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Geschlechtsspezifische Metabolomprofile von Androgenen und deren Haupttransportprotein SHBG in der Allgemeinbevölkerung

  • Androgene sind bei Männern und Frauen hochkomplex in die Regulation des humanen Metabolismus involviert, prägen in beträchtlichem Ausmaß die Körpermorphologie und können bei Dysregulation in zahlreichen Erkrankungen resultieren. Jedoch ist die Rolle der Androgene auf den Metabolismus bisher nicht vollständig erforscht und auch die detaillierten Mechanismen der Interaktion sowie die abschließende Bedeutung für die Entstehung von Krankheiten sind größtenteils unklar. Ziel der vorliegenden Arbeit war daher, mit Hilfe der Metabolomik - der Bestimmung molekularer Stoffwechselzwischen- und endprodukte - einen Beitrag zum besseren Verständnis der Wechselwirkungen zwischen dem Androgenhaushalt und Metabolismus zu leisten. Die Datengrundlage der vorliegenden Arbeit wird aus einer Studienpopulation bestehend aus 430 Männern und 343 Frauen in einem Alter zwischen 20 und 79 Jahren gebildet, welche im Rahmen der populationsbasierten Querschnittsstudie SHIP-TREND rekrutiert wurden. Unter Verwendung von massenspektrometrischen Messmethoden und durch lineare Regressionsmodelle wurden Assoziationen zwischen den Androgenen Testosteron, Androstendion und Dehydroepiandrosteronsulfat beziehungsweise dem Transportprotein SHBG (sexual hormonebinding globulin) und Metaboliten aus Plasma und Urin identifiziert und anschließend ausgewertet. Die Analysen offenbarten eine deutliche geschlechtsspezifische Differenz in Androgen-assoziierten Metaboliten, beispielsweise bezüglich Urat, verschiedenen Lipiden und zahlreichen Surrogatparametern für Lebensstilfaktoren, wie Piperin, Cotinin oder Trigonellin. Auffallend ist hierbei, dass, im Vergleich zu Männern, Androgene bei Frauen, insbesondere bei Betrachtung von postmenopausalen Frauen, eine deutlich stärkere Assoziation mit Metabolitkonzentrationen in Plasma und Urin zeigten. Besonders deutlich wurde dieses Phänomen bei Untersuchungen zwischen Dehydroepiandrosteronsulfat und verschiedenen Lipidderivaten. Letzterem ist eine besonders hohe klinische Bedeutung beizumessen, da sich Veränderungen im Androgenhaushalt bei Frauen häufig im Zusammenhang mit metabolischen und kardiovaskulären Erkrankungen präsentieren. Weiterhin konnte in der vorliegenden Arbeit eine neuartige Beobachtung bezüglich der Assoziation zwischen Androstendion und dem Metabolismus biogener Amine, wie Dopamin oder Serotonin, dokumentiert werden. Überraschend war die geringe Überschneidung von Androgen-assoziierten Metaboliten, insbesondere Dehydroepiandrosteron, über die Geschlechter hinweg. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern neue Einblicke in die Interaktion zwischen Androgenen und dem humanen Metabolismus und ermöglichen es, insbesondere für den weiblichen Stoffwechsel, Rückschlüsse zu ziehen sowie etwaige klinische Fragestellungen zukünftig in isolierten Studien zu untersuchen.
  • The role of androgens in metabolism with respect to sex-specifc disease associations is poorly understood. Therefore, we aimed to provide molecular signatures in plasma and urine of androgen action in a sex-specifc manner using state-of-the-art metabolomics techniques. Our study population consisted of 430 men and 343 women, aged 20–80 years, who were recruited for the cross-sectional population-based Study of Health in Pomerania (SHIP-TREND), Germany. We used linear regression models to identify associations between testosterone, androstenedione and dehydroepiandrosteronesulfate (DHEAS) as well as sex hormone-binding globulin and plasma or urine metabolites measured by mass spectrometry. The analyses revealed major sex-specifc differences in androgen-associated metabolites, particularly for levels of urate, lipids and metabolic surrogates of lifestyle factors, like cotinine or piperine. In women, in particular in the postmenopausal state, androgens showed a greater impact on the metabolome than in men (especially DHEAS and lipids were highly related in women). We observed a novel association of androstenedione on the metabolism of biogenic amines and only a small sex-overlap of associations within steroid metabolism. The present study yields new insights in the interaction between androgens and metabolism, especially about their implication in female metabolism.

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Metadaten
Author: Uwe Piontek
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-43734
Title Additional (English):Sex-specifc metabolic profles of androgens and its main binding protein SHBG in a middle aged population without diabetes
Referee:PD Dr. Nele Friedrich, Prof. Dr. Josef Köhrle
Advisor:Dr. Maik Pietzner
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2021
Date of first Publication:2021/03/11
Granting Institution:Universität Greifswald, Universitätsmedizin
Date of final exam:2021/02/25
Release Date:2021/03/11
Tag:Androgene, Metabolomics
GND Keyword:Metabolit, Sexualhormon
Pagenumber:52
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit