Определение профиля эндогенных стероидов методом газовой хроматографии — масс-спектрометрии
Диссертация
Найдены новые значимые маркеры приема запрещенных препаратов с использованием программы Данный подход открывает принципиально новый метод исследования стероидного профиля, позволяющий оценивать изменение не столько концентраций самих принимаемых стероидов, сколько изменение в соотношениях их метаболитов. Более того, данный подход может использоваться в дальнейшем не только для определения приема… Читать ещё >
Содержание
- 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
- 1. 1. Номенклатура стероидов
- 1. 2. Биосинтез и метаболизм стероидов
- 1. 3. Определение стероидов в моче
- 1. 3. 1. Гидролиз коньюгатов стероидов
- 1. 3. 2. Методы определения эндогенных стероидов
- 1. 3. 3. Проблема количественного анализа эндогенных стероидов
- 1. 4. Стероидный профиль
- 1. 4. 1. Исследование стероидного профиля
- 1. 4. 2. Стероидный профиль и основные метаболиты
- 1. 4. 3. Стероидный профиль и минорные метаболиты
- 1. 4. 4. Стероидный профиль и генетика
- 1. 4. 5. Стероидный профиль и разбавление мочи
- 1. 4. 6. Популяционные нормы концентраций и соотношений эндогенных стероидов в моче
- 1. 4. 7. Переход от популяционных границ к индивидуальным
- 2. 1. Оборудование
- 2. 2. Исходные вещества и материалы
- 2. 3. Приготовление растворов и буферов
- 2. 3. 1. Приготовление раствора внутреннего стандарта метилтестостерона
- 2. 3. 1. 1. Приготовление рабочего раствора метилтестостерона
- 2. 3. 2. Приготовление буферной смеси
- 2. 3. 3. Приготовление фосфатного буфера
- 2. 3. 4. Приготовление карбонатного буфера
- 2. 3. 5. Приготовление концентрированного раствора для дериватизации
- 2. 3. 6. Приготовление модельных растворов для оптимизации условий хроматографического разделения
- 2. 3. 7. Приготовление градуировочных растворов
- 2. 3. 7. 1. Приготовление растворов 1 группы
- 2. 3. 7. 2. Приготовление растворов 2 группы
- 2. 3. 7. 3. Приготовление растворов 3 группы
- 2. 3. 7. 4. Приготовление растворов 4 группы
- 2. 3. 7. 5. Приготовление растворов 5 группы
- 2. 3. 8. Подготовка матриц для проведения градуировки
- 2. 3. 8. 1. Подготовка матрицы мочи без стероидов, содержащихся в свободной фракции — «свободная моча»
- 2. 3. 8. 2. Подготовка матрицы мочи, прошедшей через патрон для твердофазной экстракции — «ТФЭ моча»
- 2. 3. 1. Приготовление раствора внутреннего стандарта метилтестостерона
- 2. 4. 1. Подготовка пробы мочи
- 2. 4. 2. Подготовка пробы для проведения градуировки
- 2. 4. 3. Препараты эндогенных стероидов, использованные в работе
- 3. 1. Разработка способа определения эндогенных стероидов в моче
- 3. 1. 1. Выбор температурной программы и хроматографической колонки
- 3. 1. 2. Определение времен удерживания и характеристичных ионов
- 3. 1. 3. Масс-спектры исследуемых соединений
- 3. 1. 4. Построение градуировочных зависимостей для количественного определения эндогенных стероидов
- 3. 1. 4. 1. Выбор матрицы для построения градуировочных кривых
- 3. 1. 4. 2. Сравнение коэффициентов чувствительности
- 3. 1. 4. 3. Сравнение отношений эндогенных стероидов
- 3. 1. 5. Эффективность гидролиза и степень извлечения
- 3. 1. 6. Метрологическая аттестация разработанного способа анализа
- 3. 2. Статистический анализ полученных данных
- 3. 2. 1. Статистический анализ концентраций эндогенных стероидов
- 3. 2. 2. Статистический анализ данных соотношений эндогенных стероидов
- 3. 2. 3. Использование установленных популяционных пределов для определения приема запрещенных препаратов
- 3. 2. 3. 1. Анализ проб после приема тестостерона
- 3. 2. 3. 2. Анализ проб после приема дегидроэпиандростерона
- 3. 3. 1. Использование разработанной программы для определения приема запрещенных препаратов
- 3. 3. 1. 1. Анализ проб после приема тестостерона
- 3. 3. 1. 2. Анализ проб после приема дегидроэпиандростерона
- 3. 4. 1. Анализ проб после приема тестостерона
- 3. 4. 2. Анализ проб после приема дегидроэпиандростерона
- 3. 4. 3. Установление популяционных границ для новых соотношений
Список литературы
- Наглядная биохимия. Я. Кольман, К. Г. Рем, Москва, «Мир», 2000 г.
- C.D. Kochakian. Metabolites of testosterone: significance in the vital economy. // Steroids. 1990. 55. 3. P. 92−97.
- P.F. Hall. Cytochromes P-450 in steroidogenesis: are these enzymes more specific than those of drug metabolism? // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 1989. 16. 6. P. 439−453.
- D.J. Waxman. Interactions of hepatic cytochromes P-450 with steroid hormones: Regioselectivity and stereospecificity of steroid metabolism and hormonal regulation of rat P-450 enzyme expression. // Biochem. Pharmacol. 1988. 37. 1. P. 71−84.
- R. L. Gomes, W. Meredith, С. E. Snape, M. A. Sephton. Analysis of conjugated steroid androgens: deconjugation, derivatisation and associated issues. // J. Pharm. Biomed. Anal. 2009. 49. 5. P. 1133−40.
- C. Ayotte, D. Goudreault, A. Charlebois. Testing for natural and synthetic anabolic agents in human urine. // J. Chromatogr. B. Biomed. Appl. 1996. 687. 1. P. 3−25.
- W. Schanzer, M. Donike. Metabolism of anabolic steroids in man: synthesis and use of reference substances for identification of anabolic steroid metabolites. //Anal. Chim. Acta. 1993. 275. 1−2. P. 23−48.
- G. Opfermann, W. Schanzer. Trimethylsilylation Aspects for Derivatisation. // Recent Advances in Doping Analysis, M. Donike, H. Geyer, A. Gotzmann, U. Mareck-Engelke, S. Rauth. Sport und Buch StrauB: Koln. 1997. P. 247−252.
- S.G. Webster. Catalysed derivatization of trimethylsilyl ethers of ecdysterone: A preliminary study. //J. Chromatogr. 1985. 333. 1. P. 186−190.
- R. Masse, H. Bi, P. Du. Studies on anabolic steroids. VII. Analysis of urinary metabolites of formebolone in man by gas chromatography—mass spectrometry. // Anal. Chim. Acta. 1991. 247. 2. P. 211−221.
- W. Schanzer, M. Donike. Metabolism of boldenone in man: Gas chromato-graphic/mass spectrometric identification of urinary excreted metabolites and determination of excretion rates. // Biol. Mass. Spectrom. 1992. 21. 1. P. 3−16.
- K. Linnet. Effect of urine matrix on the testosterone/epitestosterone calibration curve. // Recent Advances in Doping Analysis, M. Donike, H. Geyer, A. Gotzmann, U. Mareck-Engelke, S. Rauth. Sport und Buch Strau?: Koln. 1992. P. 125.
- E.C. Horning, M.G. Horning. Metabolic profiles: gas-phase methods for analysis of metabolites. // Clin. Chem. 1971. 17. P. 802−809.
- C.H.L. Shackleton. Profiling steroid hormones and urinary steroids. // J. Chromatogr. B. Biomed. Appl. 1986. 379. P. 91−156.
- M. Donike, J. Zimmermann, K.R. Barwald. Routinebestimmung von Anabolica in Ham. // Dtsch Z Sportmed 1984. 35. P. 14−24.
- M. Donike. Steroid Profiling in Cologne. // Recent Advances in Doping Analysis, M. Donike, H. Geyer, A. Gotzmann, U. Mareck-Engelke, S. Rauth. Sport und Buch Strau?: Koln. 1993. P. 47−68.
- M. Donike, K.R. Barwald, K. Klostermann, W. Schanzer, J. Zimmermann. Nachweis von exogenem testosteron. // Testosterone in sport: leistung und gesundheit. H.H. Hollmann, W. Leisen, H. Rost. Deutsche Artze-Verlag Koln, Germany. 1983. P. 293−300.
- J. Zimmermann Untersuchung zum Nachweis von exogenen Gaben von Testosteron Doctoral thesis., // Koln: Institute for Biochemistry, German University for Sports Sciences: 1986. P. 249.
- H. Geyer. Die Gas-chromatographisch/massenspektrometrische Bestimmung von Steroidprofilen im Urin von Athleten. // Thesis. Deutsche Sporthochschule Koln. 1986.
- D.H. Catlin, B.D. Ahrens, Y. Kucherova. Detection of norbolethone, an anabolic steroid never markted, in athletes' urine. // Rapid Communications in Mass Spectrometry 2002. 16. 13. P. 1273.
- D.H. Catlin, M.H. Sekera, B.D. Ahrens, B. Starcevic, Y.C. Chang, C.K. Hat-ton. Tetrahydrogestrinone: discovery, synthesis, and detection in urine. // Rapid Commun. Mass Spectrom. 2004. 18. 12. P. 1245.
- M.H. Sekera, B.D. Ahrens, Y.C. Chang, B. Starcevic, C. Georgakopoulos, D.H. Catlin. Another designer steroid: discovery, synthesis, and detection of madol in urine. // Rapid Commun. Mass Spectrom. 2005. 19. 6. P. 781.
- G.D. Tharp. The role of glucocorticoids in exercise. // Med. Sei. Sports. 1975. 7. l.P. 6.
- U. Mareck, H. Geyer, U. Flenker, T. Piper, M. Thevis, W. Schanzer. Detection of dehydroepiandrosterone misuse by means of gas chromatography-combustion-isotope ratio mass spectrometry. // Eur. J. Mass Spectrom. 2007. 13.6. P. 419.
- P. Vestergaard. The analysis of urinary hormonal steroids. // Lipids. 1980. 15. 9. P. 710−18.
- N.A. Schmidt, H.J. Borburgh, T.J. Penders, C.W. Weytkamp. Steroid Profiling-An update. // Clin. Chem. 1985. 31. 4. P. 637−639.
- O. Nozaki. Steroid analysis for medical diagnosis. // J. Chromatogr. A. 2001. 935. 1−2. P. 267−278.
- M. Donike. Steroid profiling in Cologne. // Recent Advances in Doping Analysis, M. Donike, H. Geyer, A. Gotzmann, U. Mareck-Engelke, S. Rauth. Sport und Buch Strau?: Koln. 1993. P. 47−68.
- S. Rauth. Referenzbereiche von urinaren Steroidkonzentrationen und Steroidquotienten. // PhD Thesis. Sporthochschule. Institut fur Biochemie. Cologne. 1994.
- M. Saugy, C. Cardis, N. Robinson, C. Schweizer. Test methods: anabolics. // BestPract. Res. Clin. Endocrinol. 2000. 14. 1. P. 111−133.
- C. Ayotte. Steroid Profiling in Anti-Doping Controls. // 5th Annual US ADA Symposium on Anti-Doping Science. Intra-Individual Reference Ranges. L.D. Bowers, R.L. Hilderbrand, C.C. Zardo, C. O’Connell. Lausanne. 2006. P. 1528.
- M. Donike. Steroid profile in weightlifting 1989/1990. An overview and a preliminary evaluation of the results. // Steroid profile in weightlifting 1989/1990.
- T.Z. Bosy, K.A. Moore, A. Poklis. The effect of oral dehydroepiandrosterone (DHEA) on the urine testosterone/epitestosterone (T/E) ratio in human male volunteers. // J. Anal. Toxicol. 1998. 22. 6. P. 455−459.
- L.D. Bowers. Oral dehydroepiandrosterone supplementation can increase the testosterone/epitestosterone ratio. // Clin. Chem. Lab. Med. 1999. 45. 2. P. 295 297.
- V.P. Uralets, P.A. Gillette. Over-the-counter anabolic steroids 5-androsten-3,17-dione- 5-androsten-3b, 17b-diol- dehydroepiandrosterone and 19-or-5androsten-3,17-dione: excretion studies in men. // J. Anal. Tox. 2000. 24. 3. P. 188−193.
- V.P. Uralets, P.A. Gillette. Over-the-Counter Anabolic Steroids 4-Androsten-3,17-dione- 4-Androsten-3b, 17b-diol- and 19-nor-4-Androsten-3,17-dione: Excretion Studies in Men. // J. Anal. Tox. 1999. 23. 5. P. 357−366.
- U. Mareck, H. Geyer, U. Flenker, T. Piper, M. Thevis, W. Schanzer. Detection of dehydroepiandrosterone misuse by means of gas chromatography-combustion-isotope ratio mass spectrometry. // Eur. J. Mass Spectrom. 2007. 13. 6. P. 419−426.
- C. Saudan, N. Baume, N. Robinson, L. Avois, P. Mangin, M. Saugy. Testosterone and doping control. // Br. J. Sports Med. 2006. 40. 1. P. 21−24.
- D.H. Catlin, B.Z. Leder, B.D. Ahrens, C.K. Hatton, J.S. Finkelstein. Effects of androstenedione administration on epitestosterone metabolism in men. // Steroids. 2002. 67. 7. P. 559−564.
- D. van de Kerkhof. Steroid Profiling in Doping Analysis. // PhD Thesis. Utrecht University. Faculty of Pharmacy. Utrecht. 2001.
- J.-F. Levesque, C. Ayotte. Criteria for the detection of androstenedione oral administration. // Recent Advances in Doping Analysis, M. Donike, H. Geyer, A. Gotzmann, U. Mareck-Engelke, S. Rauth. Sport und Buch Strau?. Koln. 1999. P. 169−179.
- P. Van Eenoo, F.T. Delbeke, N. Desmet, P. De Backer. Excretion studies with 4-androstene-3,17-dione. // Recent Advances in Doping Analysis, M. Donike, H. Geyer, A. Gotzmann, U. Mareck-Engelke, S. Rauth. Sport und Buch Strau?. Koln. 1998. P. 171−180.
- A.T. Cawley, R. Kazlauskas, G.J. Trout, J.H. Rogerson, A.V. George. Isotopic fractionation of endogenous anabolic androgenic steroids and its relationship to doping control in sports. // J. Chromatogr. Sei. 2005. 43. 1. P. 32−38.
- A.T. Cawley, E.R. Hine, G.J. Trout, A.V. George, R. Kazlauskas. Searching for new markers of endogenous steroid administration in athletes: «looking outside the metabolic box». // Forensic Sei. Int. 2004. 143. 2−3. P. 103−114.
- J.-F. Levesque, C. Ayotte. The oral administration of DHEA: the efficiency of steroid profiling. // In Recent Advances in Doping Analysis, M. Donike, H. Geyer, A. Gotzmann, U. Mareck-Engelke, S. Rauth. Sport und Buch Strau?. Koln. 1999. P. 213−221.
- WAD A, Reporting and evaluation Guidance for testosterone, epitestosterone, T/E ratio and other endogenous steroids, Technical document TD2004EAAS, 2004.
- R. Hampl, M. Hill, L. Starka. 7-Hydroxydehydroepiandrosterone epimers in the life span. // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 2001. 78. 4. P. 367−372.
- R. Hampl, L. Starka. 16alpha-hydroxylated metabolites of dehydroepiandros-terone and their biological significance. // Endocr. Regul. 2000. 34. 3. P. 161 163.
- L. Starka, R. Hampl, M. Hanus, M. Matouskova, M. Hill. Plasma levels of 7-hydroxymetabolites of dehydroepiandrosterone in healthy Central European aging men. // Clin. Chem. Lab. Med. 2005. 43. 11. P. 1218−1222.
- O. Lapcik, R. Hampl, M. Hill, M. Bicikova, L. Starka. Immunoassay of 7-hydroxysteroids: 1. Radioimmunoassay of 7beta-hydroxy dehydroepiandrosterone. // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 1998. 67. 5−6. P. 439−449.
- O. Lapcik, R. Hampl, M. Hill, L. Starka. Immunoassay of 7-hydroxysteroids: 2. Radioimmunoassay of 7a-hydroxy-dehydroepiandrosterone. // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 1999. 71. 5−6. P. 231−237.
- M. Davidson, A. Marwah, R.J. Sawchuk, K. Maki, P. Marwah, C. Weeks, H. Lardy. Safety and pharmacokinetic study with escalating doses of 3-acetyl-7-oxo-dehydroepiandrosteronein healthy male volunteers. // Clin. Invest. Med. 2000. 23. 5. P. 300−310.
- C.H.L. Shackleton, R.W. Kelly, P.M. Adhikary, C.J.W. Brooks, R.A. Hark-ness, P.J. Sykes, F.L. Mitchell. The identification and measurement of a new steroid 16a-hydroxydehydroepiandrosterone in infant urine. // Steroids. 1968. 12. 6. P. 705−716.
- M. Ingelman-Sundberg, A. Anders Rane, J.F. Gustafsson. Properties of hydroxylase systems in the human fetal liver active on free and sulfoconjugated steroids. //Biochem. 1975. 14. 2. P. 429−437.
- A.M.H. Brodie, V.C.O. Njar. Aromatase inhibitors in advanced breast cancer: mechanism of action and clinical implications. // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 1998.66. 1−2. P. 1−10.
- F.A. Mac Neill, S. Jacobs, M. Dowsett, P.E. Lonning, T.J. Powles. The effects of oral 4-hydroxyandrostenedione on peripheral aromatisation in postmenopausal breast cancer patients. // Cancer Chemother. Pharmacol. 1995. 36. 3. P. 249−254.
- D.J. Handelsman. Testosterone: use, misuse and abuse. // Med. J Aus. 2006. 185. 8. P. 436−439.
- M.E. Van Houten, L.J.G. Gooren. Differences in reproductive endocrinology between Asian men and Caucasian men a literature review. // Asian J. Androl. 2000. 2. 1. P. 13−20.
- D.P. Lookingbill, L.M. Demers, C. Wang, A. Leung, R.S. Rittmaster, R.J. San-ten. Clinical and Biochemical Parameters of Androgen Action in Normal Healthy Caucasian Versus Chinese Subjects. // J. Clin. Endocrinol. Metab. 1991.72. 6. P. 1242−1248.
- M. Okamoto, C. Setaishi, Y. Horiuchi, K. Mashimo, K. Moriya, S. Ito. Urinary excretion of testosterone and epitestosterone and plasma levels of LH and testosterone in the Japanese and Ainu. // J. Clin. Endocrinol. Metab. 1970. 32. 5. P. 673−674.
- C. Ayotte. Detecting the Administration of Endogenous Anabolic Androgenic Steroids. // Doping in Sports. D. Thieme, P. Hemmersbach. Springer. London. 2010. 195. P. 78−93.
- J. J. Schulze, J. Lundmark, M. Garle, I. Skilving, L. Ekstrom, A. Rane. Doping Test Results Dependent on Genotype of UGT2B17, the Major Enzyme for Testosterone Glucuronidation. // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2008. 93. 7. P. 25 002 506.
- T. Sten, I. Bichlmaier, T. Kuuranne, A. Leinonen, J. Yli-Kauhaluoma, M. Finel. UDPGlucuronosyltransferases (UGTs) 2B7 and UGT2B17 Display
- Converse Specificity in Testosterone and Epitestosterone Glucuronidation, whereas UGT2A1 Conjugates Both Androgens Similarly. // Drug Metab. Disp. 2009. 37. 2. P. 417−423.
- L. Dehennin. On the Origin of Physiologically High Ratios of Urinary Testosterone to Epitestosterone Consequences for Reliable Detection of Testosterone Administration by Male Athletes. // J. Endocrinol. 1994. 142. 2. P. 353 360.
- E. Strahm, P.E. Sottas, C. Schweizer, M. Saugy, J. Dvorak and C. Saudan. Steroid profiles of professional soccer players: an international comparative study. // Br. J. Sport. Med. 2009. 43. 14. P. 1126−1130.
- R.C. Miller, E. Brindle, D.J. Holman, J. Shofer, N.A. Klein, M.R. Soules, K.A. O’Connor. Comparison of Specific Gravity and Creatinine for Normalizing Urinary Reproductive Hormone Concentrations. // Clin. Chem. 2004. 50. 5. P. 924−932.
- W. Schanzer. Metabolism of anabolic androgenic steroids. // Clin. Chem. 1996. 42. P. 1001−1020.
- A.T. Kicman, D.B. Gower. Anabolic steroids in sport: biochemical, clinical and analytical perspectives. // Ann. Clin. Biochem. 2003. 40. 4. P. 321−356.
- A.T. Kicman, S.B. Coutts, C.J. Walker, D.A. Cowan. Proposed Confirmatory Procedure for Detecting 5a-Dihydrotestosterone Doping in Male Athletes. // Clin. Chem. 1995. 41. 11. P. 1617−1627.
- D.H. Catlin, C.K. Hatton and S.H. Starcevic. Issues in detecting abuse of xeno-biotic anabolic steroids and testosterone by analysis of athletes' urine. // Clin. Chem. 1997. 43. 7. P. 1280−1288.
- M. Kohler, M.K. Parr, G. Opfermann, M. Thevis, N. Schlorer, F.-J. Marner, W. Schanzer. Metabolism of 4-hydroxyandrostenedione and 4-hydroxytestosterone: Mass spectrometric identification of urinary metabolites. // Steroids. 2007. 72. 3. P. 278−286.
- F. Callies, W. Arlt, L. Siekmann, D. Hubler, F. Bidlingmaier, B. Allolio. Influence of oral dehydroepiandrosterone (DHEA) on urinary steroid metabolites in males and females. // Steroids. 2000. 65. 2. P. 98−102.
- M.K. Parr, G. Opfermann. Analytical properties of 4-hydroxysteroids and some esters. // Recent Advances in Doping Analysis, M. Donike, H. Geyer, A. Got-zmann, U. Mareck-Engelke, S. Rauth. Sport und Buch Straufl. Koln. 2004. P. 129−138.
- C.W. Weykamp, T.J. Penders, N.A. Schmidt, A.J. Borburgh, J.F. van de Calseyde, B.J. Wolthers. Steroid profile for urine: reference values. // Clin. Chem. 1989. 35. 12. P. 2281−4.
- P. E. Sottas, C. Saudan, C. Schweizer, N. Baume, P. Mangin, M. Saugy. From population- to subject-based limits of T/E ratio to detect testosterone abuse in elite sports. // Forensic Sei. Int. 2008. 174. 2−3. P. 166−172.
- Eurachem. The fitness for purpose of analytical methods. A laboratory guide to method validation and related topics. Eurachem. Teddington. 1998.
- P. E. Sottas, M. Saugy, C. Saudan. Endogenous steroid profiling in the athlete biological passport. // Endocrinol. Metab. Clin. North. Am. 2010. 39. 1. P. 5973.
- A. P. Worth, M. T. D. Cronin. The use of discriminant analysis, logistic regression and classificationtree analysis in the development of classification models for human health effects. // J Mol. Struct. (Theochem). 2003. 622. 1−2. P. 97 111.