Anabole Steroidhormone - Analytik Entscheidend für die Dopinganalyse von anabolen Wirkstoffen ist die Kenntnis über deren Metabolismus und Pharmakokinetik. Foto: iStock.com/alexskopje (am Beispiel Metandienon) Aufgrund der Tatsache, dass anabole Wirkstoffe nicht unmittelbar für den Wettkampf, sondern in der Trainingsphase zur Verbesserung von Kraft und Schnellkraft Anwendung finden, werden Trainingskontrollen (in Deutschland seit 1990) vorgenommen. Hierbei wird seitens der Analytik versucht, einen Missbrauch der anabolen Wirkstoffe solange wie möglich nach der letzten Einnahme nachzuweisen. Voraussetzung für den Nachweis dieser Verbindungen ist dabei die Kenntnis ihres Metabolismus und ihrer Pharmakokinetik. Viele anabole Steroidhormone werden derart komplex metabolisiert, so dass die angewandte Substanz nicht unverändert in den Urin ausgeschieden wir1. Beispielhaft sind in Abb.1 die Hauptstoffwechselwege des anabol androgenen Steroids Metandienon wiedergegeben. Abb.1 Hauptstoffwechselwege (Metabolismus) des anabolen Steroids Metandienon (1): 6ß-Hydroxymetandienon (2), Metandienon-17ß-sulfat (3), 18-Nor-17,17-dimethylderivat (4), 17-Epimetandienon (5), 17ß-Hydroxy-17a-methyl-5ß-androst-1-en-3-on (6), 17a-Methyl-5ß-androst-1-en-3a,17ß-diol (7), 17a-Methyl-5ß-androstan-3a,17ß-diol (8), 17ß-Methyl-5ß-androst-1-en-3a,17a-diol (9) und 18-Nor-17,17-dimethyl-5ß-androsta-1,13-dien-3a-ol (10). (a=alpha) Abb.2: Trimethylsilylierung von Hydroxy- und Ketofunktionen mit MSTFA und Tri-methyliodsilan (TMIS) als Katalysator: A) 17ß-Methyl-5ß-androst-1-en-3a,17a-diol (Metandienonmetabolit) zum Bis-TMS-ether, B) Testosteron zum 17-TMS-ether-3-TMS-enolether und C) 6ß-Hydroxymetandienon zum 17-TMS-ether-3-TMS-enolether. Die Analytik versucht dabei, Metaboliten zu identifizieren, deren Eliminations-halbwertszeiten am längsten sind, so dass ein möglichst langer Nachweis nach der letzten Applikation geführt werden kann. Generell kann festgehalten werden, dass Steroidhormone, die als Depotpräparte, z.B. Nortestosteron in Form von Estern mit langkettigen Fettsäuren, intramuskulär (in die Muskulatur) oder subkutan (unter die Haut) injiziert werden, auch lange im Urin nachgewiesen werden können. Hierbei sind unter Umständen Nachweiszeiten von über drei Monaten möglich. Die Verwendung dieser Substanzen finden wir deshalb nur noch bei sogenannten "unerfahrenen Dopinganfängern". Ausscheidungszeiten bei oral eingesetzten Substanzen in der Regel deutlich kürzer Dagegen sind die Ausscheidungszeiten bei oral eingesetzten Substanzen in der Regel deutlich kürzer. Konkrete Angaben zu den Nachweiszeiten der einzelnen Verbindungen können nur ungenau angegeben werden und schwanken in der Regel aufgrund individueller Einflüsse, Höhe der Dosierung und Dauer der Anwendung. Metaboliten die bei dem oralen Präparat Metandienon am länsten nachweisbar sind, sogenannte Langzeitmetaboliten, sind z.B. die Metaboliten 9 und 10 in Abb.1. Zur genauen Identifizierung der aus Urin isolierten Anabolikametaboliten wurden die meisten Metaboliten als Referenzverbindungen synthetisiert . Um Nachweisgrenzen dieser Verbindungen bis zu 1ng/ml Urin und besser zu erreichen, werden die Steroide, ähnlich wie bei den Stimulanzien beschrieben, mit MSTFA derivatisiert (Abb.2). Hierbei wird mit Trimethyliodsilan (TMIS) katalysiert, so dass sekundäre und auch tertiäre Hydroxyfunktionen (Abb.2A) quantitativ in Trimethylsilylether und Ketofunktionen wie in Testosteron (Abb.1B) und 6ß-Hydroxymetandienon (Abb.1C), einem Metaboliten von Metandienon, in Trimethylsilylenolether überführt werden. So zeigt nach Trimethylsilylierung von 17ß-methyl-5ß-androst-1-en-3alpha,17alpha-diol (Abb.10A), ein Langzeitmetabolit von Metandienon mit dem Molekulargewicht von 304, das entsprechende Massenspektrum (Abb.3) ein Molekülion von m/e 448 und liefert damit den Beweis, dass zwei Trimethylsilylgruppen mit dem Steroid reagiert haben. Detektion mit mehreren substanzspezifischen Ionen Für die Screeningmethode als auch für die Identifizierung wird dann mit mehreren substanzspezifischen Ionen detektiert, wobei die Intensitäten der Hauptfragmente im Spektrum der verdächtigen Substanz mit den Intensitäten der Fragmente der Referenzsubstanz übereinstimmen müssen. Liegt die Verbindung im höheren Konzentrationsbereich vor, kann auch ein volles Massenspektrum zur weiteren Absicherung des Ergebnisses aufgenommen werden. Abb.3: Massenspektrum von 17ß-Methyl-5ß-androst-1-en-3alpha,17alpha-diol-bis-TMS (M+ 448), ein Langzeitmetabolit von Metandienon Literatur Schänzer W: Metabolism of anabolic androgenic steroids. Clin Chem, 42 (1996) 1001-20. Review. Schänzer W, Donike M: Metabolism of anabolic steroids in man: synthesis and use of reference substances for identification of anabolic steroid metabolites.Anal Chim Acta, 275 (1993) 23-48. Donike M, Zimmermann J: Zur Darstellung von Trimethylsilyl-, Triethylsilyl und tert. Butyl-dimethylsilyl-enoläthern von Ketosteroiden für gaschromatographische und massenspektrometrische Untersuchungen. J Chromatogr, 202 (1980) 483.