Význam stanovení
hormonů
Richard Hampl
Endokrinologický ústav Praha
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Hormony definice
Chemické regulátory biochemických
pochodů, tvořené ve (specializovaných)
buňkách, k místům účinku se dostávají krví
(endokrinní účinky)
Mezi další chemické regulační působky patří
parakrinně a autokrinně účinkující látky
Plzeň 2009
2
Důležité pojmy
•
•
•
•
•
Hormon
Receptor
Cílové buňky
Endokrinní, parakrinní, autokrinní účinky
Molekulární mechanismus účinku
– Negenomové účinky
– Genomové účinky
• Efektor
• Řízení, etážový systém, zpětné vazby
• Hormonální osy
Plzeň 2009
3
Co vědět o hormonu…
•
•
•
•
•
•
•
•
Původ (buňky, žláza)
Chemie
Biologické účinky
Biosyntéza, transport, metabolizmus
Mechanismus účinku
Zapojení do řídících systémů (os)
Patobiochemie
Analytika
Plzeň 2009
4
Rozdělení hormonů podle chemie
• Bílkoviny a peptidy
• Hormony odvozené od aminokyselin
• Steroidy
• Ostatní endokrinně/para/autokrinně
působící látky
– arachinoidy
– růstové faktory
Plzeň 2009
5
Přehled hlavních regulačních účinků
hormonů
• Regulace hlavních metabolických pochodů
vedoucích k získání a využití energie
– Utilizace živin, trávení
– Glykoregulace
– Termogeneze
• Homeostáza vody a elektrolytů
– Regulace Na+ a K+
– Regulace Ca2+
• Regulace růstu a vývoje
– Růst a diferenciace
– Sexuální vývoj a reprodukce
• Hormonální odpověď na vnější vlivy (stres apod.)
• Hormonální regulace biorytmů
Plzeň 2009
6
Etážový systém hormonálních regulací a
hlavní osy
• Význam: amplifikace, autoregulace (zpětné
vazby)
• Hypotalamo-hypofyzární-periferní osy:
– Osa Hypotalamus-hypofýza-štítná žláza (HPT)
– Osa Hypotalamus-hypofýza-kůra nadledvin (HPA)
– Osa Hypotalamus-hypofýza-gonády (HPG)
• Ostatní důležité hormonální regulační systémy
– Hormonální řízení glykemie („insulární osa“)
– Hormonální řízení homeostázy vody a elektrolytů
– Hormonální řízení kalciofosfátového metabolismu
Plzeň 2009
7
Co vše se stanovuje (a proč)
• Aktuální koncentrace hormonů
– bazální hodnoty
– změny hladin v dynamických testech
• Důležité metabolity aktivních hormonů a meziprodukty
metabolických drah
• Hormonální receptory
• Transportní proteiny vážící hormony
• Některé důležité enzymy biosyntézy a metabolismu hormonů
• Autoprotilátky vůči hormonům, receptorům, enzymům, a dalším
sloučeninám zapojeným do mechanismů hormonálních účinků
(př.: AntiTPO, stimulující protilátky proti TSH), AntiNIS,
Plzeň 2009
8
Specifika analytiky hormonů
• Nízké koncentrace v analyzovaných materiálech
• Malé rozdíly ve struktuře - velké v biologických
účincích
– společné podjednotky u heteroproteinů (TSH, LH, FSH)
– malé strukturální rozdíly u steroidů
• Vazba na transportní proteiny (pouze „volné“
jsou biologicky aktivní)
• Existence pro- a prepro-hormonů (u peptidů a
bílkovin)
• Krátký biologický poločas
• V některých případech speciální nároky na
preanalytickou fázi
Plzeň 2009
9
Řádové koncentrace vybraných hormonů v krvi
PTH, kalcitonin, ACTH 10-12
fT3 10-12-10-11
fT4
10-11
Aldosteron, estradiol 10-11-10-10
Katecholaminy
10-11-10-9
Insulin, C-peptid
10-10-10-9
Většina steroidních hormonů 10-9
Celkový T3
10-9
Celkový T4
10-8
Kortisol
10-8-10-7
DHEA sulfát 10-6
Glukagon, gastrin 10-8-10-7
TSH, LH , FSH
10-6
g/l
STH
10-5
g/l
Plzeň 2009
mol/l
mol/l
mol/l
mol/l
mol/l
mol/l
mol/l
mol/l
mol/l
mol/l
mol/l
g/l
10
Přehled laboratorních technik
používaných v endokrinologii
• Imunoeseje
• Ostatní laboratorní metody
– Chromatografické techniky (HPLC, TLC..)
– Hmotová spektrometrie a její kombinace s
chromatografickými technikami
– Spektrofotometrické techniky
Plzeň 2009
11
Imunoeseje: Analytické metody kde
jednou nebo více reakčních složek je
protilátka a některá z těchto složek je
značená
V biochemické analytice hormonů analytem
může být: hormon (nejčastější případ), jeho
prekurzor či metabolit, ale i receptor,
transportní protein, enzym a (auto)protilátka
vůči některé z těchto sloučenin
Plzeň 2009
12
Rozdělení imunoesejí
• Podle principu na kompetitivní a
nekompetitivní („sendvičové“)
• Podle počtu fází v systému na homogenní a
heterogenní
– u heterogenních imunoesejí podle způsobu
oddělení jednotlivých složek (volné/vázané na
protilátku)
• Podle způsobu značení a měření fyzikální
odezvy značené složky
Plzeň 2009
13
Speciální část
Příklady využití stanovení
hormonů v laboratorní
diagnostice
Plzeň 2009
14
Přehled nejdůležitějších skupin
hormonů podle místa tvorby
•
•
•
•
Hormony hypothalamu a hypofýzy
Hormony štítné žlázy
Hormony příštitných tělísek
Steroidní hormony
– (gluko- a mineralokortikoidy)
– Sexuální hormony
– Deriváty vitaminu D
•
•
•
•
•
•
Hormony ostrůvků pankreatu (insulární hormony)
Hormony dřeně nadledvin (katecholaminy)
Hormony epifýzy
Hormony gastrointestinálního traktu
Hormony kardiovaskulárního systému
(Arachinoidy)
Plzeň 2009
15
Hypotalamické a hypofyzární hormony
I. Hormony předního laloku hypofýzy a
příslušnéliberiny nebo statiny (STH, PRL,)
Hormony s cílovými buňkami v celém organismu
1. Růstový hormon (STH, hGH)
Řídící hormony: Somatoliberin, Somatostatin, Ghrelin
Další ukazatele: IGF-1, IGF-1-BP 1-6
- Somatostatin: nejen hypotalamický, ale i v GIT, v D-buňkách
L.ostrůvků pankreatu, neurotransmiter, ovlivňuje glykoregulaci (výdej
insulinu a glukagonu), řízení katecholaminy
2. Prolaktin (PRL)
Řídící statin: PIF = dopamin
Plzeň 2009
16
STH, IGF-1 a další analyty: Analytické nástroje
a fyziologické hodnoty
• STH
• IGF-1
• IGF-1 BP
• Fyziologické hodnoty pod
0.5 µg/l, hypersekrece nad 20
µg/l
• 34 -367 µg/l, s věkem výrazný
pokles*
• Somatostatin
• 1.3 – 5.0 mg/l **
•Aimaretti etal. 2008, J Endocrinol Invest 31,0445-449 1
• Řádově 10 – 10 ng/l
•** Homayoun et al. 1996, J Clin Lab Anal 10, 446-450
Plzeň 2009
17
Nejčastější poruchy na
hypotalamo-hypofyzární úrovni
• STH:
– hypersekrece – gigantismus
– hyposekrece: nanismus, poruchy růstu
– Turnerův syndron
• Prolaktin: tumorový marker
– poruchy dopaminergní funkce
Plzeň 2009
18
II. Hypotalamické a hypofyzární hormony
Hormony předního laloku hypofýzy s cílovými
buňkami ve specializovaných žlázách
Spouštěcí hormon: tyreoliberin (TRH)
Hypofyzární hormon: Tyreotropin (TSH)
viz Hypotalamo-pituitární-tyroidální osa (HPT)
Spouštěcí hormon: kortikoliberin (CRH)
Hypofyzární hormon: Kortikotropin (ACTH)
viz Steroidy a „Adrenální osa“ (HPA)
Spouštěcí hormon: Gonadoliberin (GnRH)
Hypofyzární hormony:
Lutropin (LH), Folitropin (FSH)
viz Steroidy a „Gonadální osa“ (HPG)
Plzeň 2009
19
Tyroidální osa
Hypotalamus: tyreoliberin
Hypofýza: TSH
-
--
Štítná žláza: Tyroidální hormony
Plzeň 2009
20
ANALYTICKÉ NÁSTROJE
pro laboratorní vyšetření poruch funkce štítné žlázy
Hormony
Protilátky
• TSH
•
Anti TPO
• T4, T3, (rT3)
•
Anti Tg
• f T4, f T3
•
Anti TSH-R
• Tyreoglobulin (Tg)
Jiné analyty
Jodurie [µg/24 h]
• Kalcitonin (CT)
Plzeň 2009
21
TSH – fyziologické hodnoty a
nejběžnější dynamický test
• Metodika: Nejčastěji tzv.
„supersenzitivní“ imunoeseje (ssTSH)
(RIA, IRMA)
• Fyziologické hladiny: 0.27- 4.2 mIU/l
• TRH test: 200 µg TRH, TSH v 0 a 20 min
Plzeň 2009
22
Tyroidální hormony a autoprotilátky
fyziologické hodnoty
•
•
•
•
•
•
•
fT4 [12-22 pmol/l]
fT3 [2.8-7.1 pmol/l]
celk. T4 [66-181 nmol/l]
celk. T3 [1.3-3.1 nmol/l]
rT3 (specifický ukazatel defektu dejodas)
Anti TPO do 25 – 125 IU/l*
Anti Tg do 250 IU/l*
10 – 15 % populace má zvýšené hladiny tyroidálních autoprotilátek !
Plzeň 2009
23
LABORATORNÍ CHARAKTERISTIKA
NEJČASTĚJŠÍCH TYREOPATIÍ
1. Tyreotoxikóza
•
Gravesova-Basedowova choroba
(často s endokrinní orbitopatií)
–
–
–
•
Polynodosní struma
–
•
Stimulující protilátky proti TSH-R („TRAK“)
Neměřitelně nízké TSH
Zvýšené hladiny fT4, fT3
Nízké TSH, zvýšené fT4, fT3
Tyreotoxikóza při independentním
adenomu
–
Zvýšené hladiny fT4, fT3
Plzeň 2009
24
LABORATORNÍ CHARAKTERISTIKA
NEJČASTĚJŠÍCH TYREOPATIÍ
2. Hypotyreóza
Různé příčiny
• Snížené hladiny fT4, fT3
• Vysoký TSH
Subklinická hypotyreóza: pouze zvýšený
TSH, bez ostatních změn a klinických znaků
Plzeň 2009
25
LABORATORNÍ CHARAKTERISTIKA
NEJČASTĚJŠÍCH TYREOPATIÍ
3. Záněty štítné žlázy
• Akutní tyreoitida
– Zpočátku vysoké hladiny obou
tyroidálních hormonů, po destrukci tkáně
až hypotyreóza
• Hashimotova (autoimunitní tyreoitida)
– Protilátky proti TPO nebo Tyreoglobulinu;
Dále jako u akutní tyreoitidy
Plzeň 2009
26
Přehled indikací steroidních vyšetření
v endokrinologii
Ostatní
Klasické
Hypo/hyper-funkce
kůry nadledvin
Hyper/hypo funkce
gonád
Hirsutismy
PCOS
CAH
Plzeň 2009
• Steroidy a DM
• Steroidy v tyreologii
• Neuroaktivní
steroidy
• Steroidy a
autoimunita
27
Patofyziologie glukokortikoidní osy
• Hyper/hypo-funkce (m. Cushing, m. Addison vzácné )
• Enzymopatie jako příčina CAH
• Porucha citlivosti na GK (4 – 6 % populace)!
--------------------------------------------------------------------
• Poruchy glykoregulace
• Zánětlivá onemocnění
• Glukokortikoidy a autoimunita u ostatních
endokrinopatií
• Glukokortioidy a stres
• Iatrogenní důsledky terapie GK
Plzeň 2009
28
Mineralokortikoidní osa
• Hyperaldosteronismus (Connův sy)
– k odlišení od „banální“ hypertenze
• Dysfunkce renin-angiotenzinového systému
– Pozor na AME!
• Analytické nástroje
– stanovení sérového aldosteronu
– 11-DOC, (18-OH-DOC)
– PRA
Plzeň 2009
29
Gonadální osa – analytické nástroje
(obě pohlaví)
• Gonadotropiny LH, FSH; [IU/l]
– Testy: LH-RH - test
•
•
•
•
•
•
Testosteron [nmol/l]
Estradiol [pmol/l]
Dihydrotestosteron (DHT) [nmol/l]
SHBG [nmol/l]
Androstendion [nmol/l]
Adrenální androgeny
Plzeň 2009
30
Některá metodická úskalí
při interpretaci steroidních vyšetření
• Kortisol: kontraceptiva - falešně pozitivní
• Aldosteron: poloha při odběru, AME
• Estradiol, aldosteron: nespolehlivé nízké
hodnoty
• Testosteron, progesteron, aldosteron:
bezextrakční metody často nadhodnocují
Plzeň 2009
31
Výhledy a trendy
• Vzhledem k tomu, že hormony, neuro- a
imunomodulátory a para- či autokrinně
účinné působky (faktory) využívají stejných
mechanismů účinku, lze očekávat nárůst
požadavků na jejich stanovení
• Každoročně jsou objevovány nové peptidové
hormony a je studována jejich fyziologická
úloha i jako (pato)biochemických markerů
Navrhovaný výkon: Stanovení méně běžných
peptidových hormonů (Příklady: inhibiny,
aktiviny, Antimüllerianský hormon aj.)
Plzeň 2009
32
Download

Prof. RNDr. Richard Hampl, DrSc.