Jacobi, Annett Marita: Zur Bedeutung des Prolaktins für Pathogenese und Krankheitsverlauf bei systemischem Lupus erythematodes (SLE)

8

Kapitel 1. Einleitung

1.1 Ätiopathogenese des systemischen Lupus erythematodes

Obwohl der SLE ein sehr heterogenes Krankheitsbild darstellt, läßt sich feststellen, daß den zahlreichen klinischen Manifestationsformen ein relativ einheitlicher Prozeß zugrunde liegt. Es kommt zu einer Produktion verschiedener Autoantikörper gegen Bestandteile des Zellkerns, des Zytoplasmas und der Zelloberfläche (Anti-dsDNA, Anti-Sm, Anti-Ro, Anti-La, Anti-RNP) ( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ). Diese bilden Immunkomplexe, welche dann auf dem Boden einer Vaskulitis bzw. lokalen Entzündungsreaktion nach Ablagerung in verschiedenen Geweben zur Aktivierung von Komoplementsystem und RHS mit Freisetzung zytotoxischer und immunmodulatorisch wirksamer Substanzen führen und damit den Grundstein für einen sich selbst verstärkenden Entzündungsprozeß legen. Der Grund für diese Autoantikörper-Produktion ist unter anderem eine generalisierte polyklonale B-Zell-Aktivierung ( 7 , 8 , 9 , 10 , 11 ), die als eine Folge des Zytokinungleichgewichtes zwischen TH1- und TH2-Zytokinen betrachtet werden kann ( 12 , 13 ) und die oft zu beobachtende Hypergammaglobulinämie der Patienten erklärt. Das Zytokinungleichgewicht ist sowohl Ausdruck als auch eine Ursache der gestörten T- /B-Zell-Wechselwirkung bei SLE-Patienten ( 14 , 15 , 16 , 17 ). So haben SLE-Patienten im Vergleich zu Gesunden eine verminderte Anzahl von TH1-T-Zellen, die IL-2 und IFN-gamma produzieren. Auf der anderen Seite verfügen sie über eine erhöhte Anzahl von TH2-T-Zellen, Monozyten und auch B-Zellen, die IL-6 und IL-10 produzieren ( 18 ). TH1-Zytokin±e lenken die Immunreaktion normalerweise in Richtung zelluläre Immunantwort. TH2-Zytokine verstärken dagegen die humorale und hemmen (IL-10) die zelluläre Immunantwort ( 19 ). SLE-Patienten haben eine defiziente zelluläre Immunantwort vom verzögerten Typ ( 20 ). Die Aktivität der zytotoxischen T-Zellen ist vermindert ( 21 , 22 ). Einige Autoren favorisieren einen autokrinen Regelkreis der SLE-B-Zellen, welche sich durch Produktion von IL-6 und IL-10 selbst in ihrer Anti-dsDNA-Produktion verstärken ( 16 , 17 ), als Erklärung für die Autoantikörper-Produktion. Andere hingegen halten diese für einen T-Zell-abhängigen, Antigen-vermittelten Prozeß ( 23 , 24 , 25 , 26 ). Zahlreiche T-Zell-Defekte sind bisher bei SLE-Patienten gefunden worden. Dazu gehören unter


9

anderem Störungen verschiedener Schlüsselfunktionen der frühen Zellaktivierung, wie intrazellulärer pH-Wert, intrazelluläre Kalziumkonzentration und CD69-Expression ( 27 ). Desweiteren werden TcR-Defekte ( 28 ) oder die erhöhte Expression des CD40-Liganden auf T- und B-Lymphozyten von SLE-Patienten als mögliche Ursachen der gestörten T-B-Zell-Wechselwirkung diskutiert ( 29 ). Obwohl die Höhe der Anti-dsDNA-Antikörper im Serum der Patienten häufig gut mit der Krankheitsaktivität korreliert ( 30 , 6 ), muß allerdings die Rolle der Anti-dsDNA-Antikörper differenziert betrachtet werden, da sie unter bestimmten Bedingungen auch im Serum klinisch Gesunder vorkommen ( 31 ). Zur Ausprägung des Krankheitsbildes tragen Einflüsse aus Umwelt und Genetik bei. Eine nicht zu unterschätzende Rolle kommt in dieser Hinsicht auch der Wechselwirkung zwischen Immunsystem und Endokrinium zu ( 32 ). 5% der Verwandten eines SLE-Patienten sind ebenfalls erkrankt ( 33 ). Die Konkordanzrate bei eineiigen Zwillingen beträgt ca. 25% ( 34 ). Dies ist ein Indiz für die Bedeutung der Umwelteinflüsse. Heriditärere Defekte des Komplementsystems, wie das Fehlen von oder der Mangel an Komplementfaktoren, wie zum Beispiel C1q, C2 und C4 ( 35 ), können die Entstehung eines SLE bedingen. Ebenso können Umweltfaktoren wie Viren, UV-Licht oder Medikamente zur Manifestation eines SLE führen ( 36 , 37 ). Hierbei handelt es sich um Vorgänge, die zur Freisetzung von sonst gegen das Immunsystem abgeschirmten Antigenen führen. Diese Antigene werden nach der Präsentation durch APZ als fremd erkannt, und sie lösen eine Immunantwort aus. Östrogene stehen schon seit langem unter Verdacht, an der Pathogenese des SLE beteiligt zu sein. So ist das Verhältnis der erkrankten Frauen und Männer 9:1. Es handelt sich häufig um Frauen im gebärfähigen Alter. Veränderungen im Hormonstatus, wie zum Beispiel eine Schwangerschaft, können mit einer Veränderung der Krankheitsaktivität assoziiert sein ( 38 ). Dem Testosteron wird hingegen eine protektive Rolle in Hinblick auf Zeitpunkt und Schweregrad der Manifestation des SLE zugeschrieben ( 39 ). Patienten mit SLE haben erniedrigte Dehydroepiandrosteron (DHEA)-Serumwerte, und eine Inkubation der SLE-Lymphozyten mit DHEA in vitro kann die defiziente IL-2 Produktion wiederherstellen ( 40 ). Auch für den Östrogen-Antagonisten Tamoxifen und monoklonale Anti-Östradiol-Antikörper ist im Tierexperiment eine verzögernde und abschwächende Wirkung hinsichtlich der Ausprägung einzelner Krankheitsmanifestationen nachgewiesen worden. Dem liegt unter anderem ein

10

Eingriff in das Muster der sezernierten Zytokine zugrunde, wobei die Wiederherstellung physiologischer Verhältnisse gezeigt werden konnte ( 41 ). Ein weiteres Hormon, das unter Umständen Einfluß auf den Krankheitsverlauf des SLE haben kann, ist das Prolaktin. Seine vielfältigen Funktionen und besonders seine immunologische Bedeutung sollen in den folgenden Kapiteln erläutert werden.

1.2 Prolaktin

1.2.1 Rückblick

Es wird über mehr als 85 verschiedene Funktionen berichtet, die das PRL bei den Wirbeltieren erfüllt ( 42 ). Es ist das vielseitigste Hormon überhaupt. Nach seiner Entdeckung 1928 ( 43 ) konnte es vier Jahre später erstmals isoliert werden ( 44 ). Allerdings erfolgte erst 1971 ( 45 ) die Isolierung des humanen PRL und die Abgrenzung vom Wachstumshormon (GH). Anfang der 80er Jahre gelang die Klonierung und Sequenzierung des PRL-Gens ( 46 ). In den letzten 10 Jahren wurden neue Erkenntnisse zur PRL-Gen-Regulation ( 47 ) und zur Struktur und Zuordnung des PRL-Rezeptors gewonnen ( 48 ).

1.2.2 Struktur

Prolaktin ist ein einkettiges Polypeptid mit 3 Disulfidbrücken. Es besteht aus 199 Aminosäuren. Sein Molekulargewicht beträgt 23 kDa ( 49 ). Die dreidimensionale Struktur des Prolaktins gleicht der vieler Zytokine ( 50 ). Das PRL-Gen befindet sich beim Menschen auf Chromosom Nr.6 ( 51 ). GH und PRL stimmen in ihrer Struktur zu 40 % überein. Das weist auf die Entwicklung ihrer heutigen Gene aus einem gemeinsamen Vorläufer hin. Dieser Prozeß vollzog sich im Laufe von 400 Millionen Jahren ( 52 ). Prolaktin kommt jedoch nicht nur in der oben beschriebenen 23-kDa-Form vor. Es existieren eine Vielzahl von Prolaktin-Varianten. Diese entstehen entweder durch modifiziertes Splicing oder durch posttranslatorische Veränderungen ( 53 ). Zu diesen gehören unter anderem die Bildung von Aggregaten, bestehend aus mehreren PRL-Molekülen, die protelytische Spaltung, die Glykosylierung oder Phosphorylierung des Prolaktins. Aus diesen


11

Veränderungen in der Molekülstruktur resultieren nun Abweichungen hinsichtlich der Rezeptoraffinität und des Wirkprofils dieser PRL-Varianten im Vergleich zum 23-kDa-PRL. Der Ort der posttranlationalen Modifizierung ist variabel. Sie kann z.B. am Ort der Synthese ( 54 ) oder aber im Zielgewebe ( 55 ) stattfinden. Prolaktin kann sich außerdem an IgG binden ( 56 ). Die IgG-PRL-Komplexe haben zwar keine verminderte biologische Aktivität ( 57 ), können jedoch aufgrund ihres hohen Molekulargewichts die Zielzelle schlechter erreichen. Dies könnte die verminderte Wirkung in vivo erklären. Bei der Bestimmung des Serumprolaktins muß beachtet werden, daß es sich in diesem Fall um etwas Heterogenes handelt. Es besteht aus vielen Varianten mit mehr oder weniger hoher biologischer Aktivität und unterschiedlich hohem Bindungsvermögen an die in den Assays verwendeten Antikörper. Die Heterogenität des Prolaktins kann die Ursache für Unterschiede in der durch verschiedene Assays (RIA, IRMA, Nb2BA) bestimmten Prolaktinkonzentration ein und desselben Serums sein ( 58 ). Tab. 1 soll einen Überblick über die bedeutendsten PRL-Formen, deren Entstehung, Struktur, Eigenschaften und Wirkung geben.

1.2.3 Funktion

Der Begriff Prolaktin läßt in erster Linie an ein durch die Hypophyse produziertes Hormon denken, welches seine Funktion in der Steuerung der Entwicklung der weiblichen Brustdrüse während der Schwangerschaft und der Aufrechterhaltung der Laktation im Anschluß an die Schwangerschaft hat. Dies ist zwar die eindrucksvollste, aber nur eine vieler Funktionen des Prolaktins beim Menschen. Weitere Wirkungen entfaltet das Prolaktin auf dem Gebiet der Immunmodulation, Osmoregulation und Verhaltensmodifikation. Auf Zellen kann Prolaktin mitogen, morphogen bzw. sekretionssteigernd wirken. Die Vielfalt dieser Funktionen läßt sich auf folgende Umstände zurückführen ( 59 ):

  1. strukturelle Unterschiede des PRL (siehe Tab. 1 )
  2. verschiedene Orte der Produktion und des Processings
  3. unterschiedliche intrazelluläre Signaltransduktion
  4. verschiedene Zielgene

12

Tab. 1: Prolaktin-Varianten

PRL-Variante

MW

Struktur

Biol. Aktivität

Quelle/Wirkung

Makro- (big, big) PRL

>100 kDa

PRL-Autoanti-körper (IgG) + 23kDa-PRL ( 60 , 61 )

oder

Polymer des 23kDa-PRL ( 62 , 63 )

unvermin-dert

bzw.

abhängig von den im Polymer enthaltenen PRL-Varianten

Neben der unverminderten Wirkung des PRL-IgG-Komplexes auf Nb2-Lymphomzellen gibt es Hinweise weiterer Funktionen, die durch natives PRL nicht erfüllt werden, z.B. kostimulatorisch auf die Proliferation maligner B-Lymphozyten zu wirken ( 64 ), Vorkommen: (Angaben verschieden) 3 ( 65 ) -16% ( 66 ) Schwangerer bzw. von Pat. mit HPRL

Natives (little) PRL

23kDa

100%

Siehe unten

16-kDa-PRL

16kDa

Bindungs-fähigkeit an den PRL-R herab-gesetzt

erzeugt durch eine Kathepsin D-ähnliche Protease und anschließende Reduktion der Disulfidbrücke
Die Produkte sind das 16-kDa-PRL (PRL1-143) und ein 8-kDa-Fragment. Der Anteil am sezernierten PRL beträgt 1%. Die Bindungsfähigkeit an den PRL-Rezeptor ist herabgesetzt ( 67 ). Es liegt keine Helix-Bündel-Struktur, wie bei einigen Interleukinen und dem nativen PRL vor. Es wirkt antiproliferativ auf Endothelzellen ( 68 ) über einen Rezeptor, der sich vom PRL-Rezeptor unterscheidet ( 69 ).

22-kDa-PRL

22kDa

PRL1-173

vermindert

erzeugt durch Kallikrein in PRL-produ-zierenden Zellen ( 54 ). Die Produktion ist geschlechtsabhängig, durch Östrogene stimulierbar und durch Dopamin supprimierbar ( 70 ).

glykosyliertes PRL

 

häufig vermindert

Es kommt in der Hypophyse und im Plasma vor (15% des hypophysären PRL)
Die zahlreichen verschiedenen Möglichkeiten der Glykosylierung sorgen für Unterschiede in der biologischen und immunologischen Aktivität, in der Rezeptoraffinität und MCR des PRL ( 53 ). Eine einheitliche Funktion kann dieser Variante nicht zugeordnet werden.


13

Es gibt Hinweise darauf, daß Prolaktin aus extrahypophysären Quellen einen Mangel an hypophysärem Prolaktin teilweise kompensieren kann ( 71 ). Es wird deutlich, wie komplex die Funktionen des Prolaktins sind. Das Prolaktin kann ohne weiters als Zytokin klassifiziert werden ( 59 ). Dafür sprechen:

  1. Strukturbestandteile, die mit denen hämatopoetischer Wachstumsfaktoren vergleichbar sind
  2. die zahlreichen Syntheseorte des PRL
  3. die ubiquitäre Rezeptorverteilung des PRL-Rezeptors
  4. eine homologe Rezeptorstruktur
  5. ähnliche Wege der intrazellulären Signaltransduktion

Abb. 1: Wirkungsmechanismen des Prolaktins (nach Ben-Jonathan et al., 59 )

1.2.4 Vorkommen

Einen Überblick über die wichtigsten PRL-enthaltenden Gewebe bzw. Flüssigkeiten des menschlichen Körpers gibt Abb. 2 ( 59 ). Sie zeigt das ubiquitäre Vorkommen des Prolaktins. Dies läßt Rückschlüsse auf Multifunktionalität und Vielzahl der Syntheseorte dieses Hormons zu. Von den links aufgelisteten Zellen


14

bzw. Geweben ist bekannt, daß sie Prolaktin produzieren.

Abb. 2: Vorkommen des Prolaktins im menschlichen Organismus (Ben-Jonathan et al., 59 )


15

1.2.5 Hypophysäres Prolaktin

Da angenommen werden muß, daß im Normalfall das durch die azidophilen Zellen des Hypophysenvorderlappens sezernierte Prolaktin, den Hauptanteil des Serumprolaktins darstellt, soll hier auf seine Regulation und Funktion etwas genauer eingegangen werden.

Durch die Hypophyse wird kontinuierlich Prolaktin sezerniert. Dieses Muster wird durch eine zusätzliche, stoßartige Prolaktin-Sekretion überlagert ( 72 ). Die Prolaktinkonzentration im Serum unterliegt von der Tageszeit abhängigen Schwankungen (siehe Abb. 3 ) mit einem Minimum zwischen 9 und 11 Uhr ( 73 ). Die HWZ von 125I-markiertem PRL im Serum liegt bei 50 bis 60 min ( 74 ). Sie ist abhängig von der Form des Prolaktins (siehe Tab. 1 ). Die Höhe der Prolaktinkonzentration im Serum ist unter anderem abhängig vom Alter und Geschlecht. Männer haben niedrigere PRL-Werte als Frauen ( 75 ). Nach der Menopause liegen die PRL-Werte, nach Meinung einiger Autoren, ebenfalls tiefer als davor ( 76 , 77 ). Dies wird sowohl im Ergebnisteil als auch in der Diskussion dieser Arbeit berücksichtigt. Es gibt außerdem zyklusabhängige Schwankungen des Prolaktins bei der geschlechtsreifen Frau, welche im Verlauf denen des Östradiols gleichen ( 78 ). Diese Phänomene sind auf den Einfluß des Östradiols auf die hypophysäre Prolaktinfreisetzung zurückzuführen. Es steigert die Prolaktinfreisetzung, abhängig von Dosis und Dauer der Applikation, durch Erhöhung der Sekretionsamplitude ohne Einfluß auf die Frequenz ( 79 ). Folgende Mechanismen liegen dem zugrunde: Einerseits besitzt die PRL-produzierende Zelle einen nukleären Östrogen-Rezeptor, dessen Aktivierung zur Steigerung der Transkription der PRL-mRNA führt ( 80 ). Andererseits fördern Östrogene die TRH-Rezeptor-Expression der PRL-produzierenden Hypophysenzellen ( 81 ), was die PRL-Produktion auf indirektem Wege erhöht. Bei Ratten ist außerdem eine anti-dopaminerge Wirkung des Östradiols bekannt. Die Aktivierung des Gi-Proteins des D2-Rezeptors wird in diesem Fall durch Östradiol verhindert ( 82 ). Ein weiteres weibliches Geschlechtshormon mit Einfluß auf die Prolaktinfreisetzung ist das Progesteron. Da die Hypophysenzellen keine Rezeptoren für Progesteron besitzen ( 83 ), wird angenommen, daß es seine Wirkung auf der Ebene des Hypothalamus entfaltet ( 84 ).


16

Abb. 3: Serum-Prolaktin-Konzentration im Tagesverlauf (aus 85 )

Es gibt nur einen wesentlichen Faktor, der die hypophysäre PRL-Sekretion supprimieren kann, das Dopamin und seine Agonisten. Alle physiologischen und pathologischen Umstände, die entweder den Dopamingehalt des Hypothalamus senken oder aber die Dopaminrezeptoren blockieren, führen zur verstärkten PRL-Ausschüttung. Der exakte Mechanismus, durch den Dopamin die PRL-Sekretion hemmt, ist nicht bekannt. Fest steht jedoch, daß es verschiedene Angriffspunkte gibt. Dazu gehören z.B. Eingriffe in das Ionengleichgewicht der Zelle, die Supprimierung der Adenylatcyclase-Aktivität, des Inositol-Phosphat-Stoffwechsels, der Arachidonsäure-Freisetzung, der PRL-Gen-Expression und der Zellproliferation (aus 59 ). Neben dem Dopaminmangel wirken sich auch andere Substanzen, wie z.B. TRH ( 86 ) und VIP ( 87 ) sowie Serotonin ( 88 ) positiv auf die PRL-Sekretion aus. So wird beispielsweise das erhöhte Serumprolaktin bei einigen Patienten mit Hypothyreose nicht nur durch die herabgesetzte metabolische Clearance-Rate (MCR) des PRL, sondern auch durch das erhöhte TRH erklärt. Eine weitere Erkrankung, bei der erhöhte PRL-Werte beobachtet werden, ist die Niereninsuffizienz. Im Stadium der terminalen Niereninsuffizienz sind bei 80% der Patienten erhöhte Serumprolaktinwerte nachweisbar In allen anderen Stadien finden sich jedoch nur bei 20% der Patienten erhöhte Werte ( 89 ). Als Ursachen werden der Einfluß urämischer Faktoren auf die Dopaminwirkung im Hypothalamus und die herabgesetzte MCR des Prolaktins diskutiert ( 74 ). Die


17

Hyperprolaktinämie infolge einer Niereninsuffizienz ist sowohl nach Transplantation als auch nach Vitamin D3-Applikation reversibel ( 89 , 90 ). Einen Überblick über physiologische Erhöhungen des Serumprolaktins gibt Tab. 2 . In der Tab. 3 sind Medikamente aufgeführt, die einen Einfluß auf die hypophysäre Prolaktin-Sekretion haben.

Tab. 2: physiologische Umstände, die mit einem erhöhten Serumprolaktin einhergehen ( 85 )

Faktoren

Erläuterung

Schlaf

entsprechend dem zirkadianen Rhythmus (siehe Abb. 3 )

Mahlzeiten

besonders eiweißreiche Mahlzeiten am Mittag

Physischer und psychischer Streß

Sport, Operationen u.a.

Zyklus

späte follikuläre und Luteal-Phase

Schwangerschaft

(siehe Abb. 4 )

Koitus

deutliche Erhöhung im Zusammenhang mit dem Orgasmus

Puerperium

die ersten 3 bis 4 Wochen

Stillen

kurz dauernde PRL-Freisetzung

Fötus

höhere Werte als bei der Mutter nahe dem Geburtstermin

Neugeborenes

die ersten 2 bis 3 Wochen

Tab. 3: Medikamente mit Einfluß auf die PRL-Sekretion

PRL-hemmend

PRL-freisetzend

Dihydroergotamin, Methylergotamin

zentral wirksame Antihypertensiva (Methyldopa, Clonidin, Reserpin)

Migränemittel (Lisurid, Methysergid, Ergotamin)

Antidepressiva

Levodopa, Dopamin, Bromocriptin

Neuroleptika

Appetitzügler, LSD, Amphetamine

Kalziumantagonisten (Verapamil)

Phentolamin

Magen-Darm-Mittel (Metoclopramid, Domperidon, Ranitidin, Cimetidin)

Apomorphin, Naloxon

Morphin

Methyphenidat

Östrogene

Piribedil

Labetalol

Der Einfluß verschiedener Zytokine auf die hypophysäre PRL-Sekretion wird


18

kontrovers diskutiert. Im Gegensatz zur HPA-Achse, welche durch proinflammatorische Zytokine (IL-1, IL-6 und TNF-alpha) stimuliert wird, gibt es hinsichtlich der Wirkung dieser Zytokine auf die Prolaktinfreisetzung unterschiedliche Ergebnisse. So wird beobachtet, daß bei chronisch entzündlichen Erkrankungen die Prolaktinproduktion der Hypophysenzellen zurückgeht ( 91 ). Werden die Hypophysenzellen jedoch akut mit IL-6 konfrontiert, erhöhen sie ihre Prolaktin-Produktion ( 92 , 93 ).

1.2.6 Prolaktin in der Schwangerschaft und Stillzeit

In der Schwangerschaft kommt es zu einem Östrogen-bedingten, linearen Anstieg des Prolaktins ( 94 ). Dabei ändert sich nicht die Frequenz der Prolaktin-Peaks, jedoch die Amplitudenhöhe (95). Das Verhältnis von nicht-glykosyliertem und glykosyliertem Prolaktin verschiebt sich zu Gunsten der glykosylierten Form ( 96 ). Eine Orientierung über die Höhe des Prolaktins im Verlaufe der Schwangerschaft gibt Abb. 4 . Dabei wird sowohl die Konzentration im Blut der Mutter und des Fötus als auch die Konzentration im Fruchtwasser berücksichtigt. Über die Funktionen des Prolaktins beim Fötus gibt es verschiedene Spekulationen. Diskutiert werden ein Mitwirken bei der Osmoregulation der Nieren ( 97 ) und bei der Lungenreifung ( 98 ) und außerdem eine Funktion im Salz- und Wasserhaushalt ( 99 ). Es gibt Hinweise darauf, daß Prolaktin bei der Entwicklung des fötalen Immunsystems eine wichtige Rolle spielt ( 100 ). Daran kann auf der einen Seite das fötale Serumprolaktin beteiligt sein. Andererseits besteht die Möglichkeit, daß das in der Amnionflüssigkeit in hoher Konzentration enthaltene, zum größten Teil glykosylierte und IgG-gebundene, Prolaktin in den Kreislauf des Fötus gelangt ( 101 , 102 ). Prolaktin wirkt indirekt an der Entwicklung der T-Vorläuferzellen im Thymus mit. Dies geschieht durch eine Stimulation der Thymus-Epithelzellen, welche nach Kontakt mit Prolaktin ihre IGF-I-Sekretion steigern ( 103 , 104 ). Welche Funktion dem in der Muttermilch enthaltenen PRL hinsichtlich der Entwicklung des Immunsystems des Neugeborenen zukommt ist Gegenstand der gegenwärtigen Diskussion ( 105 ). Auf die detaillierten neuroendokrinen Abläufe beim Saugreflex und die Entwicklung der weiblichen Brustdrüse soll hier nicht näher eingegangen werden.


19

Abb. 4: Übersicht der Prolaktinkonzentrationen im Plasma von Mutter und Fötus und in der Amnionflüssigkeit während der Schwangerschaft und der Verlauf der Prolaktinkonzentration während der postnatalen Entwicklung ( 85 )

1.2.7 Hyperprolaktinämie

Einteilen kann man die Hyperprolaktinämie in eine hypothalamische (durch Dopaminmangel im Hypothalamus verursachte) und eine hypophysäre Form (z.B. bedingt durch ein Adenom). Generell kann jeder Prozeß, der zur Verminderung der Dopaminsynthese, der Behinderung seines Transports zur Hypophyse oder zur Antagonisierung seiner Wirkung am Rezeptor führt, eine Hyperprolaktinämie verursachen. Welche Rolle den hier nicht einzuordnenden hyperprolaktinämischen Zuständen bei Niereninsuffizienz, Hypothyreose oder erhöhter peripherer Prolaktin-Produktion zukommt, ist fraglich. Das PRL ist in diesen Fällen oftmals nur grenzwertig erhöht und verursacht keine typischen Symptome einer Hyperprolaktinämie. Ein weiterer Grund für eine Hyperprolaktinämie ohne klinische Symptome ist das Vorhandensein von Auto-Antikörpern gegen PRL ( 62 , 68 , 106 ). Nach Ausschluß medikamentöser Ursachen ( Tab. 3 ) ist das Adenom die zweithäufigste Ursache für eine Hyperprolaktinämie. Nach der Größe werden die Adenome eingeteilt in Makroadenome (d>10mm) und Mikroadenome (d<10mm),


20

( 107 ).

Symptome der Hyperprolaktinämie sind ( 107 ):

  1. Unregelmäßigkeiten der Menstruation (Oligo-, Amennorhoe)
  2. Infertilität
  3. Galaktorrhoe (30-80 % der betroffenen Frauen, 14-33 % der betroffenen Männer)
  4. Verlust der Libido, Impotenz

Als Folge längerer Zeit erhöhter Prolaktinwerte kann es zur Verminderung der Knochendichte kommen ( 108 , 109 ). Dabei spielt scheinbar neben einer verminderten Östradiolkonzentration auch eine direkt durch Prolaktin verursachte Kalziumfreisetzung aus dem Knochen eine Rolle ( 110 ). Ebenso gibt es Hinweise darauf, daß es zur Alteration der Nebennierenfunktion und zur Insulinresistenz sowohl der Hepatozyten als auch der Peripherie kommt ( 111 , 112 ).

1.3 Der Prolaktinrezeptor

Der ausgehend von Ratten-Hepatozyten klonierte PRL-Rezeptor ist ein Protein, das sich aus 291 Aminosäuren zusammensetzt. Er hat somit einen etwas geringeren Umfang als der GH-Rezeptor ( 115 ). Das den PRL-Rezeptor kodierende Gen befindet sich nahe dem GH-Rezeptor-Gen auf Chromosom Nr.5 ( 113 ). Es gibt Beweise für die Existenz von mehr als einer PRL-Rezeptor-Form beim Menschen ( 114 ). Der PRL-Rezeptor gehört zur Familie der hämatopoetischen Rezeptoren, welche GH, viele Zytokine und einige Wachstumsfaktoren einschließt. Gemeinsames Merkmal dieser Rezeptoren ist eine hydrophobe transmembranöse Domäne, welche den Rezeptor in eine extrazelluläre Liganden-Bindungs-Domäne und eine intrazelluläre Domäne teilt. Während die extrazelluläre Domäne zahlreiche homologe Bausteine enthält, gestaltet sich der intrazelluläre Anteil eher unterschiedlich (siehe Abb. 5 ) ( 115 ). Es wird angenommen, daß die Signaltransduktion durch PRL die Bindung von PRL an zwei Rezeptor-Moleküle erforderlich macht. Dieses Modell der Rezeptor-Dimerisation erklärt den dosis-abhängigen, kurvenförmigen Verlauf, der oft bei PRL-bedingten Effekten beobachtet werden kann (siehe Abb. 6 ) ( 116 ). Einige


21

Lymphozyten verfügen über die Fähigkeit, PRL zu internalisieren ( 117 ). Es wird nukleär angereichert. Dieser Prozeß kann durch IL-2 stimuliert werden ( 118 ). Zur Aufklärung der Funktion dieses nukleären PRL sind jedoch weitere Untersuchungen nötig. PRL-Rezeptor ähnliche Strukturen können auch als Transport-Proteine für PRL zwischen unterschiedlichen Kompartimenten des menschlichen Körpers fungieren. So wird z.B. der Transport von PRL aus dem Blut in den Liquor, die Muttermilch oder die Amnionflüssigkeit ermöglicht ( 119 , 120 , 121 ). Die intrazelluläre Signaltransduktion läuft wie bei den meisten Vertretern der Gruppe der hämatopoetischen Wachstumsfaktoren und Zytokine über die Tyrosin-Kinase JAK (Janus Kinase). Die PRL-Bindung am Rezeptor führt zur Phosphorylierung der JAK2, welche mit dem PRL-Rezeptor assoziiert ist ( 122 ). Daraufhin wird eine Kaskade der intrazellulären Signaltransduktion ausgelöst. In deren Verlauf erfolgt die Phosphorylierung sogenannter STAT-Proteine (Signal Transducer and Activator of Transcription), insbesondere STAT1 und STAT5 ( 123 ). Nach Translokation der phosphorylierten Proteine in den Zellkern und Bindung an die Promotoren des Ziel-Gens kann der Transkriptionsprozeß auf diese Weise modifiziert werden. Bei T-Lymphozyten kann auch eine Serin-Threonin-Kinase mit dem PRL-Rezeptor assoziiert sein ( 124 ).

Abb. 5: Rezeptor-Familie der hämatopoetischen Wachstumsfaktoren und Zytokine (Kelley et al, 113)


22

Abb. 6:Modell des PRL-Rezeptors
(„two-step binding and dimerization model“)
basierend auf von Fuh et al durchgefürhten
über Studien zu Struktur und Wirkungsmechanismus
des GH-Rezeptors ( 125 )

1.4 Rolle des Prolaktins im Immunsystem

Prolaktin wird durch verschiedene Zellen des Immunsystems oder verschiedene Tumorzellinien sezerniert. Durch diesen Mechanismus stimulieren sich die Zellen entweder selbst (autokrine Wirkung) bzw. die Zellen ihrer unmittelbaren Umgebung (parakrine Wirkung). Dabei handelt es sich je nach Zellart um unterschiedliche Formen des Prolaktins (siehe Tab. 1 ). Eine Übersicht über einige Prolaktin-sezernierende Zellinien bietet Tab. 4 . Die Prolaktin-Botschaft normaler B-Zellen liegt weit unter der frisch isolierter T-Zellen normaler Individuen ( 126 ). Es kann angenommen werden, daß die unterschiedlichen PRL-Formen auch in der Lage sind, unterschiedliche Funktionen zu erfüllen. Ein Beispiel dafür ist, daß IgG-gebundenes, aus humanem Serum gewonnenes PRL selektiv CLL-B-Zellen stimuliert, jedoch keinen Einfluß auf normale B-Zellen oder Nb2-Zellen hat ( 66 ). Wahrscheinlich ist für die mitogene Wirkung dieser PRL-Form eine simultane


23

Besetzung von PRL-R und IgGFc-R sowie eine Interaktion dieser beiden Rezeptoren erforderlich.

Tab. 4: Prolaktin-sezernierende Zellen

Zellen

Prolaktin

humane Thymozyten ( 127 , 128 ))

23-24kDa PRL und 11kDa PRL (mitogen-stimuliert)

periphere Lymphozyten ( 127 )

27kDa PRL und 11kDa PRL

humane PBMC ( 126 )

23 und 36kDa PRL (spontan)

humane PBMC ( 129 )

60kDa PRL (nach Stimulation mit PHA und Con A)

IM9-P3 (EBV-transformierte humane B-Zell-Linie IM9), ( 130 )

23 und 26,5kDa PRL (glykosyliert)

EBV-negative Burkitt-Zell-Linie ( 131 )

29kDa PRL

Jurkat - humane T-Leukämie-Zell-Linie ( 132 )

23,5 und 25,5kDa PRL

SLE-PBMC ( 133 )

60kDa (mit und ohne Con-A-Stimulation)

SLE-PBMC ( 134 )

11 und 24-27kDa PRL (PWM- oder PHA- stimuliert oder unstimuliert)

Auf der anderen Seite haben viele Zellen des Immunsystems Prolaktin -Rezeptoren oder die Fähigkeit, Prolaktin zu internalisieren und zum Zellkern zu transportieren. Nb2-Zellen besitzen 12 000 ( 135 ), B- und T-Zellen 360 ( 136 ) und NK-Zellen 660 Rezeptoren / Zelle ( 137 ). Ihre Affinität läßt vermuten, daß sie durch PRL in physiologischer Konzentration stimuliert werden können. Die Wirkung des Prolaktins auf die unterschiedlichen Zellen ist neben der Prolaktinform auch vom Zelltyp abhängig (siehe Tab. 5 ). Weiterhin können verschiedene Faktoren der Umgebung der Zellen, wie zum Beispiel der Hormonstatus ( 138 , 139 ) oder die gleichzeitige Anwesenheit von Zytokinen ( 118 , 140 , 141 , 142 ) sowie mitogen wirkender Substanzen, wie ConA oder PHA ( 139 , 142 ), die PRL-Wirkung modifizieren. Einen Überblick über einige durch Prolaktin auslösbare Prozesse bietet Tab. 5 . Ein Mechanismus der Zellaktivierung durch Prolaktin ist zum Beispiel die Induktion der Ornithin-Dekarboxylase-Aktivität (antagonisierbar durch Cyclosporin A), was eine Steigerung der DNA-Synthese und Zellproliferation bedingt ( 143 , 144 ). Außerdem ist PRL in der Lage, die Synthese weitererer, das Zellwachstum positiv beeinflussender Faktoren (c-myc, c-fos und IRF-1 (Interferon Regulatory Factor)) zu stimulieren ( 145 , 146 ).


24

Tab. 5: unterschiedliche Wirkungen des Prolaktins in Abhängigkeit von der Differenzierung der Zielzelle

Zelltyp

Wirkung des PRL

T-Zellen

IL-2-R-Expression wird gesteigert (Milz-Lymphozyten der Ratte ( 138 )), Proliferation nach Kontakt mit mitogenen Substanzen gesteigert (Milz-Lymphozyten von ovarektomierten Ratten ( 139 )),
Synergismus mit IL-2 ( 118 ),
im Gegensatz zum IL-2 kann PRL auch ohne vorausgegangenen Antigen-Kontakt sezerniert werden (siehe Tab. 4 ) und auf T-Zellen proliferationsfördernd wirken( 132 ),
Förderung der CD4-Expression ( 144 )

B-Zellen

Steigerung der IgM- und IgG-Sekretion humaner, mit Anti-IgM oder IL-2 behandelter B-Zellen in vitro (in einer Konzentration von 0,2 - 100ng/ml) ( 141 )

PBMC

Stimulation der IgG- und IgM- Produktion und der Anti-dsDNA-Produktion und der IgM-RF-Synthese normaler und in geringerem Maße auch der SLE-PBMC ( 148 )

Thymus-Epithelzellen

Steigerung der IGF-I-Sekretion ( 103 , 104 )

Makrophagen

Steigerung der Stickoxidradikal- und IL-1-Produktion ( 149 ),
Steigerung der Phagozytose-Kapazität ( 150 , 151 ),
Steigerung der IFN-gamma-Sekretion ( 152 ),
Steigerung des oxidativen Bursts ( 153 )

NK-Zellen

Bewirkt allein oder gemeinsam mit IL-2 die Differenzierung der NK-Zellen in Lymphokin-aktivierte-Killerzellen ( 154 )

Das Prolaktin wirkt auf die Zellen des Immunsystems jedoch nicht nur durch autokrine und parakrine Mechanismen. Sie können ebenso durch hypophysäres Prolaktin stimuliert werden. Auf der anderen Seite wird die hypophysäre Prolaktin-Freisetzung durch Zytokine der Zellen des Monozyten-Makrophagensystems beeinflußt (siehe Tab. 5 ). Hier wird die Komplexität des Zusammenhangs zwischen Immunsystem und Endokrinium deutlich.

Die Fehlfunktionen des Immunsystems infolge von Veränderungen des Serumprolaktins im Sinne einer Hypo- bzw. Hyperprolaktinämie ist bereits anhand zahlreicher Untersuchungen (siehe Tab. 6 ) aufgezeigt worden. In der Regel haben beide Zustände einen supprimierenden Effekt sowohl auf die Entwicklung des Immunsystems als auch auf die Immunantwort. Dem liegt das unter 1.3 erwähnte PRL-Rezeptor-Modell zugrunde. Unter bestimmten Bedingungen kann es jedoch auch zur Auslösung von Autoimmunerkrankungen durch Hyperprolaktinämie kommen. In diesem Fall wirkt PRL, wie andere Zytokine auch, als permissiver


25

Faktor einer bereits in Gang gekommenen, aberranten Immunantwort. So berichteten z.B. McMurray et al. über 4 Patientinnen, bei denen eine über längere Zeit bestehende Hyperprolaktinämie mit dem Auftreten eines SLE einherging ( 155 ). Desweiteren stellten Buskila et al. ein gehäuftes Auftreten verschiedener Autoantikörper (Anti-dsDNA, Anti-Sm, Anti-PDH und Anti-Ro) bei hyperprolaktinämischen Frauen im Vergleich zu Gesunden fest. Keine der Patientinnen bot jedoch Symptome einer Autoimmunerkrankung ( 156 ). Über das Auftreten von Anti-Endothel-Zell-Antikörpern (AECA) bei 76%, von Anti-Cardiolipin-Antikörpern bei 40% und niedrig-titrigen Anti-dsDNA-Antikörpern bei 48% der Patienten eines hyperprolaktinämischen Kollektivs berichteten Krause et al.. Auch in diesem Fall lagen bei keinem Patienten klinische Befunde im Sinne einer Autoimmunerkrankung vor ( 157 ). Asymptomatische autoimmune Erkrankungen der Schilddrüse treten laut einer Untersuchung von Ferrari et al. in einer Gruppe von hyperprolaktinämischen Frauen mit einer Frequenz auf, die die der Gesamtbevölkerung weit überschreitet. Mikrosomale und Thyreoglobulin-Antikörper wurden bei den untersuchten Frauen gehäuft festgestellt ( 158 ).

Tab. 6: Beispiele für Defizite des Immunsystems im Falle einer Hypo- bzw. Hyperprolaktinämie

Hypoprolaktinämie

Hyperprolaktinämie

Anämie, Leukopenie und Thrombozytopenie bei Ratten nach Hypophysektomie ( 159 )

Hemmung der zellulären Immunantwort und erhöhtes Tumorwachstum bei Ratten ( 165 )

supprimierte humorale Immunantwort bei hypophysektomierten Ratten ( 160 )

Hemmung der spontanen Anti-Tumor-NK-Zell-Zytotoxizität bei Mäusen ( 166 , 167 )

Beeinträchtigung der Immunreaktion vom verzögerten Typ bei hypophysektomierten Ratten ( 161 )

herabgesetzte NK-Zell-Funktion bei Frauen, in vitro nicht reproduzierbar, reversibel nach BCR-Behandlung ( 168 )

verminderte Antikörperproduktion nach Stimulation mit SRBC und LPS und verminderte Kontaktsensibilität für Dinitrochlorobenzen unter Bromocriptin(BRC)-Behandlung ( 162 )

PRL (c=12-25ng/ml) stimuliert und PRL (100-200ng/ml) supprimiert die Proliferation von T-, B- und NK-Zellen nach Kontakt mit PHA, SAC und IL-2 ( 169 )

Veränderungen in der Entwicklung der Oberflächenmarker der Lymphozyten neugeborener Mäuse durch BRC-Behandlung ( 163 )

verminderte IL-2-Konzentration im Blut von Prolaktinompatienten, reversibel nach BRC-Behandlung ( 170 )

verminderte Reaktivität der Lymphozyten in der „mixed lymphocyte reaction“ ( 164 )

Hemmung der CD8+-T-Zellen und Aktivierung Autoantikörper-produzierender B-Zell-Klone ( 171 )

Alle in Tab. 6 aufgeführten Defizite der Immunantwort im Zustand der


26

Hypoprolaktinämie waren nach Substitution des Prolaktins reversibel.

Bei der Untersuchung der PRL-Werte von Patienten mit Autoimmunerkrankungen fiel mehrfach auf, daß diese im Durchschnitt über denen von Gesunden liegen. Dies trifft unter anderem für Patienten mit Iridozyklitis ( 172 ), M. Addison ( 173 ) und lymphozytärer Hypophysitis ( 174 ) zu. Die Untersuchung einer Gruppe von Patienten mit Sjögren-Syndrom ergab, daß 46% erhöhte PRL-Werte hatten ( 175 ). Gleiches traf, laut Kucharz et al., auch auf 59% eines untersuchten Patientenkollektivs mit Sklerodermie zu ( 176 ). Auch die PRL-Werte einer Gruppe präpubertärer Mädchen mit ANA-positiver juveniler RA lagen deutlich über den Werten gesunder Altersgenossinnen. Der chronische Verlauf der Arthritis korrelierte besser mit der Hyperprolaktinämie als mit der ANA-Positivität ( 177 ). Die Bedeutung des Prolaktins für den Krankheitsverlauf bei SLE-Patienten ist noch immer umstritten. Vor gut 10 Jahren wurden erste Berichte über erhöhte Prolaktin-Werte bei SLE-Patienten veröffentlicht ( 178 , 179 ). Seitdem gibt es wiederholt Untersuchungen mit zum Teil widersprüchlichen Ergebnissen. Eine Gruppe von Autoren berichtet über erhöhte Prolaktin-Werte bei ca. 9-35% der SLE-Patienten (180-185). Ein Teil spricht sich für ( 182 , 183 , 179 ), ein anderer Teil gegen ( 180 , 181 , 184 , 185 ) einen Zusammenhang zwischen dem Serumprolaktin und klinischer oder serologischer Krankheitsaktivität aus. Einzelne Autoren konnten keine erhöhten PRL-Werte in ihrem Patienten-Kollektiv feststellen ( 186 , 187 ). Es gibt Berichte über die Assoziation bestimmter Krankheitsmanifestationen des SLE mit erhöhten PRL-Werten. Dazu gehören die zerebralen Manifestationen ( 188. ), die aktive Lupus-Nephritis ( 189 ) oder hämatologische Manifestationen ( 183 , 188. ). Momentan wird untersucht, welchen therapeutischen Effekt die medikamentöse Senkung des Prolaktins durch den Dopaminagonisten Bromocriptin für die SLE Patienten hat. Bisher liegen Hinweise dafür vor, daß eine Bromocriptin-Therapie (low dose) langfristig zur Verminderung der Frequenz der Lupus-Schübe führt ( 190 ). Es wird über einen Abfall der Krankheitsaktivität (SLEDAI) 5 Monate nach Therapiebeginn berichtet. Anschließend kam es jedoch zu einem „Rebound Phänomen“ mit erhöhter Krankheitsaktivität nach Therapieende ( 191 ). Ebenfalls diskutiert wird die Frage des Ursprungs des Serumprolaktins bei SLE-Patienten.


© Die inhaltliche Zusammenstellung und Aufmachung dieser Publikation sowie die elektronische Verarbeitung sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung. Das gilt insbesondere für die Vervielfältigung, die Bearbeitung und Einspeicherung und Verarbeitung in elektronische Systeme.

DiML DTD Version 2.0
Zertifizierter Dokumentenserver
der Humboldt-Universität zu Berlin
HTML - Version erstellt am:
Tue Sep 3 15:32:24 2002