Preview

Биохимические маркеры врожденной дисфункции коры надпочечников и нарушений стероидогенеза

https://doi.org/10.14341/probl200753130-33

Полный текст:

Аннотация

Рассматриваются проблемы биохимической диагностики врожденной дисфункции коры надпочечников, обусловленной прежде всего дефицитом 21-гидроксилазы надпочечников. Приводятся данные о синтезе кортикостероидов в коре надпочечников и обсуждается возможность применения различных биохимических маркеров в неонатальном скрининге и более поздней диагностике врожденной дисфункции коры надпочечников, в том числе 21-дезоксикортизола в крови и прегнантриола и прегнантриалона в моче.

Для цитирования:


Гончаров Н.П., Колесникова Г.С. Биохимические маркеры врожденной дисфункции коры надпочечников и нарушений стероидогенеза. Проблемы Эндокринологии. 2007;53(1):30-33. https://doi.org/10.14341/probl200753130-33

For citation:


Goncharov N.P., Kolesnikova G.S. Biochemical markers of congenital adrenal hyperplasia and impaired steroidogenesis. Problems of Endocrinology. 2007;53(1):30-33. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl200753130-33

Врожденная дисфункция коры надпочечников (ВДКН) — группа наследственных аутосомно-рецессивных заболеваний, при которых из-за мутаций в генах, кодирующих ферменты стероидогенеза в коре надпочечников, наблюдается сдвиг в продукции основных стероидных гормонов от кортикостероидов к андрогенам. Результатом этих дефектов является отсутствие или снижение в разной степени синтеза кортизола из его предшественника — холестерина (рис. 1). Из-за недостатка циркулирующего кортизола передняя доля гипофиза (по принципу обратной связи) секретирует повышенные количества АКТГ, под влиянием которого развивается гиперплазия коры надпочечников [2, 15, 19].

Как видно на рис. 1, 7 ферментов обеспечивают синтез глюкокортикоидов, минералокортикоидов и андрогенов в коре надпочечников. Гены для всех этих ферментов были клонированы и охарактеризованы. Ферменты CYP11A1, CYP17, CYP21B, CYP11B1, CYP11B2 связаны с цитохромом Р-450. CYP17 (17-гидроксилаза) присутствует и в коре надпочечников, и в гонадах, тогда как CYP21B (21- гидроксилаза), CYP11B1 (lip-гидроксилаза) и CYP11B2 (18-гидроксилаза) присутствуют только в коре надпочечников, причем CYP17 (17-гидроксилаза) отсутствует в клубочковой зоне, где осуществляется синтез минералокортикоидов, CYP21B (21-гидроксилаза) экспрессируется в пучковой и сетчатой зонах, где происходит синтез глюкокортикоидов и андрогенов, CYP11В1 (11р-гидроксила- за) присутствует в клубочковой и пучковой зонах, а CYP11B2 (18-гидроксилаза) локализована только в клубочковой зоне, где осуществляется синтез минералокортикоидов. Зр-ол-стероиддегидрогеназа участвует в синтезе всех классов кортикостероидов и экспрессируется, кроме коры надпочечников, в гонадах, плаценте и периферических тканях (кожа, жировая ткань).

Более чем в 90% случаев генетические нарушения затрагивают ген, кодирующий 21-гидроксилазу [1, 8]. Эта ферментная система необходима для синтеза как кортизола, так и альдостерона. Зачастую термин ВДКН употребляется как синоним дефекта именно этого фермента. Прямым следствием такого дефекта является усиление синтеза стероидов, которые непосредственно предшествуют ферментативному блоку (17-гидроксилированных производных прогестерона и прегненолона), и андрогенов, путь биосинтеза которых не заблокирован.

Данный синдром имеет достаточно широкий диапазон клинических проявлений и подразделяется на 3 основные формы: наиболее тяжелая соль- теряющая (дефицит кортизола и альдостерона), простая вирильная (классическая, дефицит кортизола) и неклассическая (поздно проявляющаяся).

Тяжесть заболевания зависит от места повреждения гена, которое определяет степень потери активности 21- гидроксилазы. Недостаточность фермента приводит к дефициту двух основных конечных продуктов стероидогенеза (кортизола и альдостерона) и избытку предшественников, накапливающихся перед дефектной ферментной реакцией, т. е. на стадии превращения 17-гидроксипрогестерона в 11-дезокси- кортизол и прогестерона в 11-дезоксикортикостерон. 17-Гидроксипрогестерон может превращаться в тестостерон и другие кортикостероиды через альтернативные пути биосинтеза в коре надпочечников и в других тканях. Именно поэтому у таких больных может наблюдаться неполное отсутствие в крови тех или иных стероидов. Например, у больных с глубоким дефицитом 21-гидроксилазы был обнаружен близкий к нормальному уровень 21- гидроксилированных стероидов, что являлось результатом 21-гидроксилирования предшественников вне надпочечника [14].

Ген, кодирующий 21-гидроксилазу (CYP21), локализован на коротком плече хромосомы 6 и дублируется его псевдогеном (CYP21P), нефункциональным. Эти гены частично перекрываются, образуя так называемую полигенную область [12]. Псевдоген Р450с21А отличается от функционального гена тремя точечными мутациями, каждая из которых препятствует образованию мРНК активной 21-гидроксилазы [21]. Синтезированная при транскрипции псевдогена мРНК принимает участие в регуляции экспрессии функционального Р450с21В-гена [3]. Генетические повреждения, вызывающие дефицит 21- гидроксилазы, включают крупные делеции, крупные или небольшие конверсии и (наиболее часто) точечные мутации [17].

В настоящее время не вызывает сомнения существование множества генетических нарушений, приводящих к развитию ВДКН. Как и

В качестве гормонального маркера ВДКН может быть использован и 17-гидроксипрегненолон. Данный маркер используется нами при диагностике ВДКН в течение почти 3 лет с удовлетворительным результатом. Концентрация 17-гидроксипрегненолона у больных с ВДКН превышает норму в 2—3 раза (табл. 1). При определении обычными методами у больных неклассической формой ВДКН может не наблюдаться дефицита кортизола [15], однако базальные и стимулированные АКТГ уровни 17-оксипрегненолона и 17-оксипрогестерона всегда выше, чем в контроле.

У больных с дефицитом 21-гидроксилазы наблюдается более низкий уровень свободного кортизола в моче — 72,6 ± 9,4 нмоль/л, чем у здоровых лиц — 117 ± 17,6 нмоль/л [5, 6].

Из-за дефицита 21-гидроксилазы у больных с ВДКН синтезируются значительные количества 21-дезоксикортизола (рис. 2) — стероида, концентрация которого у здоровых людей чрезвычайно мала (у мужчин — 0,33—0,87 нмоль/л, у женщин — 0,15—1,05 нмоль/л [9, 18]. Совместное использование жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии [11, 20] позволило обнаружить не только высокую концентрацию 17-ок- сипрогестерона (79,9—997 нмоль/л) и низкую концентрацию кортизола (2,5 нмоль/л), но и присутствие значительных количеств 21 -дезоксикортизола (83,7—324,0 нмоль/л).

В настоящее время в связи с внедрением в лабораторную практику автоматизированных систем с прямым безэкстракционным определением кортизола в сыворотке регистрируются завышенные показатели кортизола у больных с ВДКН. Следует вспомнить работу J. Brotherton и В. Rothbart [4], определявших кортизол у женщин с гирсутизмом и ВДКН пятью различными методами: РИА-3Н после экстракции этанолом, прямой РИА-1251, Дель- фия, Амерляйт, "Synelisa". Многие пациенты с ВДКН имели повышенный уровень кортизола (690 нмоль/л), хотя логически уровень кортизола должен быть низким. Нереально высокие показатели концентрации кортизола обусловлены высокой перекрестной реакцией антисыворотки к нему, прежде всего с 21-дезоксикортизолом. Действительно, в молекулах кортизола и 21-дезоксикортизола имеются идентичные иммуноактивные функциональные группы: 11₽- и 21-гидроксилы. Завышение уровней кортизола при этом оказывается прямо пропорциональным содержанию 21-дезоксикортизола в пробе и обратно пропорциональным степени дефицита 21-гидроксилазы [7].

при других рецессивных аутосомных патологиях, степень тяжести заболевания и клинические симптомы определяются двумя функционирующими аллелями гена, полученными от отца и матери. Большинство больных с ВДКН гетерозиготны и имеют разные нарушения в каждом аллеле [1, 2].

Наиболее распространенный гормональный маркер дефицита 21-гид- ркосилазы — повышенный уровень 17- гидроксипрогестерона в сыворотке или амниотической жидкости (при пренатальной диагностике) [16]. Степень повышения этого стероида определяется формой ВДКН: при классической форме его уровень возрастает в десятки раз, при неклассической — может быть в пределах физиологических колебаний, и только проба с АКТГ сопровождается значительно повышенным выбросом этого соединения.

Для проверки этого положения нами были проведены следующие исследования: 1) РИА-методом в произвольно выбранных 10 пробах сыворотки от больных с ВДКН определяли содержание кортизола;

  • из тех же проб сыворотки после экстракции стероидов выделяли фракцию кортизола с помощью хроматографии на колонке "Sephadex LH-20" и определяли его содержание тем же методом;
  • к исследуемым сывороткам добавляли кристаллический стандарт 21-дезоксикортизола (150 нг/мл) и снова определяли содержание кортизола с помощью того же метода.

Результаты исследования приведены в табл. 2.

Видно, что концентрации кортизола в сыворотке больных с ВДКН значительно превышают соответствующие показатели, полученные для фракции кортизола после хроматографии. Уровень собственно кортизола составляет 4,9 ± 1,0% от общей концентрации стероида. Процент открытия добавленного стандарта 21-дезоксикортизола составлял 114,4 ±10,6. Следовательно 21-дезоксикортизол действительно обладает высоким иммунологическим сродством к антителам к кортизолу и поэтому определяется в иммунной реакции. У больных с ВДКН уровень 21-дезоксикортизола в сыворотке может значительно превышать содержание кортизола, что определяется степенью блока 21-гидроксилазы.

Таблица 2

Результаты определения кортизола в сыворотке крови больных с ВДКН

Больные

I

II

III

IV

1

147,6

3,8

285,8

297,6

2

192,0

16,6

440,0

342,0

3

126,9

28,2

261,8

276,9

4

106,2

9,8

298,9

256,2

5

283,6

7,6

512,3

433,6

6

209,1

19,4

417,5

359,1

7

242,9

24,0

445,1

392,9

8

234,9

40,3

372,4

384,9

9

314,2

40,1

439,3

464,2

10

173,8

32,6

435,3

323,8

М

173,5

22,2

390,8

314,6

Медиана

200,6

21,7

426,4

350,55

S

± 67,3

± 13,08

± 87,75

± 67,25

Примечание. I — определение кортизола прямым методом, II — после разделения на колонке "Serhadex LH-20", III — после добавления 21-дезоксикортизола, IV — ожидаемая концентрация кортизола.

Из сказанного выше следует, что определение содержания кортизола обычными прямыми методами иммуноанализа (включая автоматизированные системы) у больных с ВДКН не имеет практической диагностической ценности и его не следует включать в диагностический алгоритм ВДКН.

Уровень кортизола (как химической молекулы) у больных с ВДКН можно определить, только выделив его хроматографически перед количественным определением методами иммуноанализа. Оптимальный вариант — использование метода газовой хроматографии и масс-спектрографии; сочетание этих методов позволяет количественно и качественно оценить весь спектр стероидов, включая и маркеры ВДКН. Высокая стоимость этой технологии и сложность эксплуатации ограничивают ее использование в рутинной лабораторной практике. Она должна быть использована в специализированных референсных лабораториях, организация которых необходима при проведении неонатального скрининга.

Генетические методы выявления ферментативных дефектов при ВДКН внесли важный вклад в решение задачи раннего выявления заболевания. Однако эти методы выполнимы только в специализированных лабораториях при наличии высококвалифицированных специалистов и специального оборудования. Поэтому продолжается поиск дополнительных биохимических маркеров ВДКН. Одни из них предложены японскими авторами [10]: метаболиты 17-гидроксипрогестерона и 21-де- зоксикортизона в моче (см. рис. 2) — прегнантриол и прегнантрионолон. Методом газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией были убедительно показаны преимущества неинвазивного метода определения прегнантрионолона в моче новорожденных по сравнению с существующим методом неонатального скрининга (определение 17-гидроксипрогестерона в капиллярной крови) как по чувствительности, так и по специфичности. В работе также приводятся результаты сравнительного определения 17-гидроксипрогестерона различными методами иммуноанализа. Все они по чувствительности и специфичности уступают методу определения прегнантрионолона в моче. Следует отметить, что использование приведенной технологии как референсной необходимо предусмотреть при организации специализированных лабораторий по Национальной программе скрининга новорожденных на ВДКН.

Заключение

В рутинной диагностике дефицита 21-гидроксилазы необходимо использовать определение 17-гидроксипрогестерона проверенными иммунологическими методами, а также (желательно)

21-дезоксикортизола и его метаболита методом газовой хроматографии/масс-спектрометрии. Определение кортизола прямыми методами иммуноанализа без использования хроматографии лишено смысла, так как в этом случае вместе с кортизолом определяется близкий ему по структуре 21-дезоксикортизол.

Список литературы

1. Гончаров Н. П., Колесникова Г. С. // Кортикостероиды: метаболизм, механизм действия и клиническое применение. - М., 2002.

2. Bachega Т. А, Billerbeck A. Е., Marcondes J. A et al // Clin. Endocrinol. (Oxford).'- 2000. - Vol. 52, N 5. - P. 601- 607.

3. Bristow J., Gitelman S. E., Tee M. K. et al. // J. Biol. Chem. - 1993. - Vol. 268. - P. 12919-12923.

4. Brotherton J., Rothbart В // J. Steroid Biochem. - 1990 - Vol. 28, N 6. - P. 641-649.

5. Charmandari E., Pincus S. M., Matthews D. R. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 2002. - Vol. 87, N 5. - P. 2238- 2244.

6. Сharmandari E, Merke D. P., Negro P. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 2004. - Vol. 89, N 5. - P. 2228-2236.

7. Franks R. S. // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 1974. - Vol. 39, N 6. - P. 1099-1103.

8. Geley S., Peter A/., Johrer K. et al. // Exp. Clin. Endocrinol. - 1993. - Vol. 101. - Suppl. 1. - P. 15-31.

9. Gueux В., Fiet J., Pham-Huu-Tsung M. T. et al. // Acta Endocrinol. (Copenh.). - 1985. - Vol. 108, N 4. - P. 537-544.

10. Homma // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 2004. - Vol. 89, N 12. - P. 6087-6091.

11. Kao P. C, Machacek D. A, Magera M. J. et al. // Ann. Clin. Lab. Sci. - 2001. - Vol. 31, N 2. - P. 199-204.

12. VAllemand D., Tardy V., Gruters A. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 2000. - Vol. 85, N 12. - P. 4562-4567.

13. Maitra A., Shirwalkar H. // Indian J. Exp. Biol. - 2003. - Vol. 41, N 7. - P. 701-709.

14. Mellon S. H., Miller W. L. // J. Clin. Invest. - 1989. -Vol. 84. - P. 1497-1501.

15. Merke D. P. et al. // Fertil. and Stenl. - 2000. - Vol. 74, N 2. - P. 329-334.

16. Minutti С Z., Lacey J. M., Magera M. J. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 2004. - Vol. 89, N 8. - P. 3687-3693.

17. Morel Y., Miller W. L. // Adv. Hum. Genet. - 1991. -Vol. 20. - P. 1-4.

18. Nahoul K, Adeline J., Bercovici J. P. et al. // J. Steroid Biochem. - 1989. - Vol. 33, N 6. - P. 1167-1172.

19. New M. I. И Ann. N. Y. Acad. Sci. - 2004. - Vol. 1038. -P. 14-43.

20. Saisho S., Shimozawa K, lata J. et al. // Horm. Res. - 1990. - Vol. 33, N 1. - P. 27-34.

21. White P. C, New M. J., Dupont B. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1986. - Vol. 83. - P. 5-10.


Об авторах

Н. П. Гончаров

ГУ Эндокринологический научный центр РАМН


Россия


Г. С. Колесникова

ГУ Эндокринологический научный центр РАМН


Россия


Для цитирования:


Гончаров Н.П., Колесникова Г.С. Биохимические маркеры врожденной дисфункции коры надпочечников и нарушений стероидогенеза. Проблемы Эндокринологии. 2007;53(1):30-33. https://doi.org/10.14341/probl200753130-33

For citation:


Goncharov N.P., Kolesnikova G.S. Biochemical markers of congenital adrenal hyperplasia and impaired steroidogenesis. Problems of Endocrinology. 2007;53(1):30-33. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl200753130-33

Просмотров: 49


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0375-9660 (Print)
ISSN 2308-1430 (Online)