Kortikoszteroid-bioszintézis és metabolizmus vizsgálata mellékvese-daganatokban
Doktori (PhD) dolgozat „A folyadék és elektrolitháztartás szabályozásának élet és kórélettana” c. PhD program keretében
Írta: Dr. Szücs Nikolette
Témavezető: Dr. Rácz Károly Programmvezető: Dr. Rosivall László
Semmelweis Egyetem ÁOK II. sz. Belgyógyászati Klinika 2005.
BEVEZETÉS A
mellékvesekéreg
az
egyik
legrégebben
megismert
és
legrészletesebben tanulmányozott endokrin szerv, melynek döntő szerepe van a szervezet homeosztázisának fenntartásában. A mellékvesekéreg által termelt legfontosabb glükokortikoid és mineralokortikoid hormonok, a kortizol és az aldoszteron felfedezését és a fő élettani szabályozó mechanizmusok megismerését követően a kutatások nem zárultak le és még napjainkban is újabb szabályozó faktorok és rendszerek létezésére derült fény. Ezek egyike a mintegy egy évtizede felfedezett leptin, amely jól ismert hatást fejt ki az energia-homeosztázisra és a zsírtömeg mennyiségére. Ezért érdemesnek tűnt az ugyanezen szereppel is bíró kortikoszteroidok és a leptin közötti kapcsolat vizsgálata. A kortizol-metabolizmus során számos aktív, részlegesen aktív vagy inaktív-metabolit képződik. Ezek egyike a 6β-hidroxikortizol, melynek
jelentősége
a
számos
vizsgálat
ellenére
nem tekinthető
tisztázottnak. Kvantitatív meghatározása bizonyos betegségekben segítséget nyújthat a pontos kórismézéshez. Kevés irodalmi adat ismert azonban különböző típusú mellékvese-adenomás betegekben a 6β-hidroxikortizol képzés szabályozásáról és lehetséges klinikai diagnosztikai jelentőségéről. A hypertonia a felnőtt populáció mintegy 30 százalékában előforduló betegség, melynek endokrin eredetű szekunder formáinak döntő többsége a mellékvesekéreg aldoszteron túltermelésével áll összefüggésben. Felismerése fontos, mert kezelése alapvetően eltér az esszenciális hypertonia kezelésétől. Ezért fontosnak tűnt a primer aldosteronismus miatt a II. Belklinikán vizsgált nagyszámú beteg adatainak elemzése.
2
CÉLKITŰZÉSEK
Munkámban a kortikoszteroid-képzés és metabolizmus azon aspektusainak tanulmányozását
tűztem
ki
célul,
amelyek
hozzájárulhatnak
a
mellékvesekéreg-daganatok hormontermelésének pontosabb megértéséhez, segíthetik a betegségek pontosabb felismerését és ez által azok eredményes kezelését. A munka részben a Semmelweis Egyetem ÁOK II. sz. Belgyógyászati
Klinikán
kivizsgált
betegekből
nyert
vér-
és/vagy
mellékvese-daganatszövet mintáin elvégzett vizsgálataim eredményét, részben pedig a betegek klinikai és hormonlaboratóriumi leleteinek elemzésével nyert eredményeket tartalmazza. Célkitűzésként az alábbi 5 pontban összefoglalt kérdésekre kívántam választ kapni: 1.
Az
energia
neuroendokrin
homeosztázisban
betöltött
szabályozásban
is
szerepén
jelentőséggel
kívül bíró
a új
hormonnak, a leptinnek van-e közvetlen hatása különböző típusú humán mellékvesekéreg-daganatok kortikoszteroid-termelésére? Lehetséges-e,
hogy
különböző
típusú
mellékvesekéreg-
daganatokból izolált sejteken a leptinnek a kortikoszteroid képzésre gyakorolt hatásai különböznek? 2.
A hypothalamus-hypophysis-mellékvesekéreg rendszer klinikai vizsgálatára alkalmazott dinamikus tesztek milyen hatást fejtenek ki a döntően a májban képződő nem konjugált kortizol-metabolit, a 6β-hidroxikortizol plazma szintjére? Egészséges egyénekben, májbetegekben és Cushing-szindrómában szenvedő egyénekben különbözik-e a bazális, dexamethasonnal szupprimált és/vagy exogén ACTH adásával serkentett plazma-6β-hidroxikortizol-
3
koncentráció? A biológiailag aktív, szabad hormon-frakciót jelző nyálkortizol-koncentráció, koncentráció
illetve
vizsgálat
nyál-6β-hidroxikortizol-
alkalmas-e
a
klinikai
hormontúltermeléssel nem járó mellékvesekéreg-adenomában szenvedő
betegek
jelentős
részében
előforduló
okkult
hormontúltermelés detektálására? 3.
A 6β-hidroxikortizol lehetséges extrahepatikus forrásaként a mellékvese szerepe bizonyítható-e a szisztémás hatásoktól mentes
izolált
mellékvesekéreg
sejt-rendszerek
6β-
hidroxikortizol képzésének meghatározásával? Különbözik-e a különböző
típusú
hormontermelő
daganatokból,
illetve
a
daganatokat környékező nem daganatos mellékvese-szövetből izolált mellékvese sejtek 6β-hidroxikortizol képzése? Az in vitro vizsgálatokból nyert eredmények megerősíthetők-e a mellékvesevénák
szelektív
katéterezésével
nyert
vérminták
hormonanalízisével? 4.
A Semmelweis Egyetem ÁOK II. sz. Belgyógyászati Klinikán 1958 és 2004 között primer aldosteronismus miatt vizsgált 187 beteg
adatainak
retrospektív
elemzése
alapján
milyen
hatékonyságúak a betegség diagnózisára és a betegség altípusok elkülönítésére vizsgálatok?
leggyakrabban A
betegcsoport
alkalmazott adatainak
diagnosztikai elemzésével
megerősíthetők-e a primer aldosteronismus két leggyakoribb altípusának
megváltozott
előfordulási
arányára
és
a
hypokalaemiás esetek viszonylag nagy gyakoriságára vonatkozó új megfigyelések?
4
5.
Az aldoszteron-termelő adenoma bizonyítására és lokalizálására ”gold
standard”-ként
hormonanalízis
alkalmazott
eredményeinek
mellékvesevénás
retrospektív
vér
elemzésével
kidolgozható-e olyan ajánlás, amely a különböző értékelési eljárások közül a legjobb lehetőséget kínálja a féloldali aldoszteron-termelő adenomák lokalizálására? BETEGEK ÉS MÓDSZEREK Betegek, vér- és szövetminták Munkámban a Semmelweis Egyetem ÁOK II. sz. Belgyógyászati Klinikán kivizsgált betegekből nyert vér, nyál és/vagy mellékvese-daganatszövet mintáin elvégzett vizsgálataim eredményét, részben pedig a betegek klinikai és
hormonlaboratóriumi leleteinek elemzésével nyert eredményeket
foglaltam össze. A vér- és nyálmintákat hormonvizsgálatok és/vagy molekuláris biológiai vizsgálatok céljaira használtam. A daganatszövet mintákat műtéttel kezelt betegekből, a műtét során eltávolított anyagból nyertük és a szteroid illetve szteroid-metabolit szekréció in vitro vizsgálatára alkalmas izolált mellékvesekéreg-sejtrendszer előállítására használtam fel. VIZSGÁLATOK EREDMÉNYEI ÉS KÖVETKEZTETÉSEK 1.
Aldoszteron-termelő
adenomából,
Cushing-szindrómát
okozó
mellékvesekéreg-adenomából és hormontúltermeléssel nem járó mellékvesekéreg-adenomákból izolált sejtek in vitro vizsgálatával kimutattam, hogy a humán rekombináns leptin szignifikánsan gátolja mindhárom adenoma sejttípus alap- és ACTH-stimulált kortizol- és kortikoszteron-termelését. Eredményeim és a korábbi
5
irodalmi megfigyelések alapján megfogalmazható az a hypothesis, hogy Cushing-szindrómát okozó mellékvese-adenomás betegekben (és
bizonyos
mértékben
hormontúltermeléssel
mellékvesekéreg-adenomában glukokortikoid-túltermelés
szenvedő a
nem
járó
betegekben)
a
plazmaleptin-koncentráció
növekedését okozza és a megnövekedett plazmaleptin- szint a mellékvesekéreg-adenoma sejteken gátolhatja a glukokortikoidok termelését.
Lehetséges
tehát,
hogy
a
leptin
közvetlen
glukokortikoid-termelést gátló hatása egy olyan ellenszabályozó mechanizmus
része,
amely
a
glukokortikoid-termelő
mellékvesekéreg-adenoma sejteken korlátozza a glukokortikoidtúltermelés további növekedését. Kimutattam, hogy a kortizol- és kortikoszteron-képzésre gyakorolt gátló hatással ellentétben a leptin nem befolyásolja azokban az adenoma sejttípusokban a bazális és ACTH-stimulált aldoszteron-termelést, amelyekben mérhető
mennyiségű
aldoszteron-termelés
mutatható
ki.
Feltételezhető, hogy az endogén leptin aldoszteron-termelést gátló hatásának
hiánya
ezekben
az
esetekben
hozzájárulhat
az
aldoszteron képzés ACTH iránti érzékenységének növekedéséhez. 2.
Kimutattam, hogy krónikus alkoholos májbetegségben szenvedő betegekben 2 hét alkohol-abstinentiát követően elvégzett ACTHstimulációs teszt során a plazma-6β-hidroxikortizol-koncentráció növekedése szignifikánsan nagyobb volt, mint a kontrollegyénekben elvégzett ACTH-stimulációs teszt során mért plazma6β-hidroxikortizol-koncentráció, míg az éjjel, reggel és 1 mg dexamethason adása utáni mintákban a plazma-6β-hidroxikortizol-
6
koncentráció a két csoportban nem különbözött. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy krónikus alkoholos májbetegekben 2 hetes alkohol-abstinentiát követően az ACTH-stimulációs teszt során mért plazma-6β-hidroxikortizol-koncentráció a máj 6βhidroxiláz (és feltehetően egyéb gyógyszer-metabolizáló enzimek) indukciójának érzékeny jelzője lehet. 3.
Vizsgálataimban
kontrollegyének,
mellékvese-adenomás hormontúltermeléssel
Cushing-szindrómát
okozó
valamint
klinikai
betegek, nem
járó
mellékvesekéreg-adenomás
betegek reggel, 1 mg dexamethason adása után és ACTH adagolás után nyert mintáiban a plazma- és nyál-kortizol és 6βhidroxikortizol-koncentrációk vizsgálatával megállapítottam, hogy a plazma- és nyál-6β-hidroxikortizol koncentrációk a plazma- és nyálkortizol-koncentrációkhoz képest érzékenyebben jelzik az enyhe vagy súlyos kortizol-túltermelést. Vizsgálataim eredményei alapján a nyál- és plazma-6β-hidroxikortizol vizsgálat az enyhe vagy
súlyos
kortizol-túltermeléssel
járó
mellékvesekéreg-
daganatok esetében klinikailag hasznos biokémiai markerré válhat. 4.
Normális humán mellékvese és humán mellékvesekéreg-adenoma sejt-rendszereken végzett vizsgálataimmal, valamint szelektív mellékvesevénás vérminták vizsgálatával megállapítottam, hogy a 6β-hidroxikortizol nem csupán a májban termelődő metabolit, hanem a normális és adenomás mellékvesekéreg-sejtek szekréciós terméke.
Eredményeim
alapján
feltételezhető,
hogy
a
mellékvesekéreg sejtekben képződő 6β-hidroxikortizol a kortizol
7
(illetve a kortizol termelést reguláló ACTH) szabályozó hatása alatt áll és kortizol túltermeléssel járó mellékvesekéreg-adenomás esetekben a mellékvesekéreg-sejtek fokozott 6β-hidroxikortizol képzése hozzájárulhat a betegekben kimutatható plazma- és nyál6β-hidroxilkortizol-koncentráció növekedéshez. 5.
A Semmelweis Egyetem ÁOK II.sz. Belklinikán 1958 és 2004 között diagnosztizált 187 primer aldosteronismusos beteg klinikai adatainak és a hormonvizsgálatok eredményeinek elemzésével megállapítottam,
hogy
az
idiopathiás
hyperaldosteronismus
eseteknek az aldoszteron-termelő adenomás esetekhez viszonyított előfordulási gyakorisága és a normokalaemiás esetek száma lényegesen eltér az újabb nemzetközi vizsgálatok során nyert eredményektől. Ennek oka az lehet, hogy a primer aldosteronismus szűrésére
alkalmas
plazmaaldoszteron/plazmarenin-aktivitás
hányados vizsgálatot hazai hypertoniás betegek körében ritkán alkalmazzák. Megállapítottam, hogy a primer aldosteronismus diagnosztikai módszerei közül a leggyakrabban alkalmazott furosemiddel kombinált posturalis teszt - a vizsgálat során a plazmakortizol-szint növekedésével járó esetek kizárása után 92%-os specificitással és 69%-os szenzitivitással jelezte az aldoszteron-termelő adenoma jelenlétét. Az I. típusú familiáris hyperaldosteronismus detektálására alkalmas DNS-diagnosztikai módszerrel 30 betegben Magyarországon elsőként vizsgáltam a betegség-okozó CYP11B1/CYP11B2 gén-chimera előfordulását, azonban annak jelenlétét egyetlen esetben sem tudtam igazolni.
8
6.
A
szelektív
mellékvesevénás
vér
hormonvizsgálatok
eredményeinek elemzésével megállapítottam, hogy a nemzetközi irodalomban
gyakran
alkalmazott
mellékvesevéna
aldoszteron/kortizol hányados a műtéttel kezelt 43 aldoszterontermelő adenomás eset közül 5 esetben az adenomás (domináns) oldalon álnegatív eredményt mutatott. Kimutattam, hogy ezek az álnegatív esetek a vena cava inferior aldoszteron/kortizol hányadossal
korrigált
mellékvesevéna
aldoszteron/kortizol
hányados kiszámításával kiszűrhetők. Elemzésem alapján a mellékvesevéna
aldoszteron/kortizol
hányados
számításnál
pontosabb korrigált hányados kiszámítása azokban a féloldali adenomás esetekben is segíti az aldoszteron-termelő adenoma lokalizását, amikor a szelektív mellékvesevénás vérvétel csak a nem adenomás (nem domináns) oldalon sikeres.
9
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Munkámhoz nyújtott segítségükért szeretnék köszönetet mondani: •
• • •
•
•
•
Dr. Tulassay Zsolt professzor úrnak, a Semmelweis Egyetem ÁOK II. sz. Belgyógyászati Klinika igazgatójának, aki lehetővé tetté, hogy munkámat a II. sz. Belgyógyászati Klinikán végezhessem. Dr. Gláz Edit professzor asszonynak, aki hasznos tanácsaival és igényességre buzdító kritikájával állandóan segítette munkámat Dr. Rácz Károly professzor úrnak, témavezetőmnek, akitől munkámhoz minden szükséges segítséget és tanácsot megkaptam. Dr. Rosivall László professzor úrnak, programvezetőmnek, aki biztosította számomra a lehetőséget, hogy PhD hallgatóként kutatómunkát végezhessek. Dr. Tóth Miklós, egyetemi adjunktus úrnak, a betegek klinikai és laboratóriumi vizsgálati eredményeinek feldolgozásában nyújtott segítségért. Dr. Varga Ibolya tudományos munkatársnak és a Semmelweis Egyetem ÁOK II. sz. Belgyógyászati Klinika Endokrinológiai és Izotóp Laboratóriumában dolgozó asszisztenseknek A laboratóriumuban dolgozó PhD hallgatóknak.
Férjemnek, gyermekeimnek és szüleimnek a türelmükért.
10
KÖZLEMÉNYEK LISTÁJA A dolgozat témájához kapcsolódó publikációk jegyzéke: Szücs N., Varga I., Jakab Cs., Patócs A., Gláz E., Tóth M., Kiss R., Rácz K.: Leptin inhibits cortisol and corticosterone secretion in pathologic human adrenocortical cells. Pituitary 4: 71-77, 2001. Szücs N., Varga I., Patócs A., Tóth M., Gláz E., Rácz K.: Secretion of 6βhydroxycortisol by normal human adrenals and adrenocortical adenomas. Steroids 68:477-482, 2003. IF: 2,44 Szücs N., Varga I., Patócs A., Tóth M., Jakab Cs., Gláz E, Rácz K.: Plasma 6β-hydroxycortisol measurment for assessing altered hepatic drug metabolizing enzym activity. Acta Physiologica Hungarica 90:217-223, 2003. Varga I., Jakab Cs., Szücs N., Patócs A., Tóth M., Kiss R., Gláz E., Rácz K.: Plasma and salivary 6β-hydroxycortisol measurements for assessing adrenocortical activity in patients with adrenocortical adenomas. Horm Metab Res 35:421-426, 2003. IF: 1,669 Gláz E., Szücs N., Varga I.: Az aldoszteronról a XXI. század elején. LAM 15 (2):96-107, 2005. Szücs N., Gláz E., Varga I., Tóth M., Kiss R., Patócs A., Jakab Cs., Perner F., Járay J., Horányi J., Dabasi G., Molnár F., Major L., Fütő L., Rácz K., Tulassay Zs.: A primer aldosteronismus diagnosztikája és a kezelés
11
eredményei 187 beteg adatainak retrospektív elemzése alapján. Orvosi Hetilap (közlésre elfogadva) A dolgozat témájához nem szorosan kapcsolódó publikációk jegyzéke: Somogyi A., Prechl J., Pusztai P., Kocsis I., Szücs N.: Vörösvértestek scavanger kapacitásának vizsgálata diabetes mellitusban. Diabetologica Hungarica 3 :109-114, 1995. Tóth M., Szücs N., Rácz K., Varga I., Hüttl K., Perner F., Gláz E. Neurofibromatosis I. típusának endocrin szövődményei. Magyar Orvosi Hetilap 137:1683-1688, 1996. Hagymássy L., Rigó J., Tóth M., Szücs N., Kékes K., Hüttl K.: Nerofibromatosissal szövődött HELLP szindroma. Magyar Nőorvosok Hetilapja 6:1161-164, 1998. Hagymássy L., Rigó J.,
Tóth M., Szücs N., Kékes K., Hüttl K.:
Neurofibromatosis type 1 with pregnancy associated renovascular hypertension and HELLP syndrome.: Am. J. Obstet. Gynecol 179: 272-274, 1998. IF: 2,634 Hubina E., Kovács L., Szabolcs I., Rimanóczky É., Ferencz A., Czirják S., Tóth M., Szücs N., Rácz K., Góth M.: Növekedési hormonnal történő hormonpótló
kezelés
hatásai
súlyos
növekedési
hormonhiányos
felnőttekben. Magyar Orvosi Hetilap 141.(44) 2375-2379, 2000.
12
Cserepes É., Szücs N., Patkós P., Csapó Zs., Molnár F., Tóth M., Dabasi G., Ésik O., Rácz K..: Ovarian steroid cell tumor and a contralateral ovarian thecoma in a postmenopausal woman with severe hyperandrogenism. Gynecological Endocrinology 16:213-216, 2002. IF: 0,899 Szücs N., Mészáros J., Czirják S., Mondok Á., Varga I., Gláz E.: Acromegáliás
betegek
tartós
hatású
octreotid
kezelésével
szerzett
tapasztalatok. Magyar Orvosi Hetilap 143. (19) Suppl.2. 1066-1070, 2002. Tóth M., Tőke J., Kiss E., Bernád I., Miheller P., Szücs N., Rácz K.: Acromegalia McCune-Albright szindromában. Magyar Orvosi Hetilap 143. (19) Suppl.2. 1070-1073, 2002. Patócs A., Tóth M., Barta Cs., Sasvári-Székely M., Varga I., Szücs N, Jakab Cs., Gláz E., Rácz K.: Hormonal evaluation and mutaion screening for steroid 21-hydroxilase deficiency in patients with unilateral and bilateral adrenal incidentalomas. European Journal of Endocrinology 147: 349-355, 2002. IF: 2,56 Hubina E, Kovács L., Szabolcs I., Szücs N., Tóth M., Rácz K., Czirják S., Góth M.: The effect of gender on growth hormone replacement in growth hormone deficient patients. Horm Metab Res 36:247-253, 2004, IF: 1,946 Majnik J.,Szücs N., Patócs A., Tóth M., Balogh K., Varga I., Gláz E., Rácz K.: Effect of single doses of dexamethasone and adrenocorticotrop hormone on serum bone markers in healthy subjects and in patients with adrenal
13
incidentalomas and is Cushing syndrome. J Endocrinol Invest 27:747-753, 2004. IF: 1,525 Patócs A., Karádi É., Tóth M., Varga I., Szücs N., Balogh K., Majnik J., Gláz E., Rácz K.: Clinical and biochemical features of sporadic and hereditary pheochromocytomas: an analisis of 41 cases in a single endocrine center. Eur J Cancer Prev 13:403-409, 2004. IF: 1,785 Hubina E., Lakatos P.,Kovács L., Szabolcs I., Rácz K., Tóth M., Szücs N., Góth M.: Effects of 24 monts of growth hormone (GH) treatment on serum carboxylated and undercarboxylated osteocalcin levels in GH-deficient adults. Calcif Tissue Internet. 74: 55-59, 2004. IF: 2,258 Patócs A., Likó I., Varga I., Boros A., Fütő L., Kun I., Bertalan R., Tóth S., Pázmány T., Tóth M., Szücs N., Horányi J., Gláz E., Rácz K.: Novel mutation of the CYP17 gene in two unrelated patients with combined 17αhydroxylase/17,20-lyase deficiency: demonstration of absent enzyme activity by expressing the mutant CYP17 gene and three-dimensional modeling. J.Steroid Biochem. 97: 257-265, 2005. IF: 2,715 Balogh K., Hunyady L., Patócs A., Valkusz Zs., Bertalan R., Gergics P., Majnik J., Tőke J., Tóth M., Szücs N., Gláz E., Fütő L., Horányi J., Rácz K., Tulassay Zs.: Az 1-es típusú multiplex endokrin neoplasia klinikai tünetei, diagnózisa és kezelése. A genetikai vizsgálatok hazai tapasztalatai. Orvosi Hetilap 146 (43) 2191-2197, 2005.
14
