Analys av kortisol i hår - en ny metod för att mäta stress före och efter svåra hjärnskador.
Analys av kortisol i hår - en ny metod för att mäta stress före och efter svåra hjärnskador.
Project number : 147441
Created by: Ann Sörbo, 2014-04-27
Last revised by: Ann Sörbo, 2018-09-20
Project created in: FoU i Västra Götalandsregionen

PublishedPublished

1. Översiktlig projektbeskrivning

Engelsk titel

Analysis of cortisol in hair - a new method to measure stress before and after severe brain injuries.

Populärvetenskaplig sammanfattning av projektet

Att mäta stress och studera dess konsekvenser är av intresse inom många olika områden och vid olika tillstånd. Fram till för några år sedan har utsöndringen av kortisol i urin, blod eller saliv mätts inom stressforskningen. Dessa metoder ger en ögonblicksbild. Genom att analysera kortisol i hår ges en möjlighet att undersöka utsöndringen retrospektivt före sjukdom/skada samt att få information om hur kortisolnivåerna legat och förändrats under en längre period. Detta då man funnit att skalphåret på människa växer 1 cm per månad. Provtagningen är non-invasiv och enkel vilket ger fördelar jämfört med tidigare använda metoder såsom saliv-kortisol.
Vid studier angående kronisk stress har man visat förhöjda kortisolnivåer vid bl a skiftesarbete, arbetslöshet, kronisk smärta, neonatalvård och sk ”major life events” dvs "betydande livshändelser". I detta projekt avses att studera kortisolnivåer i hår hos personer i åldrarna 16-67 år som drabbats av svår hjärnskada pga trauma, intracerebral blödning eller subaracknoidalblödning. Prover tas vid ankomst till neurointensivvårdsavdelningen, därefter en månad efter skadan, dvs då patienten vanligtvis vårdas på annan avdelning eller är utskriven från sjukhuset, samt var 4:e vecka vid ytterligare 2 tillfällen under återhämtnings- /rehabiliteringsfasen.
Projektet syftar till att kartlägga kortisolnivåerna före och efter svår hjärnskada, utröna om det finns skillnader i utsöndringsmönstret och därmed stressreaktioner mellan olika diagnoser (traumatisk hjärnskada eller subaracknoidalblödning) samt undersöka om metoden kan bidra till att tidigt identifiera personer med hög risk för att utveckla posttraumatisk stress.

Vetenskaplig sammanfattning av projektet

Att mäta stress och studera dess konsekvenser är av intresse inom många olika områden och vid olika tillstånd. Fram till för några år sedan har utsöndringen av kortisol i urin, blod eller saliv mätts inom stressforskningen. Dessa metoder ger en ögonblicksbild. Genom att analysera kortisol i hår ges en möjlighet att undersöka utsöndringen retrospektivt före sjukdom/skada samt att få information om hur kortisolnivåerna legat och förändrats under en längre period. Detta då man funnit att skalphåret på människa växer 1 cm per månad. Provtagningen är non-invasiv och enkel vilket ger fördelar jämfört med tidigare använda metoder såsom saliv-kortisol.
Vid studier angående kronisk stress har man visat förhöjda kortisolnivåer vid bl a skiftesarbete, arbetslöshet, kronisk smärta, neonatalvård och sk ”major life events”.
I detta projekt avses att studera kortisolnivåer i hår hos personer i åldrarna 16-67 år som drabbats av svår hjärnskada pga trauma, intracerebral blödning eller subaracknoidalblödning. Prover tas vid ankomst till neurointensivvårdsavdelningen, därefter en månad efter skadan, dvs då patienten vanligtvis vårdas på annan avdelning eller är utskriven från sjukhuset, samt var 4:e vecka vid ytterligare 2 tillfällen under återhämtnings- /rehabiliteringsfasen.
Projektet syftar till att kartlägga kortisolnivåerna före och efter svår hjärnskada, utröna om det finns skillnader i utsöndringsmönstret och därmed stressreaktioner mellan olika diagnoser (traumatisk hjärnskada eller subaracknoidalblödning) samt undersöka om metoden kan bidra till att tidigt identifiera personer med hög risk för att utveckla posttraumatisk stress.

Typ av projekt

Forskningsprojekt

MeSH-termer för att beskriva typ av studier

checked Prospektiva studier (Prospective Studies)
checked Multicenterstudie


(Only selected options are displayed. Click here to display all options)

MeSH-termer för att beskriva ämnesområdet

information Added MeSH terms
Subarachnoid Hemorrhage
Bleeding into the intracranial or spinal SUBARACHNOID SPACE, most resulting from INTRACRANIAL ANEURYSM rupture. It can occur after traumatic injuries (SUBARACHNOID HEMORRHAGE, TRAUMATIC). Clinical features include HEADACHE; NAUSEA; VOMITING, nuchal rigidity, variable neurological deficits and reduced mental status.
Craniocerebral Trauma
Traumatic injuries involving the cranium and intracranial structures (i.e., BRAIN; CRANIAL NERVES; MENINGES; and other structures). Injuries may be classified by whether or not the skull is penetrated (i.e., penetrating vs. nonpenetrating) or whether there is an associated hemorrhage.
Stress
A pathological process resulting from the reaction of the body to external forces and abnormal conditions that tend to disturb the organism's homeostasis.
Hormones
Chemical substances having a specific regulatory effect on the activity of a certain organ or organs. The term was originally applied to substances secreted by various ENDOCRINE GLANDS and transported in the bloodstream to the target organs. It is sometimes extended to include those substances that are not produced by the endocrine glands but that have similar effects.
Intensive Care
Advanced and highly specialized care provided to medical or surgical patients whose conditions are life-threatening and require comprehensive care and constant monitoring. It is usually administered in specially equipped units of a health care facility.
Rehabilitation
Restoration of human functions to the maximum degree possible in a person or persons suffering from disease or injury.

Projektets delaktighet i utbildning

checked Ej del i utbildning


(Only selected options are displayed. Click here to display all options)

Registrering i andra projektdatabaser

FoU Sverige

2. Projektorganisation och finansiering

Arbetsplatser involverade i projektet

information Added workplaces
Landsting - Västra Götalandsregionen - Specialiserad vård - Sahlgrenska Universitetssjukhuset - Område 6 - Neurosjukvård workplace verified by Västra Götalandsregionen on 2018-02-27
Landsting - Västra Götalandsregionen - Specialiserad vård - Södra Älvsborgs sjukhus (SÄS) workplace verified by Västra Götalandsregionen on 2018-02-27

Medarbetare

Ingibjörg H. Jonsdottir
Institutet för stressmedicin
Elvar Theodorsson
Klinisk kemi
Bertil Rydenhag
Neurokirurgen SU/Sahlgrenska

Finansiering

Grant provider: FoU-rådet Fyrbodal (Reference number: VGFOUBFD-262221)
Decided and approved
Grant reciever: Ann Sörbo
Applied 2012-03-12 for a contribution of 97,000 SEK intended for Insamling av data, bearbetning av data och skrivande av vetenskaplig artikel
Decision 2012-03-12 with a contribution of 60,000 SEK and is available 2012-2014
Grant provider: FoU-rådet Södra Södra Älvsborg (Reference number: VGFOUSA-396471)
Decided and approved
Grant reciever: Ann Sörbo
Applied 2013-10-27 for a contribution of 102,800 SEK intended for Insamling av data, bearbetning och skrivande av vetenskapligt arbete
Decision 2013-11-18 with a contribution of 58,000 SEK and is available 2014-juni 2016
Total applied sum: 199,800 SEK | Total granted sum: 118,000 SEK

3. Processen och projektets redovisning

Hur långt har projektet framskridit?

Projektet pågår, rekrytering/datainsamling stängd

Projektstart (när planeringen påbörjas och börjar dokumenteras skriftligt)

2012-03-01

Publikationer från detta projekt

  1. Sörbo AS, Eiving IE, Theodorsson ET, Rydenhag BR.
    Remedy Open Access - Clinical Neurology 2017:2(maj):1062.

Detaljerad projektbeskrivning

Bakgrundsbeskrivning

Att mäta stress och dess konsekvenser är av intresse vi många olika tillstånd. Kortisol är ett hormon som utsöndras från binjurarna och regleras via den sk HPA-axeln (hypthalamic-pituitary-adrenal axis). Fram till för några år sedan har utsöndringen av kortisol mätts i urin, blod eller saliv inom stressforskningen. Dessa metoder ger en ögonblicksbild. Forskningen har givit information om sambanden mellan aktiviteten i HPA-axeln, störd reglering, mental ohälsa och stress (1,2,3). I vår första studie rörande stress vid svår hjärnskada (VGFOUREG-229391) ingick en delstudie där vi använde salivkortisol som metod. Vi fann då, inte helt förvånande, att dygnsutsöndringen för svårt hjärnskadade som vårdades på neurointensivvårdsavdelningen (NIVA) mätt vid 4 tillfällen per dygn inte följde den normala rytmen (”the circadian rythm”) samt att de flesta studiepatienterna hade höga saliv-kortisolvärden under intensivvårdsfasen. Slutsatserna presenterades på 2 vetenskapliga hjärnskadekongresser dels i Washington våren 2010 ”Salivary Cortisol as a Stress Marker at the Neuro Intensive Care Unit - a first case report” och dels våren 2012 i Edinburgh ”Salivary cortisol as a stress marker after severe brain injury”. Salivkortisolmetoden visade sig dock svår att använda och det blev en hel del bortfall av data pga att proverna inte innehöll tillräcklig mängd saliv samt att provtagning inte utfördes vid alla planerade tillfällen under dygnet. Idag kontrolleras kortisol alltjämt i serum på NIVA.
Genom kontakten med Stressmedicinskt Centrum i Göteborg och professor Ingibjörg Jonsdottir fick vi höra talas om möjligheten att i stället använda håranalyser. Metoden att analysera kortisol i hår presenterades första gången 2004 av Raul et al. (4). Efterföljande studier har visat att utsöndringen i hår väl korrelerar till uppmätta nivåer i blod och saliv (3,5,6,10). Metoden ger möjlighet att undersöka utsöndringen retrospektivt (7,8) samt att få information om hur kortisolnivåerna legat under en längre period (9). Detta då man funnit att håret växer 1 cm per månad hos människan (10). Provtagningen är standardiserad, enkel och non-invasiv vilket ger fördelar. Vi har en etablerad kontakt med professor Elvar Theodorsson på IKE/Klinisk Kemi vid Universitetssjukhuset i Linköping (11) som bidrar med att utföra håranalyserna.
Vid studier ang kronisk stress har man visat förhöjda kortisolnivåer vid bl a skiftesarbete, arbetslöshet, kronisk smärta, neonatalvård och sk ”major life events” dvs betydande händelser i livet (3). Gällande psykiatrisk ohälsa och sjukdom varierar kortisolutsöndringen för olika tillstånd (3). För posttraumatisk stress har man funnit att kortisolutsöndringen ökar initialt för att efter en tid minska till värden under de normala (3).
Det är, så vitt vi vet, inte känt hur kortisolnivåerna i hår ligger hos personer som drabbats av en svår hjärnskada pga trauma, intracerebral blödning eller subaracknoidablödning och har vårdats på neurointensivvårdsavdelning. Studien avser att mäta hårkortisol retrospektivt en månad tillbaka (provtagning på NIVA) och var fjärde vecka under 3 månader efter insjuknandet/skadan dvs under akutvårds- och rehabiliteringsförloppet.

Projektet har utökats med en långtidsuppföljning, tvärsninttsstudie av 23 av deltagarna. Data angående hjärntrötthet och klassificering av återhämtning (med hjälp av Glasgow Outcome Scale Extended)är insamlade.

Syfte

Att studera kortisolnivåer över tid i hår för att få långtidsmått på stressnivåerna före en svår hjärnskada, efter skadan under vårdprocessen, dvs neurointensivvården och vården på akutavdelning samt under återhämtnings-/rehabiliteringsfasen.

Att utröna om denna icke invasiva provtagningsmetod ger möjlighet att identifiera personer med risk för att utveckla posttraumatisk stress och därmed kunna förebygga och behandla dessa personer med stressreducerande åtgärder.

Frågeställning / Hypoteser

Finns det en skillnad mellan olika diagnoser avséende premorbid stressnivå mätt med kortisol i hår? Har patienter med subaracknoidalblödning (SAB) tecken på högre stress än patienter med traumatiska skador?

Påverkar lokalisationen av aneurysmet vid SAB risken för stressreaktioner i tidigt skede?

Finns det påfrestande händelser som kan förklara höga premorbida kortisolvärden (månaden före insjuknandet/skadan) och höjs nivåerna vid påtagligt stressande händelser i efterförloppet?

Har patienterna en hög stressnivå, mätt med hårkortisol, under intensivvården för att sedan återfå premorbid nivå? När återgår kortisolnivåerna i så fall till mer normala värden?

Hur vanligt är det med sviktande hypofysfunktion/låga kortisolnivåer hos studiepatienterna och hur många av de drabbade har substituerats?

Hur återhämtar sig forskningspersonerna och finns det ett samband mellan hjärntrötthet och hårkortisolnivåer.

Metod: Urval

Patienter i åldrarna 16-67 år som drabbats av icke traumatisk subaracknoidalblödning eller skalltrauma.
Deltagarna inkluderas konsekutiv på Neurointensivårdsavdelningen på Sahlgrenska universitetssjukhuset och är boende i Västra Götaladsregionen eller dess närhet.

Patienten måste ha hårväxt posteriort på skalpen så att en standardiserad provtagning kan göras.

Metod: Gruppindelning

Subgruppsanalyser planerades utifrån diagnos dvs traumatisk hjärnskada, icke traumatisk intracerebral blödning samt subaracknoidalblödning. Då endast en forskningsperson med icke traumatisk intracerebral blödning inkluderades har subgruppsanalyser endast gjorts för de med traumatisk hjärnskada och subaracknoidalblödning. Subguppsanalyser har även gjorts för de som rapporterat stress respektive inte rapporterat stress före skadan/insjuknadet.

Metod: Datainsamling

Provtagning sker genom att klippa en 1 cm lång hårtuss invid hårroten i skalpen posteriort. Den mängd som skall anlyseras (5-20 mg) vägs på specialvåg på forskningslabb på SU.
Då första provtagning sker vid ankomsten till NIVA fås ett tvärstnittsmått på kortisolutsöndringen retrospektivt under de föregående 4 veckorna vilket kan ge en uppfattning om den premorbida stressnivån. Därefter tas ett prov 4 veckor efter skadan/insjuknandet och vid två tillfällen ytterligare med 4 veckors mellanrum. Forskningssjuksköterska söker upp patienten för provtagning och gör även hembesök. Totalt kommer 4 provtagningar att genomföras på varje patient.

Samtliga patienter, och i förekommande fall anhöriga, intervjuas av forskningssjuksköterska med en öppen fråga om förekomst av stressande händelser de senaste 4 veckorna före insjuknandet/skadan och samma fråga ställs under fasen efter sjukhusvistelsen vid varje provtagningstillfälle.

Journalgenomgångar görs ang aneurysmens lokalisation, läkemedelsbehandling och dokumenterade stressreaktioner under sjukhusvården.

En kompletterande uppföljning (tvärsnittsstudie) av 23 patienter görs 1-3 år efter skadan med skattningsformulär för hjärntrötthet, fråga angående förekomst av stressande händelser och Glasgow Outcome Scale (GOSE).

Samtliga data är insamlade och provsvar har nu inkommit. Antalet inkluderade är 55 forskningspersoner. Författande av publikationer pågår. En publikation, fallbeskrivning är publicerad och  ytterligare en publikation med resultat från huvudstudien skall inom kort submittas. Provsvar från långtidsuppföljningen/tvärsnittsstudien har kommit och bearbetning av data påbörjas under hösten 2018.
Djupintervjuer av 10-12 deltagare har inte påbörjats men planeras.

Metod: Databearbetning

Databearbetningen sker manuellt och med hjälp av statistiker som är inkopplad. Insamlade data beräknas generera 3 publikationer varav en fallbeskrivning är publicerad och en artikel skickas in i sptember 2018. Data från långtidsuppföljningen skall därefter bearbetas. 

Referenser

1) Hinkelmann, K., Moritz, S., Botzenhardt, J., Riedesel, K., Wiedemann,K., Kellner, M., Otte, C., 2009. Cognitive impairment in major depression: Association with salivary cortisol. Biol. Psychiatry. 66, 879—885.
2) Otte, C., McCaslin, S.E., Larkin, G.L., Hyman, K.B., Baum, A., 2006. Increased cortisol in women with intimate partner violence-related posttraumatic stress disorder. Psychoneuroendocrinology 31, 825—838.
3) Staubenbiel S., Penninx B, Spijker A., Bernet E, Rossum E., 2013. Hair cortisol, stress exposure, and mental health in humans: A systematic review. Psychoneuroendocrinology 38,1220-1235.
4) Raul, J.S., Cirimele, V., Ludes, B., Kintz, P., 2004. Detection of physiological concentrations of cortisol and cortisone in human hair. Clin. Biochem. 37, 1105—1111.
5)Manenschijn, L., Koper, J.W., Lamberts, S.W.J., van Rossum, E.F.C., 2011a. Evaluation of a method to measure long term cortisol levels. Steroids 76, 1032—1036.
6) Meyer, J.S., Novak, M.A., 2012. Minireview: hair cortisol: a novel biomarker of hypothalamic-pituitary-adrenocortical activity. Endocrinology.153, 4120—4127.
7) Kirschbaum, C., Tietze, A., Skoluda, N., Dettenborn, L., 2009. Hair as a retrospective calendar of cortisol production - increased cortisol incorporation into hair in the third trimester of pregnancy. Psychoneuroendocrinology. 34, 32—37.
8) Pereg, D., Gow, R., Mosseri, M., Lishner, M., Rieder, M., Van Uum, S., Koren, G., 2011. Hair cortisol and the risk for acute myocardial infarction in adult men. Stress 14, 73—81.
9) Dettenborn, L., Muhtz, C., Skoluda, N., Stalder, T., Steudte, S., Hinkelmann, K., Kirschbaum, C., Otte, C., 2011. Introducing a novel method to assess cumulative steroid concentrations: Increased hair cortisol concentrations over 6 months in medicated patients with depression. Stress 15, 348—353.
10) Xie, Q.Z., Gao, W., Li, J.F., Qiao, T., Jin, J., Deng, H.H., Lu, Z.H., 2011. Correlation of cortisol in 1-cm hair segment with salivary cortisol in human: hair cortisol as an endogenous biomarker. Clin.Chem. Lab. Med. 49, 2013—2019.
11) Karlén J.,Ludvigsson,J., Frostell, A., Theodorsson E., Faresjö T.,2011 Cortisol in hair measured in young adults - a biomarker of major life stressors? BMC Clinical Pathology 2011, 11:12, 1472-6890.


Analys av kortisol i hår - en ny metod för att mäta stress före och efter svåra hjärnskador., from FoU i Sverige
http://www.researchweb.org/is/sverige/project/147441