Abstract

Obesity predisposes people to numerous morbidities and less well-known reproductive problems. In women, obesity increases the risk of infertility and polycystic ovary syndrome (PCOS). In men, obesity impairs reproductive health and is associated with testosterone (T) deficiency. Since the above-mentioned problems affect a significant proportion of the population, this study focuses on the association between early risk factors and reproductive problems, providing a great opportunity to identify the sensitive time periods for preventive actions.

The aim of this study was to assess the impact of prenatal factors, birth weight (BW), and BMI, from birth until middle age, on sex hormone levels and reproductive function in both women and men. The study populations (women and men with impaired reproductive function, women with PCOS and men with low T at age 31) were derived from the Northern Finland Birth Cohort 1966 with additional data from the Finnish Medical Birth Register. Multiple confounding factors, such as socioeconomic and lifestyle factors, marital status, attempts to have children, and adult obesity, could be considered.

The results revealed that in girls, obesity in mid-childhood and especially in puberty — and in boys, low BMI in early childhood — predicted impaired reproductive function, as well as an increased risk of childlessness regardless of confounding factors. In boys, overweight and obesity in early childhood was associated with a decreased risk of infertility, but BMI from mid-childhood onwards did not affect their subsequent reproductive function. Both women with PCOS and men with low T at age 31 already had higher weight gain from childhood onwards; their weight gain began earlier, and their BMIs remained higher until age 46. In boys, maternal obesity was associated significantly with later T deficiency, suggesting that metabolic factors during pregnancy affect boys’ endocrine function later in life. Lower BW and prematurity in girls were associated with PCOS later in life.

Given the well-known health risks related to obesity and the steadily rising prevalence of maternal obesity, the study results emphasize the importance of preventing obesity, maintaining an optimal growth during childhood, and preventing maternal obesity, as all these factors affect reproductive health later in life.

Tiivistelmä

Lihavuus aiheuttaa monien sairauksien lisäksi myös merkittäviä lisääntymisterveyden ongelmia ja lisää riskiä lapsettomuudelle. Lihavuus lisää naisilla munasarjojen monirakkulaoireyhtymän (PCOS) ja miehillä mieshormonivajeen riskiä. Nämä ongelmat koskettavat merkittävää osaa väestöstä. Tämä tutkimus antaa mahdollisuuden tunnistaa varhaisten riskitekijöiden yhteyksiä lisääntymisterveyden ongelmiin ja siten löytää keinoja oikea-aikaisiin ennaltaehkäiseviin toimiin.

Tässä tutkimuksessa arvioitiin raskauden aikaisten tekijöiden, syntymäpainon ja painoindeksin (BMI) kehityksen vaikutusta hormonaalisiin muuttujiin ja lisääntymisterveyteen sekä naisilla että miehillä keski-ikään saakka. Tutkimuspopulaatiot (lapsettomuudesta kärsivät naiset ja miehet, PCOS-naiset sekä miehet, joilla todettiin mieshormonivaje 31-vuotiaana) koostuivat Pohjois-Suomen syntymäkohortista 1966, johon yhdistettiin Terveyden ja hyvinvoinninlaitoksen syntymärekisterin tietoja. Tutkimusaineisto mahdollisti useiden sekoittavien tekijöiden, kuten sosioekonomisen aseman, elintapojen, siviilisäädyn, lapsitoiveen ja aikuisiän lihavuuden, huomioimisen analyyseissa.

Tutkimuksessa havaittiin, että keskilapsuuden ja murrosiän lihavuus tytöillä ja varhaislapsuuden matala BMI pojilla olivat yhteydessä lapsettomuusongelmiin ja riskiin jäädä myöhemmin lapsettomaksi siviilisäädystä riippumatta. Toisaalta poikien ylipaino ja lihavuus varhaislapsuudessa, mutta ei enää sen jälkeen, vähensivät lapsettomuusongelmien riskiä. Sekä PCOS-naisilla että 31-vuotiaana mieshormonivajeesta kärsivillä miehillä todettiin suurempi painon kertyminen jo varhaislapsuudessa, ja BMI pysyi korkeampana kuin kontrolleilla aina keski-ikään saakka. Pojilla äidin lihavuus liittyi merkittävästi itsenäisenä riskitekijänä myöhempään mieshormonivajeeseen viitaten siihen, että raskauden aikaiset aineenvaihdunnalliset tekijät vaikuttavat merkittävästi myöhempään hormonaalisen toimintaan. Tytöillä matalampi syntymäpaino ja ennenaikaisuus lisäsivät riskiä PCOS:lle.

Tämän tutkimuksen tulokset korostavat synnyttäjien ylipainon ja lapsuusiän lihavuuden ehkäisemisen sekä optimaalisen kasvun tukemisen tärkeyttä, varsinkin kun otetaan huomioon lihavuuteen liittyvät muut terveysriskit ja synnyttäjien ylipainon jatkuva lisääntyminen, koska nämä kaikki vaikuttavat myöhempään lisääntymisterveyteen.

Osajulkaisut / Original papers

Osajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon. / Original papers are not included in the electronic version of the dissertation.

1. Koivuaho, E., Laru, J., Ojaniemi, M., Puukka, K., Kettunen, J., Tapanainen, J. S., Franks, S., Järvelin, M.-R., Morin-Papunen, L., Sebert, S., & Piltonen, T. T. (2019). Age at adiposity rebound in childhood is associated with PCOS diagnosis and obesity in adulthood—longitudinal analysis of BMI data from birth to age 46 in cases of PCOS. International Journal of Obesity, 43(7), 1370–1379. https://doi.org/10.1038/s41366-019-0318-z

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version

2. Laru, J., Nedelec, R., Koivuaho, E., Ojaniemi, M., Järvelin, M.-R., Tapanainen, J. S., Franks, S., Tolvanen, M., Piltonen, T. T., Sebert, S., & Morin-Papunen, L. (2021). BMI in childhood and adolescence is associated with impaired reproductive function—a population-based cohort study from birth to age 50 years. Human Reproduction, 36(11), 2948–2961. https://doi.org/10.1093/humrep/deab164

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version

3. Laru, J., Ojaniemi, M., Franks, S., Järvelin, M.-R., Korhonen, E., Piltonen, T. T., Sebert, S., Tapanainen, J. S., & Morin-Papunen, L. (2022). An optimal growth pattern during pregnancy and early childhood associates with better fertility in men. European Journal of Endocrinology, 187(6), 847–858. https://doi.org/10.1530/EJE-22-0385

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version

4. Laru, J., Pinola, P., Ojaniemi, M., Korhonen, E., Laikari, L., Franks, S., Tapanainen, J. S., Niinimäki, M., & Morin-Papunen, L. (2023). Low testosterone at age 31 associates with maternal obesity and higher BMI from adiposity rebound in childhood until middle age—a birth cohort study. Manuscript submitted for publication.