[Seite 6↓]

Einleitung

1.1 Aufgabenstellung der Arbeit

Die vorliegende Arbeit sollte einen Beitrag zur Aufklärung des Zusammenhangs zwischen biochemischen und genetischen Veränderungen des Enzyms 21-Hydroxylase und der Ausprägung eines Polyzystischen Ovar Syndroms (PCOS) leisten. Darüber hinaus sollte untersucht werden, inwieweit sich biochemische Besonderheiten oder Veränderungen der 21-Hydroxylase-Aktivität auf die Entstehung eines Ovariellen Überstimulationssyndroms (OHSS) auswirken können.

In einer Vorarbeit aus unserer Arbeitsgruppe wurden 21 PCOS- Patientinnen auf die zwölf häufigsten im Zusammenhang mit einem Adrenogenitalen Syndrom (AGS) bekannten Punktmutationen des CYP21A2–Gens untersucht. Dabei fanden wir bei ca. 19% der Patientinnen eine heterozygote Punktmutation (im Vergleich zu 5-8% in der Normalbevölkerung) einhergehend mit erhöhten 21-Desoxycortisol (21-DOF) bzw.17α-Hydroxyprogesteron-Werten (17α- OHP) (1).

Diese Ergebnisse veranlassten uns, die 21-Hydroxylase im Hinblick auf biochemische Funktion und genetische Veränderungen an einem genauer und umfangreicher charakterisierten Patientenkollektiv zu untersuchen. Zusätzlich sollte untersucht werden, ob eine Subgruppe von PCOS- Patientinnen mit verstärkter Neigung zur Ausbildung eines OHSS durch biochemische Besonderheiten oder eine genetische Veränderung der 21-Hydroxylase identifiziert werden kann.

Dazu sollten ca. 40 PCOS- Patientinnen untersucht werden, von denen ca. 20 in der Anamnese die Entwicklung eines OHSS im Rahmen der assistierten Reproduktion (ART) aufwiesen. Darüber hinaus wurde durch die Untersuchung einer Kontrollgruppe mit identischen Methoden eine Vergleichsgruppe etabliert.

Die Erhebung klinischer Daten und endokrinologischer Parameter im Zusammenhang mit dem LHRH-Test und ACTH-Test diente dem exakten Erfassen der Symptomausprägung bei unseren Patientinnen, um mögliche Korrelationen zwischen genetischen Veränderungen und phänotypischer Ausprägung zu erkennen. Dabei wurde besonderer Wert auf die [Seite 7↓]Funktionsfähigkeit der 21-Hydroxylase gelegt, als deren sensitivster biochemischer Marker das 21-DOF gilt. Um Hinweise auf metabolische Störungen und mögliche Folgeerkrankungen des Polyzystischen Ovar Syndroms bzw. auf ein erhöhtes Risiko für das Auftreten eines Ovariellen Überstimulationssyndroms zu gewinnen, sollten die Werte für den Vascular endothelial growth factor (VEGF), Insulin, den Insulin-like growth factor 1 (IGF-1), das Insulin-like growth factor binding protein (IGFBP-1) und Leptin im Serum bestimmt werden .

Durch die lückenlose Untersuchung des Genortes der 21-Hydroxylase bei allen Patientinnen sollten bekannte und möglicherweise neue Mutationen oder Polymorphismen aufgedeckt werden.

1.2 Polyzystisches Ovar Syndrom (PCOS)

1.2.1 Einführung

Polyzystische Ovarien sind die häufigste Ursache für weibliche Anovulation und Hyperandrogenämie (2). Dabei ist zu unterscheiden zwischen dem bloßen Auftreten von bilateral vergrößerten polyfollikulären Ovarien im Ultraschall ohne klinische Symptomatik (PCO) und dem Polyzystischen Ovar Syndrom (PCOS), einem PCO mit zusätzlichen klinischen Befunden wie Anovulation und Hyperandrogenämie (3).

Die große phänotypische Variabilität und Heterogenität erschweren eine exakte Diagnosestellung und damit auch genaue Angaben zur Häufigkeit der Erkrankung.

Entsprechend der genannten Definition liegt die Prävalenz eines PCOS bei etwa 5 % (4). Die Angaben verschiedener Autoren schwanken zwischen 3 und 22 % in Abhängigkeit von den Diagnosekriterien (3). Somit gilt dieses Syndrom als die häufigste endokrinologische Erkrankung der geschlechtsreifen Frau.

1.2.2 Klinik

Zu den Hauptkriterien für die Diagnose PCOS zählen Anovulation und Hyperandrogenämie sowie daraus resultierende klinische Symptome wie Sterilität und Zyklusunregelmäßigkeiten als Oligo- oder Amenorrhoe. Häufige dermatologische Befunde bei PCOS-Patientinnen sind Akne (die chronische Entzündung der Haar-Talgdrüsen-Einheit), Seborrhoe (vermehrte [Seite 8↓]Talgproduktion) und Hirsutismus (das Vorliegen eines maskulinen Behaarungsmusters bei Frauen). Ein großer Teil der PCOS-Patientinnen weist darüber hinaus metabolische Störungen wie Adipositas, Hyperinsulinämie oder Dyslipoproteinämie auf (5).

1.2.3 Morphologie

Zu den histomorphologischen Befunden bei polyzystischen Ovarien zählen eine verdickte Tunica albuginea, hyperplastische Theka- und Stromazellen und zahlreiche, subkapsulär gelegene Follikel (6).

Bei der vaginalsonographischen Untersuchung müssen für die Diagnose PCO folgende Kriterien erfüllt sein (7):

Ovaromegalie (maximaler Gesamtdurchmesser über 30 mm)

Vorliegen von zahlreichen (mindestens 10) kleinen (2-8 mm) subkapsulär gelegenen Follikeln

zentrale Hyperfibrosis.

Die Abbildung 1.1 zeigt ein typisches vaginalsonografisches Bild eines polyzystischen Ovars.

Abb. 1.1: Transvaginale sonografische Darstellung des linken Ovars bei einer 32jährigen Patientin mit PCO. Typische Verdickung der Tunica albuginea, zahlreiche randständige Follikel (Quelle: Frauenklinik der Charité Campus Mitte).


[Seite 9↓]

1.2.4  Biochemische Befunde

Im Zusammenhang mit einem PCOS findet sich typischerweise folgende Hormonkonstellation. Erhöhte Serumkonzentrationen des Luteinisierenden Hormons (LH) bei normalen Spiegeln an Follikel Stimulierendem Hormon (FSH) führen zu einer Verschiebung des LH/FSH-Quotienten zugunsten des LH. Die chronische Erhöhung des LH beruht auf einer Störung der pulsatilen LH-Freisetzung im Sinne einer erhöhten Amplitude und Frequenz der LH-Sekretion aus dem Hypophysenvorderlappen. Stark erhöhte Basalwerte und ein exzessiver LH-Anstieg im LHRH-Test sprechen für das Vorliegen eines PCOS (8).

Ein weiteres hormonelles Merkmal des PCOS ist die Erhöhung eines oder mehrerer Androgenparameter. Dazu zählen freies und Gesamttestosteron ebenso wie die überwiegend adrenal synthetisierten Steroide Dehydroepiandrosteron (DHEA) bzw. Dehydro- epiandrosteron-Sulfat (DHEAS). Gleichzeitig ist das Sexualhormon-bindende Globulin (SHBG), das Transportprotein für Testosteron im Serum, bei PCOS-Patientinnen stark vermindert. DHEA und besonders DHEAS als vorwiegend adrenale Androgene sind bei ca. 50% der Patientinnen mit PCOS gegenüber der gesunden Bevölkerung erhöht (9). Auch das überwiegend aus dem Ovar freigesetzte Androstendion ist bei etwa 25% der PCOS-Patientinnen erhöht (10). Diese differente Androgensekretion wird bei der Stimulation durch intravenöse ACTH-Applikation durch einen überschießenden Anstieg der genannten Androgene besonders deutlich (9).

Die Serumkonzentrationen für Estradiol liegen weitgehend im Normbereich, wobei anzumerken ist, dass der präovulatorische E2 -Anstieg ausbleibt (11).

Neben diesen endokrinologischen Störungen weist eine große Zahl von PCOS-Patientinnen Störungen im Bereich metabolischer Parameter auf. So sind die basalen und die durch den oralen Glukosetoleranztest (oGTT) stimulierten Insulinspiegel ebenso wie die IGF-1-Spiegel erhöht (12, 13). Im Zusammenhang mit einer oft bestehenden Adipositas findet man erhöhte Leptinspiegel und eine Dyslipoproteinämie (14). Dabei sind die Werte für Cholesterin, Triglyceride und LDL im Serum erhöht bei gleichzeitig niedrigen HDL-Spiegeln. Die LDL/ HDL Ratio ist zugunsten des LDL verschoben (15).


[Seite 10↓]

1.2.5  Pathogenese des PCOS

Zur Ätiologie des Syndroms ist keine einheitliche Aussage möglich, vielmehr handelt es sich um einen multifaktoriellen Prozess, der zu einer heterogenen Ausprägung der Symptome führt.

Lange Zeit galt, dass eine Störung der Hypothalamus-Hypophysen-Ovar-Achse die Ursache des PCOS ist. Intraovarielle morphologische und funktionelle Störungen, die zweifellos eine wichtige Rolle spielen, werden aber nicht nur durch das entgleiste Gonadotropinniveau beeinflusst, sondern auch durch metabolische und adrenale Faktoren.

Die Basis einer Störung der ovariellen Androgensynthese scheint in einer Dysregulation der Aktivität der 17α-Hydroxylase und der 17, 20-Lyase zu liegen. Als Folge dessen sind vor allem Androstendion und 17α-OHP erhöht. Das tonisch erhöhte LH wirkt stimulierend auf die Thekazellen und bewirkt eine verstärkte Bildung der C19-Steroide in diesem Zellkompartiment. Vermehrt anfallende thekale Steroide werden in den Granulosazellen nur in ungenügendem Maße zu C18-Steroiden umgebaut (16).

Das Vorliegen vieler kleiner antral gelegener Follikel, die für die typische Morphologie der polyzystischen Ovarien verantwortlich sind, beweist, dass die frühen Stadien der Follikel-reifung nicht gestört sind. Die Auswahl eines dominanten Follikels bleibt jedoch aus (17).

Etwa 50 % der PCOS-Patientinnen zeigen als Ausdruck einer vermehrten adrenalen Androgensynthese erhöhte Spiegel von DHEA, DHEAS und Androstendion (9).

Enzymdefekte, die bei der adrenalen Herkunft der Hyperandrogenämie eine Rolle spielen, sind neben einer hyperaktiven 17α-Hydroxylase (17α-OHase) und 17, 20-Lyase, vor allem eine vermindert aktive 3ß-Hydroxysteroid-Dehydrogenase (3ß-HSD) und 21-Hydroxylase (21-OHase) (18).

In den letzten Jahren gab es zahlreiche Hinweise darauf, dass dem oft beobachteten erhöhten Insulinniveau eine ursächliche Bedeutung in der Pathogenese des PCOS zukommt.

Die Erhöhung der Seruminsulinspiegel, meist infolge einer Insulinresistenz, geht mit einer Erhöhung der Androgenspiegel einher. Umgekehrt kommt es bei der Normalisierung der Insulinspiegel zu einem Absinken der Androgene (19). Insulin führt im in vitro-Experiment [Seite 11↓]zur Expression von LH-Rezeptoren, zur Hyperplasie der Stroma- und Thekazellen des Ovars und zur Induktion der 17α-Hydroxylase und 3ß-HSD (20, 21, 22).

Ein weiterer Einflussfaktor auf den erhöhten Androgengehalt im Serum ist die verminderte hepatische Synthese von SHBG, dem Transportprotein von Androgenen im Blut. Der Gehalt an freien, wirksamen Androgenen ist somit erhöht (23).

1.2.6 Folgeerkrankungen

Als Ursache für die Häufung kardiovaskulärer und maligner Erkrankungen sowie Diabetes mellitus bei PCOS-Patientinnen wird ein Zusammenhang mit metabolischen und endokrinologischen Veränderungen angenommen.

1.2.6.1 Kardiovaskuläre Erkrankungen

Einer prospektiven Bevölkerungsstudie zufolge litten in der Gruppe der unter 50-Jährigen 27,8% der PCOS-Frauen unter einer behandlungsbedürftigen Hypertonie im Vergleich zu 3,5% in der gleichaltrigen Kontrollgruppe. Bei den über 50-Jährigen waren es 53,3% im Vergleich zu 17,3%. Das berechnete Herzinfarktrisiko war für die PCOS-Patientinnen im Vergleich zur Kontrollgruppe um den Faktor 4,2 erhöht (24). Beim 24-h-Blutdruckmonitoring von Frauen mit PCOS und Kontrollpersonen wiesen die PCOS-Frauen erhöhte Werte für den systolischen Blutdruck und den mittleren arteriellen Druck auf (25). Nach einer retrospektiven Auswertung der Daten von Patientinnen, bei denen vor 20 Jahren ein PCO histopathologisch verifiziert worden war, litten 39% an behandlungsbedürftiger Hypertonie im Gegensatz zu 11% in der Vergleichsgruppe ohne PCO-Anamnese (26).

1.2.6.2 Diabetes mellitus

Das PCOS ist häufig assoziiert mit peripherer Insulinresistenz und Hyperinsulinämie. Einer Untersuchung an 254 PCOS-Patientinnen unterschiedlicher ethnischer Herkunft zufolge ist die Inzidenz für Glukosetoleranzstörungen und Manifestation eines Typ 2-Diabetes mellitus bei PCOS-Frauen unabhängig von Body Mass Index (BMI) und ethnischem Hintergrund [Seite 12↓]deutlich gegenüber der Kontrollgruppe erhöht. Dabei erkranken PCOS-Frauen im jüngeren Alter (27). Eine Langzeit-Beobachtung ergab, dass 15% der Patientinnen, bei denen 20-30 Jahre zuvor ein PCOS klinisch und histopathologisch diagnostiziert worden war, im perimenopausalen Alter an einem manifesten Diabetes mellitus erkrankt waren. In der Vergleichsgruppe waren es nur 2,3% (26).

1.2.6.3 Malignome

Endometriumkarzinom. Infolge der bei PCOS bestehenden Hyperandrogenämie und der anovulatorischen Zyklen kommt es zur langzeitigen Stimulation des Endometriums durch Östrogene. Dies führt zur Proliferation des Endometriums, wobei die nach der Ovulation durch Progesteron induzierte Umwandlung in sekretorisches Endometrium und Hemmung der weiteren Proliferation ausbleibt. Somit steigt das Risiko für PCOS-Patientinnen, eine adenomatöse Hyperplasie oder ein Endometriumkarzinom zu entwickeln. Vor allem bei jungen Frauen (15 bis 25 Jahre) mit Endometriumkarzinom findet man sehr oft polyzystische Ovarien (27). Den Ergebnissen der Cancer and Steroid Hormon Study des Center of Disease Control zufolge haben Frauen mit PCOS ein 5-fach erhöhtes Risiko, in ihrem Leben an einem Endometriumkarzinom zu erkranken (28).

Weitere Daten aus der Cancer and Steroid Hormon Study weisen darauf hin, dass das Risiko für Ovarialkarzinome bei Frauen mit PCOS auf das 2,5fache erhöht ist (29).

Die gehäufte Koinzidenz der genannten Krankheitsbilder mit PCOS unterstreicht die Bedeutung des Syndroms für den langfristigen Gesundheitszustand der Patientinnen.

1.2.7 PCOS und Gravidität

Bei Eintritt einer Schwangerschaft sind unter den PCOS-Patientinnen einige Risiken stärker ausgeprägt als in der Normalbevölkerung.

So scheint es eine Assoziation zwischen polyzystischen Ovarien und sowohl Gestationsdiabetes als auch schwangerschaftsinduzierter Hypertonie zu geben.

In einer vergleichenden Untersuchung von graviden PCOS-Patientinnen und Kontrollpersonen zeigte sich eine signifikant erhöhte Inzidenz für pathologische Befunde im [Seite 13↓]oralen Glukosetoleranztest, manifesten Gestationsdiabetes und schwangerschaftsinduzierte Hypertonie in der PCOS-Gruppe. Die Body-Mass-Indices waren in beiden Gruppen vergleichbar, so dass Adipositas als alleinige Ursache für die erhöhte Inzidenz an pathologischen Befunden ausscheidet (30).

In einer retrospektiven Untersuchung von Frauen mit Gestationsdiabetes in einer vorausgegangenen Schwangerschaft zeigten in der nachfolgenden vaginalsonografischen Untersuchung 44% polyzystische Ovarien, in der Kontrollgruppe dagegen 7% (21).

1.3 Ovarielles Hyperstimulationssyndrom (OHSS)

1.3.1 Einführung

Das ovarielle Hyperstimulationssyndrom (OHSS) ist ein komplexes Krankheitsbild, das in Folge der kontrollierten ovariellen Stimulation als Bestandteil der assistierten Reproduktion auftreten kann. Sein Auftreten ist gekoppelt an erhöhte Spiegel von LH bzw. Human Chorion Gonadotropin (HCG). Es ist fast ausschließlich iatrogen induziert und kann in Ausnahmefällen in eine intensivpflichtige Situation münden. Bisher wurde nur ein Fall des Auftretens eines OHSS im Zusammenhang mit einer spontan entstandenen Schwangerschaft bekannt (31).

Mit zunehmender Verbreitung der Techniken der assistierten Reproduktion nimmt auch die Inzidenz des OHSS zu. Seine Häufigkeit wird abhängig von der Ausprägung der Symptomatik mit 0,1 bis 1,8% (schwere Form) und 5,2 bis 5,8% (milde Form) aller stimulierten Zyklen angenommen (32).

1.3.2 Klinik

Leitsymptome des OHSS sind zystisch vergrößerte Ovarien sowie Ascites, was zu abdominellen Schmerzen und Spannungsgefühl führen kann. Bei sehr stark ausgeprägtem Ascites kann es zu einer massiven abdominellen Distension mit Darmmotilitätsstörungen und Erbrechen sowie zu einem Zwerchfellhochstand begleitet von Atembeschwerden kommen [Seite 14↓](33). Eine mögliche Folge der extremen Größenzunahme der Ovarien ist die Stieldrehung der Adnexe mit dem Bild eines akuten Abdomens (34).

Ausgangspunkt der vitalen Komplikationen ist die gesteigerte Kapillarpermeabilität, die zu einer Transsudation proteinhaltiger Flüssigkeit und Verminderung des zirkulierenden Blutvolumens und damit zu einer bedrohlichen Hämokonzentration führt. Infolge des erhöhten Hämatokrits (Hk) kann es zu venösen und arteriellen Thromboembolien und verminderter renaler Durchblutung mit Oligurie und Elektrolytentgleisungen kommen (35, 36).

Eine weitere Folge der gesteigerten Permeabilität kann das Auftreten von Pleura- oder seltener von Pericardergüssen sowie die Ausbildung eines intrahepatischen Ödems mit entsprechender Funktionsstörung sein (37, 38).

Die Beschwerden beginnen typischerweise am 5. bis 7. Tag nach Follikelpunktion und lassen häufig schon am 10. bis 11. Tag nach. Bei Eintreten einer Schwangerschaft kann es infolge der endogenen HCG-Produktion zu einer Zunahme der Beschwerden kommen (39). Typische biochemische Befunde sind erhöhte Werte für Estradiol (E2) und Progesteron sowie ein erhöhter Hämatokrit. Im Falle einer Beeinträchtigung der Nierenfunktion steigen die Werte für Harnstoff, Kreatinin und Serumelektrolyte, bei Leberbeteiligung findet man einen Anstieg von Glutamatoxalacetattransaminase (GOT), Glutamatpyruvattransaminase (GPT), Bilirubin, Alkalischer Phosphatase und Kreatininkinase (40).


[Seite 15↓]

1.3.3  Klassifikation

Der Schweregrad des ovariellen Überstimulationssyndroms wird nach einer Empfehlung der WHO wie in Tab.1.1. dargestellt eingestuft (41):

Grad

Labor

Sonographie

Klinik

1 (leicht)

E2 > 3000 pg/ml

Ovarien bds. bis 5 cm

Abdominelles Spannungsgefühl

2 (mittelgradig)

E2 > 5000 pg/ml

Prog. > 30 pg/ml

Ovarien bds. bis 10 cm

Ascites

zusätzl. Übelkeit, evtl. Diarrhoe

3 (schwer)

zusätzl. Hk>50%

Ovarien über 10 cm

zusätzlich evtl. Pleuraergüsse

Abb. 1.2 zeigt das sonografische Bild der transvaginalen Untersuchung einer Patientin mit einem ovariellen Überstimulationssyndrom 2. Grades.

Abb. 1.2: Transvaginalsonografische Abbildung des Situs einer 35jährigen Patientin mit einem ovariellen Überstimulationssyndrom 2.Grades. Ausgeprägter Ascites im Douglasschen Raum, kleiner anteflektierter Uterus, rechtes Ovar von 83 x 52 mm mit multiplen Follikeln (Quelle: Frauenklinik der Charité Campus Mitte)


[Seite 16↓]

1.3.4 Pathogenese und Risikofaktoren

Als Risikofaktoren für das Auftreten eines OHSS gelten ein hoher E2-Wert (42) sowie eine Vielzahl kleiner Follikel am Tag der HCG-Gabe (43). Lebensalter unter 35 Jahren, ein schlanker Habitus sowie das gleichzeitige Bestehen eines PCOS erhöhen das Risiko für ein OHSS (42, 43, 44).

Die Pathophysiologie der Mechanismen, die zur Entstehung eines OHSS führen, ist noch nicht vollständig aufgedeckt. Gesichert ist, dass die Grundvoraussetzung die exogene Applikation oder endogene Freisetzung von HCG bzw. LH ist (44). Die Ergebnisse der meisten klinischen und experimentellen Studien sprechen dafür, dass die Freisetzung vasoaktiver Substanzen durch das Ovar unter HCG-bzw. LH-Einfluss und damit die Zunahme der Kapillarpermeabilität der wesentliche Faktor bei der Entstehung eines OHSS ist (46, 47).

Es wird vermutet, dass verschiedene Faktoren, die eine gesteigerte Gefäßpermeabilität herbeiführen wie Prostaglandine, Histamin, Zytokine und das Renin-Angiotensin-System an der Entstehung beteiligt sind (48).

1.3.5 Koinzidenz von PCOS und OHSS

Zahlreiche Studien belegen das gehäufte Vorkommen von OHSS bei PCOS-Patientinnen im Rahmen der ART. So wurden bei 63% einer Gruppe von Patientinnen mit schwerem OHSS im Ultraschall polyzystische Ovarien diagnostiziert (49). Umgekehrt entwickelten 10,5% einer Gruppe mit ultrasonografisch diagnostiziertem PCO ein OHSS während der kontrollierten ovariellen Hyperstimulation (50). Nach 1991 veröffentlichten Daten trat sogar in 46,7% der Stimulationszyklen bei PCOS-Patientinnen (die Diagnose eines PCOS erfolgte nach klinischen, ultrasonografischen und laborchemischen Kriterien) ein OHSS ersten (25%) bzw. zweiten Grades (21,7%) auf (44).

Das OHSS entwickelt sich auch bei PCOS-Patientinnen nahezu ausschließlich infolge der ovariellen Stimulation mit Gonadotropinen.Bei dem einzigen bisher bekannten Fall eines im [Seite 17↓]Rahmen einer spontanen Schwangerschaft entstandenen OHSS handelt es sich um eine 19jährige 1-Gravida mit PCOS, die in der 10. SSW das Bild eines OHSS zweiten Grades bot (31).

Die pathophysiologischen Hintergründe der nachgewiesenen Assoziation zwischen PCOS und OHSS sind noch nahezu vollständig unklar. Diskutiert werden das Renin-Angiotensin-System, Interleukine, Tumornekrosefaktoren (TNF), vascular endothelial growth factor (VEGF).


[Seite 18↓]

1.4 21-Hydroxylase

1.4.1 Das Enzym 21-Hydroxylase

1.4.1.1 Funktion der 21-Hydroxylase

Die 21-Hydroxylase ist eine Monooxygenase aus der Cytochrom P 450-Superfamilie (CYP). Sie spielt eine entscheidende Rolle in der Steroidhormonbiosynthese. Das Enzym katalysiert zum einen die Umwandlung von Progesteron in 11-Desoxycorticosteron (Vorstufe des Aldosterons) und zum anderen die Synthese von 11-Desoxycortisol (Vorläufer des Cortisols) aus 17α-Hydroxyprogesteron (17α-OHP).

Bei gestörter Enzymfunktion kommt es zur Akkumulation der Steroidmetabolite vor dem 21-Hydroxylierungsschritt, d.h. von Progesteron und 17α-OHP. Diese dienen dann als Substrat für die Androgenbiosynthese und es resultiert ein Überschuss an Androgenen. Der Mangel an Cortisol wiederum ruft über einen Feedback-Mechanismus eine gesteigerte Ausschüttung von ACTH aus dem Hypophysenvorderlappen hervor, was seinerseits die Steroidhormonsynthese stimuliert, zu einer adrenalen Hyperplasie und zur weiteren Steigerung der Androgenproduktion führt (51).

1.4.1.2 Klinik des 21-Hydroxylase-Mangels

Die Funktionsstörung der 21-Hydroxylase ist die häufigste Ursache für ein Adrenogenitales Syndrom (AGS) oder auch kongenitale adrenale Hyperplasie (CAH). Entsprechend der Schwere des Enzymdefektes und der daraus folgenden klinischen Symptome werden verschiedene Formen der kongenitalen adrenalen Hyperplasie unterschieden. Die schwere Form des 21-Hydroxylase-Mangels tritt mit einer Häufigkeit von 1: 5 000 bis 1: 10 000 auf, die mildere Form findet man innerhalb der kaukasischen Rasse bei 0,3% (52).

Die schwerste Form, das Salzverlustsyndrom (SW= salt wasting) geht mit Natrium- und Wasserverlust und Kaliumretention einher, was lebensbedrohliche Krisen der Neugeborenen zur Folge haben kann.


[Seite 19↓]

Bei der Form ohne Salzverlust, jedoch mit schwerer Funktionseinbuße der 21-Hydroxylase, bei der die Virilisierung infolge des extrem erhöhten Androgenniveaus im Vordergrund steht, spricht man von einfacher virilisierender Form (SV= simple virilising). Die betroffenen weiblichen Neugeborenen fallen durch ein maskulin erscheinendes äußeres Genitale bei eindeutig weiblichem chromosomalen Geschlecht auf (Pseudohermaphroditismus femininus).

Männliche Neugeborene zeigen einen unauffälligen Phänotyp. Sie werden jedoch infolge der pathologisch erhöhten Androgenspiegel eine Pseudopubertas praecox entwickeln, die von beschleunigter Knochenreifung, vorzeitigem Epiphysenschluss und daraus resultierender kleinwüchsiger Statur gekennzeichnet ist (53).

Die spätmanifeste non classical oder late onset Form des 21-Hydroxylase-Mangels wurde erstmalig von Gynäkologen beschrieben, die Frauen mit Hyperandrogenismus und Infertilität erfolgreich durch die Gabe von Glukocorticoiden behandelten.

Diese Form der Erkrankung wird nur bei weiblichen Patienten symptomatisch in Form von Menstruationsstörungen, Akne, Hirsutismus und Seborrhoe (54). Darüber hinaus zeigten bei einer Untersuchung von Patientinnen mit adrenogenitalem Syndrom ca. 80% der Patientinnen im vaginalen Ultraschall polyzystische Ovarien (55).

Es liegt demzufolge nahe, dass ein Zusammenhang zwischen einer Funktionsminderung der 21-Hydroxylase und dem klinischen Bild eines PCOS besteht. Dies veranlasste uns, das Enzym 21-Hydroxylase bei unseren PCOS-Patientinnen sowohl biochemisch als auch molekulargenetisch zu untersuchen, um eventuelle Zusammenhänge zwischen Allelen des Gens und klinischen und biochemischen Ausprägungen aufzudecken.

1.4.1.3 Diagnostik des 21-Hydroxylase-Mangels

Ein niedriger Spiegel an Cortisol im Serum bei gleichzeitig erhöhten Basalwerten für 17α-OHP in der frühen Follikelphase sowie ein erhöhtes 21-Desoxycortisol (21-DOF) geben Hinweise auf eine verminderte Aktivität der 21-Hydroxylase (56).

Durch einen ACTH-Test lassen sich diese Abweichungen des Hormonprofils von der Norm noch deutlicher nachweisen. Infolge der Stimulation durch ACTH kommt es zu einem starken Anstieg von 17α-OHP und 21-DOF, während Cortisol nur schwach ansteigt. Mittels [Seite 20↓]hormonanalytischer Methoden kann man so neben homozygoten auch etwa 50% der Fälle mit heterozygoten Defekten im Genort der 21-Hydroxylase, die mit einer Minderung der Funktion des Enzyms einhergehen, erkennen (56, 57).


[Seite 21↓]

Das Schema in Abb. 1.3 legt die Zusammenhänge zwischen den einzelnen Komponenten der Steroidhormonbiosynthese dar.

Abb. 1.3: Schematische Darstellung der adrenalen Steroidhormonbiosynthese

1.4.2 Das Gen CYP 21

Die c-DNA, die die Information für das Enzym 21-Hydroxylase enthält, umfasst ca. 2,0 kb. Das kodierte Protein enthält 494 Aminosäuren (58).

Das kodierende Gen heißt CYP21, ist 3,4 kb groß und besteht aus 10 Exon- und 9 Intronbereichen. Es existieren zwei fast identische Varianten dieses Gens, wovon das CYP21A2-Gen als das aktive Gen, das CYP21A1-Gen dagegen als Pseudogen bekannt ist. Beide liegen auf dem kurzen Arm von Chromosom 6 in der HLA-MHC-Klasse III Region [Seite 22↓]etwa 30 kb voneinander entfernt (59). Beide Gene sind jeweils in unmittelbarer Nachbarschaft der 3'-Enden der beiden Komplement C4 kodierenden Gene lokalisiert (60). Die Homologie der Nukleotidsequenzen zwischen beiden Genen beträgt 98% im Exonbereich und 96% im Intronbereich, sie differieren in nur 88 Basen (58). Typisch für das Pseudogen ist eine 8 Basenpaare umfassende Deletion in Exon 3, die zum Frame shift führt sowie eine T-Insertion in Exon 7 und eine C-T-Transition in Exon 8, woraus jeweils ein Stop-Codon resultiert (58, 59).

Patienten mit homologer Deletion des A1-Gens synthetisieren Cortisol in normalem Umfang, wohingegen Patienten mit homozygoter A2-Gen-Deletion die klinischen und laborchemischen Befunde eines 21-Hydroxylase-Mangels aufweisen. Daraus folgt, dass nur das CYP21A2-Gen für das Enzym 21-Hydroxylase kodiert. Das CYP21A1-Gen dagegen hat keine funktionelle Bedeutung (60).


© 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 3.0Zertifizierter Dokumentenserver
der Humboldt-Universität zu Berlin
HTML-Version erstellt am:
11.02.2004