一、遺傳學因素 PCOS是一種常染色體顯性遺傳，或X一連鎖(伴性)遺傳，或基因突變所引起的疾病。多數患者染色體核型46，XX，部分患者呈染色體畸變或嵌合型如46，XX/45，XO;46，XX/46，XXq和46，XXq。
二、腎上腺萌動假說 Chom(1973)認為，PCOS起源於青春前腎上腺疾病，即當受到強烈應激刺激時網狀帶分泌過多雄激素，並在性腺外轉化為雌酮，反饋性地引起HP軸GnRH-GnH釋放節律紊亂，LH/FSH比值升高，繼發引起卵巢雄激素生成增多，即腎上腺和卵巢共同分泌較多雄激素致成高雄激素血症。高雄激素血症在卵巢內引起被膜纖維化增厚、抑製卵泡發育和卵，造成卵巢囊性增大和慢性無排卵。
(一)發病原因
PCOS的病因尚不清楚。一般認為與下丘腦-垂體-卵巢軸功能失常、腎上腺功能紊亂、遺傳、代謝等因素有關。少數PCOS患者有性染色體或常染色體異常，有些還有家族史。近來發現某些基因(如CYP11A、胰島素基因的VNTR)與PCOS發生有關，進一步肯定了遺傳因素在PCOS發病中的作用。
(二)發病機製
PCOS的發病機製複雜，已被公認的事實是：①高LH伴正常或低水平的FSH;②雄激素增多;③恒定的雌激素水平(E1比E2高);④胰島素抵抗(高胰島素血症);⑤卵巢組織形態學上有多個囊性卵泡和間質增生。
1.促性腺激素釋放異常 PCOS患者的血LH升高，而FSH正常或降低，LH/FSH≥2～3，靜脈注射GnRH後LH可出現過度反應，認為可能原發於下丘腦-垂體功能失調。在下丘腦中多巴胺能和阿片肽能神經對GnRH神經元的抑製作用失控，可導致LH分泌增加。但更可能是雌激素的反饋抑製異常所致。非周期性的腺外轉化而來的雌激素(雌酮E1)將導致對LH分泌的正反饋和對FSH分泌的負反饋抑製。LH刺激卵泡細胞增生，產生大量雄激素，雄激素不能全部轉化成雌激素，進一步增加腺外芳香化E1的生成。過多雄激素使卵泡閉鎖、卵巢包膜纖維化和包膜增厚。由於缺乏月經周期中期的LH峰值，出現排卵障礙(圖1)。此外，有人發現PCOS患者的卵巢也可能分泌“抑製素”，抑製FSH的分泌，影響卵泡的發育成熟，出現較多囊狀卵泡，近年發現高胰島素血症和增高的IGF也可使LH分泌增多。
2.雄激素過多 在PCOS中，幾乎所有的雄激素生成均增多。而性激素結合球蛋白(SHBG)減少，遊離雄激素增多，活性增強。至於過多的雄激素來源於卵巢或腎上腺眾說不一。大劑量GnRH激動劑可降低促性腺激素，雄烯二酮和睾酮減少，而對來源於腎上腺的DHEAS無影響。據報道大約70%的PCOS患者為卵巢源性雄激素所致：①由於類固醇激素所需酶係功能紊亂，如芳香化酶缺乏，3β-醇甾脫氫酶不足或活性下降，P45OC17A調節異常，雌激素合成障礙，大量雄激素在外周(脂肪、肝、腎內)轉換為雌酮。也有人認為卵巢發育不充分使芳香化酶的活性下降。②LH脈衝頻率及振幅升高，刺激卵泡膜細胞及間質細胞增生和雄激素的生成。過多的雄激素促使卵泡閉鎖，卵巢粒層細胞早期黃素化，生長停止，不能排卵，形成PCOS。
本病多發生在青春期月經初潮後，推測可能起因於性成熟前期，腎上腺功能失調，持續分泌過多雄激素。此外，在應用地塞米鬆前後測定卵巢和腎上腺靜脈血中的各種雄激素水平，其結果支持卵巢和腎上腺是PCOS過多雄激素的共同來源，發現50%PCOS患者有腎上腺源性雄激素增多。
3.雌酮過多 PCOS婦女用孕酮等藥物有撤退性子宮出血，服氯底酚胺可導致卵泡成熟排卵，月經來潮，這提示PCOS患者不但雄激素水平高，而且雌激素也增多。體內活性雌激素包括雌二醇(E2)和雌酮(E1)，E2主要來源於卵巢，E1則來自卵巢、腎上腺及周圍組織的轉換。PCOS患者非周期性E1明顯增多，E1/F2比率增高(正常E1/F2≤1)，特別是肥胖者的脂肪多，芳香化酶活性高，外周組織轉換增多，E1水平可更高，而且來源於外周組織的E1不受垂體促性腺激素的調節，無周期性變化。持續高水平的雌激素對下丘腦-垂體的反饋調節是不正常的。
4.細胞色素P450C17A調節失常 PCOS主要缺陷是下丘腦-垂體接受異常的反饋信號。這可能與卵巢和腎上腺本身的自分泌、旁分泌調節機製障礙有關。PCOS患者常伴17-羥孕酮(17-OHP)升高，這是由於卵泡膜細胞內或腎上腺網狀帶內P450C17A的調節機製失常所致。P450C17A具有17-羥化酶和17，20-鏈裂酶的雙重活性，在△4將孕酮轉換為17-OHP和雄烯二酮，在△5將孕烯醇酮衍變為17-羥孕烯醇酮和DHEA。
17-羥孕酮既是腎上腺合成皮質醇的重要前體物質.也是卵巢合成性激素特別是雄激素的重要前體。若給予PCOS患者GnRH-A或HCG(特別在用地塞米鬆抑製後)，17-羥孕酮、雄烯二酮明顯升高;而ACTH興奮試驗又能促使腎上腺的DHEA與17-OHP同時增多，提示卵巢和腎上腺網狀帶的P450C17A活性增高。因此，P450C17A活性調節異常是腎上腺和卵巢雄激素過量分泌的重要原因。但為什麼會出現類固酮合成的調節異常尚不清楚。胰島素/IGFs係統可刺激卵巢和腎上腺P450C17A mRNA表達及其活性。此外，CYP11A的側鏈裂解酶基因編碼區與產生過多雄激素有關。
5.胰島素抵抗與高胰島素血症 PCOS患者不論有無肥胖，多有不同程度的胰島素抵抗與高胰島素血症。近期發現大約有半數PCOS患者的發病與胰島素受體絲氨酸磷酸化缺陷有關。因而認為胰島素在其發病中占有重要地位。胰島素與IGF-1通過IGF-1受體作用於卵泡膜細胞，促使雄烯二酮和睾酮合成。近年的研究發現，垂體鄰近部位有胰島素受體，或者同時存在的高IGF-1血症可促進LH刺激的卵泡膜細胞增生，導致雄激素過多和卵泡過早閉鎖(圖2)。Hasegawa用胰島素增敏劑Troglitazone治療PCOS，可使胰島素水平降低，LH和雄激素水平相應降低也支持這一觀點。胰島素升高對調節SHBG的代謝有重要作用，可使肝髒SHBG生成減少，遊離睾酮升高。此外，胰島素受體絲氨酸磷酸化可抑製胰島素受體活性，促進P450C17A的17，20-鏈裂酶活性。近年對位於染色體11pl5.5的胰島素基因的5'-端可變數串聯重複順序(VNTR)的研究發現，胰島素基因的VNTR是PCOS的一個主要易感位點(特別是排卵性PCOS)。說明胰島素VNTR多態性是PCOS的遺傳學因素。
6.肥胖 PCOS伴肥胖者(BMI≥25)占20%～60%。體脂分布不均勻。現知脂肪組織是類固醇激素的重要代謝場所，脂肪組織中的芳香化酶將外周雄激素轉換為E1和E2。研究證實，雄烯二酮轉換為E1的量與脂肪組織總量相關，高雄激素血症時SHBG下降，遊離E2增加。雌激素使脂肪細胞生長、增殖。不同的內分泌環境能造成不同的肥胖體態，雄激素升高表現為上身肥胖(即男性型肥胖)，而雌激素增多者為下身肥胖(即女性型肥胖)。體重增加常伴血胰島素升高和SHBG及IGFBP下降，從而使遊離性激素和IGF-1增多。這類患者常伴有糖耐量異常或2型糖尿病。
近來，Rouru等提出肥胖-瘦素-NPY軸可能是部分PCOS患者下丘腦-垂體-LH過度分泌的病因，即肥胖婦女的瘦素分泌增多，後者抑製下丘腦NPYmRNA表達和NPY的分泌，解除NPY對LH的抑製，促使LH大量釋放。
7.高泌乳素血症 高泌乳素血症與PCOS的關係尚待進一步研究。PCOS高泌乳素血症的發生率為10%～15%，但確診為PCOS者的PRL都輕度或中度升高，更高水平的PRL多與垂體PRL瘤有關。引起高PRL的機製尚不清楚。可能是：①PRL升高與血雌酮增多有關。②下丘腦多巴胺相對不足，用多巴胺激動劑(如溴隱亭)治療PCOS無排卵或多毛症可獲得成功。高PRL血症者卵巢對外源性促性腺激素無反應。
8.PCOS與卵巢自身免疫 研究發現，某些PCOS與卵巢自身免疫有關。PCOS患者卵泡中有淋巴細胞浸潤，並存在抗卵巢細胞抗體，但Rojansky等對31例PCOS患者的研究顯示，抗卵巢抗體與PCOS無相關。Luborsky等用酶免分析檢測24例PCOS的抗卵巢抗體，25%PCOS患者為陽性，絕經期婦女組與育齡婦女組的陽性率分別為22%和19%，3組陽性率無差異。因此，關於PCOS是否與卵巢自身免疫有關尚無一致結論。
卵巢病理：典型的PCOS患者有雙側卵巢對稱性增大，體積可達正常的2～4倍，表麵皺褶消失，平滑，呈灰白色，富含血管，包膜肥厚，包膜下有多量大小不等的卵泡，最大直徑可達1.5cm，囊壁薄，囊泡周圍的卵泡膜細胞增生伴黃素化，包膜增厚則是長期不排卵的結果，包膜厚度與血LH水平及男性化程度呈正相關。
