base des résultats des études précédentes, nous nous attendions à ce que la variabilité du temps d’apparition de la poussée de LH soit d’environ 20 %. Par conséquent, en supposant un coefficient de variation de 20 %, nous avons estimé que nous aurions 80 % de chances de trouver une différence aussi faible que 20 % avec 15 sujets dans chaque groupe.

Résultats

Deux femmes plus jeunes et une plus âgée ont été exclues de l’étude en raison de l’échec de la suppression de l’axe HPO. Les caractéristiques de base du cycle de contrôle pour les sujets restants sont présentées dans le tableau 1. Comme prévu, les sujets plus âgés ont présenté une phase folliculaire raccourcie ainsi qu’une FSH élevée et une inhibine B diminuée au jour 3 du cycle de contrôle par rapport aux sujets plus jeunes. Dans les cycles de contrôle et d’étude, tous les sujets de chaque groupe d’âge ont développé un follicule dominant avec des preuves échographiques d’effondrement ultérieur du follicule après la poussée de LH du milieu du cycle, démontrant un développement du follicule dominant et une ovulation apparemment normaux dans les cycles naturels et après l’arrêt de la suppression de la GnRH. La durée du traitement par Synarel (Searle, Skokie, IL) nécessaire pour obtenir la suppression définie par le protocole de l’étude était un peu plus longue chez les jeunes témoins (intervalle, 9-20 j ; moyenne, 12,8 ± 0,8 j ; dose totale, 5,1 ± 0,3 mg) que chez les sujets plus âgés (intervalle, 9-13 j ; moyenne, 11.0 ± 0,3 j ; dose totale, 4,4 ± 0,1 mg ; P = 0,05 pour la durée et la dose).

La durée de la phase folliculaire

Pour les besoins de cette étude, nous avons divisé la phase folliculaire en deux intervalles : la phase folliculaire précoce (définie comme le temps écoulé entre l’apparition des règles ou l’arrêt de la suppression par agoniste de la GnRH et le pic de FSH de la phase folliculaire précoce) et la phase tardive (définie comme le temps écoulé entre le pic de FSH précoce et la poussée de gonadotrophines du milieu du cycle). Les intervalles de la phase folliculaire (totale, précoce et tardive) sont présentés dans la figure 1. Après la suppression de l’axe HPO, la cohorte plus âgée a atteint un pic de FSH folliculaire précoce plus tôt (6,8 ± 0,7 vs. 9,8 ± 0,6 j, respectivement ; P < 0,01), ce qui donne une phase folliculaire précoce plus courte. De plus, la cohorte plus âgée présentait un délai plus court entre le déclenchement de la suppression et la poussée de LH suivante (17,5 ± 0,9 vs. 20,8 ± 0,7 j, respectivement ; P < 0,01), pour une phase folliculaire totale globalement plus courte. Cependant, le temps écoulé entre le pic de FSH en phase folliculaire précoce et la poussée de LH en milieu de cycle (phase folliculaire tardive) était similaire dans les groupes plus âgés et plus jeunes (10,7 ± 0,7 vs 11,0 ± 0,8 jours, respectivement ; P = 0,74). Chez les sujets plus âgés et plus jeunes, le délai entre l’arrêt de la nafaréline et la montée subséquente de LH était plus long que la phase folliculaire du cycle témoin (plus âgé, 17,5 vs 12,9 j ; plus jeune, 20,8 vs 14,8 j).

FSH

Les profils de FSH entourant le pic de FSH en phase folliculaire précoce pour les cycles de contrôle et d’étude sont représentés sur la figure 2. Le pic de FSH en début de phase folliculaire était plus élevé chez les sujets plus âgés dans les cycles de contrôle (12,0 ± 1,4 vs. 6,8 ± 0,3 mIU/ml, respectivement ; P < 0,01) et d’étude (12,1 ± 1,9 vs. 6,5 ± 0,4 mIU/ml, respectivement ; P < 0,01). Aucune différence dans l’ampleur du pic de FSH n’a été observée entre les cycles de contrôle et d’étude dans chaque groupe d’âge (Fig. 2). Par conséquent, l’ampleur du pic de FSH semble être indépendante de l’influence de la phase lutéale précédente dans les deux groupes d’âge.

Sécrétion d’hormones ovariennes

Les produits de sécrétion prédominants du follicule dominant sont l’E2 et l’inhibine A. La figure 3 représente les concentrations d’E2 en phase folliculaire, normalisées par rapport au pic de LH, pour les deux groupes d’âge dans les cycles de contrôle et d’étude. Le schéma et la quantité d’E2 sécrétée par le follicule dominant sont similaires entre les cycles d’étude et de contrôle dans les deux groupes d’âge. Bien que la pente de l’augmentation de l’E2 et la taille du follicule dominant n’aient pas été différentes entre les groupes, le pic d’E2 au milieu du cycle était plus élevé chez les femmes plus âgées à la fois dans les cycles de contrôle (1175 ± 73 vs. 973 ± 76 pmol/litre, respectivement ; P = 0,05) et dans les cycles d’étude (1351 ± 91 vs. 1061 ± 94 pmol/litre, respectivement ; P < 0,05). Dans les deux cycles, les sujets plus âgés présentaient également des concentrations normales d’inhibine A dans la phase folliculaire, sans qu’aucune différence ne soit observée entre les cycles de contrôle et d’étude (Fig. 4). Les sujets plus âgés présentaient des concentrations d’inhibine A plus élevées en milieu de cycle, tant dans les cycles de contrôle (3,44 ± 0,45 contre 2,50 ± 0,25 UI/ml, respectivement ; P = 0,08) que dans les cycles d’étude (3,32 ± 0,37 contre 2,54 ± 0,26 UI/ml, respectivement ; P = 0,10), mais cette augmentation n’était pas statistiquement significative. Ainsi, le follicule dominant d’une femme ovulatoire plus âgée sécrète des concentrations normales ou élevées d’E2 et d’inhibine A. La sécrétion de ces hormones folliculaires n’est pas affectée par la suppression antérieure de l’axe HPO.

Contrairement à l’inhibine A, l’inhibine B, qui est produite principalement par les petits (<10 mm) follicules antraux (19, 20), était significativement plus faible au début de la phase folliculaire chez les femmes plus âgées à la fois dans les cycles de contrôle et dans les cycles d’étude (Fig. 5). Notez que tous les sujets n’avaient pas suffisamment d’aliquotes de sérum pour effectuer des dosages d’inhibine A et/ou B ; par conséquent, le nombre de sujets analysés est noté dans la légende de chaque figure.

Discussion

Des études antérieures ont démontré un raccourcissement progressif de la phase folliculaire avec l’avancée en âge malgré une taille de follicule dominant, une capacité sécrétoire et une ovulation apparemment normales (5, 7, 14). Les explications possibles incluent soit une sélection plus précoce (avancée), soit un développement plus rapide (accéléré) du follicule dominant. Dans les deux cas, les facteurs qui déterminent la durée de la phase folliculaire comprennent potentiellement des altérations de la physiologie de la phase lutéale (affectant les mécanismes de signalisation paracrine et/ou endocrine) ou des changements dans les interactions HPO de la phase folliculaire précoce. L’étude actuelle a été conçue pour éliminer les effets de la phase lutéale précédente en supprimant l’axe HPO à un degré similaire. De cette façon, la phase folliculaire a pu être examinée à partir d’un point de départ similaire.

Les études sur la phase folliculaire chez les femmes normales ont démontré que la FSH commence à augmenter à la fin de la phase lutéale, atteint un pic au début de la phase folliculaire, et diminue ensuite avec l’émergence d’un follicule dominant (21, 22). L’apparition échographique du follicule dominant est associée à une augmentation de l’E2 sérique, qui, à son tour, est corrélée à une baisse des niveaux de FSH (23). Nous nous sommes donc concentrés sur le pic de FSH en phase folliculaire précoce comme indicateur de la sélection du follicule dominant. Dans les cycles de contrôle et les cycles suivant la suppression de l’axe HPO, la phase folliculaire chez les femmes plus âgées est raccourcie d’environ 2 à 3 jours ; plus précisément, le pic de FSH de la phase folliculaire précoce se produit plus tôt. Les résultats de l’étude actuelle suggèrent que cette phase folliculaire raccourcie chez les femmes âgées est due à un recrutement avancé (c’est-à-dire une sélection plus précoce du follicule dominant) et non à une croissance accélérée (c’est-à-dire plus rapide) du follicule dominant. Si les femmes plus âgées avaient une croissance accélérée du follicule dominant, nous nous serions attendus à trouver une différence entre le temps entre le pic de FSH folliculaire précoce et la montée de LH entre les groupes.

Un mécanisme putatif pour la phase folliculaire raccourcie chez les femmes plus âgées est la montée de FSH plus précoce et plus élevée chez ces sujets par rapport aux sujets plus jeunes. Ce phénomène s’est produit en l’absence d’influence de la phase lutéale précédente, ce qui suggère que le début et l’ampleur de l’élévation de la FSH en phase folliculaire précoce peuvent être dus à des différences subtiles dans les hormones ovariennes de la phase folliculaire précoce associées au déclin de la réserve ovarienne. D’autre part, nous avons noté que la phase folliculaire était plus longue dans les deux groupes d’âge après la suppression de la nafaréline par rapport à celle du cycle témoin. Bien que cette constatation soit probablement due en partie au temps nécessaire à l’hypophyse pour récupérer la réactivité à la GnRH (24), elle soutient également le concept selon lequel le recrutement du follicule dominant est initié dans la phase lutéale du cycle menstruel précédent (25).

Une hormone candidate susceptible d’être responsable des différences observées dans la sécrétion de FSH en phase folliculaire précoce est l’inhibine B, une glycoprotéine hétérodimérique de 32-kDa sécrétée par les follicules ovariens qui inhibe sélectivement la sécrétion de FSH. Les niveaux d’inhibine B sont corrélés à la taille de la cohorte de follicules antraux précoces en développement (26). La diminution des taux d’inhibine B chez les femmes ovulatoires plus âgées peut résulter d’une atrésie folliculaire progressive et de la diminution connexe du nombre de follicules antraux (10, 27). Les femmes âgées présentant des élévations de FSH ont des taux d’inhibine B plus faibles en phase folliculaire précoce, ce qui reflète probablement la diminution du nombre de follicules ovariens (19, 20, 28). Ce schéma hormonal a persisté après la dérégulation hypophysaire, ce qui suggère que les faibles niveaux d’inhibine B chez les femmes âgées sont indépendants de la sécrétion d’inhibine ou de stéroïdes en phase lutéale.

La taille normale du follicule dominant et la sécrétion normale d’E2 et d’inhibine A en phase folliculaire indiquent qu’une fois recruté, le follicule dominant des femmes âgées est sain et répond à la stimulation par la FSH. Cependant, il semble que des niveaux plus élevés de FSH soient nécessaires pour recruter et maintenir une fonction normale du follicule dominant. Les niveaux plus élevés d’E2 en milieu de cycle rapportés chez les femmes ovulatoires plus âgées (14, 29) peuvent être dus à une sécrétion plus robuste du follicule dominant et/ou peuvent être le résultat de contributions des follicules secondaires. Nos études précédentes sur le contenu en stéroïdes du fluide folliculaire suggèrent que le follicule dominant est principalement responsable des niveaux d’E2 circulants plus élevés observés chez les femmes préménopausées plus âgées (14). Les résultats de l’étude actuelle soutiennent une relation entre l’augmentation monotrope de la FSH et le développement précoce et l’ovulation du follicule dominant. D’autres études sont nécessaires pour déterminer s’il existe également une relation entre l’augmentation de la FSH, les niveaux préovulatoires plus élevés d’E2, et/ou le taux accéléré d’atrésie des follicules observé vers la fin de la quatrième décennie.

En conclusion, cette étude fournit des preuves que le raccourcissement de la phase folliculaire observé chez les femmes âgées et ovulatoires est dû au raccourcissement de la partie précoce de la phase folliculaire. La phase folliculaire tardive reste inchangée en termes de longueur et de profil hormonal. Ceci suggère que la croissance du follicule dominant n’est pas accélérée, mais que sa sélection est avancée. Cette étude démontre également que la phase folliculaire raccourcie de la femme âgée et ovulatoire ne dépend pas des influences hormonales de la phase lutéale précédente.

Nous remercions Mme Gretchen Davis et Mme. Laurie Guidry pour leur aide dans le recrutement des sujets et la gestion du projet, M. Patrick Clarke pour son aide dans les illustrations, et Mme Dorothy McGuinness, M. Arlen Sarkissian, M. Joseph Moy et Mme Sheila Mallette pour leur assistance technique experte dans les essais.

Ce travail a été soutenu par la subvention RO1-AG-14579 du NIA et la subvention U54-HD29164 du NICHHD.

Abréviations :

• CV,

  Coefficient(s) de variation;

• E2,

  œstradiol ;

• HPO,

  hypothalamique-pituitaire-ovarienne.

.