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Dissertation: Michael Bredehoeft


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Dissertation: Michael Bredehoeft

Dissertation / Doktorarbeit / Thesis

Deutsche Sporthochschule Köln
Institut für Biochemie
Bredehoeft, Michael (2010): Untersuchungen zur massenspektrometrischen Charakterisierung und Bestimmung dopingrelevanter Peptidhormone. Zusammenfassung:
„Untersuchungen zur massenspektrometrischen Charakterisierung und Bestimmung
dopingrelevanter Peptidhormone“
Zusammenfassung:
Das Ziel dieser Arbeit war es, für die Peptidhormone IGF-1 und seine Analoga einerseits, sowie für das
synthetische ACTH-Derivat Synacthen® andererseits analytische Verfahren zu entwickeln, die es ermöglichen,
diese Substanzen in Blut-, Plasma- oder Serumproben zum Zwecke der Dopingkontrolle nachzuweisen.
Humanes IGF-1 besitzt im Rahmen der Dopinganalytik eine große Bedeutung, da es zum einen als Marker
für die verbotene Anwendung von Wachstumshormon dienen kann. Zum anderen kann es in Form des
rekombinanten Präparates, seiner Analoga oder im Zuge des Gendopings als direktes Doping-Agens Verwendung
finden. Es wirkt vor allem mitogen, stimuliert die Zellproliferation und –differenzierung und
verzögert in manchen Geweben den programmierten Zelltod (Apoptose). Solche Wirkungen sind besonders
in Bereichen des Sports von Nutzen, in denen Kraftkomponenten eine Rolle spielen und schnelle
Regeneration erwünscht ist. Zu den metabolischen Effekten zählen v. a. verbesserte Glucoseutilisation,
verringerte Blutfettwerte und verstärkte Proteinsynthese bzw. verminderter Proteinabbau. Die Wirkungen
der Analoga LONG™R³IGF-1 und des(1-3)IGF-1 sind denen des hIGF-1 qualitativ gleichzusetzen, allerdings
in z. T. erhöhter Wirksamkeit. Der Nachweis wurde durch eine selektive Isolierung auf Basis von
Mikropartikel-gestützter Immunoaffinitätsextraktion und anschließende massenspektrometrische Detektion
nach flüssigkeitschromatographischer Trennung erreicht.
Synacthen® greift nach Applikation in die Stress-Physiologie des Körpers ein. Es stimuliert als ACTHDerivat
direkt die Sezernierung endogener Corticosteroide wie z.B. Cortisol. Da Corticosteroide v.a. entzündungshemmende
und schmerzstillende Wirkungen besitzen, ist ihre Stimulation durch Synacthen® im
Bereich des Sports untersagt. Der qualitative Nachweis von Synacthen® gelang mittels Gel-basierter Immunoaffinitätsextraktion,
Festphasenextraktion und Hochleistungsflüssigkeitschromatographie in Kopplung
mit ESI-Massenspektrometrie.
Die entwickelten Nachweisverfahren wurden umfassend validiert und anhand realer Proben erfolgreich
getestet.
Abstract:
Aim of this work was to develop analytical methods for the peptide hormones IGF-1 and its analogues as
well as the synthetic ACTH derivative Synacthen® for doping control purposes. Target matrices should be
blood, plasma or serum.
On the one hand, the great relevance of human IGF-1 is based on the fact that it can be used as a biomarker
for the abuse of growth hormone. On the other hand, it can be directly applied in differents forms
such as the recombinant drug, its analogues or in conjunction with gene doping. The spectrum of effects
comprises mitogenesis, cell proliferation and differentiation as well as the inhibition of programmed cell
death (apoptosis) in various tissues. Such effects are useful in disciplines where physical strength and/or
fast regeneration are desired. Metabolic effects are e.g. improved utilisation of glucose, increased protein
sysnthesis, reduced blood fat and diminished protein degradation. The analogues' mode of action is qualitatively
similar, but in parts more effective. The analytical method encompasses selective isolation by use
of microparticle-based immunoaffinity extraction and liquid chromatographic separation followed by
mass spectrometric detection.
After administration, Synacthen® influences the physiology of stress. As an ACTH derivative, it stimulates
the supply with endogenous corticosteroids such as hydrocortisone. Those provide anri-inflammatory
and analgesic effects.This mode of stimulation is prohibited in controlled sports. The qualitative detection
of Synacthen® used gel-based immunoaffinity extraction, solid phase extraction as well as high performance
liquid chromatography coupled to electrospray mass spectrometry.
The developed analytical procedures underwent comprehensive validation. In addition, they were tested
using biological samples.


28.04.2017 - 03:18