Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
A. M. Gressner und O. A. Gressner

Hyaluronan

Hyaluronan
Synonym(e)
Hyaluronsäure; HA
Englischer Begriff
hyaluronic acid
Definition
Hyaluronan ist ein aus repetitiven Disaccharideinheiten von D-Glukuronsäure und N-Acetyl-D-Glukosamin zusammengesetztes, unsulfatiertes und proteinfreies Kohlenhydratpolymer (Glykosaminoglykane), dessen Serumkonzentrationsbestimmung für die Diagnose und Verlaufskontrolle fibrotischer Lebererkrankungen eingesetzt wird.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Hyaluronan ist ein lineares, anionisches, unsulfatiertes, proteinfreies Glykosaminoglykan, welches aus den DisaccharideinheitenN-Acetyl-D-Glukosamin (GlcNAc) und D-Glukuronsäure (GlcUA) gemäß folgender Struktur aufgebaut ist (Abb. 1):
$$ \left[\mathrm{GlcNAc}-\upbeta \left(1\to 4\right)-\mathrm{GlcUA}-\upbeta \left(1\to 3\right)\right]\mathrm{n} $$
Die Molmasse beträgt 2–6 × 106 Da, niedrig molekulares Hyaluronan der Molmasse 0,1–1,0 × 106 Da tritt ebenfalls auf. HA ist als Bestandteil der extrazellulären Matrix (Bindegewebe) zahlreicher Gewebe (z. B. Knorpel, Haut, Glaskörper, Nabelschnur) und Körperflüssigkeiten (z. B.Synovialflüssigkeit, Blut, Liquor, Seminalplasma, bronchoalveoläreLavage) weit verbreitet.
Auf Grund seiner einzigartigen hygroskopischen, rheologischen und viskoelastischen Eigenschaften sorgt HA in Verbindung mit Proteoglykanen (Proteoglykane) für die Gewebehydratation (Wasserbindung) und als „Gelenkschmiere“ in der Synovialflüssigkeit für geringen Reibungswiderstand der Gelenkflächen. Hauptsyntheseorte sind gewebespezifische Fibroblasten, in der Leber hepatische Sternzellen (Ito-Zellen) bzw. die aus ihnen in der entzündeten Leber hervorgegangenen Myofibroblasten. Etwa 10–100 mg HA gelangen pro Tag in das Blut, sodass die Serumkonzentration relativ konstant zwischen 10 und 100 μg/L liegt. Die Halbwertszeit von HA in der Zirkulation beträgt 2–9 Minuten, die Elimination erfolgt über einen HA-spezifischen Rezeptor der sinusoidalen (Leber-)Endothelzellen, die Degradation erfolgt in den Lysosomen (Abb. 1).
Funktion – Pathophysiologie
Konzentrationserhöhungen im Serum kommen außer bei rheumatoider Arthritis, Sklerodermie und einigen malignen Tumoren vor allem bei chronischen Lebererkrankungen mit Ausbildung von Fibrose und Zirrhose vor. Ursächlich sind hierfür gesteigerte Produktion insbesondere in den aktivierten hepatischen Sternzellen (Myofibroblasten) und reduzierte Clearance durch rezeptorvermittelte Endozytose der sinusoidalen Endothelzellen anzuführen.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
Serum, Plasma, Synovialflüssigkeit u. a.
Probenstabilität
HA ist bei −20 °C über mehrere Monate stabil.
Analytik
Es stehen turbidimetrische und Radioligandenassays unter Verwendung HA-bindender Proteine (HABP) wie Knorpelproteoglykane (sog. Link-Proteine), Hyaluronectin (aus menschlichem Gehirn isoliert) oder HA-spezifische Antikörper zur Verfügung.
Die HA-Bindungspartner werden in unterschiedlichen methodischen Varianten als kompetitive Radioliganden oder als enzymgekoppelte Immunoassays (ELISA) eingesetzt. Die Methoden unterscheiden sich teilweise sehr deutlich hinsichtlich analytischer Unpräzision und Standardisierung, sodass die Vergleichbarkeit der Messergebnisse verschiedener Laboratorien methodenabhängig stark variieren kann.
Referenzbereich – Erwachsene
10–100 μg/L, altersabhängige Zunahme.
Referenzbereich – Kinder
Individuen <3 Jahre haben deutlich höhere Konzentrationen.
Indikation
(Nichtinvasive) Diagnose und Verlaufskontrolle der fibrotischen Entwicklung chronischer Lebererkrankungen (z. B. Hepatitis B, C, alkoholische Leberschädigung, primär biliäre Zirrhose) (Fibrosekenngrößen).
Interpretation
Die Serum-HA-Konzentration korreliert positiv mit dem Fibrose-Score (Knodell-Metavir-Score u. a.) und dem Child-Pugh-Stadium (Child-Turcotte-Pugh-Score). Sie ist dem N-terminalen Prokollagenpeptid des Typ-III-Prokollagens (Prokollagenpeptid Typ III, N-terminales) als Fibrosekenngröße (Fibrosekenngrößen) überlegen und für die Therapiekontrolle (z. B. Interferon-α) sowie zur Prognosebeurteilung der chronischen Hepatitis C gut geeignet. Eine positive Korrelation der Serum-HA-Konzentration mit dem Portalvenendruck und inverse Korrelationen mit dem Indocyaningrün-Test und Galaktosebelastungstest wurden festgestellt. HA ist eine wertvolle Kenngröße zur Überwachung der transplantierten Leber (Endothelzellfunktion). Extrahepatische Ursachen für erhöhte Serum-HA-Konzentrationen sind idiopathische Lungenfibrose, Sarkoidose, Mesotheliom, Wilms-Tumor (Nephroblastom), einige andere Karzinome, rheumatoide Arthritis, Sklerodermie, Niereninsuffizienz und Verbrennungen.
Diagnostische Wertigkeit
HA-Erhöhungen besitzen für Zirrhose in einem Kollektiv von Lebergesunden und nicht zirrhotischen Lebererkrankungen eine Sensitivität von 0,87, Spezifität von 0,93, einen positiven (negativen) prädiktiven Wert von 0,87 (0,93), eine Effizienz von 0,90. Die Kenngröße stellt eine wertvolle Ergänzung des Child-Turcotte-Pugh-Scores dar.
Literatur
Guéchot J, Poupon RE, Poupon R (1995) Serum hyaluronan as a marker of liver fibrosis. J Hepatol 22(Suppl 2):103–106PubMed
Körner T, Kropf J, Kosche B, Kristahl H, Jaspersen D, Gressner AM (2003) Improvement of prognostic power of the Child-Pugh classification of liver cirrhosis by hyaluronan. J Hepatol 39:947–953CrossRefPubMed
Kropf J, Gressner AM, Tittor W (1991) Logistic-Regression model for assessing portal hypertension by measuring hyaluronic acid (hyaluronan and laminin in serum). Clin Chem 37(1):30–35PubMed