2,3-Dihydroxypropionamid (OH-PA) ein weiterer oxidativer Metabolit von Acrylamid (AA) in Urinen der Allgemeinbevölkerung

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Evagret Meyer
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1 2,3-Dihydroxypropionamid (H-PA) ein weiterer oxidativer Metabolit von Acrylamid (AA) in Urinen der Allgemeinbevölkerung J. M. Latzin, H. M. Koch, T. Weiß,. Koslitz, B. K. chindler, J. Angerer, T. Brüning Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der Deutschen gesetzlichen Unfallversicherung, Institut der Ruhr-Universität Bochum (IPA)

2 Zielsetzung Acrylamid (AA) wurde von der DFG und der IARC als kanzerogen im Tierversuch (K2) eingestuft und muss somit als krebserregend für den Menschen angesehen werden wurde bekannt, dass AA in kohlenhydratreichen Lebensmitteln durch die Maillard-Reaktion gebildet wird. Die Allgemeinbevölkerung nimmt AA durch die Nahrung auf (mittlere tägliche Aufnahme: 0,6 µg/kg Körpergewicht). Hauptquellen im Rahmen der Ernährung sind insbesondere Pommes Frites, Chips, verschiedene Gebäckarten aber auch Kaffee. Des Weiteren hat der Tabakrauch einen großen Einfluss auf die Gesamtexposition (sowohl aktive Raucher als auch Passivrauchexposition). Ziel war, das Ausmaß des oxidativen Metabolismuspfads zu ermitteln, um eine bessere Risikoabschätzung vornehmen zu können und diese Ergebnisse mit Tierdaten zu vergleichen. 2

3 Metabolismus AA wird zu Glycidamid (GA) oxidiert. Beide können an Glutathion und Hämoglobin binden. GA, als eigentlich genotoxische pezies, wird durch Epoxidhydrolasen zu 2,3- Dihydroxypropionamid (H-PA) hydrolysiert (oxidativer Hauptmetabolit im Urin). Durch die Quantifizierung von H-PA soll eine bessere Beurteilung des kanzerogenen Risikos von Acrylamid für den Menschen erfolgen können. Hintergrund In einem Pilotprojekt wurden 88 Urine von Personen aus der Allgemeinbevölkerung ohne berufliche Acrylamid-Exposition untersucht. HC Globin Acrylamid (AA) Reduktiver Metabolismus H 3 C CH 3 AAMA AAV: Acrylamidvalin HC Blut Hämoglobin (Hb) CYP 2E1 Globin Glycidamid (GA) xidativer Metabolismus Abb. 1: Acrylamid-Metabolismus im Menschen Glutathion AAMA- 2 Urin HC H 3 C CH 3 H GAMA H GAV: Glycidamidvalin HC DNA-Addukte Merkaptursäuren (MA) : AAMA: Acrylamid-MA, AAMA- 2 : ulfoxid von AAMA, GAMA: Glycidamid-MA, iso-gama: Isomeres von GAMA H H H-PA H 2 N H Iso-GAMA 3

4 Methode Die Aufreinigung erfolgte an einer ENV+- Festphase. Die weniger polaren Bestandteile werden dabei zurückgehalten und das nicht retardierte H-PA abgetrennt. Nach Lyophilisation über Nacht erfolgte eine Derivatisierung mit MTBTFA [N-(tert-butyldimethyl-silyl)-N-methyl-trifluoroacetamid]. Die durch Flüssig-flüssig-Extraktion gereinigten Derivate wurden mittels Gaschromatogaphie getrennt und massenspektrometrisch detektiert. Die Quantifizierung erfolgte mittels isotopenmarkiertem internen tandard Beispielchromatogramm 0 Time--> Abundance m/z 432 m/z 390 ITD Quantifier: m/z 393 Qualifier: m/z 435 Analyt Quantifier: m/z 390 Qualifier 1: m/z 391 Qualifier 2: m/z Abb. 2: Chromatogramm eines Nichtraucherurins; c (H-PA) = 44.7 µg/l, c (Kreatinin) = 1.6 g/l; Übergang des derivatisierten Analyten 4

5 Ergebnisse Methodenvalidierung Die Nachweisgrenze (bestimmtals dreifaches ignal-rausch-verhältnis) beträgt 1 µg H-PA/L Urin. Die Präzisionen in erie und von Tag zu Tag bei zwei verschiedenen Konzentrationen sind jeweils kleiner 10 %. Die mittlere relative Wiederfindung für 8 verschiedene Individualurine (Kreatinin g/l) mit je zwei Dotierungen liegt bei 97.4 bzw %. Tab. 1: Präzisionen in erie und von Tag zu Tag Tab. 2: Wiederfindungen Variationskoeffizient Vk [%] Präzision in erie (n = 6) Präzision von Tag zu Tag (n = 6) n = 8 Native Konzentration [µg/l] Dotierung [µg/l] Gemessene Dotierung (Wiederfindung absolut) [µg/l] MW Bereich Relative Wiederfindung [%] MW Bereich Q high (133 µg/l) c low Q low (40 µg/l) c high

6 Ergebnisse Biomonitoring In allen 88 Urinen konnte H-PA nachgewiesen werden. Für Raucher (n = 32) wurden Werte von µg H-PA/L Urin ermittelt (Median: 44.8 µg/l), bei Nichtrauchern (n = 56) µg/l (Median: 30.2 µg/l). Es wurde kein signifikanter Unterschied zwischen Rauchern und Nichtrauchern festgestellt. chlussfolgerung Die Methode eignet sich zur spezifischen Bestimmung von H-PA im Urin im arbeits-medizinischen als auch im umweltmedizi-nischen Bereich. Es konnte kein signifikanter Unterschied zwischen Rauchern und Nichtrauchern festgestellt werden. Weitere Quellen der H-PA-Bildung können somit nicht ausgeschlossen werden. Ein Abgleich mit den bereits etablierten Biomarkern (Hämoglobin-addukte und Merkaptursäuren) muss somit noch erfolgen. Danksagung: Wir danken der DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft) für die finanzielle Unterstützung des Projektes (AN 107/17-1 und 17-2). 6

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