Ute Sieprath

• Das Spurenelement Selen ist in den letzten Jahren in den Mittelpunkt klinischen Interesses gerückt. Diverse Krankheiten lassen sich mit einem Selenmangel in Verbindung bringen. In einigen Studien wird durch Selenzufuhr eine Senkung der Tumorinzidenz beobachtet und in der Intensivmedizin wird Natriumselenit zur Senkung der Mortalität bei akuter Pankreatitis oder bei der SIRS/ Sepsis verwendet. Um den Selenstatus von Patienten zu erfassen, wird in der Klinik die Routinemethodik der Atomabsorptionsspektrometrie mit Serumproben durchgeführt. In denDas Spurenelement Selen ist in den letzten Jahren in den Mittelpunkt klinischen Interesses gerückt. Diverse Krankheiten lassen sich mit einem Selenmangel in Verbindung bringen. In einigen Studien wird durch Selenzufuhr eine Senkung der Tumorinzidenz beobachtet und in der Intensivmedizin wird Natriumselenit zur Senkung der Mortalität bei akuter Pankreatitis oder bei der SIRS/ Sepsis verwendet. Um den Selenstatus von Patienten zu erfassen, wird in der Klinik die Routinemethodik der Atomabsorptionsspektrometrie mit Serumproben durchgeführt. In den Untersuchungen von Christina N. Stober [29] wird allerdings gezeigt, dass die Methode der Spektrofluorimetrie sehr gut mit diesem Verfahren konkurrieren kann und in einer optimierten Durchführung sogar einfacher und kostengünstiger ist. Diese optimierte Methode der Spektrofluorimetrie, die auf der Grundlage der Arbeit von Koh und Benson [27] entstand, wurde in der hier vorliegenden Promotionsarbeit auf die Anwendbarkeit mit Urinproben untersucht; In Ausführung eines Pilotprojektes wurde in dieser Arbeit der Selengehalt von 100 Kinderurinproben in Dreifachbestimmung untersucht. Einer der ersten Schritte war die Bestimmung der unteren Nachweisgrenze für Selenwerte in Urinproben. Mittels des sogenannten Inter-Assays, bei dem die Selenkonzentration derselben Urinproben an mehreren Tagen gemessen wur-den, wurde als untere Nachweisgrenze ein Wert der Selenkonzentration von 7,5 µg/l festgestellt. Selenkonzentrationen, die unter dieser Nachweisgrenze lagen, konnten mit der optimierten Analysemethode der Spektrofluorimetrie nicht präzise und reproduzierbar ermittelt werden. Bei der Mehrzahl der untersuchten Urine lag der Selengehalt über dieser unteren Nachweisgrenze von 7,5 µg/l, bewegte sich also in einem gut detektierbaren Messbereich. Nur bei drei Urinproben lag die Selenkonzentration unterhalb der Nachweisgrenze, bei allen restlichen Urinproben konnte der Selengehalt präzise und reproduzierbar mit der optimierten Methode erfasst werden. In 57 Prozent dieser Fälle bewegten sich die Messergebnisse im Wertebereich von 20 bis 35 µg/l. Aufgrund dieser Ergebnisse konnte nachgewiesen werden, dass die optimierte Methode der Spektrofluorimetrie zur genauen Selenbestimmung in Urinproben geeignet ist. Der Hauptaspekt der Arbeit, die Anwendbarkeit des optimierten Analyseverfahrens auf Urinproben, wurde durch entsprechende Versuchsansätze auch statistisch untersucht. Um die optimierte Analysemethode für die Anwendung auf Urinproben zu validieren, wurden zunächst standardisierte externe Referenz-Urine gemessen, dann verschiedene organische Verbindungen auf ihren Selengehalt untersucht und schließlich überprüft, ob Störsubstanzen im Urin die Messergebnisse verfälschen. Im 1. Schritt wurden standardisierte Referenzsubstanzen reproduzierbar und mit statistisch definierter Richtigkeit vermessen. Damit wurden immanente systemische Fehler bei der Methodik ausgeschlossen. Aus den organischen Verbindungen Selenocystein und Selenomethionin konnte das Selen spektrofluorimetrisch zu beinahe 100% wiedergefunden werden. Da im Urin selenhaltige Aminosäuren wie Selenomethionin ausgeschieden werden, ist es von großer Wichtigkeit, dass das Messverfahren dieses in Bindung vorliegende Selen richtig erfasst. Die Richtigkeit der optimierten Methode der Spektrofluorimetrie bei der Messung der Selenkonzentration in Urinproben konnte somit nachgewiesen werden. In einem weiteren Versuchsansatz wurden die häufigsten Ionen im Urin, nämlich Kalium, Natrium und Phosphat, auf ihren möglichen Störeinfluss auf die Selenmessung hin untersucht. Albumin, das ebenfalls im Urin erscheint, wurde ebenfalls dieser Fragestellung unterzogen. In den mit den diversen Salzen ver-setzten Urinproben konnten bei der Selenmessung kein Störeinfluss beobachtet werden. Die Selenkonzentration der Urinproben mit dem zugesetzten Protein nahm entsprechend der Albuminmengen linear zu. Diese Beobachtung ließ sich direkt auf den im Albumin vorhandenen Selengehalt zurückführen. Damit war ein Störeinfluss des Albumins bei der Selenmessung ebenfalls ausgeschlossen. Neben der Untersuchung der Anwendbarkeit der optimierten Methode der Spektrofluorimetrie auf Urinproben, der Hauptaufgabenstellung dieser Promotionsarbeit, wurde auch - als Nebenaspekt - ein epidemiologischer Ansatz verfolgt: Um die regionale Selenversorgung in Franken zu untersuchen, wurden 100 Kinder-Urine aus einem Würzburger Gymnasium herangezogen. Aus den Messungen ließ sich für die Region Franken der Mittelwert 29,3 und die Stan-dardabweichung +/- 1,2 µg/l bei einem 95% Konfidenzintervall von 27,8 bis 30,8 µg/l für die Selenkonzentration in Urin angeben. Um aus diesem Mittelwert eine epidemiologisch fundierte Aussage über die Selenversorgung in Franken abzuleiten, war einerseits dieses Pilotprojekt mit 100 Proben noch zu klein, andererseits ist keine verbindliche untere Grenze für eine ausreichende Selenkonzentration im Urin bekannt. Über einen Selenmangel läßt sich bei fehlenden Vergleichsdaten kaum eine Aussage treffen. Standardwerte für den Selengehalt im Urin, die einen Selenmangel anzeigen würden, sind nicht bekannt. Nimmt man die Daten einer Untersuchung mit gesunden Kindern in Deutschland aus dem Jahre 1997 zum Vergleich, liegen die Messergebnisse dieser Arbeit im Durchschnitt etwas höher. Damit ist für die Region Franken eine bessere Selenversorgung zumindest im bundesweiten Vergleich gegeben. Eine Gruppe der Kinder wies eine auffällig höhere Selenversorgung auf. Dies könnte auf eine bessere Selenversorgung aufgrund hochwertigerer und ausgewogener Ernährung hinweisen. Vielleicht hatten diese Probanden aber nur unmittelbar vor der Urinabgabe selenhaltige Nahrung zu sich genommen. Die Jodkonzentrationen aus den vorliegenden pädiatrischen Urinproben waren aus einer früheren Studie bekannt. Beim Vergleich der Selen- mit den Jod-Daten war eine Korrelation erkennbar, jedoch lag der Wert des Korrelationskoeffizienten unter 0,8 und war damit für eine fundiere Aussage statistisch unzureichend. Nur ein einziger Proband fiel bei einer mittleren Selenkonzentration durch eine auffällig hohe Jodkonzentration auf. Dies könnte man durch eine Jod-Supplementation dieses Schülers erklären. Die Frage, ob Selen im Urin aussagekräftig für den gesamten Selenhaushalt des Körpers ist, muss weitergehend untersucht werden. In der Fachliteratur wird der Selengesamtstatus oft mit den Serumwerten veranschaulicht. Unklar ist, ob Selen entsprechend der Höhe im Blut auch im Urin erscheint. Hierzu wurde ein Versuchsansatz in beschränktem Umfang mit 13 Probanden durchgeführt; es wurden die Selenkonzentrationen im Urin und im Serum der Probanden miteinander verglichen. Ein signifikanter Zusammenhang war jedoch nicht ersichtlich. Diese Schlussfolgerung ist aufgrund der geringen Probenzahl allerdings nicht ausreichend fundiert und bedarf eines umfangreicheren Experimentes. In einer groß angelegten Untersuchung wird bei Combs et al. [60] eine positive Korrelation zwischen der Selenzufuhr und der Ausscheidung im Urin beschrieben. Allerdings wurden nicht die Selenwerte im Blut und Urin miteinander verglichen. So könnte das aufgenommene Selen auch zunächst in die organischen Selenspeicher gelangen und demzufolge nur das überflüssige Selen im Harn erscheinen. Für weitere Experimente in diese Richtung ist die Selenmessung im 24-Stunden-Urin und in mehreren, über den Tag hinweg gewonnenen Blutproben zu empfehlen, da Messungen im Blut und Urin sonst nur Momentanaufnahmen darstellen. Die Hauptmotivation dieser Promotionsarbeit war der Nachweis, dass die optimierte Methode der Spektrofluorimetrie zur genauen Messung des Selengehaltes in Urinproben geeignet ist. Da von Kindern leichter Urin als Blut abgenommen werden kann, ist eine solche Selenmessung in Urin generell von Vorteil. Mit diesem Nachweis ist die Voraussetzung geschaffen, weitergehende epidemiologische Untersuchungen durchzuführen. Im Ausblick auf zukünftige epidemiologische Untersuchungen könnten die Proben mit wenig Aufwand gewonnen werden und es wären auch mehr Probanden zur Teilnahme bereit. Da die wichtige Frage nach der Aussagefähigkeit der Selenkonzentration im Urin in Bezug zum Selen-Gesamtkörperstatus in dieser Arbeit nicht hinreichend geklärt werden konnte, müssen zunächst weitergehende einschlägige Untersuchungen zu dieser wichtigen Fragestellung durchgeführt werden.…
• Selenium is an essential trace element and responsible for diverse functions in the human body. In this dissertation the method of spectrofluorimetrie for measuring selenium in urine has been statistically validatet and the question of a deficiency of selenium in children of the region "Franken" has been examinated.