Relationship between Androgen and Glucose Metabolism in Patients with Polycystic Ovary Syndrome

doi:10.12114/j.issn.1007-9572.2022.0633

Chinese General Practice ›› 2022, Vol. 25 ›› Issue (32): 4046-4051.DOI: 10.12114/j.issn.1007-9572.2022.0633

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Relationship between Androgen and Glucose Metabolism in Patients with Polycystic Ovary Syndrome

1. Department of Obstetrics and Gynecology, Zhongnan Hospital of Wuhan University, Wuhan 430071, China
2. Department of Obstetrics and Gynecology, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430022, China

Received:2022-05-20 Revised:2022-08-15 Published:2022-11-15 Online:2022-09-01
Contact: LIU Hengwei
About author:
WENG R W, LIU Y, ZHANG W, et al. Relationship between androgen and glucose metabolism in patients with polycystic ovary syndrome [J]. Chinese General Practice, 2022, 25 (32) : 4046-4051.

多囊卵巢综合征患者雄激素与糖代谢指标的关系研究

1．430071　湖北省武汉市，武汉大学中南医院妇产科
2．430022　湖北省武汉市，华中科技大学同济医学院附属协和医院妇产科

通讯作者: 刘恒炜
作者简介:
翁瑞文，刘义，张蔚，等.多囊卵巢综合征患者雄激素与糖代谢指标的关系研究[J].中国全科医学，2022，25（32）：4046-4051. [www.chinagp.net] 作者贡献：刘恒炜提出研究选题方向，负责文章的构思和设计，并进行可行性分析；翁瑞文进行临床资料的收集和资料录入，负责数据整理、撰写论文初稿及英文摘要部分的翻译；刘义、张蔚负责统计学指导以及语言文字润色；刘恒炜负责论文的质量控制和审校，对文章整体负责；所有作者确认了论文的最终稿。
基金资助:
国家自然科学基金青年基金项目--ALKBH5通过m6A修饰介导lncRNA UBOX5-AS1调控子宫内膜异位症自噬的机制研究(82001524); 湖北省自然科学基金一般面上项目--低氧微环境下circ-MDM2调控子宫内膜异位症自噬的机制研究(2020CFB310)

Abstract

Abstract:

Background

Hyperandrogenemia is one of the most important clinical features of polycystic ovary syndrome (PCOS) and is closely related to metabolic syndrome. The related researches evaluating the relationship between androgen and type 2 diabetes mellitus and insulin resistance were not enough, and their results were inconsistent, thus not forming an unified scientific conclusion.

Objective

To investigate the changes of androgen level in PCOS patients with different glucose tolerance, and the relationship between androgen and glucose metabolism.

Methods

This study selected 954 PCOS patients in Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology from March 2018 to December 2020, and collected data about androgen, 75 g glucose tolerance test and insulin release test. Body mass index (BMI), free androgen index (FAI) and homeostasis model insulin resistance index (HOMA-IR) were calculated. These patients were divided into normal glucose tolerance group (NGT), prediabetes group (IGT) and type 2 diabetes group (T2DM) according to the glucose tolerance status. PCOS patients were divided into Q1-Q4 subgroups based on the FAI quartile from low to high. PCOS patients were divided into normal (BMI<24.0 kg/m²), overweight (24.0 kg/m²≤BMI<28.0 kg/m²) and obesity subgroup (BMI≥28.0 kg/m²) according to BMI. This study compared the changes of androgen level, and the effects of androgen level on glucose metabolism in PCOS patients with different glucose tolerance, and analyzed the effect of androgen on insulin resistance.

Results

There were 490 patients in NGT group, 369 patients in IGT group and 95 patients in T2DM group. There were significant differences in BMI, FT, SHBG and FAI among these three groups (P< 0.01). Multiple linear regression analysis showed that T was a factor that affects Glu 30 min (β=0.068, P=0.037), Ins (β=0.098, P=0.002), HOMA-IR (β=0.086, P=0.008). SHBG and FAI were the factors that affect Glu 0 min, Glu 30 min, Glu 60 min, Glu 120 min, Glu 180 min, HbA_1c (β=-0.187, 0.277, P< 0.001), INS (β=-0.226, 0.371, P<0.001), HOMA-IR (β=-0.224, 0.377, P<0.001). The levels of Ins 0 min, Ins 30 min, Ins 60 min, Ins 120 min, Ins 180 min and HOMA-IR of subgroup Q1-Q3 were significantly lower than that of subgroup Q4 (P< 0.05). FT (β=0.119, P=0.031) and SHBG (β=-0.155, P=0.005) were the factors that affect HOMA-IRin patients with normal weight. SHBG (β=-0.199, P<0.001) and FAI (β=0.249, P<0.001) were the factors that affect HOMA-IR in overweight patients. T, A, FT, SHBG and FAI are the factors that affect HOMA-IR (β=0.154, 0.132, 0.291, -0.176, 0.390, P<0.05) in obese patients.

Conclusions

T, SHBG and FAI had the impact on abnormal glucose metabolism in PCOS patients, and FAI had a more significant effect. High FAI increased insulin secretion. For PCOS women with different weight, the impact of androgens on HOMA-IR were different. Clinicians should provide the personalized glucose-lowering and androgen-lowering strategy to reduce the rates of related complications based on these factors.

Key words: Polycystic ovary syndrome, Androgens, Free androgen index, Insulin resistance, Metabolism, Root cause analysis

摘要：

背景

高雄激素血症作为多囊卵巢综合征（PCOS）重要的临床特征之一，与代谢综合征密切相关。雄激素与2型糖尿病和胰岛素抵抗的相关研究尚不深入，研究结果不完全一致，尚未形成统一的科学结论。

目的

探讨不同糖耐量PCOS患者雄激素水平变化，及雄激素与糖代谢指标的关系。

方法

回顾性分析2018年3月至2020年12月在华中科技大学同济医学院附属协和医院就诊的954例PCOS患者雄激素、75 g口服糖耐量试验、胰岛素释放试验检测结果，计算体质指数（BMI）、游离雄激素指数（FAI）和稳态模型胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）。依据葡萄糖耐量状态将患者分为正常葡萄糖耐量组（NGT组）、糖尿病前期组（IGT组）和2型糖尿病组（T2DM组）。依据FAI四分位数由低到高将PCOS患者分为Q1~Q4亚组，依据BMI将PCOS患者分为正常体质量（BMI<24.0 kg/m²）、超重（24.0 kg/m²≤BMI<28.0 kg/m²）和肥胖（BMI≥28.0 kg/m²）。比较不同葡萄糖耐量状态下的PCOS患者雄激素变化及雄激素对糖代谢指标的影响；分析雄激素对胰岛素抵抗的影响。

结果

NGT组490例，IGT组369例，T2DM组95例，三组患者BMI、游离睾酮（FT）、性激素结合球蛋白（SHBG）和游离雄激素指数（FAI）比较，差异均有统计学意义（P<0.01）。多元线性回归分析结果显示，总睾酮（T）是口服75 g葡萄糖后0.5 h血糖（Glu 30 min）（β=0.068，P=0.037）、胰岛素（β=0.098，P=0.002）、HOMA-IR（β=0.086，P=0.008）的影响因素，SHBG、FAI是口服75 g葡萄糖前后血糖（Glu 0 min、Glu 30 min、Glu 60 min、Glu 120 min、Glu 180 min）、糖化血红蛋白（HbA_1c）（β=-0.187、0.277，P<0.001）、胰岛素（β=-0.226、0.371，P<0.001）、HOMA-IR（β=-0.224、0.377，P<0.001）的影响因素。与Q4亚组相比，Q1~Q3亚组的Ins 0 min、Ins 30 min、Ins 60 min、Ins 120 min、Ins 180 min、HOMA-IR较低（P<0.05）。正常体质量者的FT（β=0.119，P=0.031）和SHBG（β=-0.155，P=0.005）是HOMA-IR的影响因素，超重者SHBG（β=-0.199，P<0.001）和FAI（β=0.249，P<0.001）是HOMA-IR的影响因素，肥胖者的T（β=0.154，P=0.012）、雄烯二酮（A）（β=0.132，P=0.031）、FT（β=0.291，P<0.001）、SHBG（β=-0.176，P=0.004）、FAI（β=0.390，P<0.001）均会不同程度地影响HOMA-IR。

结论

PCOS患者糖代谢异常的影响因素包括T、SHBG、FAI，其中FAI对多项糖代谢指标的影响更为显著。FAI过高也会增加胰岛素分泌，对于不同体质量的PCOS患者，影响HOMA-IR水平的雄激素不尽相同。临床应根据这些因素为PCOS患者提供个性化降糖、降雄激素方案，减少相关并发症的发生。

关键词: 多囊卵巢综合征, 雄激素类, 游离雄激素指数, 胰岛素抵抗, 代谢, 影响因素分析

WENG Ruiwen,LIU Yi,ZHANG Wei, et al. Relationship between Androgen and Glucose Metabolism in Patients with Polycystic Ovary Syndrome[J]. Chinese General Practice, 2022, 25(32): 4046-4051. DOI: 10.12114/j.issn.1007-9572.2022.0633.
翁瑞文,刘义,张蔚等. 多囊卵巢综合征患者雄激素与糖代谢指标的关系研究[J]. 中国全科医学, 2022, 25(32): 4046-4051. DOI: 10.12114/j.issn.1007-9572.2022.0633.

Figures/Tables 6

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指标	PCOS
年龄（岁）	27（24，29）
BMI（kg/m²）	25.5（22.9，28.3）
T（nmol/L）	1.48（1.05，1.94）
DHEA（nmol/L）	24.49（15.79，36.36）
A（nmol/L）	8.95（6.77，11.08）
FT（pmol/L）	8.40（6.44，10.88）
SHBG（nmol/L）	36.36（24.20，63.25）
FAI	3.65（1.87，6.76）
HbA_1c（%）	3.91（2.56，6.08）
HOMA-IR	5.30（5.00，5.50）

指标	PCOS
年龄（岁）	27（24，29）
BMI（kg/m²）	25.5（22.9，28.3）
T（nmol/L）	1.48（1.05，1.94）
DHEA（nmol/L）	24.49（15.79，36.36）
A（nmol/L）	8.95（6.77，11.08）
FT（pmol/L）	8.40（6.44，10.88）
SHBG（nmol/L）	36.36（24.20，63.25）
FAI	3.65（1.87，6.76）
HbA_1c（%）	3.91（2.56，6.08）
HOMA-IR	5.30（5.00，5.50）

组别	例数	BMI（kg/m²）	T（nmol/L）	DHEA（nmol/L）
NGT组	490	24.04（21.90，26.70）	1.49（1.07，1.92）	24.47（15.37，35.74）
IGT组	369	26.69（24.29，29.27）^a	1.49（1.05，2.00）	24.70（15.97，36.94）
T2DM组	95	28.40（26.32，31.60）^ab	1.43（0.89，1.97）	23.60（15.41，35.29）
H值		139.29	0.93	0.37
P值		<0.001	0.627	0.832
组别	A（nmol/L）	FT（pmol/L）	SHBG（nmol/L）	FAI
NGT组	8.92（6.69，11.12）	7.96（6.22，10.19）	44.61（28.73，73.64）	2.99（1.67，5.39）
IGT组	9.08（6.93，11.05）	8.72（6.71，11.33）^a	32.02（21.66，54.36）^a	4.52（2.16，7.46）^a
T2DM组	8.67（6.80，11.24）	9.66（7.53，12.93）^a	23.11（15.66，31.51）^ab	6.48（2.63，9.18）^ab
H值	0.32	24.35	79.95	42.93
P值	0.854	<0.001	<0.001	<0.001

组别	例数	BMI（kg/m²）	T（nmol/L）	DHEA（nmol/L）
NGT组	490	24.04（21.90，26.70）	1.49（1.07，1.92）	24.47（15.37，35.74）
IGT组	369	26.69（24.29，29.27）^a	1.49（1.05，2.00）	24.70（15.97，36.94）
T2DM组	95	28.40（26.32，31.60）^ab	1.43（0.89，1.97）	23.60（15.41，35.29）
H值		139.29	0.93	0.37
P值		<0.001	0.627	0.832
组别	A（nmol/L）	FT（pmol/L）	SHBG（nmol/L）	FAI
NGT组	8.92（6.69，11.12）	7.96（6.22，10.19）	44.61（28.73，73.64）	2.99（1.67，5.39）
IGT组	9.08（6.93，11.05）	8.72（6.71，11.33）^a	32.02（21.66，54.36）^a	4.52（2.16，7.46）^a
T2DM组	8.67（6.80，11.24）	9.66（7.53，12.93）^a	23.11（15.66，31.51）^ab	6.48（2.63，9.18）^ab
H值	0.32	24.35	79.95	42.93
P值	0.854	<0.001	<0.001	<0.001

变量	Glu 0 min（mmol/L）			Glu 30 min（mmol/L）			Glu 60 min（mmol/L）			Glu 120 min（mmol/L）
变量	β	95%CI	P值	β	95%CI	P值	β	95%CI	P值	β	95%CI	P值
T	0.005	（-0.058，0.069）	0.866	0.068	（0.004，0.131）	0.037	0.042	（-0.022，0.105）	0.199	0.019	（-0.044，0.083）	0.549
DHEA	0.031	（-0.033，0.094）	0.346	0.054	（-0.009，0.118）	0.093	0.055	（-0.008，0.119）	0.088	0.025	（-0.039，0.088）	0.446
A	0.039	（-0.024，0.103）	0.225	0.010	（-0.053，0.074）	0.750	0.046	（-0.017，0.110）	0.155	0.018	（-0.045，0.082）	0.572
FT	0.055	（-0.008，0.119）	0.088	0.057	（-0.006，0.121）	0.078	0.051	（-0.012，0.115）	0.112	0.034	（-0.029，0.098）	0.290
SHBG	-0.160	（-0.223，-0.098）	<0.001	-0.154	（-0.217，-0.091）	<0.001	-0.200	（-0.262，-0.137）	<0.001	-0.188	（-0.251，-0.126）	<0.001
FAI	0.210	（0.148，0.273）	<0.001	0.268	（0.207，0.329）	<0.001	0.291	（0.230，0.352）	<0.001	0.275	（0.214，0.336）	<0.001
变量	Glu 180 min（mmol/L）			HbA_1c（%）			胰岛素			HOMA-IR
变量	β	95%CI	P值	β	95%CI	P值	β	95%CI	P值	β	95%CI	P值
T	0.018	（-0.045，0.082）	0.574	0.032	（-0.032，0.095）	0.330	0.098	（0.035，0.161）	0.002	0.086	（0.022，0.149）	0.008
DHEA	0.017	（-0.047，0.080）	0.610	-0.025	（-0.089，0.038）	0.435	-0.01	（-0.074，0.054）	0.760	0	（-0.064，0.063）	0.989
A	0.032	（-0.032，0.096）	0.323	0.013	（-0.051，0.076）	0.691	0.034	（-0.029，0.098）	0.288	0.032	（-0.032，0.095）	0.327
FT	-0.003	（-0.067，0.060）	0.924	0.055	（-0.008，0.119）	0.089	0.057	（-0.007，0.120）	0.080	0.060	（-0.004，0.123）	0.065
SHBG	-0.096	（-0.159，-0.033）	0.003	-0.187	（-0.249，-0.124）	<0.001	-0.226	（-0.288，-0.164）	<0.001	-0.224	（-0.286，-0.162）	<0.001
FAI	0.157	（0.094，0.219）	<0.001	0.277	（0.216，0.338）	<0.001	0.371	（0.312，0.430）	<0.001	0.377	（0.318，0.436）	<0.001

Relationship between Androgen and Glucose Metabolism in Patients with Polycystic Ovary Syndrome

多囊卵巢综合征患者雄激素与糖代谢指标的关系研究

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组别	例数	Ins 0 min（μU/ml）	Ins 30 min（μU/ml）	Ins 60 min（μU/ml）	Ins 120 min（μU/ml）	Ins 180 min（μU/ml）	HOMA-IR
Q1亚组	238	12.88 （8.58，19.16）	101.68（69.56，148.93）	117.67（80.72，174.64）	92.88（54.91，147.94）	32.02（16.56，69.35）	5.10 （4.90，5.40）
Q2亚组	238	13.73（9.41，20.39）	102.32（66.72，160.21）	123.90（79.04，191.30）	93.33（56.93，147.53）	33.41（19.76，59.73）	5.20（5.00，5.50）
Q3亚组	239	17.26（12.17，24.45）^ab	120.03（82.83，173.51）^ab	142.54（98.96，205.53）^ab	116.93（73.27，175.46）^ab	44.54（22.15，74.27）	5.20（5.00，5.50）^ab
Q4亚组	239	23.24（15.38，32.15）^abc	129.84（87.41，192.94）^abc	173.27（120.76，255.63）^abc	158.19（105.66，248.72）^abc	61.68（34.36，105.03）^abc	5.40（5.10，5.70）^abc
H值		115.64	30.32	59.12	89.45	67.40	125.06
P值		<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001

指标	HOMA-IR		HOMA-IR'（调整BMI后）
指标	r_s值	P值	R值	P'值
T	0.069	0.034	0.095	0.003
DHEA	-0.013	0.697	0.014	0.676
A	0.057	0.078	0.070	0.031
FT	0.263	<0.001	0.036	0.267
SHBG	-0.438	<0.001	-0.138	<0.001
FAI	0.363	<0.001	0.288	<0.001

[1]	LIN Yanping, HUANG Jiachun, GUO Haiwei, ZHAO Rui, YANG Haolin, WAN Lei, ZHU Genfu, HUANG Hongxing. Study on the Distribution of TCM Syndrome Types and the Relationship between Muscle-bone-lipid in Patients with Primary Osteoporosis [J]. Chinese General Practice, 2026, 29(21): 3040-3045.
[2]	LI Jiawei, GAO Xinyi, GE Aoqi, LI Juanjuan, YUAN Beibei. Demand and Associated Factors for Integrated Medical Care and Preventive Services among Patients with Type 2 Diabetes [J]. Chinese General Practice, 2026, 29(21): 3028-3039.
[3]	HAN Congcong, QIU Xinyu, SHAN Chunfang, SONG Ning, CHEN Qingjie, MULADILI· Abudureheman, LI Xiaomei, YANG Yining, ZHAO Qian. Impact of Metabolic Obesity Phenotype on Long-term Prognosis after Percutaneous Coronary Intervention in Patients with Acute Coronary Syndrome [J]. Chinese General Practice, 2026, 29(21): 2950-2958.
[4]	LI Feng, HU Changhao, LUO Xu. Progress in the Study of Influencing Factors and Intervention Strategies of Mental Health in Elderly Patients with Multiple Chronic Conditions [J]. Chinese General Practice, 2026, 29(20): 2816-2828.
[5]	ZHANG Huifang, CHEN Cunchuan, FAN Boyang, SUN Wenning, WANG Yingjie, ZHANG Ao, ZHAO Yang, WANG Haipeng. Study on the Service Capability of Primary Care Doctors to Integrate Medical and Preventive Services and Its Influencing Factors in Shandong Province [J]. Chinese General Practice, 2026, 29(19): 2711-2716.
[6]	TANG Lijuan, QI Qi, ZHANG Fan, GAO Yifu, CAO Yajing, YUE Fujuan, GAO Jinchai, LIU Xiaoli. Characterisation of the Prevalence of Overweight/Obesity among Residents Aged 18-44 Years in Hebei Province in 2013 and 2020 [J]. Chinese General Practice, 2026, 29(19): 2695-2704.
[7]	LIU Fang, LIU Weinan, XIANG Yuanyue, LU Cheng, ZHU Binhai. Factors Influencing Work-related Flow among "3+2" Order-oriented Assistant General Practitioners in Jiangsu Province [J]. Chinese General Practice, 2026, 29(18): 2454-2460.
[8]	CHEN Yan, SHEN Dequan, SHENG Renlei, CHANG Yujie, YANG Jiaqi, DING Jie, SUN Zhifang, WANG Dahui. Influencing Factors and Importance Ranking of the Utilization of Primary-level Traditional Chinese Medicine Preventive and Health Care Services for the Elderly [J]. Chinese General Practice, 2026, 29(16): 2182-2189.
[9]	YU Shan, CHE Yajie, SUBIYINUER· Maimaiti, GUO Kaiyang, FENG Xingxing, YAN Ping. A Comparative Study on the Current Situation and Influencing Factors of Subjective Cognitive Decline among Urban and Rural Elderly People in Xinjiang [J]. Chinese General Practice, 2026, 29(16): 2227-2233.
[10]	CHEN Bihua, LIN Qiyi, LI Wuhua, SU Jin, TU Liping, SHI Lan, DING Xiaoqin, YI Chuntao. The Influencing Factors and Mechanisms of the Work Output Level of Family Doctor Teams from the Perspective of Team Effectiveness [J]. Chinese General Practice, 2026, 29(16): 2167-2173.
[11]	YU Chao, SONG Lihua, WANG Linyan, LU Yunping, WANG Linyang, CUI Wei. The Functional Outcomes and Influencing Factors in Patients with First-episode Major Depressive Disorder after 7 Years [J]. Chinese General Practice, 2026, 29(16): 2221-2226.
[12]	LUO Yutong, LI Jing. The HPV Vaccine Coverage and Its Influencing Factors among the Eligible Population in China Based on a Geographically Weighted Regression Model [J]. Chinese General Practice, 2026, 29(16): 2234-2243.
[13]	FU Mingyuan, YU Xiaoyi, GE Caiying, KONG Min. Impaired Awareness of Hypoglycemia: Prevalence and Determinants among Community-based Patients with Type 2 Diabetes Mellitus [J]. Chinese General Practice, 2026, 29(16): 2252-2258.
[14]	QIU Xinyu, ZHAO Qian, CHEN Yufei, JIAMULE· Maimaitiyiming, HAN Congcong, AIKEDAN· Aierken, LI Xiaomei, YANG Yining. Weight Status and Metabolic Characteristics on the Longitudinal Trajectory of Systolic Blood Pressure: a Cohort Study [J]. Chinese General Practice, 2026, 29(15): 2006-2013.
[15]	QIU Yanli, GAO Yongyin, BIAN Xueyan, WANG Xue, LI Yue. The Predictive Value of Estimated Pulse Wave Velocity for All-cause and Cardiovascular-related Mortality in Cancer Patients [J]. Chinese General Practice, 2026, 29(14): 1890-1897.

变量	正常体质量			超重			肥胖
变量	β	95%CI	P值	β	95%CI	P值	β	95%CI	P值
T	-0.034	（-0.143，0.075）	0.540	0.077	（-0.027，0.180）	0.147	0.154	（0.035，0.274）	0.012
DHEA	-0.037	（-0.146，0.072）	0.501	0.021	（-0.083，0.125）	0.688	0.024	（-0.097，0.145）	0.698
A	0.033	（-0.076，0.142）	0.548	0.054	（-0.050，0.157）	0.312	0.132	（0.012，0.252）	0.031
FT	0.119	（0.011，0.227）	0.031	0.009	（-0.095，0.113）	0.860	0.291	（0.175，0.407）	<0.001
SHBG	-0.155	（-0.262，-0.048）	0.005	-0.199	（-0.301，-0.097）	<0.001	-0.176	（-0.295，-0.057）	0.004
FAI	0.083	（-0.025，0.192）	0.131	0.249	（0.148，0.350）	<0.001	0.390	（0.278，0.501）	<0.001

变量	正常体质量			超重			肥胖
变量	β	95%CI	P值	β	95%CI	P值	β	95%CI	P值
T	-0.034	（-0.143，0.075）	0.540	0.077	（-0.027，0.180）	0.147	0.154	（0.035，0.274）	0.012
DHEA	-0.037	（-0.146，0.072）	0.501	0.021	（-0.083，0.125）	0.688	0.024	（-0.097，0.145）	0.698
A	0.033	（-0.076，0.142）	0.548	0.054	（-0.050，0.157）	0.312	0.132	（0.012，0.252）	0.031
FT	0.119	（0.011，0.227）	0.031	0.009	（-0.095，0.113）	0.860	0.291	（0.175，0.407）	<0.001
SHBG	-0.155	（-0.262，-0.048）	0.005	-0.199	（-0.301，-0.097）	<0.001	-0.176	（-0.295，-0.057）	0.004
FAI	0.083	（-0.025，0.192）	0.131	0.249	（0.148，0.350）	<0.001	0.390	（0.278，0.501）	<0.001