Extrémně nízké hladiny SHBG jako důsledek polymorfizmu Pro156Leu v genu pro SHBG –  kazuistiky dvou žen se syndromem polycystických ovarií

Souhrn

Předkládané kazuistiky ukazují klinické projevy 2 žen se syndromem polycystických ovarií s extrémně nízkými hladinami SHBG (Sex Hormone Binding Globulin) v séru, u kterých byl detekován raritní funkční polymorfizmus Pro156Leu v genu pro SHBG v homozygotním stavu.

Klíčová slova:
SHBG –  polymorfizmus –  syndrom polycystických ovarií

Úvod

Syndrom polycystických ovarií (PCOS) představuje nejčastější endokrinopatii u žen ve fertilním věku. Jedná se o klinicky i bio­chemicky značně heterogenní onemocnění. V současnosti existuje několik kritérií pro stanovení diagnózy, která odrážejí nejednotný názor na etiologii onemocnění, na diagnostická kritéria a na symptomatologii.

První přesnější definice onemocnění PCOS byla přijata v roce 1990 na konferenci pod záštitou NIH/ NICHHD (National Institutes of Health/ National Institute of Child Health and Human Development) [1]. Podle této definice jde o syndrom se širokým spek­trem fenotypických manifestací, kde nejdůležitější jsou klinické projevy hyperandrogenizmu (akné, hirsutizmus, androgenní alopecie), hyperandrogenemie (zvýšené hladiny androgenů) a přítomnost oligo- nebo anovulace. Na rozdíl od kritérií Evropské společnosti pro lidskou reprodukci a embryo­logii (ESHRE –  European Society of Human Reproduction & Embryology) a Americké společnosti pro reprodukční medicínu (ASRM –  American Society for Reproductive Medicine) [2] a mezinárodní organizace AES (Androgen Excess Society) [3], nezahrnuje NIH/ NICHHD do diagnostických kritérií přítomnost sonografického nálezu polycystických ovarií. Častý familiární výskyt syndromu ukazuje na význam genetického pozadí v patogenezi PCOS. U komplexních onemocnění, včetně PCOS, se na výsledném fenotypu podílí více genů v kombinaci s faktory vnějšího prostředí (životní styl, dieta, pohyb, stres apod.). V genetických analýzách komplexních onemocnění jsou často využívány asociační studie založené na studiu kandidátních genů, které mají vliv (nebo se u nich tento vliv předpokládá) na metabolické a regulační mechanizmy účastnící se na rozvoji onemocnění. Hodnotí se rozdíl ve frekvencích polymorfizmů mezi skupinami pacientů a zdravých kontrol a jejich případný vliv na sledované metabolické, hormonální a další parametry.

Kandidátních genů v souvislosti s PCOS byla studována řada, ně­kte­ré byly na základě negativních výsledků vyřazeny nebo je jejich role zpochybňována, u ně­kte­rých však byla pozitivní asociace s onemocněním potvrzena více nezávislými studiemi. Do skupiny potvrzených kandidátních genů patří i gen pro SHBG (Sex Hormone Binding Globulin –  vazebný protein pro pohlavní hormony). Podrobný přehled kandidátních genů pro PCOS je např. v monografii Azziz et al [4].

Častým nálezem u žen s PCOS jsou nízké koncentrace SHBG. Lidský SHBG je syntetizován především v játrech, ale i dalších tkáních, např. v mozku, placentě, endometriu a u mužů ve varlatech. Poruchy v metabolizmu SHBG patří, kromě chybné steroidogeneze, mezi uvažované příčiny zvýšené hladiny androgenů. Volného, tj. bio­logicky aktivního testosteronu cirkuluje v krevním oběhu žen méně než 3 %, protože většina androgenů je vázána právě na SHBG. Takto navázaný androgen je bio­logicky neaktivní. Proto podmínky vedoucí ke snížení hladiny SHBG vedou v cirkulaci ke zvýšení frakce volných androgenů [5].

V cirkulaci SHBG váže s vysokou afinitou androgeny a s nižší afinitou estrogeny a jeho koncentrace v krvi určuje dostupnost volných, tzn. na proteiny nevázaných pohlavních hormonů v cílových tkáních. U pacientek s PCOS tak mohou být i při normálních hladinách androgenů jejich skutečné, bio­logicky aktivní koncentrace zvýšeny.

Hladina SHBG přímo souvisí s dalšími faktory. Hladinu SHBG snižuje vyšší inzulinemie, prolaktin, růstový hormon, dále přítomnost obezity a svou roli hraje i postmenopauzální věk. Naopak vyšší hladiny SHBG souvisí s vyššími hladinami tyreoidálních hormonů, s těhotenstvím a jsou charakteristické pro ženy užívající hormonální antikoncepci [6,7].

Vedle bio­chemických faktorů ovlivňujících hladinu SHBG v krvi je v současnosti studován i genetický vliv polymorfizmů v genu pro SHBG, které by mohly pozměňovat produkci, funkci nebo metabolizmus proteinu a přispívat k variabilitě koncentrace SHBG. V lidském genu pro SHBG bylo popsáno několik variant v kódující i v regulační oblasti [8].

Jedním z nich je jednonukleotidová tranzice C za T (CCG → CTG) v exonu 4, která způsobuje záměnu prolinu za leucin ve 156. kodónu. Nachází se na sestřihovém místě pro restrikční endonukleázu MspI na hranici mezi 4. exonem a 4. intronem. Tento polymorfizmus neovlivňuje schopnost proteinu vázat steroidní ligand, je však příčinou abnormální glykozylace a vede ke snížení sekrece SHBG.

Cílem naší práce bylo popsat klinický obraz 2 pacientek s PCOS, u kterých jsme detekovali homozygotní variantu genotypu minoritní alely polymorfizmu Pro146Leu (rs 6258).

Kazuistika 1

29letá žena byla v roce 2008 odeslána gynekologem na naše pracoviště k odbornému endokrinologickému vyšetření pro sekundární sterilitu a hyperandrogenní stav. PCOS nebyl v období před těhotenstvím prokázán.

Ve 20 letech spontánně otěhotněla a porodila zdravou dceru, od té doby až do roku 2004, tj. 5 let, užívala hormonální antikoncepci –  norgestima 0,25 mg + ethinylestradiol 0,035 mg (Cilest). Po vysazení byl menstruační cyklus nepravidelný v rozmezí 14– 60 dní a snaha o opětovné otěhotnění nebyla úspěšná. Je v péči centra pro asistovanou reprodukci, kde diagnostikovali PCOS a nasadili antiestrogen –  50 mg klomifen citrátu (Clostilbegyt). Pacientka je nekuřačka, alergii uvádí jen na včely, s jiným onemocněním se neléčí a rodinná anamnéza ve smyslu metabolických a hormonálních poruch je bezvýznamná.

Biochemická vyšetření ukazují mírnou dyslipidemii, cholesterol 5,72 mmol/ l (norma do 5,2 mmol/ l), HDL-cholesterol 1,36 mmol/ l (norma nad 1,68 mmol/ l), LDL-cholesterol 3,77 mmol/ l (norma do 3,34 mmol/ l) a vyšší ALT 0,79 μkat/ l (norma do 0,58 μkat/ l). Ze steroidních hormonů je hraničně vyšší jen testosteron –  3,17 nmol/ l (norma do 3 nmol/ l), v normě jsou kortizol, estradiol, 17- hydroxyprogesteron, androstendion, progesteron, dehydro­epiandrostendion a jeho sulfát (DHEA, DHEAS), luteinizační (LH) i folikulostimulační hormon (FSH) a prolaktin. Co je ale naprosto výjimečné, je abnormálně nízká hladina SHBG 1,3 nmol/ l (norma 43,2– 94,8 nmol/ l)! Vypočítaná hodnota volného testosteronu je tak nesmyslně vysoká 243,85. Objektivně byla nemocná bez projevů hirsutizmu (skóre Ferrimana a Galwayové bylo 0). Po prvním vyšetření byl stav uzavřen jako PCOS, sekundární amenorrhoea, sekundární sterilita, hyperandrogenemie s pozitivním nálezem PCO. Z dalších vyšetření byla zjištěna normální glukózová tolerance, ale bazální i stimulovaná hyperinzulinemie. Bazální inzulin byl 13,5 mIU/ l (norma do 24,5 mIU/ l), ale C-peptid 0,98 nmol/ l (norma do 0,9 nmol/ l), maximální hodnota inzulinu byla ve 30. min OGTT 106,7 mIU/ l a C-peptidu v 60. min OGTT 3,47 nmol/ l. Pacientka udává nárůst hmotnosti o 10 kg za poslední rok, nicméně hodnota BMI 25,5 kg/ m² je i po váhovém přírůstku na hranici normální hmotnosti a nadváhy. Udává však, že se jí nedaří hmotnost snížit. Pacientce bylo doporučeno pokračovat s užíváním klomifen citrátu, pokud by do 3 měsíců nedošlo ke změně, je k úvaze nasazení metforminu.

Kazuistika 2

24letá žena je od roku 2003 na našem pracovišti primárně léčena pro tyreoidální autoimunitu. Udává však i vypadávání vlasů, akné a nepřítomnost menstruačního cyklu i při užívání hormonální antikoncepce, proto byla doporučena na vyšetření s podezřením na PCOS.

Pacientka uvedla amenorrhoeu do 18 let věku, kromě léčené tyreopatie neudává žádné další onemocnění nebo alergie, v rodinné anamnéze kromě tyreopatie u matky a její sestry nejsou žádná další onemocnění.

Z bio­chemických vyšetření je vidět mírná hypercholesterolemie 6,12 mmol/ l, v hormonálním spektru je vyšší TSH 5,62 mIU/ l (norma do 4,2 mIU/ l) a normální hladiny všech vyšetřených steroidních hormonů (kortizol, testosteron, androstendion, estradiol, progesteron, 17- hydroxyprogesteron, DHEA, DHEAS, LH, FSH) a prolaktinu. Ve vyšetření dominuje neměřitelně nízká hladina SHBG! Hodnotu volného testosteronu nebylo možné vypočítat. Sonografické vyšetření malé pánve vaginální sondou je bez patologického nálezu. Pacientka je štíhlá, hodnota BMI 21,5 kg/ m² je v pásmu normální hmotnosti. Stav byl uzavřen jako PCOS s primární amenorhhoeou. Pacientce byla předepsána antikoncepce –  gestoden 0,075 mg + etynliestradiol 0,02 mg (Logest), po kterém se dostavilo krvácení ze spádu. Jeho užívání ale špatně snášela, udávala především psychické problémy a nárůst hmotnosti o 2,5 kg. Při dalších kontrolách byla opakovaně zaznamenána mírná hypercholesterolemie 5,66– 6,59 mmol/ l, normální hladiny testosteronu, ale vysoká hladina androstendionu 11,5 nmol/ l po 6 měsících užívání Logestu a 14,07 nmol/ l po dalších 6 měsících (norma do 9,4 nmol/ l). Hladina SHBG zůstává neměřitelně nízká. Subjektivně se pacientka cítí lépe, především díky ústupu akné a návratu k původní hmotnosti. V listopadu roku 2006 pacientka vysadila antikoncepci a při kontrole v lednu roku 2007 je vidět zhoršení akné, ale menstruační cyklus je pravidelný (28 dní) a došlo k úpravě cholesterolu do normy. Znovu byla předepsána antikoncepce –  dienogest 2 mg + ethinyl­estradiol 0,03 mg (Jeanine) a dále antiandrogenně působící spironolakton v dávce 50 mg (Verospiron). Při dalších kontrolách až do prosince roku 2008 zaznamenáno zlepšení akné a výpadu vlasů, ale opět stoupá cholesterol nad 6 mmol/ l. Pacientka uvažuje o vysazení léčby, protože plánuje graviditu.

Diskuze

Přestože obě pacientky mají stejnou genetickou variantu funkčního polymorfizmu, který je zodpovědný za velmi nízké až téměř neměřitelné hodnoty SHBG v krvi a s tím související klinické projevy hyperandrogenizmu, celkový klinický obraz pacientek není zcela totožný. První pacientka nejprve neměla problémy s otěhotněním a v období před otěhotněním neměla hyperandrogenní projevy PCOS a měla normální menstruační cyklus. Problém nastal až po vysazení antikoncepce 5 let po porodu, kdy byla zaznamenána sekundární amenorrhoea, sekundární sterilita, mírná hyperandrogenemie a přítomnost PCO. Z metabolických parametrů, které jsou uváděny v souvislosti s vlivem na hladiny SHBG v krvi, jsme zaznamenali bazální i glukózou stimulovanou hyperinzulinemii. Otázka je, zda a jakým způsobem by mohla inzulinová rezistence nebo samotný inzulin způsobovat hyperandrogenemii. Inzulin může vznik hyperandrogenemie u PCOS ovlivňovat přímo i nepřímo. Řada studií potvrdila vliv inzulinu na ovariální thekální buňky in vitro. Thekální buňky polycystických ovarií jsou citlivější a prokazují vyšší steroidogenní odpověď na inzulin [9]. Inzulin také stimuluje proliferaci a potlačuje apoptózu thekálních buněk [10], navíc potlačuje jaterní produkci SHBG [11].

Přímý vliv inzulinu na vznik ovulační dysfunkce není zcela zřejmý. Zvýšené hodnoty inzulinu nebo jeho aktivity mohou narušovat hypotalamo-hypofyzární dráhu kontroly ovulace. Inzulin stimuluje sekreci gonadoliberinu v hypotalamu a má vliv na sekreci gonadotropinů v hypofýze, kde především zvyšuje tvorbu luteinizačního hormonu [12]. Vznik jak inzulinové rezistence, tak hyperandrogenizmu by mohla vysvětlit hypotéza o vyšší serinové fosforylaci. Pokud totiž nastane u podjednotky β inzulinového receptoru, inhibuje se přenos signálu membránovým glykoproteinem, a tím celý mechanizmus glukózového transportu. Serinová fosforylace však mění i aktivitu klíčového enzymu cytochromu P-450c17 v syntéze androgenů. Vede ke stimulaci lyázové aktivity tohoto enzymu, a tedy i k vyšší produkci androgenů. Mohlo by se jednat o stejný enzym, a tak by jedna genetická porucha mohla zapříčinit jak vznik inzulinové rezistence, tak hyperandrogenizmu [13]. Tato hypotéza však zatím nebyla prokázána.

Zajímavé jsou práce z posledních let, které obrací pozornost k příčinám častých poruch menstruačního cyklu u pacientek s diabetem 1. typu v souvislosti s léčbou pomocí intenzifikovaných inzulinových režimů. Tyto pacientky mají ovaria vystavená suprafyziologickým dávkám exogenního inzulinu, což by mohlo vést k nadprodukci androgenů a k rozvoji PCOS. Zatímco u pacientek s diabetem 2. typu a současně s PCOS přítomnost inzulinorezistence a hyperglykemie vede ke snížení syntézy vazebných proteinů v játrech, včetně SHBG, u pacientek s diabetem 1. typu a současně s PCOS jsou hladiny SHBG nezměněny [14]. Zdá se tedy, že exogenní hyperinzulinemie v důsledku inzulinové léčby nestačí k potlačení produkce SHBG v játrech. Ke stejným výsledkům dospěla i Kvasničková et al [15] u souboru českých diabetiček 1. typu.

Druhá pacientka má primární amenorrhoeu a klinické projevy hyperandrogenizmu (akné, alopecii) při normálních hodnotách celkových androgenů. Sonografické vyšetření ovarií bylo vždy bez patologického nálezu. Zajímavým nálezem u této pacientky je subklinická hypotyreóza s negativním nálezem autoprotilátek a normální strukturou štítné žlázy, ale s vysokou rodinnou zátěží autoimunitních tyreopatií. V poslední době se objevují práce hledající souvislosti PCOS s autoimunitními onemocněními. Na současném výskytu autoimunitních onemocnění a PCOS by se mohla podílet inzulinová rezistence, která je často jejich společnou charakteristikou, nebo nízké hladiny progesteronu, které podporují vznik autoimunitních onemocnění. Podrobný přehled o autoimunitních onemocněních v souvislosti s PCOS je v práci Petríkové et al [16], která byla nedávno publikována ve Vnitřním lékařství.

Obě pacientky jsou štíhlé, vliv obezity je tedy vyloučen. Je však možné, že hyperinzulinemie u první pacientky může souviset s hmotnostním přírůstkem, přestože hodnota BMI je i po tomto přírůstku v normě.

Závěr

Závěrem lze shrnout, že minoritní alela vzácného, ale funkčního polymorfizmu Pro156Leu (rs6258) vede k extrémnímu snížení hladin SHBG v krvi u homozygotních nositelek, způsobuje nadbytek volných androgenů v cílových tkáních, ale nelze ji považovat za jednoznačnou příčinu dalších klinických projevů, např. oligo/ anovulaci nebo sterilitu. Nicméně extrémně nízká hodnota SHBG otevírá otázku vhodné a účinné léčby.

Podpořeno grantem IGA MZČR NS 9839- 4.

RNDr. Markéta Vaňková, Ph.D.
www.endo.cz
e-mail: mvankova@endo.cz

Doručeno do redakce: 4. 10. 2010