Science: How to measure retrospective stress in hair
Šiame straipsnyje nagrinėjame skirtingus mokslinio pagrindimo lygius, taikomus analizuojant Kortizolį, kortizoną, DHEA, testosteroną, progesteroną, taip pat eksperimentinius endokanabinoidus.
„Sapiens Stress Diagnostics“ atlieka plaukų steroidinių hormonų analizę bendradarbiaudama su profesoriumi Clemensu Kirschbaumu ir laboratorija „Dresden Lab Services“. Kai įmanoma, naudojame 3 cm plaukų mėginius, kurie atspindi 3 mėnesių streso hormonų istoriją.
Mokslinio pagrindimo santrauka
Toliau pateikiama išsamių plaukų streso hormonų mokslinio pagrindimo aprašymų santrauka. Visas nuorodas į santraukoje pateiktus teiginius galima rasti žemiau esančiame detaliame tekste.
Fundamentinis mokslas ir analitinis patikimumas
- Auksinio standarto analizė: „Sapiens“ naudoja LC-MS/MS (kartu su „Dresden Lab Services“ / prof. Clemensu Kirschbaumu), kuri atskiria ir kiekybiškai įvertina kiekvieną steroidą su dideliu specifiškumu – taip išvengiama kryžminio reaktyvumo problemų, būdingų kai kuriems imunofermentiniams tyrimams (pvz., ELISA gali pervertinti rezultatus, nes aptinka panašius steroidus).
- Jautrumas ir atkuriamumas: Šiuolaikiniai LC-MS/MS plaukų tyrimai, tokie kaip naudojami „Sapiens“ diagnostikoje, aptinka labai mažą steroidų koncentraciją (sub-pg/mg diapazone) ir pasižymi dideliu analitiniu tikslumu bei pakartojamumu, todėl užtikrina patikimus matavimus net ir esant mažam hormonų kiekiui.
Koreliacinis ir asociatyvus pagrįstumas
- Užfiksuoja lėtinio streso poveikį (vidutiniškai individualiu lygmeniu): Tyrimai rodo, kad didesnis lėtinio streso poveikis vidutiniškai siejamas su didesniu kortizolio kiekiu plaukuose (metaanalitiniai duomenys), nors individualios koreliacijos su subjektyviai vertinamu stresu gali skirtis (tai reiškinys, būdingas visiems žinomiems streso matavimo metodams).
Interpretacinis ir kontekstinis naudingumas
- 3 mėnesių „integracijos langas“: Naudojant 3 cm plaukų sruogą (kai įmanoma) gaunamas retrospektyvus, vidutinis signalas apie hormonų išsiskyrimą per ~3 mėnesius, iš esmės išlyginantis paros svyravimus ir trumpalaikius ūmaus streso šuolius.
- Kontekstas svarbus: Rezultatams įtakos gali turėti plaukų augimo dinamika (amžius, augimo greitis) , į kurią atsižvelgiama lyginant plaukų streso hormonų rezultatus su pagal amžių ir lytį pakoreguotais etaloniniais intervalais, bei kosmetinės procedūros (ypač balinimas); įprastas plovimas ir natūrali plaukų spalva turi minimalią įtaką, kai taikomos standartinės laboratorinės plovimo procedūros.
Mėginių paėmimo namuose ir siuntimo patikra
- Savarankiškas mėginių paėmimas veikia: Dideli tyrimai rodo jokio reikšmingo skirtumo tarp namuose savarankiškai paimto ir tyrėjų paimto plaukų kortizolio mėginio, jei laikomasi instrukcijų (pvz., imama iš pakaušio viršugalvio, arti galvos odos, pažymint galvos odos pusę).
- Transportavimas yra patikimas: Plaukų steroidai yra stabilūs kambario temperatūroje ilgą laiką, todėl siuntimas paštu yra patikimas be šaldymo ar konservantų.
Klinikinis pagrindimas
- Patikimiausi duomenys apie kortizolį (ir kortizoną): Plaukų kortizolis yra kliniškai labiausiai pagrįstas plaukų žymuo, kurio nauda įrodyta diagnozuojant ir stebint hiperkortizolizmą (taip pat pastebima nauda esant mažam kortizolio kiekiui bei kaip ilgalaikė pagalbinė priemonė atliekant standartinius tyrimus).
- Kiti steroidai ir endokanabinoidai yra ankstyvesnės tyrimų stadijos: Plaukų DHEA, testosterono, progesterono tyrimai turi perspektyvias, tačiau dar ne iki galo susiformavusias klinikines sistemas; plaukų endokanabinoidai (AEA, 2-AG, PEA/OEA) yra mokslinių tyrimų sritis ir vertinami atsargiai, nes nėra nustatytų klinikinių etalonų. Todėl „Sapiens“ aiškiai nurodo, kad endokanabinoidų matavimas yra eksperimentinis ir skirtas moksliniams tyrimams.
Išsamus straipsnis apie mokslinį pagrindimą
Žemiau pateikiamas išsamus mokslinio pagrįstumo aprašymas su mokslinėmis nuorodomis.
Fundamentinis mokslas ir analitinis patikimumas
Apskritai, šiuolaikinė plaukų steroidų analizės technologija, kurią naudoja „Dresden Lab Services“ / „Sapiens“, užtikrina tiek specifiškumą ir jautrumas būtinas patikimam net ir mažos koncentracijos hormonų, tokių kaip progesteronas ar testosteronas, matavimui plaukuose.
Analitinis specifiškumas
Steroidų kiekis plaukuose patikimiausiai nustatomas naudojant skysčių chromatografiją su tandeminė masės spektrometrija (LC-MS/MS), kuri pasižymi dideliu analitiniu specifiškumu. Tai taip pat yra analizės metodas, naudojamas atliekant „Sapiens“ diagnostiką. Skirtingai nei imunologiniais metodais (pvz., ELISA ar RIA) pagrįsti tyrimai, kurie gali reaguoti su struktūriškai panašiais junginiais, LC-MS/MS atskiria ir tiksliai kiekybiškai įvertina kiekvieną tikslinį hormoną pagal jo unikalų masės ir krūvio santykį. Pavyzdžiui, buvo sukurtas LC-MS/MS metodas, skirtas vienu metu išmatuoti kortizolį, kortizoną, testosteroną, progesteroną, kortikosteroną, DHEA ir androstendioną žmogaus plaukuose, be jokio kryžminio reaktyvumo tarp šių analičių (Gao et al., 2013).
Priešingai, imunologiniai tyrimai kortizolio kiekiui plaukuose nustatyti dažnai pervertina rodiklius dėl antikūnų kryžminio reaktyvumo – vieno tyrimo metu nustatyta, kad ELISA metodu gautos vertės buvo maždaug 4 kartus didesnės nei LC-MS/MS metodu tiriant tuos pačius plaukų mėginius, iš dalies todėl, kad ELISA metodas taip pat aptiko kortizoną (Slominski et al., 2015). Todėl LC-MS/MS užtikrina geresnį specifiškumą ir gali atskirti kortizolį nuo kortizono bei kitų steroidų, kuriuos imunologiniai tyrimai gali netyčia aptikti. Šis specifiškumas yra itin svarbus, atsižvelgiant į tai, kad plaukuose yra įvairių gliukokortikoidų; verta paminėti, kad kortizono plaukuose dažnai būna apie 10–20 % kortizolio kiekio, todėl jis kartu matuojamas naudojant LC-MS/MS, siekiant išsamesnio HPA ašies aktyvumo įvertinimo (Slominski et al., 2015).
LC-MS/MS metodas tapo auksiniu standartu tiriant steroidus plaukuose mokslinėse ir klinikinėse laboratorijose (Greff ir kt., 2019).
Analitinis jautrumas
Šiuolaikiniai LC-MS/MS tyrimai, tokie kaip „Sapiens“ susijusios laboratorijos „Dresden Lab Services“ naudojami steroidų plaukuose tyrimai, pasižymi dideliu jautrumu. Gauti duomenys rodo, kad aptikimo ribos siekia subpikogramų miligrame diapazoną. Pavyzdžiui, Gao ir kt. (2013) pasiekė ≤0,1 pg/mg kiekybinio nustatymo ribas kortizoliui, kortizonui ir kitiems steroidams (0,9 pg/mg DHEA), naudodami 10 mg plaukų mėginį (Gao ir kt., 2013). Dėl tokio jautrumo net ir mažos endogeninės steroidų koncentracijos plaukuose (kurios daugeliui hormonų siekia vos kelis pg/mg) gali būti patikimai aptiktos praktiškai visiems asmenims. Imunoanalizės metodai, nors kartais atrodo labai jautrūs, dėl kryžminio reaktyvumo, o ne tikrojo signalo, gali rodyti padidintus rezultatus. Praktiškai tipinė plaukų kortizolio koncentracija sveikų suaugusiųjų organizme gerokai viršija tyrimo aptikimo ribas – dažniausiai ji siekia apie 5–20 pg/mg 3 cm plaukų atkarpoje arčiausiai galvos odos (atspindinčioje 3 mėnesių laikotarpį), priklausomai nuo kohortos ir metodo, o nepatologinėmis sąlygomis stebimi diapazonai svyruoja nuo <1 pg/mg iki keliasdešimt pg/mg. Vaikų atveju neseniai atliktas LC-MS/MS pagrįstas referencinis tyrimas parodė, kad plaukų kortizolio kiekis nuo aukšto naujagimių lygio (160 pg/mg gimus) vaikystėje gerokai sumažėja (mediana ~3 pg/mg vėlyvoje paauglystėje) (de Kruijff ir kt., 2020). Tyrimo jautrumas patikimai apima šį diapazoną. Kalbant apie tikslumą ir patikimumą, validuoti plaukų steroidų LC-MS/MS tyrimai rodo vienženklius intra- ir inter-analitinius variacijos koeficientus (dažniausiai ~5–10 % CV) (Gao ir kt., 2013), o tai rodo puikų analitinį atkuriamumą. Be to, plaukų kortizolio matavimai pasižymi geru pakartotinio testavimo nuoseklumu, kai to paties asmens plaukai tiriami skirtingu laiku: tyrimai rodo apie r = 0,7–0,8 koreliaciją pakartotiniams plaukų kortizolio matavimams, pabrėžiant pagrįstą tyrimo patikimumą ir ilgalaikio kortizolio išsiskyrimo stabilumą (Stalder ir Kirschbaum, 2012); (Kirschbaum ir kt., 2009). Reikėtų pažymėti, kad nedideli metodologiniai skirtumai (pvz., plaukų smulkinimas ar karpymas, tirpiklio ekstrakcijos protokolai) gali turėti įtakos absoliutiems rodikliams, tačiau tinkamai validuoti protokolai dažniausiai duoda palyginamus ir jautrius rezultatus (Slominski ir kt., 2015).
Koreliacinis ir asociatyvusis validumas
Plaukų kortizolis tapo reikšmingu lėtinio streso biomarkeriu, tam tikrais atvejais pasižyminčiu klinikiniu specifiškumu ir jautrumu. Klinikinis specifiškumas nurodo, kaip unikaliai biomarkerio lygis pakyla esant tiriamai būklei, palyginti su kitomis būklėmis, o jautrumas nurodo, kaip tiksliai jis nustato asmenis, turinčius šią būklę. Plaukų kortizolis atspindi ilgalaikį pogumburio–hipofizės–antinksčių (PHA) ašies aktyvumą, ir daugybė tyrimų rodo, kad jis specifiškai padidėja esant nuolatinei kortizolio hiperprodukcijai (arba sumažėja esant hipoprodukcijai). Pavyzdžiui, sergant Kušingo sindromu – lėtinio kortizolio pertekliaus sutrikimu – plaukų kortizolio koncentracija yra žymiai didesnė nei sveikų asmenų ir atitinka ligos aktyvumą. Manenschijn et al. (2012) nustatė, kad plaukų kortizolio ribinė vertė, siekianti ~31 pg/mg , leido atskirti Kušingo sindromu sergančius pacientus nuo kontrolinės grupės su 93 % jautrumu ir ~90 % specifiškumu (Manenschijn et al., 2012). Pažymėtina, kad plaukų kortizolio kiekis šiems pacientams stipriai koreliavo su tradiciniais klinikiniais kortizolio rodikliais: vieno tyrimo metu plaukų kortizolio koncentracija parodė r ≈0,7 koreliaciją su 24 valandų šlapimo laisvojo kortizolio ir vėlyvo vakaro seilių kortizolio rodikliais (tai rodo gerą atitiktį su nustatytais diagnostiniais tyrimais) (Manenschijn et al., 2012). Tai įrodo, kad plaukų kortizolis yra jautrus hiperkortizolemijos būklei ir specifinis kortizolio pertekliaus sutrikimams.
Be akivaizdžių endokrininių ligų, asociatyvusis pagrįstumas plaukų steroidų atžvilgiu buvo tiriamas atsižvelgiant į psichosocialinį stresą ir sveikatos rezultatus. Lėtinio streso tyrimų metaanalizė parodė, kad grupės, patiriančios didelį lėtinį stresą, vidutiniškai turėjo 22 % didesnį plaukų kortizolio kiekį nei nestresuojančios grupės (Stalder et al., 2017). Tai rodo, kad plaukų kortizolis yra pakankamai jautrus, kad būtų galima nustatyti fiziologiškai reikšmingus streso hormono išsiskyrimo skirtumus, susijusius su lėtiniu stresu. Iš tiesų, plaukų kortizolis buvo teigiamai susietas su įvairiomis su stresu susijusiomis būklėmis: pavyzdžiui, pacientai, kuriems pasireiškia nuolatiniai depresijos simptomai , dažnai pasižymi padidėjusiu plaukų kortizolio kiekiu, palyginti su remisijos būsenoje esančiais asmenimis ar sveikais kontrolinės grupės atstovais, o tai atitinka HPA ašies hiperaktyvaciją sergant lėtine depresija (Steudte-Schmiedgen et al., 2017 m.). Šios sąsajos pabrėžia, kad kortizolio kiekis plaukuose yra ne tik analitiškai pagrįstas, bet ir numatomais būdais koreliuoja su klinikinėmis bei subklinikinėmis streso ir ligų būsenomis.
Svarbu pažymėti, kad klinikinis jautrumas kortizolio plaukuose psichologiniam stresui, nors ir egzistuoja, yra vidutinis – ne kiekvienam stresą patiriančiam asmeniui kortizolio kiekis plaukuose smarkiai padidėja, nes stebimas didelis individualus kintamumas. Kai kuriuose tyrimuose nustatomos tik silpnos koreliacijos tarp kortizolio plaukuose ir paties asmens nurodyto streso lygio (tikėtina, kad subjektyvus stresas ir fiziologinis atsakas į stresą gali skirtis). Vis dėlto, apibendrinus, įrodymai patvirtina, kad kortizolis plaukuose konkrečiai atspindi ilgalaikį kortizolio poveikį ir yra pakankamai jautrus, kad būtų galima užfiksuoti lėtinio streso naštos skirtumus grupės lygmeniu (Stalder et al., 2017 m.). Be to, kortizolio kiekis plaukuose tinkamai kinta taikant intervencijas: pavyzdžiui, asmenims, kurie dalyvavo streso mažinimo programose arba pasveiko nuo depresijos epizodų, buvo stebimas kortizolio kiekio plaukuose mažėjimas laikui bėgant, o tiems, kurių patiriamas stresas didėjo arba liga išliko, rodikliai išliko aukšti (Steudte-Schmiedgen et al., 2015 m.). Tokios išvados suteikia pasitikėjimo šio biomarkerio pagrįstumu: jis elgiasi taip, kaip tikėtasi, esant didėjančiam ar mažėjančiam lėtiniam kortizolio poveikiui.
Be kortizolio, buvo tiriamas ir kitų plaukuose esančių steroidų, tokių kaip testosteronas plaukuose ir DHEA plaukuose , asociatyvinis pagrįstumas. Šie rodikliai yra mažiau ištirti, tačiau pirminės išvados yra intriguojančios. Pavyzdžiui, nustatyta, kad vyrų testosterono kiekis plaukuose koreliuoja su ilgalaikiu vidutiniu testosterono kiekiu serume; tai buvo tirta tėvystės elgsenos ir policistinių kiaušidžių sindromo kontekste. DHEA(S) plaukuose tam tikru mastu linkęs kisti lygiagrečiai su kortizoliu plaukuose – pavyzdžiui, lėtinis stresas, didinantis kortizolio kiekį, gali taip pat didinti antinksčių DHEA išsiskyrimą, kas gali atsispindėti plaukuose (nors duomenų apie DHEA yra mažiau). Apskritai, nors kortizolis yra pagrindinis plaukuose tiriamas hormonas, pasižymintis dideliu pagrįstumu, kitų steroidų buvimas plaukuose suteikia galimybę susidaryti išsamesnį endokrinologinių pokyčių vaizdą; vykdomais tyrimais vertinama, kaip tiksliai androgenų ar kitų antinksčių steroidų pokyčiai plaukuose atitinka klinikines būsenas.
Interpretacinė ir kontekstinė nauda
Norint interpretuoti plaukų steroidų tyrimų rezultatus, reikia suprasti, ką šie rodikliai reiškia. Plaukai auga maždaug 1 cm per mėnesį, todėl steroidų kiekis tam tikroje 1 cm atkarpoje atspindi bendrą hormonų sekreciją per tą mėnesį. Šis retrospektyvus vidurkinimas yra pagrindinis privalumas: plaukų kortizolis (ir kiti hormonai) fiksuoja ilgalaikį endokrininės sistemos aktyvumą , kurio neįmanoma nustatyti atliekant vienkartinius kraujo ar seilių tyrimus. Dėl to plaukų steroidų lygis yra atsparus trumpalaikiams svyravimams , atsirandantiems dėl cirkadinio ritmo ar ūmių streso veiksnių. Pavyzdžiui, nors kortizolio kiekis kraujyje ar seilėse per dieną smarkiai svyruoja, į plaukus patenkantis kortizolis suteikia sušvelnintą, kaupiamąją vertę. Tai daro šį metodą itin naudingą vertinant lėtinį stresą ar ilgalaikius hormoninius pokyčius (Russell et al., 2012). Iš tiesų, plaukų kortizolis buvo pavadintas „integruotu HPA ašies aktyvumo rodikliu“, apimančiu savaites ar mėnesius (Russell et al., 2012), suteikiančiu galimybę pažvelgti į praeitį ir papildančiu ūmių būklių matavimus (Meyer & Novak, 2021).
Vis dėlto, norint tinkamai interpretuoti rezultatus, būtina atsižvelgti į keletą kontekstinių veiksnių. Plaukų augimo greitis gali turėti įtakos hormonų koncentracijai: lėčiau augančiuose plaukuose viename ilgio vienete susikaupia daugiau hormonų (kadangi plaukas ilgiau yra veikiamas kraujotakos). Ryškus pavyzdys yra kūdikiai – naujagimių plaukai pirmaisiais mėnesiais auga daug lėčiau, o tai tikriausiai lemia labai aukštą kortizolio kiekį jų plaukuose gimimo metu, kuris vėliau mažėja plaukams augant sparčiau (de Kruijff et al., 2020). Viename tyrime nustatyta, kad 0–6 mėnesių kūdikių plaukų augimo greitis buvo maždaug trečdaliu mažesnis nei mažylių, o tai sutapo su žymiai didesniu kortizolio kiekiu (mg) kūdikių plaukuose; autoriai daro prielaidą, kad lėtas augimo greitis koncentruoja kortizolį plauko stiebe (de Kruijff et al., 2020). Todėl amžius ir plaukų augimo dinamika yra svarbūs veiksniai: vaikų ir vyresnio amžiaus žmonių (kurių plaukų augimas gali būti lėtesnis arba pakitusi plaukų fiziologija) baziniai rodikliai gali skirtis nuo sveikų suaugusiųjų.
Plaukų priežiūra ir kosmetiniai veiksniai yra dar vienas kontekstinis aspektas. Laimei, natūralūs plaukų spalvos, storio ar plovimo dažnumo pokyčiai neturi sisteminės reikšmingos įtakos plaukų kortizolio lygiui (Kirschbaum et al., 2009). Kirschbaum su kolegomis nenustatė reikšmingų plaukų kortizolio skirtumų tarp skirtingų plaukų spalvų (pvz., tamsių ir šviesių) asmenų, taip pat nenustatė koreliacijos su plaukų plovimo dažnumu per savaitę. Tai rodo, kad hormonas yra gana tvirtai įsitvirtinęs plauko matricoje ir įprastas plovimas (šampūnu) neišplauna kortizolio po to, kai jis jau yra įsiskverbęs. Cheminės procedūros, kita vertus, gali turėti įtakos. Plaukų balinimas ar dažymas, ypač naudojant stiprias chemines medžiagas, gali sumažinti išmatuojamą steroidų kiekį – arba iš dalies sunaikinant hormonų molekules, arba jas išplaunant. Kai kurie tyrimai parodė, kad plaukų dažymas in vitro gali sumažinti kortizolio rodiklius (nors kiti tyrimai nustatė minimalų komercinių plaukų dažų poveikį) – dėl prieštaringų duomenų rekomenduojama fiksuoti visas atliktas chemines procedūras. Paprastai, jei pacientas dažnai balina plaukus, kortizolio kiekis plaukuose gali būti dirbtinai sumažėjęs. Praktikoje daugelis klinikinių protokolų rekomenduoja tirti neapdorotą plaukų segmentą (arba pažymėti apdorojimo būseną), kad rezultatai būtų tinkamai interpretuojami (Stalder & Kirschbaum, 2012).
Aplinkos tarša kelia mažesnį susirūpinimą tiriant endogeninius steroidus plaukuose, palyginti su išorinėmis medžiagomis (pavyzdžiui, narkotikais). Kortizolis ir kiti steroidai gaminami organizmo viduje ir į plauką patenka per folikulo kraujotaką; nors prakaitas ir riebalai turi steroidų, plovimo procedūros prieš analizę (kelių tirpiklių naudojimas) pašalina paviršinius teršalus. Tyrimai parodė, kad išorinis prakaito kortizolis įprastomis sąlygomis iš esmės neiškreipia plaukų kortizolio matavimo rezultatų (Stalder et al., 2015). Todėl padidėjęs kortizolio kiekis plaukuose interpretuojamas kaip tikrosios vidinės gamybos atspindys (išskyrus atvejus, kai plaukai buvo mirkyti kortizolio turinčiuose skysčiuose, kas realybėje mažai tikėtina).
Kitas interpretacinio naudingumo aspektas yra segmentinės analizėsgalimybė. Supjausčius plaukus į nuoseklius segmentus (pvz., 3 cm ilgio), galima stebėti hormonų lygio pokyčius bėgant laikui. Tai buvo naudojama tiriant tokius įvykius kaip nėštumas ar atsakas į gydymą. Pavyzdžiui, viename iš pirmųjų tyrimų pogimdyviniu laikotarpiu moterų plaukuose buvo nustatytas pikas segmente, atitinkančiame trečiąjį nėštumo trimestrą, o vėlesniuose segmentuose – sumažėjimas, kas atitinka žinomą aukštą kortizolio lygį vėlyvuoju nėštumo laikotarpiu ir jo normalizavimąsi vėliau (Kirschbaum et al., 2009). Panašiai, segmentinė plaukų analizė sergant Kušingo sindromu atskleidė ciklinį ligos aktyvumą: pacientų, sergančių cikliniu Kušingo sindromu, plaukuose kintantys aukšto ir normalaus kortizolio lygio segmentai sutampa su simptominėmis ir besimptomėmis fazėmis (Manenschijn et al., 2012). Ši retrospektyvaus kalendoriaus funkcija yra unikali plaukų analizės interpretacinė stiprybė, leidžianti gydytojams pažvelgti į endokrininę laiko juostą (pvz., nustatyti, kada maždaug prasidėjo hiperkortizolizmas). Kontekstinis naudingumas plaukų steroidų vertė yra didelė tais atvejais, kai būklės vystosi arba kinta per kelis mėnesius.
Galiausiai verta paminėti, kad kiekvieną plaukuose esantį hormoną reikia vertinti atsižvelgiant į jo fiziologinį kontekstą. Pavyzdžiui, plaukų testosteronas moterims gali būti vertinamas atsižvelgiant į klinikinius hiperandrogenizmo požymius ar androgenų terapiją, o plaukų progesteronas pomenopauzės laikotarpiu gali būti labai žemas (kaip ir tikėtasi) arba atspindėti liuteininės fazės aktyvumą vaisingo amžiaus moterims. Šie rodikliai vis dar yra tiriamojo pobūdžio, tačiau daugėjant tyrimų, kiekvieno plaukų hormono normos ir kontekstinės reikšmės taps aiškesnės. Šiuo metu kortizolis ir kortizonas plaukuose turi geriausiai išvystytus interpretavimo modelius, o DHEA, testosteronas ir progesteronas vertinami atsargiau (dažnai lyginant su kortizoliu arba kaip tyrimų indeksų dalis). Endokanabinoidai plaukuose yra visiškai nauja sritis – pradiniai duomenys rodo, kad jie gali būti susiję su lėtiniu stresu ar neuropsichiatrinėmis būklėmis, tačiau klinikinio standarto dar nėra. Todėl interpretuojant šiuos eksperimentinius žymenis itin svarbus kontekstas (pavyzdžiui, ar asmuo patiria didelį stresą, ar turi tam tikrų medžiagų apykaitos sutrikimų).
Mėginių paėmimo namuose metodo patvirtinimas
Mėginių paėmimo namuose pagrįstumas
Vienas praktinis plaukų hormonų analizės privalumas yra tas, kad mėginių paėmimas yra neinvazinis ir gali būti atliekamas namuose. Tyrimai patikrino, ar savarankiškai paimti plaukų mėginiai yra tokie pat patikimi, kaip ir paimti kvalifikuotų specialistų. Iki šiol gauti duomenys nuteikia optimistiškai: Enge ir kt. (2020) atliko tyrimą, kuriame dalyvavo daugiau nei 400 dalyvių, ir nustatė, kad nėra reikšmingo skirtumo tarp kortizolio koncentracijos plaukuose, surinktuose savarankiškai (namuose, padedant partneriui), ir mėginių, surinktų tyrėjų laboratorinėmis sąlygomis (Enge ir kt., 2020). Dalyvių pogrupyje, pateikusiame abiejų tipų mėginius, kortizolio kiekis plaukuose buvo statistiškai lygiavertis. Tai rodo, kad pateikus aiškias instrukcijas, asmenys gali tiksliai nukirpti plaukų mėginį, kuris suteikia patikimus hormonų duomenis. Paprastai nurodymai mėginių rinkimui namuose apima: švariomis žirklėmis nukirpti nedidelę plaukų sruogą nuo užpakalinės viršugalvio dalies (galvos viršaus) kuo arčiau galvos odos, sulygiuoti nukirptas sruogas ir pritvirtinti mėginį (dažniausiai aliuminio folijoje arba nedideliame maišelyje), pažymint galvos odos pusę. Užpakalinė viršugalvio sritis rekomenduojama todėl, kad plaukų augimo greitis ten yra pastoviausias ir jam neturi didelės įtakos ūmus plaukų slinkimas ploteliais. Dalyviams taip pat nurodoma nenaudoti iškritusių plaukų ar plaukų nuo šepečio (kadangi šie plaukai gali neturėti apibrėžto neseniai užaugusio segmento). Laikantis tokių protokolų, mėginių rinkimas namuose yra gana įgyvendinamas ir pagrįstas (Enge ir kt., 2020). Paprastai šiek tiek padaugėja mėginių praradimo ar netinkamų naudoti mėginių atvejų siunčiant paštu (pvz., nedidelė dalis rinkinių gali grįžti su per mažu plaukų kiekiu arba plaukais, kurie iškrito ir netinka analizei), tačiau bendras sėkmės rodiklis yra aukštas. Tai reiškia, kad didelio masto tyrimai ir net klinikinės paslaugos gali naudoti plaukų mėginių siuntimą paštu be didelio duomenų kokybės praradimo.
Transportavimas į laboratoriją
Plaukų mėginiai yra labai stabilūs įprastomis transportavimo ir laikymo sąlygomis. Skirtingai nei kraujui ar seilėms, plaukams nereikia specialaus tvarkymo, pavyzdžiui, šaldymo ar skubaus apdorojimo. Kai plaukai nukirpti ir sausi, steroidų kiekis iš esmės yra užfiksuotas plauko stiebo keratino matricoje. Tyrimai parodė, kad kortizolis plaukuose išlieka stabilus kambario temperatūroje ilgą laiką. Berger ir kt. (2024) įrodė, kad plaukų kortizolio koncentracija iš esmės nepakito net ir po 5 metų laikymo kambario temperatūroje voke; nustatyta stipri koreliacija (r > 0,8) tarp verčių, išmatuotų po 5 metų, ir pradinių verčių (Berger ir kt., 2024). Per trumpesnį laiką, pavyzdžiui, per kelias dienas ar 1–2 savaites, kol siunčiamas mėginys pasiekia laboratoriją, nėra jokių duomenų apie jo irimą. Kortizolis ir kiti steroidiniai hormonai yra nelakios, chemiškai stabilios molekulės; įprasti temperatūros ar šviesos svyravimai gabenimo metu (normaliomis aplinkos sąlygomis) jiems didelės įtakos neturi. Net ir ekstremaliais atvejais, pavyzdžiui, gabenant mėginį labai karštu ar šaltu oru, dėl fizinės plauko apsaugos ir steroidų molekulių atsparumo hormonų skilimo rizika yra minimali.
Be to, plaukų mėginiai dažnai siunčiami paprastose pakuotėse (popieriniame voke ar nedidelėje talpykloje). Kol pakuotė išlieka sausa (nėra sąlyčio su vandeniu) – o tai dažniausiai ir būna – mėginys atkeliaus geros būklės. Taip pat nereikia jokių konservantų ar specialių skysčių, todėl logistika yra paprastesnė. Dėl šių priežasčių plaukų mėginių siuntimas į laboratoriją laikomas patikimu. Daugelis didelių kohortinių tyrimų sėkmingai taikė plaukų mėginių siuntimą paštu, o analičių rodikliai išliko stabilūs. Vienas nedidelis niuansas – vengti užteršimo ar supainiojimo: kiekvienas mėginys paprastai kruopščiai paženklinamas, o dalyviams nurodoma prieš siunčiant per daug neliesti plaukų ir neužteršti jų losjonais ar kitomis priemonėmis (nors net jei taip nutiktų, laboratorijoje atliekamas plovimas greičiausiai pašalintų paviršinius teršalus). Atvykus į laboratoriją, plaukų mėginiai paprastai laikomi sausoje vietoje kambario temperatūroje arba vėsiau (kai kurios laboratorijos ilgalaikiam saugojimui juos laiko tamsoje arba -20°C temperatūroje, tačiau tai nėra griežtai būtina).
Apibendrinant galima teigti, kad transportavimo ir saugojimo plaukų steroidų atžvilgiu patvirtinimas yra puikus. Plaukai yra labai patogi priemonė mėginiams rinkti nuotoliniu būdu – jie negenda, yra lengvi, juos lengva siųsti, o hormonų lygis laikui bėgant išlieka stabilus. Tai buvo didelis privalumas atliekant tyrimus laikotarpiais, kai apsilankymai klinikoje buvo sudėtingi (pvz., COVID-19 pandemijos metu daugelis tyrimų perėjo prie plaukų mėginių siuntimo streso hormonams įvertinti). Plaukų mėginių stabilumas transportavimo metu reiškia, kad namuose surinktų plaukų rezultatais galima pasitikėti taip pat, kaip ir tais atvejais, kai mėginys surenkamas ir apdorojamas vietoje iškart.
Klinikinis patvirtinimas
Plaukų steroidų tyrimai, ypač kortizolio kiekio plaukuose nustatymas, pastaraisiais metais buvo plačiai kliniškai patvirtinti. Iš eksperimentinio metodo jie tapo priemone, naudojama endokrinologijos ir psichiatrijos tyrimuose, bei vis dažniau pritaikomi klinikinėje praktikoje. Plaukų kortizolis yra labiausiai patvirtintas žymuo: diagnozuojant hiperkortizolizmą (Kušingo sindromą), plaukų kortizolio tyrimas parodė didelį diagnostinį tikslumą. Kaip minėta, Manenschijn et al. (2012) patvirtino, kad pacientų, sergančių Kušingo sindromu, plaukuose kortizolio kiekis yra žymiai didesnis ir kad po sėkmingo gydymo jis sumažėja – tai rodo, kad tyrimas yra ne tik diagnostinis, bet ir atspindi klinikinį pagerėjimą (Manenschijn et al., 2012). Ciklinio Kušingo sindromo (protarpinio kortizolio pertekliaus) atvejais segmentinė plaukų analizė leido atskleisti šį cikliškumą, užfiksuojant istorinius kortizolio pikus, kurie sutampa su simptomų pasireiškimo laikotarpiais. Tai yra esminis lūžis diagnozuojant ligą, kurią kitu atveju sunku patvirtinti vienkartiniais tyrimais. Pagrindinės endokrinologų draugijos dabar svarsto, kaip plaukų kortizolio tyrimą būtų galima integruoti į diagnostinį procesą įtariant Kušingo sindromą arba stebint remisiją. Panašiai ir Adisono ligos (pirminio antinksčių nepakankamumo) atveju, plaukų kortizolio tyrimas suteikia naują būdą patikrinti lėtinį sumažėjusį kortizolio gamybos lygį. Preliminariai duomenys rodo, kad Adisono liga sergančių pacientų plaukuose kortizolio kiekis yra žymiai mažesnis nei sveikų kontrolinės grupės asmenų, ir, kas svarbu, pacientams, kuriems taikoma pakaitinė kortizolio terapija (hidrokortizonas), plaukų kortizolio lygis atitinkamai pakyla – tai rodo, kad hormonas pasiekia plaukus (Manenschijn et al., 2012). Tai rodo, kad plaukų kortizolio tyrimas gali būti naudingas stebint ilgalaikį pakaitinės terapijos adekvatumą esant antinksčių nepakankamumui (nors praktikoje kraujo tyrimai ir klinikinis vertinimas išlieka pirminiais metodais, plaukų rodiklis galėtų suteikti objektyvų kaupiamąjį poveikio matą).
Be antinksčių sutrikimų, klinikinis patvirtinimas plečiasi ir kitoms būklėms. Pavyzdžiui, su lėtiniu stresu susijusioms patologijoms: tyrimai patvirtino, kad plaukų kortizolio kiekis yra padidėjęs esant tokioms būklėms kaip lėtinis skausmas, perdegimo sindromas ir PTSD daugelyje (nors ir ne visų) tyrimų. Tai paskatino susidomėjimą plaukų kortizolio naudojimu kaip objektyviu papildomu žymeniu psichiatrinio vertinimo metu. Reikšmingas pastebėjimas sergant PTSD yra tas, kad kai kuriems pacientams (ypač tiems, kurie serga lėtiniu PTSD) iš tikrųjų nustatomas mažesnis plaukų kortizolio kiekis, galbūt dėl HPA ašies išsekimo ar kitokios patofiziologijos – tokie stebėjimai pabrėžia, kad „validavimas“ apima supratimą, kokiomis klinikinėmis būklėmis plaukų kortizolio kiekis padidėja arba sumažėja, palyginti su norma. Pavyzdžiui, vieno tyrimo metu nustatyta, kad PTSD sergančių pacientų plaukų kortizolio kiekis vidutiniškai buvo mažesnis nei netraumuotų kontrolinės grupės asmenų, o kito tyrimo metu skirtumų nerasta – todėl darbas siekiant patvirtinti plaukų kortizolio vaidmenį psichiatrinėje diagnostikoje tęsiamas. Nepaisant to, plaukų kortizolis sėkmingai naudojamas kaip rezultato rodiklis klinikiniuose tyrimuose (pvz., siekiant patikrinti, ar psichoterapija arba vaistai normalizuoja ilgalaikę kortizolio sekreciją). 2021 m. sisteminėje apžvalgoje pažymėta, kad kai kurių psichoterapijos tyrimų metu pacientams, kuriems gydymas buvo veiksmingas, plaukų kortizolio kiekis sumažėjo, o tai pabrėžia jo, kaip gydymo atsako biomarkerio, potencialą (Botschek et al., 2023).
Kalbant apie androgenų ir kitų steroidų matavimą plaukuose, klinikinis validavimas yra ankstyvosiose stadijose. Plaukų testosteronas buvo vertinamas esant androgenų pertekliaus sutrikimams: kai kurie nedideli tyrimai rodo, kad moterų, sergančių policistinių kiaušidžių sindromu (PCOS), plaukų testosterono lygis vidutiniškai yra aukštesnis, o tai koreliuoja su jų hirsutizmo balais ir serumo androgenais, todėl plaukų testosteronas galėtų būti ilgalaikis androgenų poveikio rodiklis $$(Allen et al., 2019 – Clin. Endocrinol., 90(3): p.383–390). Plaukų DHEA(S) preliminariai naudotas raidos tyrimuose (kadangi DHEA lygis kyla adrenarchės metu paauglystėje, plaukų DHEA gali tai atspindėti). Taip pat domimasi plaukų steroidų naudojimu dopingo kontrolei ar egzogeninių steroidų vartojimo stebėsenai: pavyzdžiui, plaukų testosteronas ar progesteronas galėtų atskleisti ilgalaikį šių hormonų vartojimą (kadangi kraujo/šlapimo tyrimai parodo tik neseniai vartotus preparatus). Šios srities validavimo tyrimai patvirtino, kad egzogeninių steroidų vartojimą galima aptikti plaukuose (pvz., ilgalaikė gliukokortikoidų terapija lemia aukštą kortizolio kiekį plaukuose, kuris koreliuoja su doze).
Apibendrinant, plaukų steroidų analizė tampa praktiškai taikoma tam tikrose srityse. Kortizolis plaukuose yra labiausiai validuotas, turintis tvirtų įrodymų, pagrindžiančių jo naudojimą diagnozuojant ir stebint Kušingo sindromą (patyrusiose laboratorijose jautrumas ir specifiškumas siekia apie 90 % ar daugiau), bei perspektyvų pritaikymą vertinant lėtinį stresą. Mėginių paėmimo namuose patikimumas ir analitinis tvirtumas buvo įrodyti, o tai atveria kelią platesniam klinikiniam pritaikymui (Stalder et al., 2016). Kaip visada, etaloninių intervalų nustatymas yra klinikinio validavimo dalis: tokios iniciatyvos kaip Erasmus Roterdamo kohorta ir kitos parengė pagal amžių suskirstytus etaloninius kortizolio plaukuose intervalus (de Kruijff et al., 2020) ir dirba prie panašių duomenų rinkimo kitiems plaukų steroidams. Su kiekvienu nauju tyrimu pasitikėjimas plaukų steroidų matavimais auga.
Svarbu informuoti klinicistus, kad plaukų tyrimai daugeliu atvejų papildo, o ne pakeičia tradicinius tyrimus. Pavyzdžiui, įtariant Kušingo sindromą, vis tiek būtų atliekami kraujo, šlapimo ar seilių tyrimai; kortizolis plaukuose suteikia ilgalaikę perspektyvą ir gali būti ypač naudingas, jei tie tyrimai yra neaiškūs arba įtariama ciklinė liga. Kalbant apie psichinę sveikatą, kortizolis plaukuose suteikia biologinį paciento lėtinio streso krūvio patvirtinimą, o tai gali sustiprinti holistinį vertinimą. Kalbant apie endokanabinoidus ir kitus tiriamuosius plaukų biomarkerius, šiuo metu atliekamas jų mokslinis validavimas. Neseniai atliktame 2025 m. tyrime buvo matuojami anandamidas (AEA), 2-AG, PEA, OEA PTSD sergančių pacientų plaukuose, tiriant koreliacijas su simptomų sunkumu (Bergunde et al., 2025). Tokie tyrimai padeda nustatyti, kaip šie nauji žymenys veikia; pavyzdžiui, ankstyvieji rezultatai rodo, kad mažas AEA kiekis plaukuose gali būti susijęs su stipriais nerimo simptomais, tačiau jie dar nėra patvirtinti klinikiniam naudojimui.
Apibendrinant galima teigti, kad klinikinis plaukų steroidų validavimas yra tvirčiausias kalbant apie kortizolį (ir tam tikru mastu kortizoną), o jo naudojimas endokrinologijoje ir psichosomatinėje medicinoje sulaukia vis daugiau palaikymo. Kiti plaukų steroidai ir moduliatoriai (DHEA, testosteronas, progesteronas, endokanabinoidai) yra mokslinių tyrimų srities žymenys – mūsų dabartiniame skydelyje jie įtraukti tiriamuoju pagrindu, todėl juos vertiname atsargiai. Tęsiantis validavimo tyrimams, tikimės, kad jie taip pat atras savo vietą specializuotoje klinikinėje praktikoje. Kol kas jie padeda praturtinti mokslinių tyrimų duomenis ir kelti hipotezes, o kortizolis išlieka pagrindiniu plaukų hormonu, teikiančiu kliniškai pritaikomas įžvalgas.
(Pranešimas apie eksperimentinius / mokslinius žymenis): Įtraukimas plaukų endokanabinoidų (AEA, 2-AG, PEA) ir tam tikrų steroidinių hormonų, tokių kaip DHEA ir progesteronas, į mūsų skydelį šiuo etapu yra skirtas pirmiausia moksliniams tikslams. Šiuos analitus galima išmatuoti naudojant pažangius LC-MS/MS metodus (Behringer et al., 2021), tačiau jų klinikinė interpretacija dar nėra nusistovėjusi. Šiuos rezultatus laikome tiriamaisiais duomenų taškais. Bet kokios išvados, susijusios su šiais eksperimentiniais žymenimis, bus interpretuojamos atsargiai ir atsižvelgiant į mokslinę literatūrą, o ne kaip galutinė klinikinė diagnostika.
