Abstract Anti-Müllerian hormone (AMH) was identified originally in connection with its role in male sexual differentiation. In females, AMH is secreted by ovarian granulosa cells of growing follicles and its serum levels correlate well with the remaining number of follicles, thus reflecting ovarian reserve. The aim of this study was to explore the expression and secretion of AMH in human ovarian development and in various disorders resulting in decreased reproductive function. In fetal ovaries, AMH expression was found to be initiated at midgestation and it increased gradually towards term. In serum samples from infant girls, transient postnatal activation of the pituitary-ovarian axis was found and it occurred later in premature infants, reflected in lower serum AMH levels and lower numbers of growing follicles. This immaturity resulted in insufficient feedback from ovary to pituitary and may explain the higher levels of follicle-stimulating hormone (FSH) in these girls. Ovarian follicle reserve is typically diminished in women with primary ovarian insufficiency (POI). Assay of serum AMH may be used to identify women with POI and existing follicles, as women with FSH receptor mutation who were known to have follicles had serum AMH levels in low normal range and girls/women with Turner syndrome mosaicism had higher serum AMH levels compared with those with other karyotypes. The diagnostics and follow-up of ovarian granulosa cell tumors (GCTs) are challenging as a result of the rarity of the disease and late possible recurrences. Assay of serum AMH combined with assay of the currently used marker inhibin B was shown to improve follow-up of GCTs in individual patients, compared with serum inhibin B measurement alone. The analyses revealed that AMH and inhibin B assays perform similarly in detecting macroscopic tumors. Continuous use of combined hormonal contraceptives inhibited ovarian activity independently of the administration route, as serum AMH levels decreased significantly and similarly during oral, transdermal or vaginal administration. The decrease of serum AMH levels indicates that AMH is secreted partially from FSH-dependent follicles. The study provides novel information on AMH secretion in ovarian development, and the use of AMH assay in assessing ovarian reserve and detecting ovarian disorders such as ovarian insufficiency and GCTs. / Tiivistelmä Naisen munasarjassa munarakkuloiden granuloosasolut erittävät anti-Müllerian hormonia (AMH), ja sen pitoisuudet seerumissa heijastavat jäljellä olevien munarakkuloiden määrää. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin AMH:n eritystä ja ilmentymistä munasarjan kehityksen aikana ja erilaisissa munasarjan toiminnan häiriötiloissa. Tuloksina havaittiin, että AMH:a ilmentyy sikiökaudella munasarjassa jo keskiraskaudesta eteenpäin. Syntymän jälkeen otetuissa seeruminäytteissä todettiin ohimenevä aivolisäkkeen ja munasarjan aktivaatio, joka ilmeni myöhemmin ennenaikaisesti syntyneillä tytöillä. Heillä havaittiin vähemmän kasvavia munarakkuloita ja matalammat seerumin AMH-pitoisuudet syntymän jälkeen kuin täysiaikaisilla tytöillä. Tämä kypsymättömyys johtui todennäköisesti munasarjan riittämättömästä palautejärjestelmästä aivolisäkkeeseen, mikä voi selittää korkeammat follikkelia stimuloivan hormonin (FSH) pitoisuudet ennenaikaisesti syntyneillä tytöillä. Ennenaikainen munasarjojen toiminnan hiipuminen voi johtua esim. kromosomi- tai geenivirheestä. Naisilla, joilla on virheellinen FSH-reseptori, tiedetään olevan munarakkuloita jäljellä, ja tulokset osoittivat seerumin AMH-pitoisuuksien olevan lähes normaali näillä naisilla. Myös tytöillä ja naisilla, joilla on todettu Turnerin oireyhtymän mosaikismi, AMH-pitoisuudet olivat merkittävästi korkeammat verrattuna muihin karyotyyppeihin. Täten AMH-määrityksen avulla voidaan mahdollisesti löytää ennenaikaisesta munasarjojen toiminnan hiipumisesta kärsivien joukosta ne naiset, joilla on vielä jäljellä munarakkuloita. Munasarjan granuloosasolukasvaimen diagnostiikka ja seuranta ovat haastavia kasvaimen myöhäisen uusiutumistaipumuksen ja harvinaisuuden vuoksi. Tulokset osoittivat, että seerumin AMH-määrityksen yhdistäminen tällä hetkellä käytössä olevaan inhibiini B -määritykseen voisi parantaa yksittäisten potilaiden seurantaa makroskooppisen kasvaimen toteamisen osalta. Tutkimus osoitti hormonaalisten yhdistelmäehkäisyvalmisteiden jatkuvan käytön vähentävän munasarjan aktiivisuutta merkittävästi annostelureitistä riippumatta, koska seerumin AMH-pitoisuudet laskivat samalla tavalla ehkäisypilleriä, -rengasta ja -laastaria käyttävillä naisilla. Tutkimus toi uutta tietoa AMH:n erityksestä munasarjan kehityksen aikana sekä AMH-määrityksen käytön mahdollisuuksista munarakkuloiden määrän arvioinnissa ja eri häiriötilojen tunnistamisessa.

Abstract Polycystic ovary syndrome (PCOS) is the most common endocrine disorder in women of reproductive age. The main features of the syndrome include menstrual irregularities and hyperandrogenism. In addition to symptoms related to fertility, some women also suffer from an unfavourable metabolic profile including impaired glucose tolerance, dyslipidaemia and low-grade chronic inflammation. In the present studies we aimed to investigate the role of age on adrenal and ovarian androgen secretion in 79 women with PCOS and 98 healthy women, with special focus on the menopause. Furthermore, we studied the effects of combined hormonal contraceptives (CHCs) administered orally, transdermally and vaginally (n=42, healthy women, 9 weeks) and atorvastatin treatment (n=28, women with PCOS, 6 months) on androgen levels and metabolic factors. Androgen secretion capacity was analysed by using adrenal and ovarian stimulation tests and glucose tolerance by using oral and intravenous glucose tolerance tests. Furthermore, chronic inflammation was assessed via assay of C-reactive protein and pentraxin-3. Basal and stimulated adrenal and ovarian androgen production was elevated and levels remained higher in women with PCOS compared with healthy women even after the menopause. Furthermore, women with PCOS presented with enhanced insulin resistance and chronic inflammation, which persisted beyond menopausal transition. During CHC treatment, the route of administration was insignificant, and all treatments impaired insulin sensitivity and increased chronic inflammation. In women with PCOS, treatment with atorvastatin improved chronic inflammation and the lipid profile as expected, but worsened glucose tolerance and did not affect testosterone levels. Regardless of strict exclusion criteria, where only relatively healthy women with PCOS were recruited, the results showed that enhanced androgen secretion and unfavourable metabolic alterations associated with PCOS persist through menopausal transition. The findings emphasize the importance of monitoring glucose metabolism during the use of CHCs, especially in women with known risks of type 2 diabetes. Atorvastatin treatment exacerbates insulin resistance in women with PCOS and therefore the treatment should only be considered after individual risk assessment of cardiovascular disease and not just because of PCOS. / Tiivistelmä Monirakkulainen munasarjaoireyhtymä (PCOS) on hedelmällisessä iässä olevien naisten yleisin hormonaalinen ongelma. Tyypillisiä PCOS:n oireita ovat munarakkuloiden epäsäännöllisestä kypsymisestä johtuvat kuukautiskierron häiriöt ja miessukuhormonien eli androgeenien liikatuotanto. Hedelmällisyyttä heikentävien oireiden lisäksi PCOS:än liittyy aineenvaihdunnan ongelmia, kuten heikentynyttä sokerinsietoa sekä taipumus rasva-aineenvaihdunnan häiriöihin ja krooniseen tulehdukseen. Tutkimuksessa selvitettiin ikääntymisen ja vaihdevuosien vaikutuksia lisämunuais- ja munasarjaperäiseen androgeenieritykseen 79 PCOS-naisella ja 98 terveellä naisella. Lisäksi tutkittiin eri yhdistelmäehkäisyvalmisteiden antoreittien (suu, iho, emätin) (n=42, terveet naiset, 9 viikkoa) ja atorvastatiinihoidon (n=28, PCOS-naiset, 6 kuukautta) vaikutuksia androgeenitasoihin ja aineenvaihdunnallisiin muuttujiin. Androgeenieritystä tutkittiin lisämunuaisten ja munasarjojen stimulaatiotesteillä ja sokeriaineenvaihdunnan muutoksia suun kautta ja suonensisäisesti tehtävillä sokerirasituskokeilla. Tulehduksellista tilaa mitattiin määrittämällä C-reaktiivisen proteiinin ja pentraksiini-3:n pitoisuuksia. Lisämunuaisten ja munasarjojen androgeenieritys oli PCOS-naisilla lisääntynyt terveisiin naisiin verrattuna, ja ero säilyi vaihdevuosi-iän jälkeen. PCOS-naisilla esiintyi myös enemmän heikentynyttä sokerinsietoa ja kroonista tulehdusta vielä vaihdevuosi-iän jälkeenkin. Hormonaalinen yhdistelmäehkäisy heikensi insuliiniherkkyyttä sekä pahensi pitkäaikaista tulehdusta annostelureitistä riippumatta. Atorvastatiinihoito puolestaan paransi pitkäaikaista tulehdusta sekä rasva-aineenvaihduntaa PCOS-naisilla, mutta huononsi sokerinsietoa ja insuliiniherkkyyttä eikä sillä ollut vaikutusta testosteronitasoihin. Koska poissulkukriteerit olivat tiukat, tutkimuksiin valikoitui varsin terveitä PCOS-naisia. Siitä huolimatta osoittautui, että PCOS:än liittyvä lisääntynyt androgeenituotanto sekä epäedulliset aineenvaihdunnan muutokset jatkuvat vielä vaihdevuosi-iän jälkeen. Hormonaalisen yhdistelmäehkäisyn käytön aikana olisi hyvä seurata sokeriaineenvaihdunnan muutoksia erityisesti niillä naisilla, joilla on kohonnut riski sairastua aikuistyypin diabetekseen. Atorvastatiinihoito huonontaa PCOS-naisilla insuliiniherkkyyttä, minkä vuoksi hoito tulisi aloittaa vain yksilöllisen riskiarvion perusteella.