Stoffwechselprodukte in der Ausatemluft

Einleitung: Lungenkrebs und Atemwegsinfektionen erfahren eine ansteigende Bedeutung. Frühe und schnelle Diagnosen sind gesucht. Hier wird gezeigt, dass flüchtige Metabolite in der Ausatemluft direkt mit unterschiedlichen Erkrankungen korreliert werden können.

Methoden: Ein Ionenbeweglichkeitspektrometer (IMS) wurde mit einer Multi-Kapillar-Säule (MCC) gekoppelt und eingesetzt, um die flüchtigen Stoffwechselprodukte in menschlichem Atem im pg/L-Konzentrationsbereich innerhalb von rund 20 Minuten zu identifizieren und zu quantifizieren. Grundlage sind die Vortrennung in der MCC (Retentionszeit) und die Ermittlung der Driftzeit der aus den jeweiligen Analyten gebildeten charakteristischen Ionen (IMS-Chromatogramm). Ein Alignment zu massenspektrometrischen Untersuchungen erlaubt eine unmittelbare Identifizierung der Stoffwechselprodukte.

Ergebnisse: Charakteristische Unterschiede wurden in den IMS-Chromatogrammen für verschiedene Tumortypen, enzymatische Reaktionen, verschiedene Bakterien, Medikamente und Anästhetika gefunden. Einzeleinschätzungen dienen der Sicherung der Diagnose Sarkoidose. Zeitreihen zeigen die Entwicklung z.B. beim Huntersyndrom unter Enzymbehandlung.

Diskussion: Ständig wurden 88 unterschiedliche und als wesentlich charakterisierte Stoffwechselprodukte in der Ausatemluft von Patienten der Lungenklinik in Hemer und einer Kontrollgruppe verglichen und Häufigkeitswerte für die korrespondierenden Analyte ermittelt. Sowohl einzelne Signale wurden betrachtet als auch charakteristische Muster verschiedener Analyte gefunden und mit medizinischen Befunden korreliert. Eine Ausweitung von der notwendigen Absicherung der Befunde bei Lungenerkrankungen zu denen bei Nieren- und Lebererkrankungen bis hin zu Halitose stellen sich für die nähere Zukunft als aussichtsreich dar. Größere klinische Studien sind erforderlich, die bisherigen Ergebnisse an vergleichsweise kleinen Kohorten abzusichern.