6 курс / Эндокринология / Эндокринология, Н. Лавин_doc

Chief of Geriatric Medicine and Director, Geriatric Research, Education, and Clinical Center, West Los Angeles Veterans Administration Medical Center, Los Angeles

Р. Хинц

Raymond L. Hintz, M.D.

Professor of Pediatrics, Stanford The University School of Medicine.

Chief of Endocrinology, Lucile Salter Packard Children's Hospital at Stanford, Stanford, California

С. Цедербаум

Stephen D. Cederbaum, M.D.

Professor of Psychiatry and Pediatrics, University of California, Los Angeles, UCLA School of Medicine.

Attending Pediatrician, UCLA Medical Center, Los Angeles

У. Чин

William W. Chin, M.D.

Associate Professor of Medicine, Harvard Medical School.

Chief and Senior Physician, Division of Genetics, Brigham and Women's Hospital, Boston

М. Шперлинг

Mark A. Sperling, M.D.

Professor and Chairman, Department of Pediatrics, University of Pittsburgh School of Medicine. Pediatrician-in-Chief, Children's Hospital of Pittsburgh, Pittsburgh

Н. Штерн

Naftali Stern, M.D.

Chief of Endocrinology, Tel Aviv Medical Center, Ichilov, Tel Aviv, Israel

С. Эйдельман

Steven V. Edelman, M.D.

Assistant Professor of Medicine, University of California, San Diego, School of Medicine. Attending Endocrinologist, Division of Diabetes and Metabolism, UCSD Medical Center and Veterans Administration Hospital, San Diego

Р. Ялоу

Rosalyn S. Yalow, Ph.D.

Nobel Laureate in Physiology and Medicine.

Solomon A. Berson Distinguished Professor-at-Large, Mount Sinai School of Medicine of the City University of New York, New York.

Senior Medical Investigator, Veterans Administration Hospital, Bronx, New York

10

Предисловие

Второе издание книги «Эндокринология» — это свод современных представлений о природе, диагностике и лечении эндокринных и метаболических заболеваний. Книга задумана прежде всего как руководство для студентов-медиков, ординаторов и врачей общей практики, поэтому основное внимание уделено именно диагностике и терапии. Вместе с тем, чтобы врачу было легче понять сущность болезней, в сжатом виде приведены концепции их этиологии и патогенеза.

Во многих разделах, посвященных определенным группам болезней, есть отдельные главы, где речь идет об особенностях течения, диагностики и терапии этих болезней у детей. В этом заключается принципиальное отличие нашей «Эндокринологии» от большинства других руководств, в которых речь идет только об одной возрастной группе.

Во втором издании я не изменил своему стремлению объединять практические рекомендации с новыми данными экспериментальных и клинических исследований. Поэтому все разделы были существенно переработаны. Появились две новые главы: по молекулярной эндокринологии и применению изотопных методов в эндокринологии. В то же время пришлось исключить несколько глав, посвященных нарушениям обмена веществ. Это трудное решение было продиктовано необходимостью сохранить разумный объем книги не в ущерб качеству изложения и новизне материала.

Руководство разделено на 10 частей; каждая включает ряд глав по близким темам. Часть I содержит главным образом теоретические сведения, в частности — о генетике эндокринных заболеваний и о рецепторах гормонов. Сюда же включена методическая глава «Радиоиммунологический анализ», написанная нобелевским лауреатом Розалин С. Ялоу — основоположницей метода РИА.

Во II части рассматриваются заболевания гипофиза и гипоталамуса, причем отдельная глава посвящена пролактину. Дефицит или избыток этого гормона приводит не только к нарушениям лактации (как считали ранее), но и ко многим другим заболеваниям. Во II часть включена и глава по нервной анорексии — распространенной, но малоизученной болезни.

Часть III содержит описание болезней надпочечников. Особое внимание уделено болезням надпочечников у детей и врожденной гиперплазии коры надпочечников.

IV часть посвящена болезням половой системы. За последние годы в этой области эндокринологии были достигнуты большие успехи. Выяснение механизмов регуляции в гипоталамо-гипофизарно-гонадной системе способствовало улучшению методов диагностики и лечения гипогонадизма. Примером может служить лечение вторичного гипогонадизма гонадолиберином.

ВV части детально описаны нарушения кальциевого обмена, метаболические болезни костей и новые подходы к их лечению.

ВVI части речь идет о заболеваниях щитовидной железы. Сюда включена специальная методическая глава, в которой описаны способы оценки функции щитовидной железы, а также главы по тиреоидиту, гипотиреозу, тиреотоксикозу и новообразованиям щитовидной железы у взрослых и глава о болезнях щитовидной железы у детей. В отдельной главе обсуждаются вопросы прогнозирования, ранней диагностики и терапии гипотиреоза у новорожденных.

11

VII часть посвящена распространенным метаболическим нарушениям — гипогликемии у детей и взрослых и дислипопротеидемиям.

ВVIII части содержится краткое описание врожденных нарушений обмена веществ. Основное внимание уделяется общим подходам к диагностике и лечению таких нарушений.

ВIX части подробно рассмотрена одна из важнейших проблем современной медицины — сахарный диабет. В двух главах приведены новые сведения об этиологии и патогенезе инсулинозависимого и инсулинонезависимого сахарного диабета. Однако главная цель этой части книги — сформировать у читателя четкие представления о диагностике и лечении сахарного диабета и его осложнений. Эти представления абсолютно необходимы не только эндокринологам, но и всем врачам, несущим бремя ответственности за помощь больным сахарным диабетом. Кроме глав, посвященных инсулинозависимому и инсулинонезависимому сахарному диабету, IX часть включает главу, касающуюся острых осложнений сахарного диабета — диабетического кетоацидоза и гиперосмолярной комы, а также главу о сахарном диабете у беременных.

ВX части обсуждаются отдельные вопросы эндокринологии, в том числе диагностика и лечение синдромов МЭН, АПУДом, аутоиммунных эндокринных заболеваний и поражений кожи при эндокринных болезнях. Эти «частные» вопросы в других книгах обычно рассматриваются весьма поверхностно, однако именно они вызывают наибольшие затруднения у эндокринологов и врачей общей практики. В X часть включены также глава о хирургическом лечении эндокринных болезней и глава о применении аналогов гонадолиберина, написанная с участием нобелевского лауреата, первооткрывателя гонадолиберина — Эндрью В. Скали.

Вприложениях к книге приведены методики стимуляционных и супрессивных проб, наиболее широко используемых в клинической эндокринологии, а также нормальные концентрации гормонов и некоторых метаболитов в биологических жидкостях.

Книга «Эндокринология» — это плод коллективного труда опытных врачей, преподавателей и экспериментаторов, объединивших свои усилия для создания четких и ясных рекомендаций по диагностике и лечению эндокринных и метаболических нарушений. Если книга будет полезна врачу в повседневной практике, поможет ему лучше распознавать и лечить болезни и познакомит его с новыми этиологическими и патогенетическими концепциями, значит, наши усилия были не напрасны.

Норман Лавин

12

От редактора

При подготовке 2-го издания «Эндокринологии» я снова воспользовался неоценимыми советами, ободрением и поддержкой моих товарищей и сотрудников: Бернарда Коэна, Эла Силса, Бонни Кларк, Дороти Мак Элрой и Пэт Бимэн. Я сердечно благодарю авторов этого руководства — выдающихся врачей и исследователей, признанных авторитетов в своих областях знания. Я бесконечно признателен всем, но особенно моему верному другу, Бену Фассу. Этот талантливый врач и пытливый ученый, обладающий удивительной силой любви и сочувствия к больным, — один из самых замечательных детских эндокринологов нашего времени.

И, наконец, искренно благодарю редакторов и других сотрудников издательства Little, Brown and Company, которые терпеливо помогали мне все время, пока шла работа над книгой.

Норман Лавин

13

I.Теоретические основы клиническойэндокринологии Глава 1. Радиоиммунологическийанализ

Р. Ялоу

Этот метод очень широко используется в лабораторной диагностике. С помощью РИА в биологических жидкостях определяют концентрации гормонов, факторов роста, ферментов, аутоантител, маркеров злокачественных новообразований и других веществ (например, лекарственных средств и наркотиков).

I.Принцип. В основе РИА лежит феномен конкуренции: связывание антител с антигеном, меченным радиоактивным изотопом, подавляется в присутствии немеченного антигена. Методика РИА проста и включает следующие основные этапы:

А.К раствору антител добавляют меченный антиген и пробу (содержащую неизвестное количество немеченного антигена). Концентрацию антител в реакционной смеси подбирают так, чтобы число мест связывания было намного меньше общего числа антигенов. Концентрация меченного антигена должна превышать максимальную возможную концентрацию антигена в пробе.

Б. Реакционную смесь инкубируют при определенной температуре. Меченный и немеченный антигены конкурентно связываются с антителами, при этом образуются иммунные комплексы, содержащие либо меченный, либо немеченный антиген. Таким образом, к концу инкубации в реакционной смеси присутствуют меченные и немеченные иммунные комплексы, а также свободные меченные и немеченные антигены. Количество меченных иммунных комплексов обратно пропорционально количеству немеченного антигена в пробе.

В. Чтобы оценить количество меченных иммунных комплексов, их надо отделить от свободного меченного антигена. Наиболее распространены два способа разделения:

1.К реакционной смеси добавляют вещество, повышающее ее плотность, например полиэтиленгликоль.

2.К реакционной смеси добавляют вещество с большой молекулярной массой, которое специфически связывается с антителами в составе иммунных комплексов. Для этого используют вторые антитела либо стафилококковый белок A.

В обоих случаях иммунные комплексы, имеющие большую молекулярную массу, чем свободные антигены, осаждают центрифугированием и измеряют радиоактивность осадка.

Г. Определяют концентрацию антигена в пробе по калибровочной кривой. Для ее построения используют несколько стандартных калибровочных растворов с известными концентрациями немеченного антигена.

Разработано множество вариантов РИА. Методика, описанная выше, называется жидкофазным РИА (все реагенты находятся в растворенном состоянии). Существует и твердофазный РИА, в котором антитела иммобилизируются на водонерастворимом носителе, например на полистироле. Особая разновидность метода — иммунорадиометрический анализ, в котором используются меченные антитела, а не меченный антиген.

Принцип РИА распространяется и на другие иммунохимические и неиммунохимические методы анализа. Например, в ИФА вместо радиоактивного изотопа в качестве метки используют ферменты, а в иммунофлюориметрическом анализе — флуоресцирующие вещества. В неиммунохимических методах роль антител выполняют реагенты, специфически связывающие определяемое вещество. Этими реагентами могут быть

14

рецепторы гормонов или связывающие белки плазмы. Так, в радиорецепторном анализе тиреостимулирующих и тиреоблокирующих аутоантител используются очищенные рецепторы ТТГ, а для измерения уровня свободного T4 иногда применяется тироксинсвязывающий глобулин.

Все эти методы анализа называют методами конкурентного связывания.

II. Оценка результатов. В отличие от биологических методов анализа, РИА является количественным иммунохимическим методом и дает возможность точно измерить содержание вещества (антигена) в пробе. Результат РИА зависит только от соотношения компонентов реакции антиген—антитело.

А.Условия надежности результата РИА

1.При разведении пробы измеренная концентрация вещества должна уменьшаться пропорционально степени разведения.

2.Кривая зависимости уровня связывания антител с меченным антигеном от концентрации антигена в пробе должна совпадать с калибровочной кривой.

Если эти условия не выполняются, можно предположить, что на иммунохимическую реакцию влияют факторы, перечисленные ниже. Надо отметить, что правильно интерпретированный результат РИА может иметь диагностическое значение, даже если он не удовлетворяет формальным критериям надежности (например, из-за иммунохимических различий между стандартом и пробой).

Б.Факторы, неспецифически влияющие на иммунохимическую реакцию

1.pH. Скорость реакции антиген—антитело и стабильность иммунных комплексов обычно не зависят от pH в интервале 7,0—8,5. Как правило, в очень кислой или очень щелочной среде иммунные комплексы диссоциируют, хотя некоторые белки с основными свойствами лучше всего взаимодействуют с антителами при pH 4,0—6,0. Поэтому для каждой системы РИА подбирают оптимальный pH.

2.Состав реакционной смеси также влияет на реакцию антиген—антитело. Энергия взаимодействия антигена с антителом уменьшается при высокой концентрации солей в пробе или в реакционной смеси. Некоторые лекарственные средства (гепарин) и бактерицидные препараты (тиомерсал) подавляют иммунохимическую реакцию. Поэтому для разведения стандартов и проб используют один и тот же буферный раствор и учитывают возможные эффекты компонентов реакционной смеси.

В.Перекрестная иммунореактивность веществ со сходным строением

1.Гетерогенность молекулярных форм пептидных гормонов

а.Пептидные гормоны синтезируются в виде белков-предшественников, которые перед выбросом в кровь подвергаются процессингу. При этом образуется одна или несколько форм гормона, обладающих или не обладающих

биологической активностью. Например, при процессинге секретина и ВИП образуется только по одной биологически активной форме каждого гормона. Напротив, гастрин, синтезируемый клетками антрального отдела привратника, поступает в кровь как в виде зрелого гормона, состоящего из 17 аминокислот, так и в виде биологически активного предшественника, содержащего 34 аминокислоты. Оба пептида определяются в одной и той же системе РИА.

б. На результаты РИА влияют биологически неактивные молекулярные фрагменты гормонов, такие, как C-концевой фрагмент ПТГ. Концентрация этого фрагмента в сыворотке в норме превышает концентрацию зрелого ПТГ (ПТГ1—84), а при болезнях почек существенно увеличивается (даже у больных без вторичного гиперпаратиреоза). Поскольку для определения ПТГ обычно используют антитела к C-концевому фрагменту, правильная интерпретация результата требует оценки

15

функции почек. Концентрацию ПТГ1—84 в плазме можно определить с помощью высокочувствительного иммунорадиометрического метода, основанного на использовании двух разных антител: к C- и N-концевому фрагментам ПТГ. Антитела к C-концевому фрагменту иммобилизируют на полимерном носителе. Затем добавляют пробы или стандарты (растворы ПТГ1—84 в сыворотке, предварительно очищенной от ПТГ и его фрагментов) и меченные 125I антитела к N-концевому фрагменту ПТГ. Антитела, иммобилизированные на носителе, связывают как C-концевой фрагмент, так и ПТГ1—84, но антитела к N-концевому фрагменту связываются только с ПТГ1—84. Такой подход используют и в других случаях, когда в пробе присутствуют молекулярные фрагменты гормона.

в.У животных разных видов первичные структуры одного и того же пептидного гормона могут быть идентичными, но чаще различаются по одной или нескольким аминокислотам. Аминокислотные замены возникают в результате мутаций и, как правило, локализуются в участках молекулы гормона, не играющих первостепенной роли в его биологической активности. Различия в первичной структуре определяют иммунореактивность гормона.

2.Гетерогенность других соединений

а. Лекарственные средства и наркотики. Вещества, структурно сходные с препаратом, и его метаболиты могут связываться или не связываться с антителами. Если измеряют содержание токсичного препарата, то необходимо знать, выявляет ли данная методика только активную форму препарата. Напротив, если требуется доказать употребление наркотика, то различия в иммунореактивности между самим наркотиком и его метаболитами можно не учитывать. Таким образом, требования к специфичности РИА зависят от цели анализа.

б.Ферменты. РИА позволяет измерять содержание фермента, но не его активность. Ингибиторы и активаторы фермента и присутствие субстрата не влияют на результат. В одной и той же системе можно определять как сам фермент, так и профермент и другие неактивные формы фермента. В зависимости от задач исследования эти особенности метода могут играть положительную или отрицательную роль, поскольку многие ферменты обладают видовой специфичностью, а биологическая активность фермента необязательно коррелирует с его иммунохимической реактивностью. Поэтому РИА следует рассматривать как дополнение к методам анализа ферментов, основанным на определении их активности, а не как замену этих методов.

III.Чувствительность и специфичность РИА

А.Чувствительность РИА очень высока. Некоторые методики выявляют очень низкие концентрации веществ, такие, как 10–14 моль/л. Чувствительность особенно важна при

измерении базальных концентраций пептидных гормонов (эти концентрации обычно находятся в пределах от 10–13 до 10–10 моль/л), а также при определении гормонов непептидной природы, наркотиков и лекарственных средств, ферментов, бактериальных

ивирусных антигенов.

Б. Специфичность РИА определяется специфичностью антител и может быть чрезвычайно высокой. Получены антитела и разработаны методики РИА, позволяющие дифференцировать антигены с малейшими структурными различиями, в том числе:

1.T3 и T4 (различаются одним атомом йода).

2.Кортизол и кортикостерон (различаются одним гидроксильным радикалом).

3.Инсулины человека и свиньи (различаются концевой аминокислотой B-цепи).

16

4. Инсулины свиньи, кашалота и собаки (имеют одинаковую последовательность аминокислот, но разную конформацию).

IV. Особенности применения РИА в клинике. В основе определения многих сотен эндогенных и экзогенных веществ лежит общий принцип, но требования к чувствительности метода и диагностическое значение результатов различаются.

А.Концентрации некоторых пептидных гормонов у одного человека меняются в очень широких пределах: под влиянием стимуляторов или ингибиторов секреции и в зависимости от времени суток уровень гормона может изменяться на 1—2 порядка. В таких случаях результаты РИА сами по себе не имеют первостепенного значения для диагноза. Пример: базальная концентрация гастрина в плазме у здоровых людей обычно < 50 пг/мл. У больных со сниженной кислотностью желудочного содержимого, с гастриномами (синдром Золлингера—Эллисона) или с нарушением регуляции продукции гастрина в привратнике (неопухолевая гипергастринемическая гиперхлоргидрия) базальный уровень гастрина значительно повышен и находится в пределах от 100 до 5000 пг/мл. Чтобы установить причину гипергастринемии, необходимо исследовать желудочную секрецию и провести дифференциальную диагностику синдрома Золлингера—Эллисона и неопухолевой гипергастринемической гиперхлоргидрии. Для дифференциальной диагностики применяют стимуляционные пробы с секретином или с пищевой нагрузкой. В/в введение секретина вызывает выброс гастрина из опухоли, но не из нормальных клеток привратника. Напротив, пищевая нагрузка стимулирует секрецию гастрина в клетках привратника, но не в клетках гастриномы. Стимуляционные и супрессивные пробы могут потребоваться и в других подобных случаях.

Б. Концентрацию гормона следует сопоставлять с концентрациями веществ, метаболизм которых регулируется данным гормоном, и веществ, регулирующих его секрецию. Например, продукция инсулина усиливается при повышении концентрации глюкозы и некоторых аминокислот в крови и снижается при гипогликемии. Уровень СТГ возрастает при стрессе и гипогликемии и снижается при гипергликемии. Высокий уровень АКТГ в плазме на фоне сниженного уровня кортикостероидов свидетельствует о первичной надпочечниковой недостаточности; если же содержание кортикостероидов повышено, следует заподозрить гипофизарный синдром Кушинга. Для уточнения результатов РИА нередко требуются стимуляционные и супрессивные пробы.

В. При определении непептидных гормонов (в частности, стероидных и тиреоидных) чувствительность метода очень важна, поскольку в норме концентрации этих гормонов очень низкие.

Г.При определении концентраций лекарственных средств, особенно препаратов с узким терапевтическим диапазоном, также требуется высокая чувствительность РИА.

Д. При определении антигенов вирусов и микроорганизмов (таких, как антиген вируса гепатита B или туберкулопротеид) надо учитывать, что их абсолютная концентрация в какой-либо биологической жидкости зависит не только от тяжести инфекции, но и от других факторов, например — от способа получения материала.

Е. Биологическая активность гормона, его фрагмента или аналога далеко не всегда соответствует его иммунохимической реактивности. Чтобы по результатам РИА судить о биологической активности гормона, нужно знать, в каких молекулярных формах существует гормон и какие из них можно определить с помощью данной методики РИА. Например, гастрин присутствует в сыворотке в виде зрелого гормона, состоящего из 17 аминокислот (Г17), и в виде биологически активного предшественника, содержащего 34 аминокислоты (Г34). Поскольку Г17 метаболизируется значительно быстрее, чем Г34, в плазме преобладает Г34. Обе формы гастрина стимулируют секрецию

17

соляной кислоты в желудке, причем относительная активность Г17 в 3—5 раз превышает активность Г34. После в/в введения собакам эквимолярных количеств Г17 и Г34 общий объем выделившейся кислоты одинаков, хотя уровень Г34 в плазме в 3—5 раз выше уровня Г17. Таким образом, результат определения биологической активности гастрина зависит от методики анализа.

V. Заключение. Роль РИА и других иммунохимических методов анализа в диагностике болезней и в фундаментальных медико-биологических исследованиях трудно переоценить. Тем не менее при планировании и оценке результатов иммунохимических исследований надо принимать во внимание все их особенности и тонкости и ставить диагностические задачи с учетом реальных возможностей метода.

Литература

1.Nussbaum SR, et al. Highly sensitive two-site immunoradiometric assay of parathyrin, and its clinical utility in evaluating patients with hypercalcemia. Clin Chem 33:1364, 1987.

2.Yalow RS. Radioimmunoassay. Annu Rev Biophys Bioeng 9:327, 1980.

3.Yalow RS. Heterogeneity of peptide hormones: Its relevance in clinical radioimmunoassay. Adv Clin Chem 20:1, 1978.

4.Yalow RS. Heterogeneity of peptide hormones. Recent Prog Horm Res 30:597, 1974.

5.Yalow RS. Radioimmunoassay: Practices and pitfalls. Circ Res 32, 33(Suppl 1):1, 1973.

6.Yalow RS, Berson SA. Immunoassay of endogenous plasma insulin in man. J Clin Invest 39:1157, 1960.

18

Глава 2. Резистентность к гормонам

М. Геффнер

I.Историческая справка. Представление о резистентности к гормонам как о причине эндокринных болезней было впервые сформулировано Ф. Олбрайтом с сотрудниками в 1942 г. применительно к псевдогипопаратиреозу, при котором ткани нечувствительны к ПТГ. К настоящему времени известно множество синдромов резистентности и к другим гормонам.

II.Общие сведения

А.Ранее считали, что гормоны влияют только на клетки-мишени, удаленные от эндокринных желез (эндокринный механизм действия гормонов). Сейчас известно, что гормоны могут действовать на соседние клетки эндокринной железы (паракринный механизм) и даже на клетки, где они сами вырабатываются (аутокринный механизм). Резистентными к гормону могут быть любая из клетокмишеней или все эти клетки.

Б. Факторы роста, такие, как фактор роста нервов, тромбоцитарный фактор роста или эпидермальный фактор роста, обычно не относят к гормонам. Однако это разграничение лишено смысла, поскольку факторы роста регулируют не только клеточную пролиферацию и дифференцировку, но и обмен веществ в клетках-мишенях. В свою очередь, многие гормоны (например, инсулин и СТГ) обладают как метаболическими, так и рост-регулирующими эффектами.

В. Формы резистентности к гормонам. Принято различать три формы резистентности: пререцепторную (вызванную факторами, присутствующими в крови), рецепторную (обусловленную нарушениями связывания гормона с рецептором) и пострецепторную (обусловленную нарушениями внутриклеточной передачи сигнала, возникающего при связывании гормона с рецептором). Эта классификация слишком схематична и, более того, неверна, так как присутствующие в крови факторы способны влиять как на функцию рецепторов, так и на пострецепторные процессы. Мы предлагаем иную классификацию, согласно которой нарушения чувствительности к гормонам могут быть разделены на внутренние и внешние.

1.Внутренние, или первичные, нарушения вызваны генетическими дефектами клеток-мишеней и сохраняются при культивировании этих клеток in vitro. Примером может служить инсулинорезистентность, обусловленная точечными мутациями гена рецептора инсулина. Обнаружено около 30 разных мутаций, которые нарушают связывание инсулина с рецептором, интернализацию гормон-рецепторного комплекса, аутофосфорилирование бета-субъединицы рецептора или фосфорилирование других белковых субстратов.

2.Внешние, или вторичные, нарушения обусловлены факторами, присутствующими в крови, исчезают после удаления этих факторов и не воспроизводятся in vitro. В качестве примера опять приведем некоторые формы инсулинорезистентности. К внешним факторам, ослабляющим действие инсулина, относятся: избыток контринсулярных гормонов, аутоантитела, блокирующие рецепторы инсулина, уремия. Приобретенная инсулинорезистентность при ожирении и инсулинонезависимом сахарном диабете чаще всего вызвана именно внешними факторами. На это указывает восстановление чувствительности к инсулину после диетотерапии и медикаментозного лечения. Существуют и наследственные формы инсулинорезистентности, обусловленной внешними нарушениями. Об этом свидетельствуют семейные исследования в популяциях с высокой частотой

19