Význam stanovení hormonů

1. Význam stanovení hormonů Richard Hampl Endokrinologický ústav Praha

2. 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

3. 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

4. Co vědět o hormonu… • Původ (buňky, žláza) • Chemie • Biologické účinky • Biosyntéza, transport, metabolizmus • Mechanismus účinku • Zapojení do řídících systémů (os) • Patobiochemie • Analytika Plzeň 2009

5. Rozdělení hormonů podle chemie • Bílkoviny a peptidy • Hormony odvozené od aminokyselin • Steroidy • Ostatní endokrinně/para/autokrinně působící látky • arachinoidy • růstové faktory Plzeň 2009

6. 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 • Sexální vývoj a reprodukce • Hormonální odpověď na vnější vlivy (stres apod.) • Hormonální regulace biorytmů Plzeň 2009

7. 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

8. 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

9. 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

10. Řádové koncentrace vybraných hormonů v krvi PTH, kalcitonin, ACTH 10-12 mol/l fT3 10-12-10-11 mol/l fT4 10-11 mol/l Aldosteron, estradiol 10-11-10-10 mol/l Katecholaminy 10-11-10-9 mol/l Insulin, C-peptid 10-10-10-9 mol/l Většina steroidních hormonů 10-9 mol/l Celkový T3 10-9 mol/l Celkový T4 10-8 mol/l Kortisol 10-8-10-7 mol/l DHEA sulfát 10-6 mol/l Glukagon, gastrin 10-8-10-7 g/l TSH, LH , FSH 10-6 g/l STH 10-5 g/l Plzeň 2009

11. 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

12. 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

13. 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

14. Speciální část Příklady využití stanovení hormonů v laboratorní diagnostice Plzeň 2009

15. 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

16. Hypotalamické a hypofyzární hormonyI. 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

17. STH IGF-1 IGF-1 BP Somatostatin Fyzyologické hodnoty pod 0.5 mg/l, hypersekrece nad 20 mg/l 34 -367 mg/l, s věkem výrazný pokles* 1.3 – 5.0 mg/l ** Řádově 100 – 101 ng/l STH, IGF-1 a další analyty: Analytické nástroje a fyziologické hodnoty • Aimaretti etal. 2008, J Endocrinol Invest 31, 445-449 • ** Homayoun et al. 1996, J Clin Lab Anal 10, 446-450 Plzeň 2009

18. Nejčastější poruchy na hypotalamo-hypofyzární úrovni • STH: • hypersekrece – gigantismus • hyposekrece: nanismus, poruchy růstu • Turnerův syndron • Prolaktin: tumorový marker • poruchy dopaminergní funkce Plzeň 2009

19. II. Hypotalamické a hypofyzární hormonyHormony 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

20. Tyroidální osa Hypotalamus: tyreoliberin Hypofýza: TSH Štítná žláza:Tyroidální hormony - -- - Plzeň 2009

21. Hormony TSH T4, T3, (rT3) f T4, f T3 Tyreoglobulin (Tg) Kalcitonin (CT) Protilátky Anti TPO Anti Tg Anti TSH-R Jiné analyty Jodurie [mg/24 h] ANALYTICKÉ NÁSTROJEpro laboratorní vyšetření poruch funkce štítné žlázy Plzeň 2009

22. 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 mg TRH, TSH v 0 a 20 min Plzeň 2009

23. Tyroidální hormony a autoprotilátkyfyziologické 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

24. LABORATORNÍ CHARAKTERISTIKA NEJČASTĚJŠÍCH TYREOPATIÍ1. Tyreotoxikóza • Gravesova-Basedowova choroba (často s endokrinní orbitopatií) • Stimulující protilátky proti TSH-R („TRAK“) • Neměřitelně nízké TSH • Zvýšené hladiny fT4, fT3 • Polynodosní struma • Nízké TSH, zvýšenéfT4, fT3 • Tyreotoxikóza při independentním adenomu • Zvýšené hladiny fT4, fT3 Plzeň 2009

25. LABORATORNÍ CHARAKTERISTIKA NEJČASTĚJŠÍCH TYREOPATIÍ2. Hypotyreóza Různé příčiny • Snížené hladinyfT4, fT3 • Vysoký TSH Subklinická hypotyreóza: pouze zvýšený TSH, bez ostatních změn a klinických znaků Plzeň 2009

26. LABORATORNÍ CHARAKTERISTIKA NEJČASTĚJŠÍCH TYREOPATIÍ3. 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

27. Klasické Hypo/hyper-funkce kůry nadledvin Hyper/hypo funkce gonád Hirsutismy PCOS CAH Ostatní Steroidy a DM Steroidy v tyreologii Neuroaktivní steroidy Steroidy a autoimunita Přehled indikací steroidních vyšetření v endokrinologii Plzeň 2009

28. 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

29. 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

30. 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

31. Některá metodická úskalípři 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

32. 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 studovánba jejich fyziologická úloha i jako (pato)biochemických markerůNavrhovaný výkon: Stanovení méně běžných peptidových hormonů (Příklady: inhibiny, aktiviny, Antimüllerianský hormon aj.) Plzeň 2009