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Analyse biogener VOCs per GC/MS

Kinderwunsch: Der Duft der Frauen und was er über ihre Fruchtbarkeit verrät

| Autor / Redakteur: Guido Deußing* / Dr. Ilka Ottleben

Abb. 1: Für Frauen mit Kinderwunsch gibt es allerlei diagnostische Methoden, mit denen sich möglichst genau ihre „fruchtbaren Tage“ bestimmen lassen sollen. Eine generelle Aussage über die Fruchtbarkeit der Frau zu treffen, ist mit diesen Methoden jedoch nicht möglich.
Abb. 1: Für Frauen mit Kinderwunsch gibt es allerlei diagnostische Methoden, mit denen sich möglichst genau ihre „fruchtbaren Tage“ bestimmen lassen sollen. Eine generelle Aussage über die Fruchtbarkeit der Frau zu treffen, ist mit diesen Methoden jedoch nicht möglich. (Bild: ©lassedesignen - stock.adobe.com)

Eine Frau mit Kinderwunsch kann sich verschiedener Methoden bedienen, um den Zeitpunkt innerhalb ihres Menstruationszyklus zu bestimmen, der sich als günstig erweist, um schwanger zu werden. Auch die Bestimmung flüchtiger Biomarker in Form von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) per GC/MS ist in mehrerer Hinsicht zielführend.

Wenn es um die Partnerwahl geht, folgt der Mensch weniger dem, was er sieht, vielmehr dem, was seine Nase registriert. Des Menschen Riechorgan ist vielseitig begabt; es nimmt sowohl offenkundig Olfaktorisches wahr, aber auch Pheromone, die das Gegenüber quasi geruchsfrei emittiert und die Organismen auf eine für uns unbewusste Weise kommunizieren lässt. Die dem Frauenkörper entströmenden flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs), die in der Lage sind, des Mannes Begierde zu triggern, entstammen dem Stoffwechsel weiblicher Sexualhormone; deren wichtigste Vertreter sind die Östrogene und Progesteron. Diese Hormone steuern zusammen mit anderen den weiblichen Menstruationszyklus und sorgen auch für die Fruchtbarkeit der Frau.

Kinderwunsch: Die Weibliche Fruchtbarkeit im Blick

Es lässt sich damit, sozusagen evolutionsbiologisch, erklären, warum Frauen während ihrer fruchtbaren Tage von der männlichen Nase als besonders attraktiv wahrgenommen werden. Inzwischen hat man auch erkannt, warum manche Frau respektive ihr individueller Körpergeruch bei Männern besser ankommt als der Geruch einer anderen Frau: Auf den Mann besonders anziehend wirken Damen mit hohem Östrogenspiegel und niedrigen Progesteronwerten [1]. Ein Hormonspiegel mit viel Östrogenen und wenig Progesteron zeugt von Fruchtbarkeit. Sie bleibt allerdings nicht ein Leben lang auf einem konstant hohen Niveau erhalten, sondern nimmt mit dem Alter ab. Biologisch lässt sich das so erklären, dass das Verhältnis der Sexualhormone sich zu Ungunsten der Östrogene verschiebt.

Dieser Tatsache gegenüber steht der Wunsch nicht weniger Frauen, den Zeitpunkt einer Schwangerschaft frei zu wählen und die Mutterschaft den Lebensbedingungen individuell anzupassen. Das funktioniert, so lange Mutter Natur mitspielt. Bei mancher Frau aber erweist sich der Weg in die Schwangerschaft als steinig und schwer: Für geschätzt 1,6 Mio. Frauen in den USA im Alter bis 44 Jahren wird der Versuch, auf natürliche Weise schwanger zu werden, zur Herausforderung, meint Stephanie Marie Ong von der Arizona State University, USA [2].

Der Markt der Fruchtbarkeitsdiagnostik kann laut Ong in den USA mit 3,5 Mrd. US-Dollar beziffert werden. Allerdings lassen sich mithilfe dieser diagnostischen Methoden nach Auffassung der Wissenschaftlerin bislang keine Aussagen über die Wahrscheinlichkeit machen, ob eine Frau 1. grundsätzlich und 2. mit zunehmendem Lebensalter schwanger werden kann. Zwar gelinge es, die Zeit des Eisprungs (Ovulation) auf unterschiedliche Weise recht genau zu ermitteln – und damit auch der optimale Zeitpunkt für den Zeugungsakt –, z.B. vermittels Basaltemperaturmessung, Kalendermethode oder spezieller Ultraschall- oder endokrinologischer Untersuchungen. Allen gebräuchlichen klinischen und daheim durchzuführenden Methoden gemein sei jedoch, schreibt Ong, dass sie eben nur einen einzigen Zeitpunkt bewerteten. Ihnen fehle das Vermögen, „Veränderungen im hormonellen Stoffwechsel über die Zeit hinweg zu quantifizieren“, was es erleichtern würde, generelle Aussagen über die Fruchtbarkeit zu treffen. Noch gibt es viele offene Fragen hinsichtlich der Ovulation und der physiologischen Gegebenheiten sowie über zeitlich limitierende Faktoren. Die richtigen Antworten darauf zu finden, könnte helfen, einen wichtigen Beitrag zu leisten, die Reproduktionsfitness der Frau positiv zu beeinflussen, ist Ong überzeugt.

Analytisches Set-up für Metabolismus-Studie gesucht

Um zu verstehen, was für die Entwicklung eines Lösungsansatzes erforderlich ist, braucht es Methoden, mit denen sich Reproduktionshormone sowie die ihrem Stoffwechsel entstammenden Metaboliten in Echtzeit über die Dauer der reproduktiven Jahre einer Frau bestimmen lassen, beschreibt es Ong in Ihrer Masterarbeit [2]. Die Beurteilung der Gesamtheit aller Metaboliten in biologischen Proben (Metabolomics) habe sich bereits in anderen Fällen zur Diagnose hormonell bedingter Erkrankungen als sinnvoll und nützlich herausgestellt.

Ergänzendes zum Thema
 
LP-Info: Chemische Kommunikation

Eine Metabolismus-Studie verlangt den Einsatz eines Analysenverfahrens, das es ermöglicht, die statistisch relevante große Zahl biologischer Proben, in denen sich die potenziell flüchtigen Metaboliten befinden, auf effiziente und zeitlich akzeptable Weise zu vermessen [3]. Als geeignet erweisen sich Urin, Speichel und Blut. Ong wählte als Probenbasis Harn, der sich auf einfachste Weise und ohne den Probengeber über Gebühr zu belasten in hinreichend großer Menge gewinnen lässt. Extrahiert wurde mittels automatisierter Festphasenmikroextraktion (SPME), für die Analyse kam ein GCxGC-TOF-MS-System zum Einsatz.

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