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Allgemeinmedizin, Gynäkologie

Kinderwunsch

Adipositas, hormonelle Störungen und Infertilität

Dr. rer. nat. Reinhard Merz

Viele Patienten sind bereits im fertilen Alter stark übergewichtig. Dann müssen bei Kinderwunsch viele Probleme gelöst werden, denn praktisch jeder Schritt von der Konzeption bis zur Entbindung ist mit erhöhten Risiken verbunden. Der Artikel zeigt eine Übersicht zu den hormonellen Auswirkungen der Adipositas.

Eine retrospektive Analyse von 290 000 Schwangerschaften konnte bereits vor 20 Jahren einen ­eindeutigen Zusammenhang zwischen maternaler Adipositas und schweren fetomaternalen Schwangerschaftskomplikationen herstellen. Das individuelle Risiko steigt dabei mit der jeweiligen Zunahme des maternalen Body-Mass-Index (BMI) an. Adipöse Frauen weisen eine signifikant reduzierte reproduktive Leistungsfähigkeit auf. Frauen mit einem BMI zwischen 25 und 30 kg/m2 haben eine um etwa 30 % reduzierte Schwangerschaftswahrscheinlichkeit im Vergleich zu Frauen mit einem BMI zwischen 20 und 25 kg/m2.
Adipositas ist eine der wesentlichen Risikofaktoren für die Entstehung des polyzystischen Ovarsyndroms (PCOS). Frauen mit einer Glucosetoleranzstörung und Insulinresistenz, die bei Adipositas gehäuft auftritt, haben häufiger ein PCOS. Anders herum haben Frauen mit PCOS häufiger eine Insulinresistenz bzw. eine gestörte Glucosetoleranz. Die Pathophysiologie der Fertilitätsreduktion beruht auf drei verschiedenen Effekten.

1. Dysregulation der Hypothalamus-Hypophysen-Ovar(HHO)-Achse

Die Gonadotropin-Releasing-Hormon(GnRH)-sezernierenden Neurone des Hypothalamus sind entscheidend für eine normale Fertilität. In der fertilen Phase wird GnRH sezerniert und bindet an den GnRH-Rezeptor der gonadotropen Zellen der Adenohypophyse, wo die Synthese und Sekretion von luteinisierendem Hormon (LH) und follikelstimulierendem Hormon (FSH) induziert wird. LH und FSH steuern ihrerseits die Hormonausschüttung und Oogenese in den Ovarien. Die dortige Ausschüttung von Estrogen, Progesteron und Testosteron hat wiederum eine Rückkopplung auf Hypothalamus und Hypophyse.
Adipositas geht mit Insulinresistenz und kompensatorischer Hyperinsulinämie einher. Durch die Bindung von Insulin an seinen Rezeptor kommt es in den follikulären Thekazellen zu einer Hochregulierung von LH-Rezeptoren, gesteigerter LH-Sensitivität zur verstärkten Androgenbiosynthese und -sekretion. Zudem hemmt Insulin in der Leber die Bildung von Sexualhormon-bindendem Globulin (SHBG). Die Folge ist ein erhöhter Spiegel an biologisch wirksamen Androgenen. Eine gleichzeitig resultierende ­Erhöhung der Estrogenproduktion als Folge einer Aromatisierung der vermehrt zirkulierenden Androgene im Fettgewebe führt schließlich zum Estrogenexzess, zur Hyperandrogenämie und damit zu einer zentralen Dysregulation der HHO-Achse.

2. Modulatorische Effekte von Adipokinen

Das Fettgewebe spielt eine bedeutende Rolle bei der Regulation der Energiehomöostase, und hier ist vor allem Leptin, ein von Adipozyten produziertes Proteohormon, zu nennen. Der Leptinspiegel korreliert positiv mit der Körperfettmasse und ist bei Adipositas erhöht. Neben seiner appetitregulierenden Wirkung scheint Leptin als wichtiges Bindeglied zwischen Körpergewicht und reproduktiver Funktion zu dienen. Im Hypothalamus stimuliert Leptin die pulsatile GnRH-Sekretion und fördert in der Hypophyse die Ausschüttung von Gonadotropinen. Im Zuge der Adipositas mit chronisch hohen Leptinspiegeln kommt es zu einer Down-Regulation der Leptinrezeptoren und zu einer eingeschränkten Sensitivität des GnRH-Pulsgenerators für endogenes Leptin. Leptin führt somit zu einer Disruption der zentralen Steuerung der HHO-Achse und wirkt sich auf zentraler und ovarieller Ebene potenziell nachteilig auf die Oozytenqualität, die endometriale Rezeptivität sowie die künstliche Befruchtung aus.

3. Chronische Inflammation

Adipositas wird von einer chronischen systemischen Entzündungsreaktion begleitet, die in erster Linie vom Fettgewebe selbst ausgeht. Vermutet wird, dass die dauerhafte Überladung der Adipozyten mit Metaboliten zu oxidativem Stress führt und letztlich zur Apoptose von Adipozyten. Als Folge wandern Immunzellen in das subkutane Fettgewebe ein. Die Anzahl der Entzündungszellen und somit das Ausmaß der Inflammation korreliert mit dem Grad der Adipositas. Durch den Übertritt der Entzündungsmediatoren aus dem Gewebe in das Gefässsystem kommt es schließlich zur systemischen Inflammation, die auch die Reproduktionsorgane betrifft.
Auch bei Männern reduzierte Fertilität
Bei Männern sind ebenfalls negative Einflüsse der Adipositas auf die Fertilität beschrieben. In einer Studie wurden die Spermiogramme adipöser Männer untersucht. Dabei war nicht nur die Zahl der Spermien vermindert, sie waren auch teilweise deformiert und die Studienautoren gehen von einer verringerten Zeugungsfähigkeit aus.
Zudem ist bei adipösen Männern der Testosteronspiegel im Blut deutlich geringer als bei normalgewichtigen Personen, was multiple Effekte hat. Einerseits ist die Spermienreifung betroffen, andererseits die Libido und damit die sexuellen Aktivitäten. Die Adipozyten sind in der Lage, Testosteron in Estrogen umzuwandeln, und ein Estrogenüberschuss führt wiederum zu einer verminderten Samenproduktion. Zudem führen Folgeerkrankungen wie das metabolische Syndrom oft zu erektilen Dysfunktionen.

Gewichtsreduktion als Lösung

In der Behandlung adipöser Frauen und Männer mit Kinderwunsch steht an erster Stelle die Gewichtsreduktion. Die vorliegenden Studien lassen den Rückschluss zu, dass ein Lebensstil mit vermehrter Bewegung und adäquater Ernährung präkonzeptionell positive Auswirkungen sowohl auf die Schwangerschaft als auch auf die Entbindung und die Zeit danach haben kann. Da sich mit Lebensstiländerungen langfristig nur selten eine Gewichtsreduktion ≥ 5 % erreichen lässt, sollten ggf. medikamentöse oder bariatrisch-chirurgische Ansätze in Erwägung gezogen werden.

Eine retrospektive Analyse von 290 000 Schwangerschaften konnte bereits vor 20 Jahren einen ­eindeutigen Zusammenhang zwischen maternaler Adipositas und schweren fetomaternalen Schwangerschaftskomplikationen herstellen. Das individuelle Risiko steigt dabei mit der jeweiligen Zunahme des maternalen Body-Mass-Index (BMI) an. Adipöse Frauen weisen eine signifikant reduzierte reproduktive Leistungsfähigkeit auf. Frauen mit einem BMI zwischen 25 und 30 kg/m2 haben eine um etwa 30 % reduzierte Schwangerschaftswahrscheinlichkeit im Vergleich zu Frauen mit einem BMI zwischen 20 und 25 kg/m2.
Adipositas ist eine der wesentlichen Risikofaktoren für die Entstehung des polyzystischen Ovarsyndroms (PCOS). Frauen mit einer Glucosetoleranzstörung und Insulinresistenz, die bei Adipositas gehäuft auftritt, haben häufiger ein PCOS. Anders herum haben Frauen mit PCOS häufiger eine Insulinresistenz bzw. eine gestörte Glucosetoleranz. Die Pathophysiologie der Fertilitätsreduktion beruht auf drei verschiedenen Effekten.

1. Dysregulation der Hypothalamus-Hypophysen-Ovar(HHO)-Achse

Die Gonadotropin-Releasing-Hormon(GnRH)-sezernierenden Neurone des Hypothalamus sind entscheidend für eine normale Fertilität. In der fertilen Phase wird GnRH sezerniert und bindet an den GnRH-Rezeptor der gonadotropen Zellen der Adenohypophyse, wo die Synthese und Sekretion von luteinisierendem Hormon (LH) und follikelstimulierendem Hormon (FSH) induziert wird. LH und FSH steuern ihrerseits die Hormonausschüttung und Oogenese in den Ovarien. Die dortige Ausschüttung von Estrogen, Progesteron und Testosteron hat wiederum eine Rückkopplung auf Hypothalamus und Hypophyse.
Adipositas geht mit Insulinresistenz und kompensatorischer Hyperinsulinämie einher. Durch die Bindung von Insulin an seinen Rezeptor kommt es in den follikulären Thekazellen zu einer Hochregulierung von LH-Rezeptoren, gesteigerter LH-Sensitivität zur verstärkten Androgenbiosynthese und -sekretion. Zudem hemmt Insulin in der Leber die Bildung von Sexualhormon-bindendem Globulin (SHBG). Die Folge ist ein erhöhter Spiegel an biologisch wirksamen Androgenen. Eine gleichzeitig resultierende ­Erhöhung der Estrogenproduktion als Folge einer Aromatisierung der vermehrt zirkulierenden Androgene im Fettgewebe führt schließlich zum Estrogenexzess, zur Hyperandrogenämie und damit zu einer zentralen Dysregulation der HHO-Achse.

2. Modulatorische Effekte von Adipokinen

Das Fettgewebe spielt eine bedeutende Rolle bei der Regulation der Energiehomöostase, und hier ist vor allem Leptin, ein von Adipozyten produziertes Proteohormon, zu nennen. Der Leptinspiegel korreliert positiv mit der Körperfettmasse und ist bei Adipositas erhöht. Neben seiner appetitregulierenden Wirkung scheint Leptin als wichtiges Bindeglied zwischen Körpergewicht und reproduktiver Funktion zu dienen. Im Hypothalamus stimuliert Leptin die pulsatile GnRH-Sekretion und fördert in der Hypophyse die Ausschüttung von Gonadotropinen. Im Zuge der Adipositas mit chronisch hohen Leptinspiegeln kommt es zu einer Down-Regulation der Leptinrezeptoren und zu einer eingeschränkten Sensitivität des GnRH-Pulsgenerators für endogenes Leptin. Leptin führt somit zu einer Disruption der zentralen Steuerung der HHO-Achse und wirkt sich auf zentraler und ovarieller Ebene potenziell nachteilig auf die Oozytenqualität, die endometriale Rezeptivität sowie die künstliche Befruchtung aus.

3. Chronische Inflammation

Adipositas wird von einer chronischen systemischen Entzündungsreaktion begleitet, die in erster Linie vom Fettgewebe selbst ausgeht. Vermutet wird, dass die dauerhafte Überladung der Adipozyten mit Metaboliten zu oxidativem Stress führt und letztlich zur Apoptose von Adipozyten. Als Folge wandern Immunzellen in das subkutane Fettgewebe ein. Die Anzahl der Entzündungszellen und somit das Ausmaß der Inflammation korreliert mit dem Grad der Adipositas. Durch den Übertritt der Entzündungsmediatoren aus dem Gewebe in das Gefässsystem kommt es schließlich zur systemischen Inflammation, die auch die Reproduktionsorgane betrifft.
Auch bei Männern reduzierte Fertilität
Bei Männern sind ebenfalls negative Einflüsse der Adipositas auf die Fertilität beschrieben. In einer Studie wurden die Spermiogramme adipöser Männer untersucht. Dabei war nicht nur die Zahl der Spermien vermindert, sie waren auch teilweise deformiert und die Studienautoren gehen von einer verringerten Zeugungsfähigkeit aus.
Zudem ist bei adipösen Männern der Testosteronspiegel im Blut deutlich geringer als bei normalgewichtigen Personen, was multiple Effekte hat. Einerseits ist die Spermienreifung betroffen, andererseits die Libido und damit die sexuellen Aktivitäten. Die Adipozyten sind in der Lage, Testosteron in Estrogen umzuwandeln, und ein Estrogenüberschuss führt wiederum zu einer verminderten Samenproduktion. Zudem führen Folgeerkrankungen wie das metabolische Syndrom oft zu erektilen Dysfunktionen.

Gewichtsreduktion als Lösung

In der Behandlung adipöser Frauen und Männer mit Kinderwunsch steht an erster Stelle die Gewichtsreduktion. Die vorliegenden Studien lassen den Rückschluss zu, dass ein Lebensstil mit vermehrter Bewegung und adäquater Ernährung präkonzeptionell positive Auswirkungen sowohl auf die Schwangerschaft als auch auf die Entbindung und die Zeit danach haben kann. Da sich mit Lebensstiländerungen langfristig nur selten eine Gewichtsreduktion ≥ 5 % erreichen lässt, sollten ggf. medikamentöse oder bariatrisch-chirurgische Ansätze in Erwägung gezogen werden.

Fazit: Adipositas ist – bei Frauen und bei Männern – einer der wesentlichen Risikofaktoren für unerfüllten Kinderwunsch. Modulatorische Effekte von Adipokinen beeinflussen den Hormonstoffwechsel, und chronische Entzündungen wirken sich auch auf die Reproduktionsorgane aus. In der Behandlung adipöser Frauen und Männer mit Kinderwunsch steht daher an erster Stelle die Gewichtsreduktion.

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