Induratio penis plastica und genetische Variation des Alpha-1-Antitrypsin-Systems

Zusammenfassung

Fragestellung: Ein wichtiger Proteaseinhibitor (PI) im humanen Plasma ist das α₁-Antitrypsin (α₁-AT), das äquimolar Trypsin, Chymotrypsin, Kollagenase und leukozytäre Elastase bindet. Im Serum gesunder Erwachsener liegt die mittlere α₁-AT-Konzentration zwischen 150 und 200 mg/dl. Neben Umweltfaktoren nimmt die genetische Konstitution eines Individuums Einfluss auf die α₁-AT-Konzentration. In europiden Populationen sind 3 häufige Genvarianten, M, S und Z, bekannt, deren Kombinationen mit unterschiedlichen Plasmakonzentrationen korrelieren. Wir überprüfen die Hypothese, dass das Erkrankungsrisiko für Induratio penis plastica bei Trägern von genetischen Varianten des PI-Genortes, die mit einer niedrigen α₁-AT-Plasmakonzentration einhergehen, signifikant erhöht ist.

Material und Methoden: Die Genotypen des PI-Genortes von IPP-Patienten (n = 19) und gesunden Personen (n = 33) werden mittels Proteinelektrophorese bestimmt. Die Darstellung genetischer Varianten des PI-Genlocus erfolgt mittels Hybrid-Isoelektrischer-Fokussierung (HIEF) in Polyacrylamidgelen. Die Proteine werden in einem linearen pH-Gradienten von pH 4,2 - 5,1 aufgetrennt und anschließend mit Coomassie gefärbt.

Ergebnisse: Die Verteilung der verschiedenen PI-Genotypen unterscheidet sich nicht signifikant zwischen Patienten und gesunden Männern (Fisher's-Exact-Test p ≈ 1,00). Genvarianten, die mit einer niedrigen α₁-AT-Plasmakonzentration verbunden sind, werden in beiden Untersuchungsgruppen gleich häufig gefunden.

Schlussfolgerungen: Obwohl Untersuchungen von Parametern des Kollagenstoffwechsels zur Pathogenese der Induratio penis plastica (IPP) einen signifikant niedrigeren α₁-AT-Spiegel bei Patienten mit IPP als bei unauffälligen Personen belegen, weisen unsere Untersuchungen auf kein signifikant erhöhtes Erkrankungsrisiko für Männer hin, die Träger bestimmter PI-Gene sind. Der Vergleich von IPP-Häufigkeiten in Populationen mit unterschiedlichen genotypischen Strukturen bez. des PI-Locus kann allerdings weitere entscheidende Informationen zur Aufklärung über den Einfluss α₁-AT-Genortes bei der Ausbildung von IPP liefern.

Abstract

Purpose: α₁-Antitrypsin (α₁-AT) is an important protease inhibitor (PI) in human plasm binding equimolar trypsin, chymotrypsin, collagenase and leucocytic elastase. In healthy men the mean concentration of α₁-AT varies between 150 and 200 mg/dl. Besides environmental factors α₁-AT concentration is genetically determined. Three allelic variants M, S and Z coding for α₁-AT (PI locus) are frequently found in European populations which correlate with different plasm concentrations. We test the hypothesis that the risk to get Induratio penis plastica is enlarged for males carrying allelic variants that cause low α₁-AT plasm concentrations.

Material and methods: The PI genotypes of IPP patients (n = 19) and individuals of a control group (n = 33) are determined by protein electrophoresis. Protein variants of the PI locus are separated in polyacrylamid gels with hybride-isoelectric focusing (HIEF) using a linear pH gradient between pH 4.2 - 5.1. Gels are stained with Coomassie Blue.

Results: The distribution of PI genotypes does not differ between patients and healthy probands (Fisher's exact test p ≈ 1.00). The allelic variants relating to low α₁-AT plasm concentration are as frequent in patients as in healthy men.

Conclusions: Although the study of collagen metabolism in relation to the pathogenesis of IPP indicates lower α₁-AT concentrations in the plasm of IPP patients compared with healthy probands, a genetic relationship between IPP and PI-genotypes cannot be assumed on the basis of this study. We suggest that information from ethnic groups having different distributions of PI genotypes can further improve our knowledge about the importance of the PI locus in the formation of this disease.

Key words:

Protease inhibitor - Genetic disorder - IPP - PI variants - Collagenase - Collagen metabolism

Literatur

• 1 Gadek J E, Zimmermann R L, Fells G A, Crystal R G. Antielastases of the human alveolar structures: Assessment of the protease-antiprotease theory of emphysema.  J Clin Invest. 1981;  68 889-898
• 2 Bichler K H, Lahme S, Mattanach W, Petri E. Untersuchungen zum Kollagenstoffwechsel bei Induratio penis plastica (IPP).  Urologe [A]. 1998;  37 306-311
• 3 Carracedo A, Choncheiro L. Distribution of the Pi, TfC, and Gc subtypes in Galica (North West Spain).  Z Rechtsmed. 1983;  90 153-158
• 4 Yuasa I, Suenaga K, Gotoh Y, Ito K, Yokoyama N, Okada K. PI (α₁-antitrypsin) polymorphism in the Japanese: Confirmation of PI*M4 and description of new PI variants.  Hum Genet. 1984;  67 209-212