Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
M. Bidlingmaier

Insulin-like growth factor I

Insulin-like growth factor I
Synonym(e)
IGF-I; Insulinähnlicher Wachstumsfaktor I; Somatomedin C
Englischer Begriff
IGF-I; veraltet auch: somatomedin C
Definition
Wachstumshormon-abhängig synthetisiertes Peptidhormon mit hoher Sequenzhomologie zum Proinsulin, Regulator des somatischen Wachstums, zudem anabole, insulinähnliche und mitogene Effekte. Es findet sich auch die Schreibweise mit arabischer „1“. Arabische Ziffern sind in der Terminologie aber eigentlich nur bei den IGF-Bindungsproteinen vorgesehen. Veraltet auch: Somatomedin C.
Struktur
Peptid mit 70 Aminosäureresten, 3 intramolekulare Disufidbrücken.
Molmasse
7647 Da.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Wachstumshormon stimuliert in der Leber die Synthese und Sekretion von IGF-I. Ca. 70 % des zirkulierenden IGF-I sind hepatischen Ursprungs, daneben wird es jedoch auch in vielen Geweben als lokal auto- bzw. parakrin wirksamer Faktor produziert. In Zirkulation ist IGF-I zu über 95 % an verschiedene Bindungsproteine gebunden. Unter den bislang identifizierten 6 hochaffinen IGF-Bindungsproteinen (IGFBP) ist das Insulin-like growth factor binding protein-3 (IGFBP 3) quantitativ am wichtigsten. Der Komplex aus IGF-I und IGFBP 3 bildet seinerseits zusammen mit einem weiteren spezifischen Bindungsprotein, der sog. säurelabilen Untereinheit („acid labile subunit“, ALS), einen Ternärkomplex. Das Zusammenspiel von IGF-I und seinen Bindungsproteinen reguliert höchst komplex die Halbwertszeit, aber auch die Bioverfügbarkeit von IGF-I. Insgesamt ist die Halbwertszeit des Gesamt-IGF-I wesentlich länger als die Halbwertszeit von Wachstumshormon, im Gegensatz zu diesem erfolgt die Sekretion tonisch und unterliegt auch keiner ausgeprägten zirkadianen Rhythmik (s. Circadiane Rhythmik). Seine Wirkung erzielt IGF-I über den membranständigen IGF-I-Rezeptor, zu dem es eine wesentlich höhere Affinität hat als das strukturverwandte Insulin. Die Elimination des freien IGF-I erfolgt vor allem renal.
Halbwertszeit
Freies IGF-I <30 Minuten, proteingebunden 20–30 Stunden.
Pathophysiologie
IGF-I ist der Hauptvermittler der Wachstumshormonwirkung beim longitudinalen Wachstum. Ein primärer IGF-I-Mangel ist seltener als ein Wachstumshormonmangel, jedoch als Ursache von Minderwuchs ebenso beschrieben wie Mutationen im IGF-I-Rezeptor oder weiter distal in der Signaltransduktion. Die zirkulierende IGF-I-Konzentration im Serum reflektiert im Wesentlichen die hepatische Wachstumshormonwirkung und ist damit ein Indikator der hypophysären Wachstumshormonsekretion. So finden sich beim wachstumshormonproduzierenden Hypophysenadenom (Gigantismus oder Akromegalie) erhöhte, beim hypophysären Wachstumshormonmangel niedrige IGF-I-Konzentrationen. Unabhängig davon tritt ein erniedrigtes IGF-I-Konzentration auch bei Malnutrition, Malabsorption, Niereninsuffizienz und schlecht eingestelltem Diabetes auf.
Aufgrund der starken mitogenen Wirkung wird eine Rolle in der Pathogenese von Tumoren diskutiert.
Therapeutisch kommt rekombinantes IGF-I in der Therapie des Minderwuchses aufgrund eines Defekts des Wachstumshormonrezeptors (Laron-Syndrom) zum Einsatz.
Untersuchungsmaterial
Probenstabilität
Bis 48 Stunden bei Raumtemperatur, eingefroren (−20 °C) mehrere Jahre.
Analytik
Immunoassay. Neuerdings auch Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie.
Analytische Methoden sollten gegen den Internationalen Standard 02/254 kalibriert sein. Der Ausschluss der Interferenz von Bindungsproteinen ist entscheidend für die Qualität der analytischen Methoden.
Konventionelle Einheit
ng/mL.
Internationale Einheit
nmol/L.
Umrechnungsfaktor zw. konv. u. int. Einheit
1 ng/mL = 0,1307 nmol/L.
Referenzbereich
Die Messergebnisse sind stark von der verwendeten Assaymethodik abhängig. Daher müssen Referenzbereiche methodenspezifisch validiert sein. Als Beispiel seien Referenzbereiche auf Basis einer Population von über 15.000 Personen angegeben (Referenz s. Literatur).
IGF-I-Referenzintervalle, Frauen:
Alter (Jahre)
2,5. Perzentile (ng/mL)
50. Perzentile (ng/mL)
97,5. Perzentile (ng/mL)
0*
18
59
126
1
20
62
132
2
22
69
145
3
26
79
164
4
31
91
188
5
36
105
214
6
42
119
240
7
49
135
270
8
57
154
305
9
67
179
349
10
80
207
400
11
93
236
453
12
105
263
499
13
116
284
533
14
123
296
552
15
127
300
554
16
128
296
542
17
125
285
517
18
121
270
486
19
114
253
451
20
108
235
416
21–25
93
196
342
26–30
78
159
270
31–35
73
145
243
36–40
69
136
227
41–45
62
122
204
46–50
57
115
195
51–55
53
110
190
56–60
46
98
172
61–65
42
94
169
66–70
38
89
163
71–75
37
88
165
76–80
35
87
165
81–85
34
89
172
86–90
34
90
178
*Nabelschnurblut
IGF-I-Referenzintervalle, Männer:
Alter (Jahre)
2,5. Perzentile (ng/mL)
50. Perzentile (ng/mL)
97,5. Perzentile (ng/mL)
0*
27
77
157
1
30
83
167
2
34
93
184
3
39
104
205
4
44
116
225
5
50
128
246
6
56
140
267
7
63
155
292
8
72
173
323
9
84
196
362
10
97
223
407
11
112
252
454
12
126
279
499
13
139
301
533
14
148
314
551
15
152
319
554
16
153
315
542
17
151
305
521
18
146
292
494
19
140
276
463
20
133
259
430
21–25
115
217
355
26–30
98
177
282
31–35
88
156
246
36–40
83
148
233
41–45
75
136
216
46–50
67
126
205
51–55
61
119
200
56–60
54
113
194
61–65
49
106
188
66–70
47
106
192
71–75
41
97
179
76–80
37
91
172
81–85
34
86
165
86–90
32
85
166
*Nabelschnurblut
Referenzbereich – Kinder
Referenzbereiche bei Kindern und Adoleszenten sind neben dem chronologischen Alter auch vom Stadium der Pubertätsentwicklung abhängig. Insbesondere bei verzögerter oder beschleunigter Pubertätsentwicklung kann daher die Anwendung von nach Tanner-Stadien untergliederten Referenzbereichen sinnvoll sein (Referenz s. Literatur).
IGF-I-Referenzintervalle nach Tanner-Stadien:
Geschlecht
Tanner-Stadium
Altersbereich
2,5. Perzentile (ng/mL)
50. Perzentile (ng/mL)
97,5. Perzentile (ng/mL)
Männlich
I
6,1–12,9
81
160
255
II
8,1–14,8
106
277
432
III
10,9–16,0
245
407
511
IV
12,4–17,1
223
439
578
V
13,5–20,0
227
356
518
Weiblich
I
5,8–12,1
86
188
323
II
9,3–14,1
118
247
451
III
9,3–15,1
258
383
529
IV
11,8–16,6
224
378
589
V
12,5–19,9
188
339
512
Indikation
  • Wachstumshormonmangel bei Kindern und Erwachsenen
  • Akromegalie, Gigantismus
Interpretation
S. Pathophysiologie und Referenzbereiche.
Diagnostische Wertigkeit
Gegenüber dem pulsatil ausgeschütteten Wachstumshormon kann IGF-I in einer einzelnen Probe als generellerer Indikator der integrierten Wachstumshormonsekretion herangezogen werden. Allerdings ist die starke Altersabhängigkeit zu beachten. Bei Kindern ist ein niedriger IGF-I-Wert von höherer diagnostischer Spezifität als beim Erwachsenen, IGF-I eignet sich jedoch nicht als alleiniger biochemischer Marker bei der Diagnose eines Wachstumshormonmangels.
Literatur
Bidlingmaier M, Friedrich N, Emeny RT, Spranger J, Wolthers OD, Roswall J, Körner A, Obermayer-Pietsch B, Hübener C, Dahlgren J, Frystyk J, Pfeiffer AF, Doering A, Bielohuby M, Wallaschofski H, Arafat AM (2014) Reference intervals for insulin-like growth factor-I (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):1712–1721CrossRefPubMed
Clemmons DR (2011) Consensus statement on the standardization and evaluation of growth hormone and insulin-like growth factor assays. Clin Chem 57(4):555–559CrossRefPubMed