Systematische Untersuchungen zur Problematik postmortaler Insulin-Instabilität

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem bekannten Phänomen der postmortalen Insulin-Instabilität. Die sichere Analyse von Insulin in Serum sowie vor allem auch in postmortalen Blutproben, ist für die forensische Begutachtung von enormer Bedeutung, da sie z. B. im Falle einer kriminellen Handlung einen hohen Beweiswert hat. Bei den durchgeführten Untersuchungen zeigte sich, dass bei einer Inkubation von Insulin in Serum sowie auch bei einer Inkubation mit intakten Blutzellen keine Abnahme der Insulinkonzentration eintritt. Daher kann für die Insulinbestimmung Serum als Untersuchungsmaterial empfohlen werden. Da postmortale Blutproben häufig eine Hämolyse aufweisen, wurde frisch entnommenes Blut hämolysiert und mit Insulin inkubiert. Hierbei zeigte sich, dass die Insulinkonzentration innerhalb von 5 Stunden bei 37°C signifikant auf 20% der Ausgangskonzentration sank. Ein proteolytischer Insulinabbau konnte ausgeschlossen werden, da der Zusatz von Enzyminhibitoren keine Hemmung des Insulinabbaus bewirkte. Bei der Hämolyse tritt u. a. der rote Blutfarbstoff Hämoglobin aus den Erythrocyten aus. In einer vergleichenden Inkubation aus hämolysiertem Blut und in Reinform erhältlichem Hämoglobin konnte festgestellt werden, dass die Insulinkonzentration in beiden Ansätzen in gleichem Maß absank. Hieraus wurde geschlossen, dass der Abbau auf das Hämoglobinmolekül zurückzuführen ist. Im Folgenden wurden systematische Untersuchungen angestellt, welcher Anteil des Hämoglobins für diesen Abbau verantwortlich ist. Zunächst wurde der Einfluss diverser Oxidationsstufen in Eisensalzen oder im Hämoglobin (Hb/MetHb), von Sauerstoff (Oxy-/CO-Hb), der isolierten Hämgruppe und der isolierten Globinketten untersucht. Nur die Inkubation von Insulin mit den isolierten Globinketten führte ebenfalls zu einem Insulinabbau, weswegen geschlussfolgert wurde, dass der proteinogene Teil des Hämoglobins im Wesentlichen den Insulinabbau verursacht. Eine Hemmung des Abbaus konnte nur bei Erniedrigung des pH-Werts auf 2,7 oder bei Alkylierung des Hämoglobins mit Jodacetamid erreicht werden. Jodacetamid ist ein Alkylierungsreagenz, das selektiv Thiolgruppen alkyliert. Zwar konnte die selektive Alkylierung der Thiolgruppen im Hämoglobin-Molekül mittels Flugzeitmassenspektrometrie nicht differenziert werden, aber die Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass mindestens eine Thiolgruppe der Hämoglobin-Beta-Kette für den Insulinabbau verantwortlich ist. Der zweite Teil der vorliegenden Arbeit beschäftigt sich mit der Suche nach den Insulinabbauprodukten. Bekannte Lagerungsartefakte von Insulin, wie sie in der Literatur beschrieben werden, konnten nicht nachgewiesen werden. Auch kovalente Insulinaddukte am Hämoglobin wurden nicht beobachtet. Dagegen wurde eine Spaltung von Insulin in dessen A- und B-Kette beobachtet, allerdings mit einer Massenabnahme entsprechend dem Verlust von 4 bzw. 2 Protonen. Es wird postuliert, dass die veränderten Ketten nach einer Disulfidbrückenspaltung des Insulins wieder intramolekulare Disulfidbrücken bilden, sodass eine dehydrierte A- und B-Kette entsteht. Bei der A-Kette gibt es drei Möglichkeiten der Konfiguration der Disulfidbrücken, drei Isomere wurden auch chromatographisch unterschieden. Die Intensität der Kettenbildung entsprach allerdings nur ca. 10% des Insulinausgangssignals und sank nach dem Erreichen eines Maximums nach 20 Stunden auch wieder ab, weswegen angenommen wird, dass auch noch weitere Abbauprodukte gebildet werden. Anhand weiterer Untersuchungsverfahren (Fluoreszenz, Gelelektrophorese, isoelektrische Fokussierung) wurde zwar nach weiteren Abbauprodukten gesucht, es konnten allerdings keine Weiteren nachgewiesen werden. Es wurde eine Extraktionsmethode für Insulin und dessen Abbauprodukte entwickelt, die robust und auch für postmortale Blutextrakte geeignet scheint. Aufgrund der mangelnden Sensitivität des zur Verfügung stehenden Analysensystems konnte die Methode nur in einem sehr hohen Konzentrationsbereich überprüft werden, was weiterführende Untersuchungen in niedrigen Konzentrationsbereichen nötig macht. Die Extraktionsmethode könnte auch für Gewebeextrakte eingesetzt werden, wobei Leber- und Nierengewebe nicht geeignet erscheinen, da bei Inkubationen auch hier eine erhebliche Insulinabnahme festgestellt wurde. Für die Praxis wird, wenn möglich, eine Insulinbestimmung aus Serum empfohlen. Weiterer Forschungsbedarf besteht für die Untersuchung der Insulinstabilität in realen postmortalen Blutproben und im physiologischen Konzentrationsbereich