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Bibliografische Informationen

Titel

Vitamin D und Testosteron - gibt es einen Zusammenhang?

Kurzfassung

Einleitung: Vitamin D ist ein vielseitiges Hormon und spielt eine wesentliche Rolle in der Calcium-Homöostase und im Knochen- und Mineralstoffwechsel. In unserer klinischen Studien konnten wir zeigen, dass Serum Vitamin D und Serum Testosteron-Werte bei Männern saisonal assoziiert sind. Basierend auf Studien in Nagetiermodellen ist ein Zusammenhang zwischen Vitamin D und testikulärer Funktion, sowie der Aufrechterhaltung der Spermatogenese bekannt.

Dem Knochen als endokrines Organ und speziell dem Peptidhormon Osteocalcin (OC), das in den Osteoblasten im Knochen gebildet wird und vorwiegend als Marker des Knochenaufbaus dient, kann nach neuen Erkenntnissen ebenso eine Rolle im Androgenstoffwechsel zugeschrieben werden.

Methoden: Für unsere Voruntersuchungen wurden tierische Testes herangezogen und ein Testes-Zellisolierungsprotokoll etabliert. Humane testikuläre Zellen wurden aus Spendergewebe, das einerseits von orchidektomierten Organspendern der Klinischen Abteilung für Transplantationschirurgie, andererseits von Teil-orchidektomierten Hodenkrebs-Patienten der Universitätsklinik für Urologie stammte, jeweils gesunde Testes-Explantate, isoliert und für einige Wochen in Kultur gezüchtet. Ntera2/d1 (NT2/d1), humane, testikuläre Keimbahnkrebszellen, wurden für Zellviabilitätsversuche (WST-1-Zellproliferationsassay) unter der Zugabe von 1,25(OH)2D herangezogen. Zelluläre Effekte von Vitamin D, aber auch von LH (Luteotropes Hormon), IGF-1 (Insulin-like Wachstumsfaktor 1), Testosteron und OC wurden auf mRNA Ebene in humanen testikulären Zellen analysiert. Testosteron und DHT (Dihydrotestosteron) wurden im Zellkulturüberstand nach 1,25(OH)2D- bzw. LH- und OC-Behandlung mit Enzyme-Linked-Immunosorbent-Assay (ELISA) gemessen. Die Genexpression wurde basal und nach Zugabe von 1,25(OH)2D mittels Microarray und quantitativer RT-PCR (TaqMan assays) analysiert und der Vitamin D-Rezeptor (VDR) auf Proteinebene mittels Immuncytochemie nachgewiesen.

Ergebnisse: Vorversuche, unter anderem in Schweinehodenzellen, zeigten eine dosisabhängige Steigerung der mRNA-Expression ausgewählter Vitamin D- und Androgenstoffwechsel-Gene nach 1,25(OH)2D Zugabe.

Unsere Untersuchungen in humanen testikulären Zellen zeigten einen Anstieg der Genexpression relevanter Androgenstoffwechselgene nach Zusatz von supra-physiologischen Dosen an 1,25(OH)2D. Die Microarray-Analyse zeigte 63 signifikant regulierte Gene nach Vitamin D-Behandlung, davon waren 57 hochreguliert und 7 niederreguliert. Weiters konnte gezeigt werden, dass 1,25(OH)2D supra-physiologisch die Zellproliferation in gesunden, humanen testikulären Zellen erhöhte, jedoch keine signifikanten Effekte in Hodenkrebszellen NT2/d1 zeigte.

Erhöhte Testosteronkonzentrationen nach 1,25(OH)2D-Gabe konnten im Zellkulturüberstand gemessen werden. Auch die Zugabe von Osteocalcin erhöhte die Testosteron-, sowie DHT-Konzentrationen in den primären testikulären Zellen dosisabhängig.

Schlussfolgerung: Wir können erstmals eine reproduzierbare Beteiligung von Vitamin D und OC an der Androgensynthese in primären humanen Testeszellen nachweisen. Vermutlich sind die Aktivierung des VDR und folglich der Vitamin D response elements (VDREs) in den Zielgenen wichtige Initiatoren der Androgen-Transkription. Weiters wird vermutet, dass auch durch die Bindung von OC an Leydigzell-spezifische Rezeptoren, die Transkription ausgewählter Gene des Steroidstoffwechsels initiiert wird.

Diese Ergebnisse unterstützen neueste Forschungsansätze, wonach der Knochen als endokrines Organ und speziell zirkulierendes OC und Vitamin D wichtige Faktoren der männlichen Fertilität sind. Details der Signalwege von Vitamin D und OC in der Androgensynthese bleiben zu klären. Vitamin D und OC könnten in Zukunft als wichtige Biomarker in der männlichen Fertilität berücksichtigt werden.

Schlagwörter

Vitamin D, männliche Steroidogenese, Testosteron

Anzahl Seiten

123

Publikationsjahr

2014

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