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Abstract

Die Prävalenz von Alkohol in der heutigen Gesellschaft ist unumstritten, wodurch sich vielfältige Fragestellungen ergeben, welche oftmals nicht alleinig durch die Messung einer Blutalkoholkonzentration beantwortet werden können. Aufgrund dessen nahm die Bedeutung von spezifischen Abbauprodukten des Ethanols, auch Alkoholbiomarker genannt, in den letzten Jahren stetig zu, da ein Alkoholkonsum durch deren Messung deutlich länger nachweisbar ist. Dafür ist eine verlässliche und robuste Analytik der verschiedenen Biomarker zur Beantwortung diverser Fragestellungen, z.B. im Rahmen der Abstinenzkontrolle, unerlässlich. Aus diesem Grund war das Ziel dieser Arbeit die Entwicklung, Etablierung, Validierung und Anwendung einer neuartigen und spezifischen Multimethode zum Nachweis diverser Alkoholbiomarker wie Ethylglucuronid, Ethylsulfat, N-Acetyltaurin und 16:0/18:1 Phosphatidylethanol. Nach einer erfolgreichen Methodenentwicklung und -validierung entsprechend der Richtlinien der GTFCh konnten alle vier Biomarker mit einer sehr guten Intensität und Reproduzierbarkeit qualitativ nachgewiesen und quantitativ bestimmt werden. Anschließend wurde die Methode im Rahmen verschiedener Studien angewendet, um forensisch und analytisch verwertbare Ergebnisse zu gewinnen. Es ergaben sich Anwendungsgebiete aus der Leichentoxikologie, Pharmakokinetik sowie der klinischen Diagnostik. Zusätzlich wurde geklärt, inwieweit eine Anwendung von NAcT als Alkoholbiomarker sinnvoll ist, wobei die erhaltenen Ergebnisse eine Anwendung nicht unterstützen. Um die Eignung der Methode zur Untersuchung von postmortalem Blut zu testen, wurden 31 Proben gemessen, in denen zuvor hohe Blutalkoholkonzentrationen nachgewiesen werden konnten. Die hierdurch ermittelten Ergebnisse bestätigten die Anwendbarkeit der Methode für postmortales Probenmaterial. Aufgrund der Bestimmung mehrerer Alkoholbiomarker kann eine Alkoholisierung vor dem Tod von einer durch postmortal gebildetes EtOH verursachten Verfälschung der BAK unterschieden werden. Durch die parallele Bestimmung der drei Alkoholbiomarker Ethylglucuronid, Ethylsulfat und 16:0/18:1 Phosphatidylethanol steigt die Aussagekraft der erhobenen Ergebnisse. Zusätzlich wurden zwei Trinkversuche am Institut für Rechts- und Verkehrsmedizin in Heidelberg durchgeführt, in welchem Probanden eine individuelle Alkoholmenge aufgenommen haben, um eine vorgegebene Blutalkoholkonzentration zu erreichen. Über den ersten Versuchstag und einem Zeitfenster von sieben Tagen wurden in definierten Abständen Blut- und Urinproben erhoben, um die Verlässlichkeit der entwickelten Multimethode und die Pharmakokinetiken der einzelnen Biomarker zu untersuchen. Ein weiteres Ziel dieses Studiendesigns war die Ermittlung eines physiologischen Grundwertes für N-Acetyltaurin, da diese Substanz im menschlichen Körper endogen gebildet wird. Es konnte belegt werden, dass N-Acetyltaurin den Ansprüchen eines Biomarkers zum Nachweis eines Alkoholkonsums nicht gerecht werden kann, da die individuellen Schwankungen zu stark sind und keine nachvollziehbare Pharmakokinetik aufgezeigt werden konnte. Im Gegensatz hierzu konnte für die bereits etablierten Biomarker Ethylglucuronid und Ethylsulfat erneut bestätigt werden, dass diese in der Matrix Urin eine entsprechend gute Möglichkeit bieten, in Abhängigkeit von der aufgenommenen Dosis, einen vorangegangen Alkoholkonsum verlässlich nachzuweisen. Der Biomarker 16:0/18:1 Phosphatidylethanol, welcher nur in Vollblut nachgewiesen werden kann, deckt ein noch größeres Nachweisfenster ab und kann auch ein einmaliges, länger zurückliegendes Trinkgeschehen belegen. Dieser Biomarker ist bisher in der forensischtoxikologischen Analytik in Deutschland zum Nachweis einer Alkoholabstinenz nicht etabliert. Mittels der im Rahmen dieser Arbeit validierten Methode ist es nun möglich, den Biomarker 16:0/18:1 Phosphatidylethanol im Rahmen des Abstinenzprogrammes am IRVM analytisch zu bestimmen und in die Beurteilung mit einfließen zu lassen. In einem weiteren Projekt wurde die neu entwickelte Methode zum Nachweis der drei anwendbaren Biomarker im Entzugskontext verwendet. Das Kollektiv bestand aus Blutproben, die zu Beginn und Ende eines Entzugsaufenthaltes im Krankenhaus Salem abgenommen und auf ihre Biomarkerkonzentrationen untersucht wurden. Dabei konnte gezeigt werden, dass Ethylglucuronid und Ethylsulfat innerhalb der Klinikaufenthalte unabhängig von dem Parameter der Lebersteifigkeit im Blut komplett abgebaut wurden. Da Phosphatidylethanol in den Erythrozytenmembranen akkumuliert und nur sehr langsam abgebaut wird, war dieser Biomarker auch zum Ende des Entzugs bei nahezu allen Patienten nachweisbar. Im Falle dieses Alkoholbiomarkers konnte durch einen Kruskal-Wallis-Test gezeigt werden, dass es keinen Zusammenhang zwischen dem Abbau und der Lebersteifigkeit gab. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die in dieser Arbeit entwickelte analytische Multimethode vielfältige Möglichkeiten bietet, um ein sehr breites Spektrum von Fragestellungen im Bereich der Forensischen Toxikologie beantworten zu können.