Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
M. Bidlingmaier

Estradiol

Estradiol
Synonym (e)
Östradiol; 17β-Estradiol; 1,3,5(10)-Estratrien-3,17β-diol; E2
Englischer Begriff
oestradiol; 17β-estradiol; estra -1,3,5(10)-triene-3,17β-diol; E2
Definition
C18-Steroid, außerhalb der Schwangerschaft bedeutsamstes der natürlichen Estrogene bei der Frau im reproduktionsfähigen Alter.
Struktur
C18H24O2. Die Bezeichnung E2 bezieht sich auf die 2 im Estradiolmolekül vorhandenen Hydroxygruppen.
Molmasse
272,38 Da.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Estradiol entsteht im Rahmen der Steroidbiosynthese aus Androstendion, wobei abhängig von Lebensalter und Gewebe 2 Stoffwechselwege bedeutsam sind: Einerseits wird Androstendion zu Estron aromatisiert, das dann durch eine17β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase in Estradiol umgewandelt wird. Dieser hauptsächlich in den Granulosazellen der Ovarien unter FSH-Einfluss ablaufende Syntheseweg spielt bei der Frau im reproduktionsfähigen Alter die größte Rolle. Daneben kann Androstendion auch in Testosteron überführt werden, aus dem dann durch Aromatisierung Estradiol entsteht. Geringere Mengen Estradiol werden auch in anderen Organen wie Nebenniere, Fettgewebe und Gehirn sowie beim Mann in den Hoden gebildet. Estradiol zirkuliert zu einem großen Teil (98 %) gebunden an Albumin und Sexualhormon-bindendes Globulin, lediglich 2 % sind frei und können somit den intrazellulären Rezeptor erreichen. Estradiol unterliegt verschiedenen Abbauwegen. Unter anderem erfolgt eine Metabolisierung hin zu den weniger aktiven Estrogenen Estron und Estriol sowie eine unspezifische Hydroxylierung durch verschiedene Cytochrome P450 (CYP) Enzyme in der Leber. Dort wird Estradiol zudem unterschiedlich konjugiert (Sulfatierung, Glukuronidierung) und hauptsächlich renal, in geringem Umfang auch über die Gallenwege in den Darm eliminiert.
Halbwertszeit
Ca. 15 Stunden.
Pathophysiologie
Estradiol ist das potenteste Estrogen. Bei der Frau erfolgt ab der Menarche eine an den Menstruationszyklus gekoppelte, mehrphasige Sekretion. Auf niedrige Estradiolkonzentrationen in der frühen Follikelphase folgt ein deutlicher Anstieg gegen die Zyklusmitte mit Sekretionsmaximum kurz vor der Ovulation. Danach sinken die Konzentrationen, zeigen über die Lutealphase aber ein Plateau auf mittlerem Niveau und erreichen erst gegen Zyklusende wieder die niedrigen Konzentrationen der frühen Follikelphase. Beim Mann und bei postmenopausalen Frauen liegen die Estradiolkonzentrationen dagegen stabil auf einem noch niedrigeren Niveau. Stark erhöhte Estradiolwerte finden sich in der Schwangerschaft.
Charakteristische Funktionen des Estradiols bei der geschlechtsreifen, prämenopausalen Frau sind die Induktion von Wachstum des Uterus und des Endometriums mit zunehmender Vaskularisierung sowie die Veränderung der Zusammensetzung des Zervixschleims. Außerdem stimuliert Estradiol die Ausbildung sekundärer weiblicher Geschlechtsmerkmale. Neben reproduktiven Geweben beeinflusst Estradiol auch das Zentralnervensystem, die Knochen sowie die Synthese vieler Proteine in der Leber. Letzteres erklärt auch die Effekte auf das Gerinnungssystem.
Störungen der komplexen Regulation der Ovarialfunktion auf unterschiedlichsten Ebenen führen zu Veränderungen der Estradiolsekretion und – aufgrund der zentralen Bedeutung des Estradiols für viele reproduktive Prozesse – nachfolgend Störungen der Fertilität.
Untersuchungsmaterial
Probenstabilität
Bis 24 Stunden bei Raumtemperatur, eingefroren (−20 °C) mehrere Jahre.
Präanalytik
Die Erfassung des Zykluszeitpunkts zum Zeitpunkt der Blutentnahme ist für eine sinnvolle Interpretation der Messergebnisse unerlässlich.
Analytik
Immunoassay. Gaschromatografie-Massenspektrometrie, zunehmend Flüssigkeitschromatografie-Massenspektrometrie.
Estradiolassays müssen einen breiten linearen Messbereich aufweisen, um die physiologischerweise vorkommenden sehr unterschiedlichen Konzentrationsbereiche abdecken zu können.
Konventionelle Einheit
pg/mL.
Internationale Einheit
pmol/L.
Umrechnungsfaktor zw. konv. u. int. Einheit
1 pg/mL = 3,671 pmol/L.
Referenzbereich – Erwachsene
Die Messergebnisse sind stark von der verwendeten Assaymethodik abhängig. Daher müssen Referenzbereiche methodenspezifisch validiert sein.
Frauen:
  • Follikelphase 12–170 pg/mL
  • Ovulationsphase 85–500 pg/mL
  • Lutealphase 40–200 pg/mL
  • Schwangerschaft 200–>4000 pg/mL
  • Postmenopause <50 pg/mL
Männer: <50 pg/mL
Referenzbereich – Kinder
Die Messergebnisse sind stark von der verwendeten Assaymethodik abhängig. Daher müssen Referenzbereiche methodenspezifisch validiert sein. Außerdem sind Referenzbereiche bei Kindern und Adoleszenten stark abhängig vom genauen Alter sowie der Pubertätsentwicklung. Laboratorien müssen entsprechend detaillierte, validierte Referenzbereiche vorhalten.
Bei Kindern unter 10 Jahren liegen die gemessenen Konzentrationen typischerweise <30 pg/mL.
Indikation
  • Beurteilung der Ovarialfunktion
  • Abklärung von Störungen der gonadotropen Achse bei der Frau
  • Verlaufskontrolle hormoneller Sterilitätstherapie
  • Abklärung Gynäkomastie beim Mann
  • Estradiolproduzierende Tumoren sind selten (z. B. Granulosazelltumoren)
Interpretation
Reduzierte Werte finden sich bei Ovarialinsuffizienz (oft <10 pg/mL), anovulatorischen Zyklen sowie bei Corpus-luteum-Insuffizienz. Die engmaschige Bestimmung des Estradiol wird in der hormonellen Sterilitätstherapie zusammen mit dem Ultraschallbefund zur Bestimmung des optimalen Zeitpunkts der hormonellen Auslösung der Ovulation verwendet.
Diagnostische Wertigkeit
S. Pathophysiologie, Referenzbereich und Interpretation.
Literatur
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Miller WL, Auchus RJ (2011) The molecular biology, biochemistry, and physiology of human steroidogenesis and its disorders. Endocr Rev 32(1):81–151CrossRef
Tavita N, Greaves RF (2017) Systematic review of serum steroid reference intervals developed using mass spectrometry. Clin Biochem 50(18):1260–1274CrossRef