Hauptinhalt

Bestimmung von Cortisol & Melatonin aus Speichelproben

Hormone sind biochemische Botenstoffe, die in Drüsen oder Zellgeweben produziert und als körpereigener Wirkstoff in den Blutkreislauf abgegeben werden. Sie setzen dann an den entsprechenden Zielorganen spezifische Wirkungen in Gang.

Im Rahmen einer geplanten Studie, bei der es um eine mögliche Quantifizierung des Stresslevels beim Einsatz von Virtual Reality (VR) bei der Studentenausbildung im Bereich der Notfallversorgung geht, soll u.a. Cortisol als klassisches Stresshormon nicht-invasiv aus Speichelproben bestimmt werden.

So wurde, basierend auf einer Publikation von Jensen et al. (2011), eine leicht modifizierte Methode bei gleichzeitiger Bestimmung von Melatonin in unserer CF etabliert.

Cortisol ist ein glucocorticoides Stresshormon, das katabole Stoffwechselvorgänge aktiviert und so dem Körper energiereiche Verbindungen zur Verfügung stellt. Es ist neben den Katecholaminen ein wichtiges Stresshormon und beeinflusst unter anderem den Blutdruck. Die Cortisolwerte im Serum sind für gewöhnlich am Morgen am höchsten und weisen eine typische Schwankung im Tagesverlauf auf (circadiane Rhythmik). Der höchste Wert wird morgens kurz nach dem Aufwachen erreicht.

Melatonin ist ein Metabolit des Tryptophanstoffwechsels. Seine Bildung wird im Gehirn in der Epiphyse durch den circadianen Schrittmacher im suprachiasmatischen Kern tagesrhythmisch gesteuert und durch Licht gehemmt. Bei Dunkelheit wird diese Hemmung aufgehoben, die Produktion steigt an und mit ihr auch die Sekretion des Melatonins. Die Konzentration steigt im Laufe der Nacht um den Faktor drei (ältere Menschen) bis zwölf (jüngere Menschen) an, das Maximum wird gegen drei Uhr morgens erreicht – mit einer jahreszeitlichen Rhythmik.

Da auch die Netzhaut des Auges ein Produktionsort für Melatonin darstellt könnte sich beim Tragen einer VR-Brille der Melatoninspiegel u. U. ändern. Aus diesem Grund wurde Melatonin in die Bestimmungsmethode mit aufgenommen.

Cortisol und Melatonin  können in Blut, Urin und Speichel gemessen werden. Eine Speichelprobe bietet allerdings mehrere Vorteile: Sie ist nicht invasiv, schmerzlos und einfach zu gewinnen. Dadurch können in Feldstudien, die Studienteilnehmer die Proben zu Hause nehmen und postalisch weiterleiten. Zudem können problemlos mehrere Proben im Laufe des Tages genommen werden. Studien haben gezeigt, dass Melatonin und Cortisol gute Korrelationen zwischen Speichel- und Serumspiegeln aufweisen.

Bei der etablierten Cortisol- & Melatonin-Bestimmung handelt es sich um eine MRM (Multiple-Reaction-Monitoring) Methode an unserem QTRAP-Massenspektrometer nach Probenextraktion und flüssigchromatographischer (LC) Aufreinigung. Die Quantifizierung erfolgt mittels deuterierten Internen Standardsubstanzen.

WICHTIG! 
Die Bestimmungen von Cortisol und Melatonin in unserer CF dienen -wie alle anderen von uns bestimmten Parameter- ausschließlich Forschungszwecken und dürfen weder für eine Diagnosestellung noch zu Therapiezwecken herangezogen werden!

Beispiel zweier Kalibriergeraden aus der Methodenvalidierung

Kalibrationsgeraden von Cortisol und Melatonin. Darstellung der Signalintensiäten normiert auf die Internen Standardsignale als Funktion der Konzentration.

Beispiel: Chromatogramm einer Speichelprobe

Chromatogramm einer Speichelprobe nach Extraktion der Analyten und ihrer Internen Standardverbindungen. Gemessen werden mittels MRM ausgewählte Massenübergänge, sprich: Die zunächst selektierten Molekülionen [M+H]⁺ werden in einer Kollisionszelle fragmentiert und für die jeweiligen Moleküle charakteristische Fragmentionen gescannt. Die Signalintensitäten werden hierbei als Funktion der Messzeit dargestellt.

Circadiane Rhythmik

Verlauf von stündlich abgenommenen Proben (1 Proband je 2 Proben) zum Methodentest und zur Veranschaulichung der circadianen Rhythmik der beiden Analyten.

Ermittelte Messwerte zur circadianen Rhythmik von Cortisol und Melatonin über 19 Stunden. Die Probennahme erfolgte (bis auf einen Zeitpunkt) zweifach. Zunächst als normaler Speichelfluss (blaue Linien) und im Anschluss unter Zuhilfenahme einer Cellophan Folie als Kauhilfe (orange Linien), zur Unterstützung des Speichelflusses. Auf diese Weise wurden je ca. 2 ml Speichel gewonnen. Für die Analyse wurden je 500 µl Speichel eingesetzt.
Zu beachten ist hierbei, Melatoninspiegel im Speichel liegen etwa um den Faktor 100 niedriger als die des Cortisols.

Wir sind gerne bereit für entsprechende Forschungsprojekte auch andere Hormone (z.B. Metanephrin, Testosteron, Progesteron oder andere; außer Peptidhormone) bei entsprechender Machbarkeit in unser Portfolio mit aufzunehmen.

Quelle
Development and evaluation of a liquid chromatography tandem mass spectrometry method for simultaneous determination of salivary melatonin, cortisol and testosterone
Marie Aarrebo Jensen, Åse Marie Hansen, Peter Abrahamsson, Asger W. Nørgaard
Journal of Chromatography B, 879 (2011) 2527–2532