Kwantitatieve bepaling van de bijnierschorshormonen en hun voornaamste metabolieten in urine.

In deze dissertatie is een methode beschreven voor de bepaling van een kwantitatief corticosteroiden-spectrum in urine (Hoofdstuk III) . De spectra omvatten de volgende steroiden (Hoofdstuk IV): 1. de bijnierschorshormomen: 11ß,17a,21-trihydroxy-pregn-4-een-3. 20-dion = hydrocortison = cortisol = F; 11ß,21-dihydroxy-pregn-4-een- 3, 20-dion= corticosteron=ß; 11ß,21-dihydroxy-3, 20-dioxo-pregn-4-een-18-al = aldosteron. 2. een aantal metabolieten van deze hormonen: a. metabolieten van cortisol: 3a,11ß,17a,21-tetrahydroxy-5ß-pregnaan-20-on=tetrahydro-cortisol=H4F: 3a,11ß,17a,21-tetrahydroxy-5a-pregnaan-20-on=allo-tetrahydro-cortisol=a1lo-H4F; 3a,17a,21-trihydroxy-5f3-pregnaan-11. 20-dion = tetra- hydro-cortison = H4E; 17a,21-dihydroxy-pregn-4-een-3,11,20-trion=cortison = E; 17a,20,21-trihydroxy-pregn-4-een-3,11-dion=Reichstein'sU. b. metabolieten van corticosteron: 3a, 11ß,21-trihydroxy-5ß-pregnaan-20-on=tetrahydrocorticosteron = H4 B; 3a,11ß,21-trihydroxy-5a-pregnaan-20-on=a1lo-tetrahydro-corticosteron = allo-H4B; 3a,21-dihydroxy-5ß-pregnaan-11,20-dion = tetrahydro-11-dehydro-corticosteron = H4A; 21-hydroxy-pregn-4-een-3,11,20-trion = 11-dehydrocorticosteron = A. 3. enkele "precursors" van de hormonen: a.17a, 21-dihydroxy-pregn-4-een-3. 20-dion = Reichstein's S. Deze directe precursor van cortisol werd aangetoond: 1) bij patienten met bijniercarcinoom (spectra26a,27 en 32); 2) na stimulatie met exogeen ACTH (spectra 28a,13a en 23b); 3) na blokkering van de cortisol-synthese door SU-4885 (spectra 40. 40a. 23c en 23d) , b. 21-hydroxy-pregn-4 -een-3,20-dion=desoxycorticosteron = DOC. Deze precursor van corticosteron en aldosteron werd aangetoond: 1) bij een patient met gedecompenseerde levercirrhose na ACTH-stimulering (spectrum 13a); 2) na blokkering van de cortisol-synthese door SU-4885 (spectra 40 en40a). 4. enkele metabolieten van de precursors: a.3a, 17a, 21-trihydroxy-5ß-pregnaan-20-on = tetrahydro-Reichstein's S- H4S. Deze metaboliet van Reichstein' s S werd in alle onderzochte urines aangetoond. b.3a, 21-dihydroxy-5ß-pregnaan-20-on=tetrahydro-des-oxycorticosteron = H4DOC . Deze metaboliet van desoxycorticosteron werd (zeer waarschijnlijk) aangetoond na blokkering van de cortisol-synthese door SU-4885 (spectra 40 en 40a) en mogelijk ook in enkele andere gevallen (bijv. substantie Z 2 in spectrum 13a ). c. een groep metabolieten van 17-hydroxy-progesteron werd langs indirecte weg bepaald in gevallen van adrenogenitaal syndroom (par. IV -C3). Bovendien werd een groot aantal niet-geldentificeerde substanties geisoleerd, o.a. de zogenoemde substanties Ya en y2,waarvan de excretie bij patienten met bijniercarcinoom aanzienlijk is toegenomen spectra 26. 26a. 27 en 32) . De betrouwbaarheid van de methodiek blijkt uit: 1. de resultaten van de duplo-bepalingen (overzichtstabel) . 2. een recovery-percentage van aan urine toegevoegde authentieke steroiden van ± 80 % (tabel 11). 3. een zeer goede correlatie met het klinische beeld (par.IV- D t/m par. IV- H). 4. een over het algemeen goede correlatie met de uitkomsten van de routine steroidbepalingen (par. IV- C3). De practische bruikbaarheid van de methode bli.ikt uit bet feit dat twee personen in staat waren om in een Klinisch-chemisch Laboratorium ruim 60 spectra te bepalen in een periode van ± 1½ jaar (de ontwikkelingstijd van de methodiek inbegrepen). De volgende waarnemingen zijnvan practisch-diagnostisch belang: 1. bijnierinsufficiëntie is gekenmerkt door een zeer geringe excretie van hormonen en metabolieten. Indien de excretie van cortisol en zijn metabolieten nog binnen de normale variatiebreedte valt. kan een verhoogde excretie van H4S en eenhoge F IB-ratio op insufficiëntie wijzen (par.IV-G; fig. 9 en 10). Differentiatie tussen primaire en secundaire insufficientie is zeer goed mogelijk via bepaling van de hypophyse-ACTH-reserve met de SU-4885-test. vooral als de excretie van H4S als criterium wordt genomen (par. IV- 1 2). 2. een typisch syndroom van Cushing, veroorzaakt door bijnierhyperplasie, is gekenmerkt aoor een hoge excretie van cortisol en zijn metabolieten en een hoge F/B-ratio (par.IV -H-1). 3. adrenogenitaal syndroom, veroorzaakt door bijnierhyperplasie, is gekenmerkt door een hoge F/B-ratio en vooral door het feit dat de cortisol-metabolieten een opvallend klein gedeelte (<10%) van de totale 17-hydroxy-steroiden uitmaken (par. IV- H2). 4. primair en secundair hyperaldosteronisme zijn gekenmerkt door een hoge excretie van aldosteron en een lage F /B-ratio (par. IV- E en IV -H3; fig. 9}. 5. bijniercarcinoom, onafhankelijk van de symptomatologie is gekenmert door een zeer hoge excretie van H4 S (fig. 12),een zeer hoge F/B-ratio (fig. 9) en de aanwezigheid van grote hoeveelheden onbekende substanties,o.a. Ya en Y2 (par. IV- H 1-2 ). Viriliserend carcinoom heeft daarnaast enkele karakteristica gemeen met het benigne adrenogenitaal syndroom (opvallend laag percentage cortisol-metabolieten). Carcinoom dat een typisch syndroom van Cushing teweegbrengt, is gekenmerkt door een extreem hoge excretie van cortisol en zijn metabolieten. Een versterkte excretie van biologisch actieve corticosteroiden in combinatie met een verminderde excretie van tetrahydro-metabolieten wijst op een abnormaIe metabolisering van de hormonen (spectrum 13; par .TV -F) .Uit deze voorbeelden blijkt dat de bepaling van aIleen metabolieten of van aIleen hormonen tot foutieve conclusies kan leiden. De volgende waarnemingen zijn van meer theoretisch belang: 1. waarnemingen die kunnen worden ge1nterpreteerd met behulp van een biosynthese-schema dat oorspronkelijk werd opgesteld op grond van de uitkomsten van in vitro-proevell: a. een chronisch versterkte behoefte aan cortisol (M. Addison; adrenogenitaal syndroom) leidt via continu verhoogde ACTH-stimulatie tot een hoge F/B-ratio (zeer waarchijnlijk te imiteren door een langdurige stimulatie met exogeen ACTH}. Dit is te verklaren door een verschuiving aan te nemen ten gunste van de synthese-reeks: 17-hydroxy-progesteron- Reichstein's S- cortisol (par. IV -J). Indien er geen sprake is van een enzymblokkering in deze reeks (M. Addison; stimulatie met exogeen ACTH) dan wordt de hoge F/B-ratio begeleid door een verhoogde "secretie" van Reichstein's S. waarschijnlijk door overbelasting van het 11-hydroxyleringssysteem (par.IV -K). Is er wel een enzymblokkering. zoals bij de patient en met adrenogenitaal syndroom (defect van de 21-hydroxylering),dan wordt er geen overmaat S. maar een overmaat 17 -hydroxy-progesteron t'gesecerneerd" (par.IV- H2). b. een versterkte behoefte aan mineralocorticoiden (secundair hyperaldosteronisme) leidt, mogelijk via verhoogde glomerulotrophine"-stimulatie, tot een lage F /B-ratio. Eenzelfde resultaat wordt bereikt door een kortdurende stimulatie met exogeen ACTH. Dit is te verklaren door een verschuiving aan te nemen ten gunste van de synthese-reeks : DOC ®corticosteron®aldosteron (par. IV -J) . Uit spectrum 13a blijkt dat de combinatie ACTH- en glomerulotrophine-stimulatie tot een versterkte secretie van DOC kan leiden, waarschijnlijk door overbelasting van het 11-hydroxyleringssysteem (vgl. het analoge gebeuren in de andere reeks). c. een blokkering van de 11-hydroxylering met behulp van SU-4885 leidt tot een versterkte secretie zowel van DOC als van Reichstein's S (par. IV- 12). Ook deze waarneming is met behulp van het synthese-schema te verklaren. 2. waarnemingen betreffende de stofwisseling van de hormonen: a. onder normale omstandigheden is H4 E kwantitatief de belangrijkste metaboliet van cortisol; de H4F /H4E-ratio is dan ook < 1. Een sterke (snelle) toename van de secretie van cortisol (ACTH-stimulering;soms bijniercarcinoom) resulteert in een verschuiving van het metabolisme ten gunste van H4F, waardoor een omkering van de ratio optreedt (par. IV- II; spectrum 27). b. over het algemeen is allo-H4B in kwantitatief opzicht de belangrijkste metaboliet van corticosteron, al zijn er talrijke uitzonderingen op deze regel. c. H4S is een belangrijke metaboliet van Reichstein's S. Er zijn aanwijzingen dat bij zeer grote productie van Reichstein's S (onder invloed van SU-4885) ook allo-H4S wordt gevormd (par. IV -12) . d. bij ernstige leverbeschadiging (cirrhose) en bij neonati (nog onvolwaardige leverfunctie) is de vorming van tetrahydro-metabolieten gestoord. De vorming van 11-dehydro-metabolieten schijnt minder gebonden te zijn aan een intacte leverfunctie (spectrum 13; par. IV- F). 3. waarnemingenbetreffende de aldosteronsecretie. , a. na hypophysectomie gaat de secretie van aldosteron door aanvankelijk zelfs in versterkte mate spectrum 21) . b. stimulering van de bijnieren met exogeen ACTH heeft over het algemeen slechts een zeer gering en kortdurend effect op de aldosteronsecretie (par. IV -1.1) . c. aIleen wanneer de bijnierschorsactiviteit onder invloed van een physiologische stimulans (glomerulotrophine") reeds is gericht op de productie van grote hoeveelheden aldosteron, schijnt de stimulatie met exogeen ACTH een veel groter effect te hebben (spectrum 13 ) . De aldosteronsecretie is dus in grate mate onafhankelijk van de adenohypophyse. 4. waarnemingen betreffende de corticosteronsecretie. a. ACTH (nauwelijks effect op de aldosteronsecretie) stimuleert de productie van corticosteron in aanzienlijke mate. b. "glomerulotrophine" (geen effect op de F-secretie) stimuleert de productie van corticosteron eveneens. De secretie van corticosteron schijnt dus universeler te worden gereguleerd dan de secretie van cortisol of aldosteron (par. IV- L). Uit de verkregen resultaten kan worden afgeleid dat een spectrumbepaling vaak een beter inzicht geeft in de physiologie en pathologie van de hormoonproductie en -metabolisering dan met de gebruikelijke routine steroidbepalingen mogelijk is. Speciaal veranderingen in de corticosteron- secretie en pathologische en iatrogene blokkeringen van de biosynthese der corticosteroiden zijn voor nauwkeuriger onderzoek toegankelijk geworden. De methodiek levert hierdoor een bijdrage tot verfijning van de diagnostiek van afwijkingen inhet hypophyse-bijniersysteem