Men and women differ in androgens and adiposity. Circulating testosterone (T) concentrations are about 10-20 fold lower in women compared to men. Females have higher total body fat content compared to men. Maies tend to have more viscéral fat, which has been highly correlated with increased metabolic risk. Females accrue more fat in the gluteo-femoral régions, a feature associated with protection from insulin résistance and metabolic syndrome. Afïter menopause, women show a propensity for increased viscéral fat storage with a concomitant increase in metabolic complications. Although androgens are thought to influence fat distribution, the exact relationship between circulating T and adiposity, especially in postmenopausal women, has not been clearly established. This lack of understanding in women is largely due to methodological limitations in the measurement of androgens and adiposity. Advances in sex steroid measurement and imaging technologies now make it possible to investigate this methodologically challenging question with a much greater degree of technical accuracy. High performance liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) is considered the gold standard in hormonal measurement, providing précisé and accurate measures of androgen concentrations especially at the low levels seen in women. Concerning body composition, magnetic resonance imaging (MRI) and dual x-ray absorptiometry allows for accurate whole body and régional fat dépôt measurements. In this thesis, we used state of the art techniques to examine the relationship between androgens and régional adiposity in a cross-section of healthy older postmenopausal women. Using validated MRI volumetric measures and liquid chromatography high resolution tandem mass spectrometry (LC- HRMS/MS), we found deep and superfïcial adipose tissues of the thigh and abdomen to be positively associated with circulating T levels in postmenopausal women. Our fmdings underscore the sexually dimorphic relationship between androgens levels and adiposity. An original contribution to this thesis is the observation of positive relationships between volumetric measures of intermuscular and thigh subcutaneous adipose tissues with circulating T levels in postmenopausal women. To our knowledge, this has not been previously reported. The introductory part of this thesis summarizes key processes involved in androgen and adipose tissue physiology and metabolism. Chapter 1 focuses on techniques for measuring régional fat distribution. I worked on two quantitative MRI techniques that accurately determined volumes of deep and superficial fat dépôts in the thigh and abdomen. These results will be used to explore the secondary aims of currently ongoing projects in our Ageing and Muscle Metabolism Laboratory. Chapter 2 is a manuscript submitted for publication and provides the basis for this thesis. The conclusion section includes a summary of results obtained and future directions for studying androgens in women.
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Les femmes et les hommes diffèrent sur le plan des androgènes et de l'adiposité. La testostérone circulante (T) a des concentrations de 10 à 20 fois plus basses chez les femmes que chez les hommes. Ces derniers ont tendance à avoir plus de graisse viscérale, ce qui a été associé à une augmentation du risque métabolique. Les femmes ont souvent plus de graisse dans la région fémoro-glutéale, ce qui a été associé favorablement à la protection contre la résistance à l'insuline et le syndrome métabolique. Après la ménopause, les femmes ont tendance à augmenter leur graisse viscérale et ceci est en parallèle avec une augmentation des maladies métaboliques. Bien que les hormones androgéniques soient pensées avoir une influence sur la distribution de la graisse notamment après la ménopause, ceci n'a pas encore été clairement établi. Ce manquement dans les connaissances est en grande partie due à des limitations méthodologiques tant dans les mesures des hormones que dans les mesures des dépôts graisseux.
Les avancées dans les mesures des hormones stéroïdiennes sexuelles ainsi que dans l'imagerie médicale rendent maintenant possible les challenges méthodologiques avec plus de validité. La technique par spectrométrie de masse a énormément évolué ces dernières années, avec notamment des niveaux de détection et de précision qui permettent de mesurer la testostérone même à des concentrations très basses comme celles observées chez les femmes. Concernant la composition corporelle, l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et l'absorptiométrie biénergétique à rayons X (DXA) permettent une mesure détaillée de l'adiposité du corps entier et des différentes régions. Dans ce travail de thèse, je me suis centré, en utilisant ces méthodes de pointe, à la relation entre les androgènes et l'adiposité régionale chez les femmes ménopausées. En utilisant des mesures validées par la volumétrie IRM et la chromatographie de masse avec haute résolution, j'ai trouvé que les dépôts de graisses, superficiels et profonds, des cuisses et de l'abdomen étaient positivement corrélés avec le taux de T plasmatique chez les femmes postménopausiques étudiées. Ce travail démontre le dimorphisme sexuel dans la relation entre la testostérone et l'adiposité. La contribution originale de cette thèse est l'observation positive entre les volumes de graisses intermusculaire et sous cutanée de la cuisse et la T plasmatique dans cette population, ce qui à ma connaissance n'avait pas été montré jusqu'ici. L'introduction de cette thèse résume les processus impliqués entre la physiologie du tissue adipeux, le métabolisme et les androgènes. Le premier chapitre est centré sur les méthodes de mesures du tissu adipeux. J'ai travaillé sur deux méthodes quantitatives par IRM qui sont démontrées valides pour mesurer les dépôts de graisse abdominale et de la cuisse. Ces résultats seront utilisés dans les résultats de la cohorte de volontaires du laboratoire. Le 2ème chapitre est un manuscrit soumis en révision dans un journal à politique éditoriale qui sert de base pour cette thèse. La conclusion fait le résumé des résultats obtenus et les directions futures que je voudrais suivre concernant la recherche sur les hormones androgéniques chez les femmes.