La ménopause La ménopause vue du laboratoirevue du laboratoirevue du laboratoirevue du laboratoire
Dr Michel RossierDr Michel RossierServServ. Chimie clinique et Toxicologie. Chimie clinique et ToxicologieInstitut Central des Hôpitaux ValaisansInstitut Central des Hôpitaux Valaisans
SommaireSommaire
Introduction à l’hormonologie
Le cycle menstruel
Les changements hormonaux liés à la ménopauseLes changements hormonaux liés à la ménopause
Les méthodes de dosage
Exemples cliniques
Les principales glandes endocrines et leurs hormonesLes principales glandes endocrines et leurs hormones
pinéalehypothalamus
hypophysethyroïde
parathyroïdes
pancréas
(thymus)
surrénales
TRH, SST, GnRH, CRF, GHRHDopamine
TSH, LH, FSH, GH,MSH, PRL, ACTH /AVP (ADH), OT
Mélatonine
Thyroxine (T4),Triiodothyronine (T3),Calcitonine
PTH
Aldostérone, Cortisol (F),DHEA, androgènes / Insuline, Glucagon,
homéostasie& stress
métabolisme& croissance
ovaires
testicules
DHEA, androgènes /Adrénaline, Noradrénaline
Insuline, Glucagon,Somatostatine (SST)
Estrogènes, Progestérone
TestostéroneAutres sources d ’hormones:
placenta: hCG (gonadotropine chorionique), Estrogènes, Progestéronecœur: Peptide natriurétique auriculaire (ANP)reins: 1,25-OH2D3, EPOestomac: Gastrine, Grhelineintestin: Sécrétine, Cholécystokininetissu adipeux: Leptine, Adiponectinecerveau: Divers peptides, stéroïdes(poumons): AVP, ACTH
reproduction
Transport des hormones vers leurs tissus cibleTransport des hormones vers leurs tissus cible
Reconnaissance de l’hormonepar son récepteurpar son récepteur
Laboratoire
conc.M mM µM nM pM
Domaine de concentrations des hormones circulantesDomaine de concentrations des hormones circulantes
Ins
gastrineADH
FTT tDop
T E
Na Glc
Ca
Méthodes chimiques & chromatographiques
Méthodes immunologiques
ACTHPTH
peptides
gastrine
amines/Tyr
Adr FT4T4tDop
stéroïdes
AldoCortisol
T E2DHEA-S
Transport des hormones dans le sangTransport des hormones dans le sang
- sous forme libre-associées à des transporteurs(protéines vectrices)
TBGtranscortineF
F T4
SHBG (Inst. Bioch. Zurich)
Albumine
TBG
IGF-BP ’sSHBG
E2
T
IGF
F
T4
T4
IGFT
E2
T
Problématique du dosage des hormones libresProblématique du dosage des hormones libres
GnRH
HypothalamusHypothalamus
HypophyseHypophyse
OvaireOvaire
EndomètreEndomètre
LH/FSH
OestradiolOestradiolProgestéroneProgestérone
Source: P. Bischof & M. Cohen
RétroRétro--contrôlecontrôle de l’axe de l’axe hypothalamohypothalamo--gonadiquegonadique
HYPOTHALAMUS
HYPOPHYSE
GnRH
--
+/+/--
--
OVAIRE
FSHLH
EE22 ProgProg
InhibinInhibin
AMHAMH
-- --
Le Le cycle ovariencycle ovarien
OvulationFollicularReserve
Signal
● A la naissance, 106 follicules primordiaux● A la puberté, 105 follicules primordiaux
FSH dependant growth
FSH independant growth
AtresiaSource: P. Bischof & M. Cohen
AMHAMH
La La Phase FolliculairePhase Folliculaire
Primaire
PréovulatoireFSHFSH
PrimordialAntral
RecrutementSélection Croissance
StéroïdogenèseStéroïdogenèseovarienneovarienne
Image: http://mapageweb.umontreal.ca/cabanat/bio2460/Gametogenese.html
EstradiolEstradiol
FSHFSH
aromatase
TestoTesto
Cholestérol
Pregnenolone
Progestérone
GRANULOSAGRANULOSA
THEQUESTHEQUES
LHLH
Progestérone
17OH-Progestérone
Androstènedione
Testostérone
Oestrone
Oestradiol
FSHFSHAromatase
Source: P. Bischof & M. Cohen
La La Phase OvulatoirePhase Ovulatoire
Caractéristiques:
- Élévation abrupte de la LH (due à la rétroaction positive de l’E2)
- Extrusion de l’ovocyte mûr au travers des parois folliculaires et ovariennes
Source: P. Bischof & M. Cohen
Dans les cellules de la Dans les cellules de la granulosagranulosa
Synthèse
ENZYMES PROSTAGLANDINES
LHLH
Digestion de Digestion de la paroi folliculairela paroi folliculaire
Séparation Séparation oocyteoocyte--paroi paroi folliculairefolliculaire
Contractions Contractions musculairesmusculaires
RUPTURE FOLLICULAIRE ET OVULATIONRUPTURE FOLLICULAIRE ET OVULATION
Source: P. Bischof & M. Cohen
LHLH
La La Phase Phase LutéaleLutéale
ProgestéroneProgestérone
OestradiolOestradiol
Corps Jaune
Source: P. Bischof & M. Cohen
Epithélium Glande
Modification de l’endomètreModification de l’endomètre
OH
=O
O
Couchebasale
Conjonctif
Epithélium de surface
Glande
HO
Règles Prolifération1 5 14 28 jours du cycle
DifférentiationSource: P. Bischof & M. Cohen
Les cycles:Les cycles:
-- hormonalhormonal
ovulation
Source: http://www.afblum.be/bioafb/systrepr/systrepr.htm
-- ovarienovarien
-- endométrialendométrial
phase folliculaire phase lutéale
OvulationFSHLHOestradiolProgestérone
le le cycle jour après jourcycle jour après jour
-16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14
Jours depuis le pic LHSource: P. Bischof & M. Cohen
OvulationFSHLHOestradiolProgestérone
-16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14
Jours depuis le pic LHSource: P. Bischof & M. Cohen
FSHLHOestradiolProgestérone
Ovulation
-16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14
Jours depuis le pic LHSource: P. Bischof & M. Cohen
FSHLHOestradiolProgestérone
Ovulation
-16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14
Jours depuis le pic LHSource: P. Bischof & M. Cohen
FSHLHOestradiolProgestérone
Ovulation
-16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14
Jours depuis le pic LHSource: P. Bischof & M. Cohen
La ménopauseLa ménopause
60
50
40
30
Dur
ée du cy
cle en
jou
rsDurée moyenne d’un cycleDurée moyenne d’un cycle
30
20
10
0Dur
ée du cy
cle en
jou
rs
Mén
arch
e
Années post-ménarche
12-14 48-52
Source: P. Bischof & M. Cohen
Période
d’instabilité
La ménopauseLa ménopause
Définition (OMS): Cessation permanente des menstruations (aménorrhée pendant >12mois) résultant d’une perte de l’activité folliculaire ovarienne.
H.Burger et al. Rec Prog Horm Res 2002 57:257
ménopausepériménopause (~4 ans)pré-
ménopause
premierssymptômes(vers 45-48 ans)
dernièresrègles
transition
changementschangementshormonauxhormonaux
The Melbourne The Melbourne Women’sWomen’s MidlifeMidlife HealthHealth ProjectProject
- étude australienne longitudinale- étude australienne longitudinale
- 2000 femmes âgée de 45-55 ans
- pré-ménopausées et sans contraceptifs (438)
- dosage hormonal annuel en début de phase folliculaire
H.Burger et al. Hum Reprod Update 2007 13:559
Changements hormonaux associés à la phase de transitionChangements hormonaux associés à la phase de transition
FSH
E2
E2
FSH
H.Burger J Sex Med 2008 5:2266
diminutionréserve
ovarienne
INH-B
(0 correspond au moment des dernières règles)
Et les androgènes ?Et les androgènes ?(la diminution de la libido chez la femme a été
associée à une baisse des androgènes)
La testostéronetestostérone totale (T) et la DHEADHEA--SS diminuent régulièrement chez la femme entre 20 et 45 ans et changent peu pendant la phase de transition.
En fait, suite à la baisse de SHBGSHBG, la T libre aurait même tendance à augmenter.
Actuellement, il n’existe pas de bon marqueur biologiquede la phase de transition permettant de prédire la survenuedu dernier cycle menstruel.
En résuméEn résumé
La concentration d’AMH circulante (et l’ultra-sonographiedes ovaires) représente le meilleur moyen d’estimer laréserve ovarienne.
L’hormonologie est cependant très utile dans le diagnosticdifférentiel des aménorrhées.
Principales causes d’aménorrhéePrincipales causes d’aménorrhée
ConditionCondition LHLH FSHFSH LH/FSHLH/FSH E2E2 PRLPRL TT DHEADHEA--SS AMHAMH
Ménopause + ++ (-) - N N N -
Prolactinome - - N - + (-) N
Ovaires polykystiques + (-) + N (+) (+) (+) +
Caveat: les valeurs normales sont souvent méthode-dépendantes� valeurs usuelles du laboratoire
Les dosages hormonauxLes dosages hormonaux
Méthodes analytiquesMéthodes analytiques
Anticorps/récepteurspécifique Spectromètre de masse
Les Les immunodosagesimmunodosages
2 modes possibles:
- Compétition- Sandwich
PrinciplePrinciple of of competitivecompetitive immunoassaysimmunoassays
+ +
AntibodyLabeled analyte,tracer
Analyte,(in excess)
+
Free fractionBound fraction, complex
Separation
1st Antibody 2nd antibody, labeled
Analyte,sample
PrinciplePrinciple of of immunometricimmunometricassaysassays
+ +
1st Antibody(in excess)
2 antibody, labeled
Free fraction
Bound fraction,complex
Separation
+
sandwich
« sandwich »
BB
competition
Calibration Calibration curvescurves of of immunoassaysimmunoassays
NSB
B0
B=50%
EC50
Spe
cific
bin
ding
(B
/B0)
(= d
etec
ted
sign
al)
Analyte concentration (log M)
NSB
B0
B=50%
EC50
EIA /sandwich
RIA /compet.
125I
Relative size of the Relative size of the immunoassayimmunoassay protagonistsprotagonists
estradiol (272)
ββββ FSH (~14’700)
IgG (~150’000)peroxydase (~20’000)
An alternative for An alternative for smallsmall moleculesmolecules::Gaz or Gaz or liquidliquid chromatographychromatography coupledcoupledto mass to mass spectrometryspectrometry
C
AA
A
BB
B
BBB
C
C
C
C
C C
phasestationnary
phasemobile
AA
A
AAA
BB B
B
BB
C CC
CC
C
DetectionDetection and identificationand identificationof of steroidssteroids by massby massspectrometryspectrometry (MS)(MS) THE
488
THF
472
SteroidSteroid analysisanalysis by LCby LC--MS/MSMS/MS(triple (triple quadrupolequadrupole tandem MS)tandem MS)
Quadrupole filter
RJ Singh, Clin Lab News 2008: Volume 34, Number 12
cortisone (1)cortisol (2)21-deoxycortisol (3)cortiscosterone (4)11-deoxycortisol (5)androstenedione (6)dexycortiscosterone (7)17-hydroxy progesterone(8)progesterone (9)pregnenolone (10).
ESIAPCIAPPI
Parent ion selection
Physiology, Vol. 22, No. 6, 390-400, 2007
Fragmentation Fragment selection
MmeMme CyclamenCyclamen,
51 ans consulte pour une aménorrhée de 4 mois.Elle a pris trois kilos, dors mal et est déprimée.
Exemples pratiquesExemples pratiques
MmeMme YapludoffYapludoff,
35 ans consulte pour une aménorrhée de 4 mois. Ellea pris trois kilos mais n’a aucune autre plainte.L’anamnèse révèle qu’elle à un frère ayant un grosretard développemental.
Source: P. Bischof & M. Cohen
QUEL EST LE DIAGNOSTIC DE SUSPICION CHEZ QUEL EST LE DIAGNOSTIC DE SUSPICION CHEZ Mmes Mmes CYCLAMEN CYCLAMEN ET YAPLUDOFF? ET YAPLUDOFF?
QUE PEUT ON MESURER POUR CONFIRMER LE DIAGNOSTIC?QUE PEUT ON MESURER POUR CONFIRMER LE DIAGNOSTIC?
QUEL EST LE PREMIER TEST D’EXCLUSION A PRATIQUER?QUEL EST LE PREMIER TEST D’EXCLUSION A PRATIQUER?
Ménopause (ménopause précoce)
Grossesse: dosage hCG
Source: P. Bischof & M. Cohen
QUELS RESULTATS ATTENDONS NOUS?QUELS RESULTATS ATTENDONS NOUS?
LH, FSH, E2 (AMH)
LH FSH E2 AMH
BONUS:BONUS:QUEL EST LE LIEN ENTRE RETARDQUEL EST LE LIEN ENTRE RETARDMENTAL ET MENOPAUSE?MENTAL ET MENOPAUSE?
Mutation génétique:Syndrome de l’X fragile
Merci de votre attentionMerci de votre attention
Xq27.3Répétitions CGG
L ’X Fragile:
•la cause la plus fréquente de retard mental potentiellement héréditaire•1/4'000 -1/6'000 hommes •± 1/10'000 femmes avec RM dû à l'X fragile...
Women who carry a fragile X mental retardation 1 premutation are at risk for fragile X-associated primary ovarian insufficiency and should be counseled for a potentially reduced fertility. Multiple factors can affect the age of onset and severity of fragile X-associated primary ovarian insufficiency. In this study, we assessed the predictive power of several factors with predictive power of several factors with menopausal age, a surrogate measure of onset of fragile X-associated primary ovarian insufficiency.
fragile X-associated primary ovarian insufficiency (FXPOI), a problem with ovarian function which can lead to infertility and early menopause in some female gene carriers.
2 Ovaire2 Surrénale1
1
HO
=O
Cholestérol
17OH hydroxy-lase
=O
O
Progestérone
17-20Desmolase
=O
O
=O
HO
17OHPrégnènolone17 OHProgestérone
17-20Desmolase
3ß ol dehydro-genase
=O
O
CH 2 OH11 Deoxycortisol
=O
O
CH 2 OH
HO
Cortisol
HODesmolase
17OH hydroxy-lase
prégnènolone
3ß ol dehydro-genase 21 hydroxylase 11 hydroxylase
LH, FSH-
ACTH-
Desmolase Desmolase
Dehydroépiandrostérone( DHEA)
Androstènedione
HO
O
O
O
HO
OOestrone
HO
Oestradiol
3ß ol dehydro-genase
17 OH céto reductase
Aromatase
Aromatase
HO
Androstènediol
O
Testostérone
3ß ol dehydro-genase
17 OH céto reductase
17 OH céto reductase
3- La Phase Lutéale
Phase lutéale = formation et maintien du corps jaune
Durée = 14 jours +/- 2 jours
Si il n’y a pas de grossesse, le corps jaune régresse et le devtfolliculaire se poursuit en vue du cycle suivant
Cellules lutéales: synthèse progestérone+17-OH progestérone, E2, inhibine
empêchent le déclenchement d’un nv pic LH
C- Régulation du cycle
GnRHGnRH
+
-
OestradiolOestradiol
LH/FSH-
ProgestéroneProgestérone
L’Oestradiol
3ème ventricule
Chiasmaoptique
Régulation de LH, FSH, GnRH
-+
-
OHOH
Prolifération de l’endomètre
Hypophyse
Prolifération des cellules mammaires
HOHO
OHOH
Prolifération des cellules osseuses
La Progestérone
Epithélium Glande
=O
O
1 5 14 28 jours du cycleRègles Prolifération Différentiation
Couchebasale
Conjonctif
Epithélium De surface
Glande
FSH Oestradiol
LH
Environ200 pg/ml
Les rétrocontrôles
-18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 +2 +4 +6 +8 +10 +12 +14 +16
Jours depuis le pic LH
200 pg/ml
Evolution of assays in hormonology
Chemical reaction (after chromatography)(ex. steroids: B=corticosterone,E=cortisone, F=cortisol, S=desoxycortisol)
LC(GC)/MSBioassays(ex. insulin: hypoglycemicconvulsion in 50% of animals)
S=desoxycortisol)
Immunoassays(ex. insulin:1st RIA in 1959)
Chromatographic methods
Ex: serum aldosterone assay by RIA in solid phase
?
NSB
ED50Compteur gamma
B0
calibration
2) immuno-assays
-Based on the specificity and high affinity of the interactions antibodies (Ab) / antigene (Ag=hormone)
- 2 possible modes:
a) competitionsmall molecules (steroids, thyroid h., etc.)
Ag - Ab + Ag* (tracer) ���� Ag* - Ab + Ag
b) sandwichpeptides (TSH, FSH, PRL, PTH)
Ab - Ag + Ab* (conjugate) => Ab - Ag - Ab*
Lab terminology: - RIA: radio-immuno-assay (r.a. tracer)- IRMA: immuno-radio-metric-assay (r.a. antibody)- ELISA: enzyme-linked-immuno-sorbent-assay (conj. Ab)
SeparationSeparation of of urinaryurinary steroidssteroids by GC/MSby GC/MS
ELISA sandwich ELISA sandwich methodmethod
2nd Ab,biotinylated
enzyme/streptavidine
substratechromogene
coloredproduct
1st Ab
hormone
Structure Structure chimiquechimiquedes des hormoneshormones
a) peptideset protéines
645-770 Da645-770 Da
700-30’000 Da700-30’000 Da
b) stéroïdes
c) dérivés de la Tyr
d) bioamines
adrénaline
~180 Da~180 Da
280-380 Da280-380 Da