The informational value and usefulness of serum retinoid measurements. Studies on biological variation, including infancy and pregnancy, and influence of fasting, antiepileptic drugs and ethanol

Abstract

The aims of these studies were to evaluate retinoid measurements, more specifically the performance of all-trans and 13-cis retinoic acids methods in clinical experimental settings and to evaluate the informational value of these measurements in relation to S-Retinol. Biological and analytical variations for retinoids were evaluated for healthy subjects. The performance of the retinoic acid measurements generally satisfied clinical demands to identify deficiency and toxicity, and to monitor substitution treatment. However, due to the comparatively large biological variation, it is important to stratify populations in order to obtain separate reference intervals for sub-populations. Also, to identify minor deviations in the set-point of individual subjects, repeated sampling is recommended. For characterisation of vitamin A status, S-All-trans retinoic acid was found to give differential or additional information compared to S-Retinol (which is the most commonly used analysis in this context) in a number of situations. These were: - diurnal variations in S-All-trans retinoic acid but not in S-Retinol - alterations in retinoid metabolism in pregnancy (increasing S-All-trans retinoic acid while S-Retinol remains constant) - low retinoid concentrations in infants (placental cords) - lowered S-All-trans retinoic acid but not S-Retinol during antiepileptic medication. Although S-All-trans retinoic acid and S-Retinol both decreased during caloric restriction, it was evident that individual changes in S-Retinol were poor predictors of individual changes in S-All-trans retinoic acid. Our studies demonstrated that all-trans retinoic acid and 13-cis retinoic acid measurements gave additional information compared to retinol measurements. Determination of retinoic acids is useful and essential in studies on specific issues in vitamin A metabolism. S-All-trans retinoic acid is a promising analyte with considerable potential in a number of clinical situations, especially in vitamin A deficiency. More studies on the informational value of S-13-cis retinoic acid in relation to teratogenicity and toxicity are required.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Vitamin A är nödvändigt för kroppen. Det behövs för synen och för normal utveckling av foster och celler. Vitamin A krävs t. ex. också för optimalt immunförsvar och för fortplantningen.



Ett stort globalt problem är vitamin A-brist i tredje världen, framför allt hos barn och gravida. Vitamin A-brist hos dessa grupper ger upphov till bl. a. blindhet och ökad dödlighet i infektionssjukdomar. Överskott av vitamin A ger också symptom t. ex. förhöjt tryck innanför skallbenet. De flesta av symptomen går tillbaka av sig själva, men vid intag av höga nivåer av vitamin A under graviditeten är risken stor för fostermissbildningar.



Olika vitamin A-preparat finns dels som vitamintillskott, dels som behandling för vissa hud- och ögonsjukdomar samt vid några speciella tumörsjukdomar.



Vitamin A finns i flera olika former. Upplagringsformen är retinylpalmitat som finns i höga halter i levern. Retinol är den form som är förstadium till de aktiva formerna. I ögat är retinal viktigt, i resten av kroppen är det all-trans-retinsyra som är aktivt. All-trans-retinsyra binder sig till en speciell bindare (receptor), retinsyrareceptorn. Retinsyra tillsammans med retinsyrareceptorn binder in till arvsanlagen, DNA och styr vilka äggviteämnen som produceras. 13-cis retinsyra är en annan form som inte är aktiv.



För att kontrollera vitamin A-balansen brukar man analysera retinolhalten i blod. Retinolhalten är dock inte alltid sänkt vid vitamin A-brist, och inte alltid förhöjd vid vitamin A-förgiftning.



Vi har undersökt om man kan ha nytta av att mäta den aktiva formen all-trans-retinsyra jämfört med förstadiet retinol. Dels har vi undersökt hur de olika vitamin A-formerna varierar beroende på själva mätningen och beroende på den inneboende variationen i en människa och på variationen mellan olika människor. Dels har vi jämfört retinol- och retinsyrahalterna i en situation, där vi vet att retinol sjunker. Slutligen har vi också studerat retinol- och retinsyrahalterna i två olika situationer där vi har haft hypoteser att all-trans-retinsyra påverkas men inte retinol.



Vi har funnit att retinsyraanalysen är tillräckligt bra för att kunna identifiera bristtillstånd. Om man ska leta efter mindre skillnader är det bra att jämföra samma person över tiden eller att ha jämförelser med en grupp som liknar den undersökta personen (t. ex. samma kön). Vi har också funnit att all-trans-retinsyra varierar över dygnet vilket inte retinol gör. Män har lägre halt än kvinnor avseende all-trans-retinsyra, medan förhållandet är det omvända när det gäller retinol. Nyfödda barn har betydligt lägre halter av både retinsyra och retinol än vuxna. Under graviditeten ökar halten av all-trans-retinsyra medan retinolkoncentrationen är opåverkad. Vid fasta sjunker både retinol och retinsyra, men det går inte att förutspå retinsyrahalten efter retinolhalten i det enskilda fallet. Vid behandling med vissa mediciner mot epilepsi sjunker all-trans-retinsyrahalten men retinolnivån är opåverkad. Slutligen har vi också undersökt alkoholister under och efter rus. Hypotetiskt skulle retinsyrahalten vara lägre under rus än efter, men detta kunde inte bevisas. Precis som vid fasta går det inte att förutspå retinsyrahalten efter retinolhalten i det enskilda fallet.



Sammanfattningsvis ger retinsyrabestämningen annan information än retinolbestämningen. Retinsyraanalysen är användbar och nödvändig för att studera speciella frågor om vitamin A-omsättningen och den är en lovande analys i ett antal olika kliniska situationer, speciellt vid bristtillstånd. Fler studier krävs för att utvärdera detta.

• author: Berggren Söderlund, Maria
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Prof. Theodorsson, Elvar, Linköping University
• organization: Division of Clinical Chemistry and Pharmacology
• publishing date: 2003
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Pharmacology and Toxicology; Medicinal Chemistry
• keywords: Klinisk kemi, Clinical chemistry, vitamin A deficiency, teratogenicity, ethanol, antiepileptic drugs, caloric restriction, infant, pregnant, biological variation, 13-cis retinoic acid, all-trans retinoic acid, Vitamin A, retinol
• pages: 94 pages
• defense location: Segerfalksalen, BMC, Lund
• defense date: 2003-04-17 10:15:00
• ISBN: 91-628-5622-7
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: Article: Berggren Söderlund M, Sjöberg A, Svärd G, Fex GA, Nilsson-Ehle P.Biological variation of retinoids in man. Scand J Clin Lab Invest 2002;62:511-520. Article: Berggren Söderlund M, Fex, G, Nilsson-Ehle P.Concentrations of retinoids in new-born infants, their mothers and in early pregnancy. In manuscript. Article: Berggren Söderlund M, Fex, G, Nilsson-Ehle P.Decreasing serum concentrations of all-trans, 13-cis retinoic acids and retinol during fasting and caloric restriction. J Intern Med 2003;253:375-380. Article: Fex GA, Larsson K, Andersson A, Berggren Söderlund M.Low serum concentration of all-trans and 13-cis retinoic acids in patients treated with phenytoin, carbamazepine and valproate. Possible relation to teratogenicity. Arch Toxicol 1995;69:572-574 Article: Berggren Söderlund M, Fex, G, Nilsson-Ehle P.All-trans retinoic acid in serum is not affected during ethanol intoxication in humans. Submitted for publication
• id: 679dd806-8a6e-483a-ac04-1e3b23367a61 (old id 465532)
• date added to LUP: 2016-04-04 10:46:26
• date last changed: 2018-11-21 21:00:41