Das Steroidhormon Dehydroepiandrosteron (DHEA) und die sulfatierte Form Dehydroepiandrosteron-Sulfat (DHEAS) werden hauptsächlich in der Nebennierenrinde produziert und sind quantitativ das Hauptprodukt der Steroidsynthese der menschlichen Nebennierenrinde. Nur DHEA kann weiter verstoffwechselt werden und ist ein wichtiger Ausgangstoff sowohl für die weibliche wie die männliche Geschlechtshormonsynthese. Bei Patienten mit Sepsis wurde ein Abfall der DHEAS-Serumkonzentration nachgewiesen. Da bisher eine kontinuierliche Interkonversion zwischen DHEA und DHEAS angenommen wurde, schloss man aus diesem Befund auch auf eine niedrige DHEA-Konzentration. Neuere Erkenntnisse – unter anderem begründet durch eine Studie von Hammer et al.(5) – widerlegen jedoch die Hypothese der kontinuierlichen Interkonversion. Um den Einfluss der Sepsis auf die DHEA-Konzentration zu bestimmen, wurden für die Studie ACTH-Tests bei drei verschiedenen Kohorten durchgeführt. Die Ergebnisse der Studie weichen ab von der früheren Annahme eines DHEA-Mangels bei Patienten mit Sepsis und zeigen eine Differenz zwischen DHEA- und DHEAS-Konzentration im Sinne einer signifikant erhöhten DHEA-Konzentration und einer erniedrigten DHEAS-Konzentration. Die erhöhte DHEA-Konzentration konnte nicht für Patienten mit akuter Hüftfraktur nachgewiesen werden, sodass die Hochregulation von DHEA wahrscheinlich eine entzündugsspezifische Reaktion ist. Da die Werte für DHEAS bei der Sepsiskohorte im Vergleich zu gesunden Probanden signifikant niedriger sind, könnte eine verminderte Aktivität bzw. Produktion der DHEA-Sulphotransferase der Grund für die erhöhte DHEA-Konzentration sein. Daraus folgt, dass DHEAS keinen verlässlicher Marker für die adrenale Androgenproduktion – insbesondere in pathologischen Situationen wie der Sepsis – darstellt, da die vorliegende Arbeit kein kontinuierliches Gleichgewicht von DHEA- und DHEAS-Konzentration ergab. Möglicherweise ist die erhöhte Serumkonzentration von DHEA als gegenregulatorischer Mechanismus zu verstehen, um das Gleichgewicht zwischen Cortisol- und DHEA-vermittelten Wirkungen aufrecht zu erhalten. Jedoch kann sich dieser Mechanismus erschöpfen, wie es der Verlauf bei schwerst betroffenen Patienten vermuten lässt. / The hormon Dehydroepiandrosterone sulfate (DHEAS) is the most abundant adrenal steroid in the human circulation, but only the desulfated Dehydroepiandrosterone (DHEA) can be converted downstream to sex steroids. Whereas serum cortisol increases in response to septic shock, circulating levels of DHEAS decrease. It has been recently shown that the conversion of DHEA sulfotransferase(SULT2A1) is the rate-limiting step regulation the equilibrium between DHEA and DEHAS. In accordance with previous reports, we found significantly lower serum DHEAS in both our septic shock and trauma cohorts than in healthy controls. This may represent a stress-induced down-regulation of adrenal DHEAS output. Despite low circulating DHEAS, the levels of DHEA were actually significantly increased in the septic patients, a finding that detracts from the previous concept of DHEA deficiency in septic shock. Both cortisol and DHEA appeared to be maximally stimulated in septic shock, with no significant further increase elicited by exogenous ACTH stimulation. By contrast, despite significantly increased ciculating cortisol in the acute trauma cohort, circulating DHEA was significantly lower than in healthy controls. This suggests that up-regulation of DHEA may be as epsis-specific phenomenon, possibly representing a previously unrecognized, coutnterregulatory mechanism in the endocrine response to inflammatory stress. An up-regulation of DHEA in septic shock may aim a maintaining the balance between glucocorticoid- and DHEA-mediated effects on the immune and vascular system. Circulating DHEAS levels may not appropriately reflect the biologically active, circulating DHEA pool and thus may not be reliable marker of adrenal androgen output. Further studies are required if DHEA supplement in sepsis can help for a better outcome.

DHEA is a precursor for the male and female sex hormones testosterone and estradiol, which are mainly secreted from the testes and the ovary, respectively. In addition, epidemiological studies showed that low serum levels of DHEA and DHEAS correlate with the incidence of autoimmune disease, cancer and cardiovascular disease. In vitro, DHEA and DHEAS influenced glucose metabolism in a favourable manner. However, positive effects of DHEA substitution were only significant adrenal insufficiency in women. Steroid sulphotransferase 2A1 (SULT2A1) is the responsible enzyme for sulphonation of DHEA to DHEAS which is thought to be the inactive form of DHEA. In this role, SULT2A1 acts as a central regulator of steroid synthesis because sulphonation of DHEA withdraws the substrate for further downstream conversion. Another essential cofactor for sulphonation is PAPS, which is produced by the enzyme PAPS synthase (PAPSS) from ATP and anorganic sulphate. PAPSS exists in the different isoforms PAPSS1 and PAPSS2 and splice variants PAPSS2a and PAPSS2b. Changes in PAPSS activity are thought to influence sulphonation of DHEA significantly. However, neither regulation of PAPSS nor its influence on SULT2A1 have been investigated in human cell lines or humans. The main goal of this thesis was to analyze the enzyme expression of the DHEA/DHEA shuttle, i.e. mRNA and protein of SULT2A1, PAPSS1 and PAPSS2, in various human cell lines. Furthermore, I investigated which cell line could serve as a suitable model for further research regarding regulation of SULT2A1, PAPSS1 and PAPSS2. Here, I could show that the enzymes of the DHEA/DHEAS shuttle were expressed in the human adrenal cell line NCI-h295R as both mRNA and protein. In enzyme assays, I was able to prove conversion of DHEA to DHEAS as well as to different other steroids. However, applying Trilostane, a potent inhibitor of CYP3B, effectively directed conversion of DHEA to DHEAS. Using these findings, future experiments can investigate for example the influence of certain cytokines or endocrine disruptors on expression and activity of PAPSS1/2 and on sulphonation of DHEA. In particular, the relatively equal expression of PAPSS1 and PAPSS2 will enable us to do knock down experiments with siRNA to elucidate how the activity of one enzyme changes when the other one fails. Sulphonation of DHEA by SULT2A1 is thought to happen in the cytoplasm or more precisely in the Golgi apparatus. However, experiments in transfected cells have shown both a cytoplasmatic and a nuclear localisation when both enzymes were expressed at the same time. Immunocytochemistry revealed the same results in the adrenal cell line NCI-h295R, where both enzymes were expressed strongly in the nucleus. The physiological role is not clear and requires further research. Presumably, sulphate is activated in the nucleus. However, one could also speculate that a shift of PAPSS to the nucleus could generate a reservoir, which can be activated by re-localisation to the cytoplasm when more PAPS is needed. Expression of SULT2A1 in some foetal tissues has been investigated earlier. Whilst in adult human cartilage PAPSS1 is predominant, in newly born hamsters PAPSS2 is more abundantly expressed. The expression of PAPSS isoforms in highly sulphonating tissue has not been investigated in humans, so far. This work demonstrated a differential expression of SULT2A1, PAPSS1 and PAPSS2 in adult and foetal liver, adrenal and foetal cartilage tissue. In adult and foetal adrenal expression was similar. However, foetal and adult liver differed in the expression of SULT2A1, which was expressed much more in adult tissue. Most importantly, in foetal cartilage there was only a low expression of SULT2A1 and PAPS seems to mostly provided by PAPSS1, which was considerably higher expressed in cartilage than in other tissues. In contrast, PAPSS2 was mainly expressed in adult and foetal adrenal. Additionally, we reported a case of a female patient who had been investigated for hyperandrogenism. Two mutations in the PAPSS2 gene had led to massively reduced serum levels of DHEAS. One heterozygous mutation in the domain of the APS kinase of the PAPSS2 protein leads to substitution of one amino acid at position 48 (T48R). In vitro experiments showed a residual activity of 6% for this mutation. A second mutation in the ATP sulphurylase domain of PAPSS2 was found. The introduction of thymidine instead of cytidine leads to a stop codon, which is presumed to truncate the protein at position 329 (R329X). In vitro, no residual activity was seen for this mutation. The lack of PAPS reduces sulphonation of DHEA but also sulphonation of proteoglycanes, which leads to skeletal abnormalities. The abundance of DHEA enables massive downstream conversion to androgens leading to clinical features of hyperandrogenism. Regarding the bone abnormalities, it is interesting and surprising that activity of PAPSS1 compensated to a great extent in cartilage but was not able to keep up a more considerable sulphonation of DHEA. Possibly, the subcellular localisation might play a role in this scenario. / DHEA ist eine Vorstufe der männlichen und weiblichen Sexualhormone Testosteron bzw. Oestradiol, welche hauptsächlich in den Testes bzw. Ovarien gebildet werden, aber auch in der Körperperipherie aus DHEA gebildet werden können. Desweiteren konnte in epidemiologischen Studien gezeigt werden, dass niedrige Spiegel von DHEA und DHEAS mit dem Auftreten von Autoimmunerkrankungen, Tumorerkrankungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen korrelieren. In vitro konnten beispielsweise günstige Effekte auf den Glukose-Stoffwechsel nachgewiesen werden. Allerdings konnte eine klinisch sinnvolle Gabe von DHEA nur im Rahmen einer Substitution bei Nebenniereninsuffizienz bei Frauen nachgewiesen werden. Verantwortlich für die Sulfonierung von DHEA ist vor allem die Steroid Sulfotransferase 2A1 (SULT2A1). DHEAS wird als inaktivierte Form von DHEA angesehen. SULT2A1 fungiert als zentraler Regulator der Steroid-Synthese, da durch Sulfonierung von DHEA zu DHEAS der weiteren Konversion das Substrat entzogen wird. Für diese Sulfonierung ist PAPS ein essentieller Kofaktor. Das Enzym PAPS-Synthase, von welchem unterschiedliche Splice-Varianten und Isoformen (PAPSS1 und PAPSS2a/b) vorliegen, stellen PAPS aus ATP und anorganischem Sulfat her. Eine Änderung der Aktivität der PAPS-Synthase kann vermutlich die Aktivität der DHEA Sulfotransferase maßgeblich beeinflussen. Weder die Regulation der PAPS Synthase noch deren Wirkung auf SULT2A1 wurden bisher in menschlichen Zelllinien oder beim Menschen untersucht. Hauptziel dieser Arbeit war die Analyse der Enzymexpression des DHEA/DHEAS Shuttles (mRNA und Protein von SULT2A1, PAPSS1, PAPSS2) in verschiedenen humanen Zelllinien. Ferner wurde untersucht, ob eine der Zelllinien als Modell geeignet ist, die Regulation von SULT2A1 sowie insbesondere PAPSS1 und PAPSS2 in bestimmten pathophysiologischen Situationen zu untersuchen. Hier konnte gezeigt werden, dass insbesondere die adrenale Zelllinie NCI-h295R die Enzyme des DHEA/DHEAS Shuttles sowohl als mRNA als auch als Protein exprimiert. Mittels Enzym-Assay konnte eine Konversion von DHEA zu DHEAS und verschiedenen weiteren Steroiden nachgewiesen werden. Eine Hemmung der CYP3B-abhängigen Konversion mittels Trilostane unterdrückt die Bildung von weiteren Androgenen in NCI-h295R Zellen allerdings effektiv, sodass DHEA größtenteils zu DHEAS konvertiert wurde. Hieraus ergeben sich vielfältige Möglichkeiten, z.B. den Einfluss von Zytokinen oder von endokrinen Disruptoren auf die Sulfonierung von DHEA und auf die Expression von PAPSS1/2 zu untersuchen. Insbesondere kann aufgrund der ähnlichen Expression von PAPSS1 und PAPSS2 in dieser Zelllinie untersucht werden, welche Auswirkung ein Ausschalten eines Enzyms mittels siRNA auf das jeweils andere hat. Die Sulfonierung von DHEA durch SULT2A1 geschieht im Zytoplasma bzw. im Golgi Apparat. Allerdings haben Untersuchungen an transfizierten Zelllinien gezeigt, dass PAPSS1 bzw. PAPSS2 sowohl im Plasma als auch nukleär vorliegen können, wenn beide gleichzeitig exprimiert waren. Mittels Immunzytochemie konnten diese Ergebnisse auch in der Zelllinie NCI-h295R nachgewiesen werden. Beide Enzyme sind auch hier vor allem nukleär exprimiert. Der physiologische Hintergrund dieser Lokalisierung ist nicht geklärt und erfordert weitere Erforschung. Vermutlich erfolgt die Sulfat-Aktivierung also im Nukleus. Möglicherweise stellt die Verlagerung der Enzyme in den Nukleus aber auch eine Reserve der PAPS Synthese dar, die durch Rückverlagerung ins Zytoplasma dort rasch zusätzliches PAPS zur Verfügung stellen kann. Die Expression der DHEA Sulfotransferase wurde bereits in einigen fötalen Geweben untersucht. Während in adultem Knorpel beim Menschen die Expression von PAPSS1 dominiert, wird z.B. im Knorpel von neugeborenen Hamstern vor allem PAPSS2 gebildet. Welche Isoform von PAPSS in welchen fötalen Geweben beim Menschen dominiert, wurde bislang nicht untersucht. In dieser Arbeit konnte mittels Realtime PCR eine differenzierte Expression von SULT2A1, PAPSS1 und PAPSS2 in fötalen Geweben nachgewiesen werden. In adultem und fötalem Gewebe der Nebennieren zeigte sich ein ähnliches Expressionsmuster. Während allerdings in der adulten Leber viel SULT2A1 vorhanden ist, konnte nur eine deutlich niedrigere Expression in fötalem Gewebe gezeigt werden. In fötalem Knorpel findet sich kaum SULT2A1. Dagegen wird in fötalem Knorpel deutlich mehr PAPSS1 gebildet als in adultem und fötalem Leber- bzw. Nebennieren-Gewebe. PAPSS2 ist sowohl beim Erwachsenen als auch beim Fötus hauptsächlich in der Nebenniere exprimiert. Auffällig ist eine relativ geringe Expression in der fötalen Leber. Ergänzend wird in dieser Arbeit eine Patientin mit Hyperandrogenismus vorgestellt, bei der zwei Mutationen im PAPSS2 Gen zu einem massiv erniedrigten DHEAS Spiegel geführt hatten. Eine heterozygote Mutation liegt im Bereich der APS-Kinase von PAPSS2 und führt zum Austausch einer Aminosäure an Position 48 im PAPSS2a Protein (T48R). In vitro konnte für diese Mutation eine Reduktion der Aktivität auf 6% nachgewiesen werden. Eine zweite Mutation fand sich in der ATP Sulfurylase Domäne von PAPSS2. Durch einen Nukleosid-Austausch (Thymidin statt Cytidin) entsteht ein Stop-Codon, was vermutlich an Position 329 zum Abbruch des Proteins führt (R329X). In vitro konnte für diese Mutation (R329X) keine Aktivität nachgewiesen werden. Durch das Fehlen von PAPS ist die Sulfonierung von Proteoglykanen im Knorpel gestört, was zu Skelettveränderungen führt. Vor allem aber kommt es durch das Fehlen der Inaktivierung von DHEA zu DHEAS zu einem Überangebot an DHEA. Dieses wird zu aktiven Androgenen konvertiert und verursacht klinisch einen Hyperandrogenismus. Interessant und überraschend ist, dass die PAPSS1-Aktivität im Knorpel eine gewisse Sulfonierung der Proteoglykane ermöglicht. Im Gegensatz dazu trägt PAPSS1 offensichtlich kaum zur Sulfonierung von DHEA bei, da der DHEAS Spiegel extrem niedrig ist. Möglicherweise spielt hier auch die subzelluläre Lokalisation der PAPS Synthase eine entscheidende Rolle.

Das Syndrom der polyzystischen Ovarien (PCO-Syndrom) gehört zu den häufigsten endokrinen Erkrankungen junger erwachsener Frauen. Es ist in erster Linie durch eine Hyperandrogenämie charakterisiert. Eine der wichtigsten Quellen für die weibliche Androgenproduktion ist das Nebennierenrindensteroid Dehydroepiandrosteron (DHEA). DHEA kann durch das Enzym Hydroxysteroid-Sulfotransferase (SULT2A1) insbesondere in der Leber rasch zu Dehydroepiandrosteronsulfat (DHEAS) inaktiviert werden, jedoch findet die Rückaktivierung von DHEAS zu biologisch aktivem DHEA in den meisten Geweben nur in einem vernachlässigbaren Umfang statt. Somit spielt das Enzym SULT2A1 die entscheidende Rolle in der Regulation des Verhältnisses von biologisch aktivem DHEA und inaktivem DHEAS. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob das Verhältnis von DHEA zu DHEAS bei Patientinnen mit PCO-Syndrom gestört ist. Hierzu wurden Patientinnen mit PCO-Syndrom (n=89) und ein korrespondierendes gesundes Kollektiv untersucht. Die Serumkonzentrationen von DHEA, DHEAS und der periphere Androgenmetabolit Androstandiolglukuronid (ADG) wurden untersucht. Die mittleren Serumkonzentrationen von DHEAS und ADG unterschieden sich nicht signifikant zwischen den Patientinnen mit PCO-Syndrom und dem Kontrollkollektiv. Dagegen war die mittlere Serumkonzentration des aktiven DHEA und somit auch der DHEA/DHEAS-Quotient bei PCOS-Patientinnen gegenüber dem Kontrollkollektiv signifikant erhöht. Es konnte eine Subkohorte an PCOS-Patientinnen identifiziert werden, die knapp ein Drittel des PCOS-Gesamtkollektives ausmachte, bei denen der DHEA/DHEAS-Quotient über der 90. Perzentile des Kontrollkollektivs lag. Auch die mittlere ADG Serumkonzentration war in dieser Subkohorte gegenüber dem Kontrollkollektiv signifikant erhöht. Klinisch (BMI, Taillenumfang, Serumlipide, Blutzucker) unterschieden sich die Patientinnen der neu identifizierten Kohorte nicht von den übrigen Patientinnen. Aus den Analysen kann geschlussfolgert werden, dass eine reduzierte Aktivität des Enzyms SULT2A1 ein bedeutsamer Mechanismus in der Pathogenese des Androgenexzesses bei einem Teil der PCOS-Patientinnen sein könnte. Es bleibt zu klären, worauf die verminderte Aktivität der SULT2A1 zurückzuführen ist. / Polycystic ovary syndrome is one of the most common endocrine disorders of women in reproductive age. It is predominantly characterized by hyperandrogenemia. One of the most important sources for female androgen production is the adrenal steroid dehydroepiandrosterone (DHEA). DHEA can be rapidly inactivated to dehydroepiandrosterone sulfate (DHEAS) particularly in the liver by the enzyme hydroxysteroid-sulfotransferase (SULT2A1). Conversion from inactive DHEAS to active DHEA occurs in the most tissues to a negligible degree. The enzyme SULT2A1 plays the crucial role in the regulation of the ratio of active DHEA and inactive DHEAS. In this study we examined, if the ratio between DHEA and DHEAS is disturbed in patients with polycystic ovary syndrome. We examined patients with polycystic ovary syndrome (n=89) and a correspondent healthy cohort. We measured the serum concentrations of DHEA, DHEAS and of androstanediolglucoronide (ADG). There was no significant difference in the serum concentrations of DHEAS and ADG between both cohorts. The serum concentration of DHEA and the DHEA/DHEAS ratio was significant elevated in patients with polycystic ovary syndrome. We identified a subcohort of patients with polycystic ovary syndrome, where the DHEA/DHEAS ratio was over the 90. percentile of the control cohort. In this subcohort, the serum concentration of ADG was significant elevated. There were no clinical differences in both groups. We suggest, that a reduced activity of the enzyme SULT2A1 is responsible for the androgen excess in some of the patients with polycystic ovary syndrome. Further studies have to show, what is the cause for the reduced activity of the enzyme SULT2A1.

Stress innebär en del komplexa reaktioner som sker i kroppen exempelvis en ökning av fysiologiska, psykologiska och beteendemässiga försvarsberedskaper. Stress innefattar bland annat en ökning av kortisol respektive dehydroepiandrosteron (DHEA) vid stress. Denna höjning är en följd av aktiveringen av hypotalamus-hypofys-binjureaxeln. Både kortisol och DHEA produceras av binjurebarken. Kortisols främsta funktion är att verka som ett kraftfullt antiinflammatoriskt hormon. Medan DHEA har funktionen att omvandlas till testosteron hos män och östrogen hos kvinnor. Båda hormonerna påverkas av dygnsvariationen och är vanligtvis på högsta nivå på morgonen och därefter gradvis sänks. Syftet med denna studie var att kartlägga studenters stressnivåer under pågående kurs och vid tentamenstillfälle genom att mäta nivåerna av stressmarkörerna kortisol och DHEA samt genom en enkätundersökning. Fjorton stycken frivilliga studenter lämnade självtagna salivprover vid två olika tillfällen tillsammans med ett frågeformulär om deras olika stressupplevelser. Kortisol och DHEA som är stressmarkörersnivåer analyserades i salivproverna via kompetetiv ELISA. Resultaten från stressmarkörersnivåer vid pågående kurs och vid tentamenstillfälle jämfördes och kopplades till samtliga svar från enkätundersökningen. Resultatet visade ökade DHEA-nivåer för majoriteten av studenterna innan tentamenstillfället (under kursens gång) medan ökade kortisolnivåer visades för majoriteten vid tentamenstillfälle för båda könen. Resultaten gjorde inga samband mellan stressmarkörernas nivåer och stressgraden bland studenterna. Ingen korrelation mellan markörerna kortisol och DHEA kunde hittas enligt resultatet. / Stress involves a number of complex reactions that take place in the body for example an increase in physiological, psychological and behavioural defence preparations. Stress includes, among other things, an increase in cortisol and dehydroepiandrosterone (DHEA) during stress. This elevation is a consequence of the activation of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis. Both cortisol and DHEA are produced by the adrenal cortex. Cortisol's main function is to act as a powerful anti-inflammatory hormone. While DHEA has the function of converting to testosterone in men and oestrogen in women. Both hormones are affected by the diurnal variation and are usually at their highest level in the morning and then gradually decrease. The purpose of this study was to map students' stress levels during an ongoing course and at examination time by measuring the levels of the stress markers cortisol and DHEA as well as through a survey. Fourteen volunteer students provided self-taken saliva samples on two different occasions together with a questionnaire about their various stress experiences. Cortisol and DHEA which are stress marker levels were analysed in the saliva samples via competitive ELISA. The results from the stress marker levels during the ongoing course and at the time of the exam were compared and linked to all answers from the survey. The result showed increased DHEA-levels for the majority of students before the exam (during the course), while increased cortisol levels were shown for the majority at the time of the exam for both sexes. The results made no connections between the levels of the stress markers and the degree of stress among the students. No correlation between the markers cortisol and DHEA could be found according to the results.

Dehydroepiandrosteron wirkt hauptsächlich indirekt über nachfolgende Umwandlung in Androgene und Östrogene sowie deren Zwischenprodukte in den peripheren Zielzellen, respektive Immunzellen. In vitro Versuche erbrachten den Nachweis von gesteigerter Interleukin-2 Sekretion durch T-Lymphozyten nach Gabe von DHEA, wohingegen es zu einer Inhibierung der Interleukin-6 Sekretion kam. Dementgegen wird im Altersprozess ein Abfall von DHEA und Interleukin-2 beobachtet bei gleichzeitigem Anstieg von Interleukin-6. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, in wieweit humane periphere mononukleäre Blutzellen (PBMCs) über Expression und funktionale Aktivität der im DHEA-Downstream-Metabolismus essentiellen Enzyme verfügen und ob es alters- bzw. geschlechtsspezifische Unterschiede gibt. Die Studie wurde an 8 gesunden jüngeren Frauen sowie 8 gesunden jüngeren und 8 gesunden älteren Männern durchgeführt. Zur Bestimmung der mRNA-Expression der im DHEA-Downstreammetabolismus notwendigen Steroidenzyme in humanen PBMCs wurden qualitative, semiquantitative und quantitative RT-PCR Analysen sowie PBMC-Enzymfunktionsassays durchgeführt. Hierbei wurden PBMCs mit radioaktiv markiertem 4-14C-Testosteron, 4-14C-Androstendion bzw. 4-14C-DHEA inkubiert, extrahiert und mittels Dünnschichtchromatographie separiert. Die anschließende quantitative Auswertung der Konversionsprodukte erfolgte durch Phosphorimager-Analyse. Zusammenfassend lässt sich aussagen, dass humane periphere mononukleäre Blutzellen (PBMCs) ausgehend von DHEA über alle notwendigen Steroidenzyme für einen effizienten Downstreammetabolismus zu aktiven Androgenen verfügen. Dies konnte sowohl durch den qualitativen und quantitativen Nachweis von mRNA der betreffenden Enzyme als auch durch die nachgewiesene Aktivität in PBMC-Enzymfunktionsassays bestätigt werden. Dabei zeigten sich signifikante alters- und geschlechtsspezifische Veränderungen im Androgenmetabolismus. Insbesondere konnte eine erhöhte 17beta-HSD5-Aktivität und -Expression in der älteren männlichen und weiblichen Probandengruppe im Vergleich zur jüngeren männlichen nachgewiesen werden, was sich in signifikant höheren Konversionsraten von DHEA zu Androstenediol und Androstenedion zu Testosteron widerspiegelte. Ebenso konnte eine signifikant erhöhte 5alpha-Reduktase-Aktivität in der älteren männlichen Probandengruppe im Vergleich zur jüngeren männlichen aufgezeigt werden. Dementgegen waren die Konversionsraten von DHEA zu Androstenedion via 3beta-Aktivität unter den einzelnen Probandengruppen ähnlich. Die vermehrte Konversion von DHEA zum immunmodulatorisch wirksamen Metabolit Androstendiol sowie von Androstendion zu Testosteron entspricht einer vermehrten Androgenaktivierung. Dieses Hochregulieren könnte einen kompensatorischen Mechanismus der peripheren Zielzelle darstellen, dem sinkenden DHEA-Serumspiegel während des Alterungsprozesses entgegenzuwirken und kann einen endokrinen Hinweis auf eine „Immunseneszenz“ geben. / CONTEXT: Dehydroepiandrosterone (DHEA) mainly exerts indirect action via downstream conversion toward sex steroids within peripheral target cells including immune cells. In vitro DHEA has been shown to enhance IL-2 release from T lymphocytes, whereas it inhibits IL-6 secretion. Conversely, aging is associated with a decline in both DHEA and IL-2, whereas IL-6 increases. OBJECTIVE: The objective of the study was to investigate age and sex-related differences in expression and functional activity of steroidogenic enzymes involved in downstream conversion of DHEA in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). DESIGN: This study was cross-sectional. PARTICIPANTS/SETTING: Healthy young men (n = 8) and women (n = 8) and healthy middle-aged men (n = 8) were studied in an academic setting. MEASURES: mRNA expression of steroidogenic enzymes in PBMCs was measured by qualitative and quantitative RT-PCR analysis and enzyme activity assays after incubation of PBMCs with radiolabeled DHEA, 4-androstene-3,17-dione (androstenedione), and testosterone. RESULTS: RT-PCR analysis showed expression of all enzymes required for DHEA conversion toward active androgens and to the immune-stimulatory metabolite androstenediol. Steroid conversion patterns indicated a particularly increased activity of 17beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 5 (17beta-HSD5) in the older men and young women demonstrated by significantly higher conversion rates of DHEA to androstenediol and of androstenedione to testosterone (all P < 0.05). By contrast, conversion of DHEA to androstenedione via 3beta-HSD occurred at a similar rate. Quantitative RT-PCR analysis revealed increased expression of 17beta-HSD 5 mRNA in PBMCs from the older men. CONCLUSIONS: Our results provide evidence for significant changes in sex steroid metabolism by human PBMCs with aging, which may represent an endocrine link to immune senescence.

Although the link between androgens and depression is well established in adults, the effects of cofactors on this association are less clearly understood, particularly in youth. Epidemiological cohort study of adolescents in Dresden, Germany. Analyses comprised data of 985 individuals assessed at baseline and of 512 individuals at 1-year follow-up. We investigated multivariable regression models for cross-sectional and longitudinal associations of hair testosterone, dehydroepiandrosterone (DHEA), and their cortisol ratios with 12-month diagnoses of major depressive disorder (MDD) and MDD without any anxiety disorder assessed with standardized diagnostic interview (DIA-X-5), and with dimensional depression scores (PHQ-9, PROMIS), separately for males and females. The potential moderating effect of social support was determined. Cross-sectional analyses yielded inverse associations of testosterone and DHEA with MDD and MDD without any anxiety disorders in males. In cross-sectional and longitudinal analyses, baseline ratio cortisol/DHEA was significantly, inversely associated to PROMIS-depression in males. Only cross-sectional associations for ratio cortisol/DHEA and PROMIS-depression remained significant after Bonferroni-Holm correction. No robust associations were observed in female participants. Social support exerted no consistent moderating effect on the investigated association. The present observational cohort study showed no consistent association of hair androgen concentrations with depressive disorders in adolescents. However, findings provide some support for the association between the cortisol/DHEA ratio and depression in males. Longitudinal research designs in large samples are needed to understand the interplay between androgens, depression, and developmental and social factors in youth.