Laborator Synevo
Informaţii generale şi recomandări pentru determinarea grelinei
Grelina este un hormon cu structură peptidică (28 aminoacizi) produs de celulele endocrine din mucoasa gastrointestinală (în principal de celulele P/D1 din stomac) precum şi de celulele epsilon din pancreas responsabile de stimularea foamei.
A fost izolat în 1999 din stomacul de şobolan şi descris ca un ligand endogen pentru receptorul secretagog al hormonului de creştere (GHS-R) din glanda hipofiză. Grelina stimulează eliberarea hormonului de creştere într-un mod diferit de GHRH (growth-hormone releasing hormone).
Din punct de vedere chimic grelina prezintă o structură unică datorată unei acilări a reziduurilor de serină din poziţia 3 a lanţului de aminoacizi cu acidul octanoic – un acid gras – proces catalizat de enzima GOAT (grelin O-acil transferaza) identificată recent. Octanoilarea este esenţială pentru activitatea biologică a hormonului.
Grelina este secretată sub forma unui precursor – preprogrelina; în urma modificărilor posttranslaţionale sunt generate atât forma acilată – acil-grelina – cât şi forma non-acilată – des-acil-grelina. În circulaţie sunt prezente ambele tipuri de grelină, însă predomină des-acil-ghrelina, formă lipsită de activitate endocrină dar care are unele efecte celulare, conform unor studii recente.
Receptorul grelinei (un receptor cuplat cu proteina G: GHS-R), descoperit înaintea agonistului său natural (1996), este cunoscut sub numele de receptorul secretagog al hormonului de creştere. Grelina acilată se leagă de varianta GHSR1a a acestui receptor în timp ce des-acil grelina nu deţine această capacitate. GHSR1a se găseşte în abundenţă la nivelul hipotalamusului şi hipofizei, însă este prezent şi în alte zone ale sistemului nervos central precum şi în ţesuturi periferice, ceea ce indică faptul că grelina exercită şi alte efecte, în plus faţă de activitatea secretagogă a hormonului de creştere. Astfel, studiile efectuate au arătat că grelina stimulează apetitul (efect orexigenic central) şi consumul de alimente, intervine în reglarea metabolismului glucidic şi a homeostaziei energetice, stimulează secreţia acidă şi motilitatea gastrică, reduce tensiunea arterială şi inotropismul cardiac, îmbunătăţeşte funcţiile endoteliului, stimulează proliferarea unor linii celulare normale (inclusiv a celulelor aparţinând sistemului imun), inhibă secreţia de citokine proinflamatorii, iar la nivel osos stimulează proliferarea şi activitatea osteoblastelor. Datorită acestor efecte multiple, modificările nivelurilor circulante ale grelinei precum şi ale expresiei receptorului GHSR1a au fost implicate în patogenia mai multor boli cum ar fi: deficitul de hormon de creştere, caşexie, anorexie, obezitate, diabet, sindrom metabolic, sindromul ovarelor polichistice, gastropareză, ulcer gastric, ateroscleroză, hipertensiune, insuficienţă cardiacă cronică, cardiomiopatie dilatativă, sepsis, osteoporoză. În aceste afecţiuni modularea activităţii grelinei este benefică, de aceea acest hormon ar putea deveni o nouă ţintă terapeutică, iar monitorizarea nivelurilor sale circulante ar avea utilitate clinică1;4;5.
Efectul orexigenic al grelinei se datorează acţiunilor exercitate la nivelul nucleilor hipotalamici arcuat şi paraventricular cunoscuţi ca fiind implicaţi în reglarea apetitului. Astfel, grelina activează neuronii ce conţin peptide orexigene (NPY – neuropeptidul Y şi AgRP – agouti-related peptide) şi îi inhibă pe cei care conţin peptide anorexigene (CART – cocaine and amphetamine-related transcript şi POMC – pro-opiomelanocortin). Leptina exercită efecte opuse asupra aceloraşi neuroni, ceea ce sugerează că cei doi hormoni reprezintă componente complementare ale unui sistem reglator ce informează sistemul nervos central în legătură cu dezechilibrele energetice acute şi cronice. La rândul lor, neuronii din nucleul arcuat transmit impulsuri către neuronii ce conţin orexină din aria hipotalamică laterală, stimulând în acest mod apetitul.
Alături de rolul său în iniţierea consumului de alimente, grelina intervine şi în acumularea de ţesut adipos (prin promovarea directă a adipogenezei, creşeterea preferinţei pentru grăsimile din dietă, scăderea lipolizei şi a apoptozei adipocitare, reducerea temperaturii corpului şi a consumului de energie), efect ce influenţează pe termen lung greutatea corporală. Studiile au arătat că nivelurile grelinei se corelează invers proporţional cu rezervele energetice şi determină modificări compensatorii ca răspuns la schimbările de greutate. Astfel, nivelurile înregistrează creşteri ca urmare a pierderii ponderale asociate cu dietele hipocalorice, exerciţii fizice susţinute, boala Huntington, anorexia nervoasă, caşexia din bolile neoplazice, insuficienţa cardiacă cronică, hepatică sau renală. Într-un mod similar, expresia receptorilor de grelină din hipotalamus prezintă o creştere marcată în condiţii de post prelungit sau restricţie alimentară cronică. Nivelurile de grelină tind să crească şi după tratamentul antibiotic al infecţiei cu Helicobacter pylori din gastrita cronică. Pe de altă parte, nivelurile circulante de grelină se reduc odată cu alimentaţia excesivă, dietele bogate în grăsimi, după administrarea excesivă de glucocorticoizi, precum şi în urma tratamentului cu succes al bolii celiace sau al anorexiei nervoase. Nivelurile scăzute de grelină au fost asociate şi cu pierderea în greutate consecutivă gastrectomiei totale sau parţiale1. După procedurile de chirurgie bariatrică nivelurile grelinei înregistrează de asemenea scăderi, ceea ce indică faptul că grelina ar putea fi implicată în pierderile de greutate consecutive by-pass-ului gastric, deşi acest fapt este încă controversat3.
Grelina a fost implicată recent atât în reglarea acţiunilor insulinei cât şi în homeostazia glucozei. Astfel, majoritatea studiilor indică o corelaţie inversă între nivelurile sistemice de grelină şi cele de insulină. Insulina scade concentraţiile de grelină, iar grelina inhibă secreţia de insulină. Efectul hiperglicemiant al grelinei se datorează pe de o parte acţiunilor sale endocrine şi pe de altă parte efectului direct asupra hepatocitului de a stimula gluconeogeneza. În ceea ce priveşte rolul său în diabet, nivelurile scăzute de grelină au fost asociate cu rezistenţa la insulină, hipertensiune şi prevalenţa diabetului zaharat de tip II. Mai mult, niveluri scăzute de grelină au fost demonstrate şi la pacienţii cu diabet zaharat de tip I (se pare că hormonul deţine rol în regenerarea celulelor beta-pancreatice)1.
Pregătire pacient – recoltarea se va face dimineaţa în condiţii à jeun (pe nemâncate)4.
Specimen recoltat – sânge venos; vacutainerul se agită foarte uşor, prin răsturnare şi se pune imediat pe gheaţă; se transportă la laborator cât mai repede posibil4.
Recipient de recoltare – vacutainer cu EDTA K3 + aprotinină (capac roz) păstrat în frigider până în momentul recoltării; aprotinina se utilizează pentru a preveni degradarea de către proteaze a grelinei acilate2.
Cantitate recoltată – cât permite vacuumul4.
Prelucrare necesară după recoltare – în maxim 30 minute de la recoltare se separă plasma prin centrifugare (preferabil în centrifugă cu răcire la 2-8°C) 10 minute la 3500 rpm; pentru separarea plasmei se foloseşte o pipetă de plastic; plasma separată va fi imediat acidifiată până la un pH 3-4 (se adaugă 100 μL HCl 1N pentru fiecare 1 mL plasmă) şi apoi centrifugată din nou timp de 5 minute la 3500 rpm; supernatantul este transferat într-un tub secundar; se lucrează proba imediat; dacă acest lucru nu este posibil, plasma se păstrează la -20°C în recipient de plastic (polipropilen sau polistiren); probele recoltate în afara sediilor laboratorului vor fi transportate în recipientul destinat probelor congelate2;4.
Stabilitate probă – plasma este stabilă timp îndelungat la -20°C sau la -70°C; nu decongelaţi/recongelaţi2;4.
Metodă – ELISA; testul efectuat în laboratorul nostru detectează forma acilată – grelina activă.
Valori de referinţă -.
Limita de detecţie – 4 pg/mL4.
Interpretarea rezultatelor
Nivelurile grelinei plasmatice înregistrează creşteri imediat înaintea fiecărei mese şi se reduc la minimum în decurs de 1 oră de la ingestia de alimente. Magnitudinea şi durata reducerii postprandiale depinde de numărul de calorii şi de conţinutul în lipide al alimentelor ingerate. Supresia postprandială este mai mică în cazul pacienţilor obezi, grelina contribuind probabil la patogenia obezităţii.
Nivelurile circulante de grelină se corelează invers proporţional cu indicele de masă corporală (BMI). Astfel, nivelurile cresc în anorexia nervoasă şi caşexie, sunt reduse în obezitate şi se normalizează după obţinerea greutăţii ideale. Excepţie de la asocierea cu BMI o constituie sindromul Prader-Willi în care obezitatea este asociată cu concentraţii ridicate de grelină.
Nivelurile de grelină sunt modificate şi în alte condiţii clinice:
Scăderi: după by-pass gastric şi gastrectomie, gastrita cronică asociată cu infecţia H. pylori, hipertiroidism (explică scăderea ponderală întâlnită în mod normal în aceste afecţiuni), sindromul de intestin scurt (probabil datorită pierderii de ţesuturi producătoare de grelină), hipogonadism masculin, sindromul ovarelor polichistice, sindromul Cushing.
Concentraţiile scăzute de grelină sunt asociate în mod independent cu diabetul zaharat tip I şi II.
La vârstnici au fost raportate niveluri mai scăzute de grelină.
Creşteri: bulimia nervoasă, restricţia cronică de alimente, grelinoame gastrice sau pancreatice1.
Limite şi interferenţe
Nivelurile plasmatice de grelină sunt influenţate de o serie de hormoni, medicamente şi alte substanţe:
Scăderi: insulină, glucoză administrată oral sau intravenos, somatostatin şi analogul său natural corticostatin, peptide anorexigene (peptidul YY, oxintomodulin, urocotin-1), hormoni tiroidieni, glucocorticoizi.
Creşteri: agoniştii de acetilcolină, administrarea combinată de GHRH şi arginină, testosteron (la pacienţii cu hipogonadism), estrogeni şi insulin-growth factor-1 (IGF-1 la pacienţii cu anorexie nervoasă)1.
Bibliografie:
- Adelino F. Leite-Moreira and João-Bruno Soares. Physiological, pathological and potential therapeutic roles of ghrelin. In Drug Discovery Today, vol. 12, no. 7/8, April 2007.
- Hiroshi Hosoda et al. Optimum Collection and Storage Conditions for Ghrelin Measurements: Octanoyl Modification of Ghrelin Is Rapidly Hydrolyzed to Desacyl Ghrelin in Blood Samples. In Clinical Chemistry, 2004, vol.50, no.6, 1077-1080.
- Korner J et al. Effects of Roux-en-Y gastric by-pass surgery on fasting and postprandial concentrations of plasma ghrelin, peptide YY and insulin. In J- Clin. Endocrinol. Metab. 90, 359+365, 2005.
- Laborator Synevo. Referinţele specifice tehnologiei de lucru utilizate. 2012. Ref Type: Catalog.
- M. Kojima, K. Kangawa. Ghrelin: Structure and Function. In Physiol Rev 85: 495–522, 2005.