Oxidation beeinflusst Nebenschilddrüsenhormon bei chronischer Nierenerkrankung

Wissenschaftler und WissenschaftlerInnen von der Uni Mannheim warnen bei einer chronischen Nierenerkrankung vor Fehleinschätzungen bei der Therapiesteuerung, da gebräuchliche iPTH-Assays nicht zwischen bioaktivem und inaktivem Hormon unterscheiden. Doch genau das entscheidet über den Nutzen der Therapie.

Hormon hat unterschiedliche biologische Eigenschaften

WissenschaftlerInnen von der Uni Mannheim warnen bei der chronischen Nierenerkrankung vor Fehleinschätzungen bei der Therapiesteuerung, da gebräuchliche iPTH-Assays nicht zwischen bioaktivem und inaktivem Hormon unterscheiden. Doch genau das entscheidet über den Nutzen der Therapie.

Hormone regulieren viele Funktionen im menschlichen Körper. Krankheitszustände wie eine Nierenerkrankung können diese Botenstoffe beeinflussen. In der klinischen Praxis wird der Status bestimmter Botenstoffe genutzt, um Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand zu ziehen und daraus eine Therapie zu entwickeln. Ein Beispiel aus der gängigen Praxis ist die Erfassung des Nebenschilddrüsenhormons (Parathormon, PTH) bei der chronischen Nierenerkrankung. Denn die Konzentration des PTH steigt mit abnehmender Nierenfunktion progressiv an.

Eine Forschungsgruppe um Professor Dr. med. Berthold Hocher an der V. Medizinischen Klinik der Universitätsmedizin Mannheim (UMM) fand bereits vor mehreren Jahren heraus, dass PTH bei nierenkranken PatientInnen oxidiert wird, und dass das Hormon dadurch seine Funktion verliert. Nun wollten die Forschenden wissen, inwieweit die Oxidation von PTH den Krankheitsverlauf beeinflusst und ob der Zustand von PTH – ob oxidiert oder nicht-oxidiert – für die Therapieentscheidung relevant sein könnte.

Störungen in der Regulation wichtiger Bausteine haben weitreichende Folgen

Die Forschenden untersuchten dazu das Zusammenspiel von PTH und einem weiteren Hormon, des von Knochenzellen produzierten Fibroblasten-Wachstumsfaktors 23 (FGF 23), bei nierenkranken PatientInnen. Beide Hormone spielen eine wesentliche Rolle in der Regulation des Kalzium- und Phosphathaushaltes. Störungen in diesem System verursachen Knochenerkrankungen, aber insbesondere auch eine Verkalkung von Blutgefäßen – eine wesentliche Ursache von Gefäßschäden und der hohen Sterblichkeit von nierenkranken PatientInnen.

In den meisten früheren Studien waren PTH und der FGF 23-Serumspiegel eng miteinander korreliert und es wird vermutet, dass FGF 23 und PTH sich gegenseitig in einer negativen Rückkopplungsschleife regulieren. Bei diesen Studien wurde allerdings nicht zwischen oxidiertem und nicht-oxidiertem PTH unterschieden. Die Zellkultur zeigte, dass nur nicht-oxidiertes PTH, nicht aber oxidiertes PTH, die Synthese von FGF 23 stimuliert. Mit diesem Befund stimmen auch die klinischen Daten aus zwei unabhängigen Kohortenstudien überein. Demnach ist nur das nicht-oxidierte PTH Teil dieses wichtigen hormonellen Regelkreises.

Verwendung der PTH muss neu eingeordnet werden

Die WissenschaftlerInnen machten eine weitere wichtige Beobachtung: Der deutliche Anstieg des Nebenschilddrüsenhormons PTH bei abnehmender Nierenfunktion ist hauptsächlich auf einen Anstieg des oxidierten, inaktiven PTH zurückzuführen. Das biologisch aktive, nicht-oxidierte PTH steigt nur mäßig an.

"Wir müssen die Eignung der in der klinischen Routine gebräuchlichen iPTH-Assays für darauf fußende Therapieentscheidungen kritisch hinterfragen", warnt Professor Hocher. Die iPTH-Assays erlauben keine Unterscheidung zwischen bioaktivem (nicht-oxidiertem) und inaktivem (oxidierten) PTH, sondern messen lediglich das Gesamt-PTH. "Unsere Ergebnisse sprechen dafür, dass diese Assays zu einer Fehleinschätzung der Menge an wirklich wirksamem Hormon führen und eine korrekte Therapiesteuerung damit nicht möglich ist. In der Zukunft sollten nur PTH-Assays Verwendung finden, die ausschließlich das bioaktive PTH messen."

Die Bedeutung der vorliegenden Ergebnisse könnte weit über das Verständnis der biologischen Eigenschaften von PTH hinausgehen. Viele Peptidhormone haben ebenso wie PTH Aminosäuren in ihrer Aminosäuresequenz, die unter Bedingungen des oxidativen Stresses oxidiert werden können. Wenn die Oxidation die biologischen Eigenschaften auch dieser Hormone verändert, könnte dies ähnliche Folgen haben wie es für PTH gezeigt wurde: Funktionsverlust der oxidierten Hormone und Fehleinschätzung der Menge an wirksamem Hormon.

Quelle:
Relationship between GFR, intact PTH, oxidized PTH, nonoxidized PTH as well as FGF23 in patients with CKD. Shufei Zeng, Uwe Querfeld, Martina Feger, Dieter Haffner, Ahmed A. Hasan, Chang Chu, Torsten Slowinski, Thomas Bernd Dschietzig, Franz Schäfer, Yingquan Xiong, Bingbing Zhang, Steffen Rausch, Katarina Horvathova, Florian Lang, Bernhard Karl Krämer, Michael Föller, Berthold Hocher. The FASEB Journal. 2020;00:1–13. DOI: 
https://doi.org/10.1096/fj.202000596R

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