Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
T. Arndt

Phosphatidylethanol

Phosphatidylethanol
Synonym(e)
PEth
Englischer Begriff
phosphatidylethanol; PEth
Definition
Gruppe von Phospholipid-Ethanolestern, die als Marker eines Alkoholkonsums bzw. zur Abstinenzkontrolle vorgeschlagen wurde.
Struktur
Wegen der in den Phospholipiden gebundenen verschiedenen Fettsäuren (mit unterschiedlicher Kettenlänge und differierender Anzahl an Doppelbindungen) sind PEth strukturell nicht einheitlich. Mindestens 9 Spezies wurden bisher beschrieben (s. Abbildung): Die Hauptfraktion (ca. 60 % des Gesamt-PEth) bilden PEth-16:0/18:1 (mit einer Fettsäure mit 16 C-Atomen und ohne Doppelbindungen und einer Fettsäure mit 18 C-Atomen und einer Doppelbindung) und PEth-16:0/18:2 (mit einer Fettsäure mit 16 C-Atomen und ohne Doppelbindungen und einer Fettsäure mit 18 C-Atomen und 2 Doppelbindungen). Zu den weiteren Spezies s. u. Molmasse.
Hauptformen des Phosphatidylethanols (blau = Glyzerol-, rot = Ethanoluntereinheit) (nach Helander und Zheng 2009):
Molmasse
PEth-16:0/16:0 (676,7 g), PEth-16:0/18:2 (700,7 g), PEth-16:0/18:1 (702,7 g), PEth-16:0/20:4 (724,7 g), PEth-16:0/20:3 und PEth-18:1/18:2 (726,7 g), PEth-18:1/18:1 und PEth-18:0/18:2 (728,7 g), PEth-18:0/18:1 (730,7 g) (PEth-16:0/18:2 und PEth-16:0/18:1= Hauptfraktionen zusammen ca. 60 % des Gesamt-PEth).
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Die in faktisch allen Zellen und Geweben des Säugerorganismus vorkommenden Phospholipasen sind für die enzymatische Spaltung derEsterverbindungen in den Phospholipiden verantwortlich. Dabei entstehen gewöhnlich Fettsäuren und Glyzerol. Phospholipase D (von der die Isoformen 1 und 2 existieren) katalysiert die Hydrolyse oder Umesterung der terminalen Phosphodiesterbindung in den Glyzerophospholipiden. Die Umesterung (Transphosphatidylierung) ist eine Besonderheit der Phospholipase D im Vergleich zu anderen Phospholipasen (die gewöhnlich nur Hydrolysereaktionen katalysieren). In Gegenwart von Ethanol, das eine mehr als 1000-fach höhere Affinität zu Phospholipase D hat, kommt diese Eigenschaft der Phospholipase D zum Tragen. An Stelle der üblichen Hydrolyse der Phospholipide findet eine Umesterung mit Ethanol zu Phospholipid-Ethanol-Estern statt. In der Alkoholmissbrauchs-Diagnostik werden diese vereinfachend unter dem Gruppennamen Phosphatidylethanol (PEth) zusammengefasst.
Halbwertszeit
4–12 Tage.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
EDTA-Vollblut (kein Serum oder Plasma).
Probenstabilität
Minimal 5 Tage bei 4 °C, nach 14 Monaten bei –80 °C kein Abfall beobachtet. Gefahr der In-vitro-PEth-Synthese auch in gefrorenen Proben (Bildung von ≤0,75 μmol/L in ursprünglich PEth-negativen Proben innerhalb von 3 Tagen bei 20 °C und auch bei –20 °C!).
Präanalytik
Keine besonderen Maßnahmen erforderlich; Patient nüchtern.
Analytik
Aufwendige Probenvorbereitung mit Lipidextraktion des EDTA-Bluts und anschließender (Mehrfach-) Flüssig-Flüssig-Extraktion mit organischem Lösungsmittel. Trenngang und Detektion mit Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie oder LC-MS, die Nachweisgrenzen von <0,02 μmol/L bzw. untere Berichtsgrenzen von 0,1 μmol/L erreicht. Intra- und Interassay-VK <11 % für LC-MS.
Konventionelle Einheit
μmol/L.
Referenzbereich – Erwachsene
Valide Referenzbereichsstudien sind nicht publiziert; s. Interpretation.
Indikation
Alkoholmissbrauch, Abstinenzkontrolle.
Interpretation
Aufgrund der fehlenden Standardisierung der PEth-Bestimmung und damit der mangelnden Vergleichbarkeit der Bestimmungsmethoden liegen keine allgemeingültigen Referenzbereiche und keine einheitlichen Entscheidungsgrenzen vor. Für die summarische Bestimmung von PEth wurden Entscheidungsgrenzen zwischen 0,2 und 0,7 μmol/L, für die einzelnen PEth-Spezies ein Cut-off-Wert von jeweils 0,2 μmol/L vorgeschlagen.
Einflussgrößen auf die PEth-Konzentration im Blut sind:
  • Ethanolaufnahme
  • Ethanolabbau und Ausscheidung
  • Ethanolkonzentration am Ort der PEth-Synthese
  • Aktivität der Phospholipase D am Ort der PEth-Synthese
  • Zusammensetzung der Phospholipide und dadurch Zusammensetzung und prozentuale Verteilung der verschiedenen PEth-Spezies
  • PEth-Elimination
Ob eine akzidentiell inhalative Ethanolexposition, z. B. durch Desinfektionsmitteldämpfe, zu erhöhten PEth-Konzentrationen führen kann (wie für Ethylglukuronid beschrieben) ist unbekannt. Dennoch gelten erhöhte PEth-Konzentrationen derzeit als spezifisch für einen Ethanolkonsum. Falsch negative Befunde bei geringem bis moderatem Ethanolkonsum stellen die Eignung als Abstinenzmarker infrage.
Die In-vitro-Synthese von PEth nach Probennahme (auch bei –22 °C) in ethanolhaltigen (ursprünglich PEth-negativen Proben) kann zu Fehldiagnosen bzgl. einer Ethanolaufnahme führen. Dies betrifft zum Beispiel die Post-mortem-Diagnostik, da durch Verwesungsprozesse Ethanol entsteht, das mit Phospholipiden zu PEth verestert werden kann.
Diagnostische Wertigkeit
Die Eignung von Phosphatidylethanol im Blut als Kenngröße einer Ethanolaufnahme, eines Alkoholmissbrauchs oder einer Ethanolabstinenz ist noch nicht abschließend zu bewerten. Derzeit scheint PEth am ehesten für den Nachweis eines schweren Alkoholmissbrauchs geeignet.
Literatur
Hahn JA, Anton RF, Javors MS (2016) The formation, elimination, interpretation, and future research needs of phosphatidylethanol for research studies and clinical practice. Alcohol Clin Exp Res 40:2292–2295CrossRefPubMed
Helander A, Zheng Y (2009) Molecular species of the alcohol biomarker phosphatidylethanol in human blood measured by LC-MS. Clin Chem 55:1395–1405CrossRefPubMed