Wenn ein Kind deutlich langsamer wächst und kleiner bleibt als seine Altersgenossen, sind die Eltern meist beunruhigt. Dies mag lediglich eine temporäre Wachstumsverzögerung sein und sich deshalb in späteren Wachstumsphasen relativieren. Ausbleibendes Wachstum kann jedoch auch endokrine Ursachen haben und persistieren: Eine solche Wachstumsstörung ist behandlungsbedürftig und beruht auf einem Mangel an humanem Wachstumshormon (Somatotropin, auch: GH, growth hormone).
Die Funktion von GH im menschlichen Körper
GH ist ein von der Adenohypophyse ausgeschüttetes Peptidhormon, das hauptsächlich zwei Funktionen hat: Es stimuliert das Wachstum von Knochen, Muskeln und Eingeweiden und übernimmt zugleich eine zentrale Rolle im Stoffwechsel – insbesondere bei der Verarbeitung von Kohlenhydraten, Eiweißen, Fetten und Mineralstoffen. Das Längenwachstum eines Menschen endet, sobald sich die Wachstumsfugen in den Knochen geschlossen haben. Danach trägt GH vor allem zur Erhaltung einer normalen Körperstruktur bei.
Die Effekte des Wachstumshormons sind größtenteils indirekt vermittelt, indem es die Bildung des in der Leber produzierten Hormons IGF-I (insulin-like growth factor 1) anregt. IGF-I entfaltet seine jeweilige Wirkung in den Zielgeweben und hemmt über eine negative Rückkopplung die GH-Freisetzung. Im Blut liegt IGF-I überwiegend gebunden an das Transportprotein IGFBP-3 vor, das ebenfalls von GH reguliert und in der Leber produziert wird.
Endokrine Wachstumsstörungen aufgrund von GH-Mangel oder -Überschuss
Bei einer Hypophysenunterfunktion wird GH in zu geringer Menge ausgeschüttet. Gründe hierfür können beispielsweise genetische Defekte, Tumoren oder Verletzungen der Hypophyse sein. Bei Kindern mündet ein GH-Mangel in Kleinwüchsigkeit, welche häufig zwischen dem zweiten und zehnten Lebensjahr auffällt. Betroffen ist Schätzungen zufolge etwa eines von 4.000 bis 10.000 Kindern. Sobald deren Eltern ärztlichen Rat suchen, kann mithilfe entsprechender Diagnostik dem Verdacht eines solchen Hormondefizits zügig auf den Grund gegangen und eine geeignete Therapie – etwa die Verabreichung von rekombinantem GH – eingeleitet werden, um Wachstum und Entwicklung des Kindes bestmöglich zu fördern. Sind die Symptome der zu geringen GH-Ausschüttung hingegen nur schwach ausgeprägt oder tritt die Störung erst in der Pubertät oder im Erwachsenenalter auf, erfolgt die Diagnose unter Umständen sehr spät, wenn überhaupt. Nicht rechtzeitig behandelt können die Einschränkungen durch einen GH-Mangel jedoch erheblich sein: Neben dem Kleinwuchs und seinen Auswirkungen auf die Psyche sind häufig ein schlechtes Allgemeinbefinden, Knochenschwäche, verminderte Muskelmasse oder eine Fettverteilungsstörung zu beobachten. Auch Adipositas und Herz-Kreislauf-Erkrankungen können die Folge sein.
Im umgekehrten Fall, einer GH-Überproduktion, kommt es durch Störungen der Adenohypophyse aufgrund von IGF-I-Übersekretion zu Riesenwuchs (Gigantismus), sofern die Wachstumsfugen noch nicht geschlossen sind, beziehungsweise zu einer Akromegalie, wenn der Überschuss zu einem späteren Zeitpunkt auftritt. Während die Körperproportionen beim Gigantismus weitgehend normal ausfallen, wachsen bei einer Akromegalie nur noch die Akren (Nase, Kinn, Finger, Zehen), sodass sie gegenüber dem restlichen Körper vergrößert sind und die typischen Veränderungen in der Physiognomie hervorrufen. Auch Eingeweide können betroffen sein. Wird der Ursache des GH-Überschusses nicht entgegengewirkt (z. B. durch medikamentöse Hemmung der GH-Produktion), kann er zu vielfältigen Gesundheitsproblemen und -risiken führen: u. a. Gelenkschmerzen, Sehstörungen, Kopfschmerzen, Atembeschwerden, übermäßige Schweißbildung, Vergrößerung innerer Organe, Herz-Kreislauf-Störungen, Diabetes, Sensibilitätsstörungen und Lähmungserscheinungen. Der schleichende Verlauf dieser Hormonstörung und die fehlende typische Symptomatik zu Beginn erschweren die Diagnosestellung erheblich. Betroffene sind daher auf eine treffsichere Diagnostik angewiesen, die sowohl einen raschen Therapiebeginn als auch das Therapiemonitoring ermöglicht.
Marker für den GH-Status
Wachstumsstörungen werden im Allgemeinen mittels Messung der Hormonspiegel für GH, IGF-I und IGFBP-3 nachgewiesen. Eine Einzelmessung von zirkulierendem GH ist jedoch wenig aussagekräftig, da es aufgrund seiner pulsatilen Ausschüttung nach einem zirkadianen Rhythmus starken Schwankungen unterliegt und mit ca. 20 Minuten eine kurze Halbwertszeit besitzt. Infolgedessen sind die GH-Serumspiegel bei gesunden, wachen Personen generell niedrig. Zur Diagnose eines GH-Mangels und -Überschusses wird daher die Messung der GH-Konzentration nach Stimulations- oder Unterdrückungstests empfohlen. 1–6. Die Serumkonzentrationen von IGF-I- und/oder IGFBP-3 unterliegen keinen tageszeitabhängigen Schwankungen und können dadurch als diagnostische Hilfsindizes bei Verdacht auf einen GH-Mangel herangezogen werden. Vor allem sind diese Marker jedoch zur indirekten Beurteilung des GH-Status im Rahmen der Therapieüberwachung bei einer GH-Substitution wichtig 7, 8.
Bei Akromegalie ist eine GH-Einzelmessung ebenfalls nicht ausreichend zur Diagnosesicherung: Bei erhöhten GH-Werten im Serum wird der Verdacht auf Akromegalie in der Regel durch Funktionstests (z. B. einen Glukosetoleranztest zur Überprüfung der GH-Suppression) bestätigt oder widerlegt. Auch die Bestimmung des IGF-I-Serumspiegels ist für die Diagnosestellung ein nützliches Mittel, da sie Rückschlüsse auf die GH-Ausschüttung erlaubt. Nach Therapiebeginn dient sie zudem zur Messung des Therapieerfolgs: Ein Anstieg des IGF-I-Levels gilt als Hinweis auf eine fortbestehende Erkrankung.
Assays für Wachstumsstörungen bei Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen
Wachstumsstörungen mit endokrinen Ursachen wie ein GH-Mangel oder Akromegalie lassen sich auf Basis geeigneter Marker demnach nicht nur aufspüren, sondern sind auch ein zentraler Baustein für die Überwachung therapeutischer Maßnahmen. EUROIMMUN und IDS bieten hier ein umfassendes Portfolio qualitativ hochwertiger Chemilumineszenz-Assays für die automatisierte, standardisierte und genaue Messung der relevanten Parameter:
• IDS Human Growth Hormone (hGH)
• IDS Insulin-like Growth Factor-I (IGF-I)
• IDS Insulin-like Growth Factor Binding Protein-3 (IGFBP-3)
Die Assays sind gegen internationale WHO-Standards kalibriert und benötigen nur geringe Probenvolumina. Ihre Abarbeitung ist dank Walk-Away-Automatisierung komfortabel und auf derselben Plattform möglich. Auch während einer Therapie mit Pegvisomant (rekombinantem GH-Antagonisten zur Behandlung von Akromegalie) bzw. bei einer Schwangerschaft erlaubt der IDS Human Growth Hormone (hGH) die GH-Bestimmung, da keine Kreuzreaktivität mit Pegvisomant bzw. plazentalem GH auftritt. Zu den Parametern IGF-I und IGFBP-3 wurden unter Verwendung der IDS-Assays umfangreiche Studiendaten erhoben, um belastbare Referenzbereiche für Erwachsene sowie Kinder zu ermitteln 9–11.
Neugierig geworden? Entdecken Sie unsere Panels und Parameter für die Endokrinologie und finden Sie mehr zum Thema Diagnostik in diesem Fachgebiet heraus! Bei näherem Interesse an anderen endokrinen Störungen lesen Sie weitere Blogartikel dieser Serie, z. B. zu endokriner Hypertonie und Knochenstoffwechselerkrankungen!
Referenzen:
1. Schilbach K, et al. Determinants of the growth hormone nadir during oral glucose tolerance test in adults. Eur J Endocrinol 181(1):55-67 (2019).
2. Klose M, et al. Prevalence of posttraumatic growth hormone deficiency is highly dependent on the diagnostic set-up: results from The Danish National Study on Posttraumatic Hypopituitarism. J Clin Endocrinol Metab 99(1):101-10 (2014).
3. Wagner IV, et al. Clinical evidence-based cutoff limits for GH stimulation tests in children with a backup of results with reference to mass spectrometry. Eur J Endocrinol 171(3):389-97 (2014).
4. Deutschbein T, et al. Anthropometric factors have significant influence on the outcome of the GHRH-arginine test: establishment of normative data for an automated immunoassay specifically measuring 22 kDa human growth hormone. Eur J Endocrinol 176(3):273-281 (2017).
5. Garcia JM, et al. Sensitivity and specificity of the macimorelin test for diagnosis of AGHD. Endocr Connect 10(1):76-83 (2021).
6. Manolopoulou J, et al. Automated 22-kD growth hormone-specific assay without interference from Pegvisomant. Clin Chem 58(10):1446-56 (2012).
7. Blum WF, Ranke MB. Use of insulin-like growth factor-binding protein 3 for the evaluation of growth disorders. Horm Res 33 Suppl 4:31 – 7 (1990).
8. Ranke MB, et al. Significance of basal IGF-I, IGFBP-3 and IGFBP-2 measurements in the diagnostics of short stature in children. Horm Res 54(2):60 – 8 (2000).
9. Bidlingmaier M, et al. Reference intervals for insulin-like growth factor-1 (igf-i) from birth to senescence: results from a multicenter study using a new automated chemiluminescence IGF-I immunoassay conforming to recent international recommendations. J Clin Endocrinol Metab 99(5):1712 – 21 (2014).
10. Friedrich N, et al. Age- and sex-specific reference intervals across life span for insulin-like growth factor binding protein 3 (IGFBP-3) and the IGF-I to IGFBP-3 ratio measured by new automated chemiluminescence assays. J Clin Endocrinol Metab 99(5): 1675 – 86 (2014).
11. Bidlingmaier M, et al. Differences in the Distribution of IGF-I Concentrations Between European and US Populations.J Endocr Soc 6(7):bvac081 (2022).
