Cholesterinoxide – auch Oxysterole genannt – stellen toxische Substanzen dar, die auf zellulärer Ebene unterschiedliche biologische Effekte präsentieren.
Cholesterin kann durch Enzyme, Autoxidation oder durch Hitze, Licht sowie Bestrahlung relativ leicht oxidiert werden – dabei entstehen sogenannte Cholesterinoxide bzw. Oxysterole. Im Zuge dieser Oxidation kommt es primär zur Bildung von Hydroperoxiden im B-Ring oder in der Seitenkette, in geringem Ausmaß auch zur Dehydrierung der alkoholischen OH-Gruppe in 3β-Stellung. Sekundäre Prozesse führen anschließend zu einer Vielzahl weiterer Derivate. Bis heute sind über 80 verschiedene Oxysterole oder, wie sie im Englischen genannt werden, »Cholesterol Oxidation Products« (COPs) bekannt.
Cholesterinoxide – Oxysterole – stellen toxische Substanzen dar, die unterschiedliche biologische Effekte auf zellulärer Ebene zeigen. In einer Reihe von In vitro- und In vivo-Studien wurden neben der atherogenen Wirkung der Oxysterole auch cytotoxische, mutagene und cancerogene Wirkungen festgestellt.
Als Hauptprodukte der Cholesterinoxidation wurden 7-Ketocholesterin, die beiden Epimere 5α,6α-Epoxid und 5β,6β-Epoxid, 7α- und 7β-Hydroxycholesterin, 25-Hydroxycholesterin und 3β-, 5α- 7β-Cholestantriol nachgewiesen.
Identifizierung der Cholesterinoxide, Oxysterole
Es sind in der Literatur eine Reihe verschiedener Methoden – wie Dünnschichtchromatographie (DC), Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) und Gaschromatographie (GC) – zum Nachweis dieser Oxysterole beschrieben. Die Gaschromatographie in Kombination mit der Massenspektrometrie erreichen eine hohe Empfindlichkeit sowie eine sichere Identifizierung der Cholesterinoxide.
Einen wesentlichen Nachteil der Gaschromatographie gegenüber der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie stellt jedoch die Notwendigkeit der Derivatisierung dar. Bei Anwendung der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie sind Hydrolyse- und Derivatisierungsschritte im Gegensatz zur Gaschromatographie in Kombination mit der Massenspektrometrie nicht erforderlich.
Für die Detektion der Cholesterinoxide nach der Trennung mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie wurden bisher UV- oder RI- (Refractive Index)-Detektoren verwendet. UV-Detektoren sind jedoch nur bei jenen Substanzen einsetzbar, die UV-Licht absorbieren.
Nur vier der toxisch bedeutsamen Cholesterinoxide (7-Ketocholesterin, 25-Hydroxycholesterin, 7α-Hydroxycholesterin und 7β-Hydroxycholesterin) sind im UV-Licht detektierbar. 3β,5α,6β-Cholestantriol und die beiden Epimeren 5,6-Epoxycholesterin zeigen nur geringe bis gar keine Absorption im UV-Bereich.
Die Kombination von empfindlicherer und spezifischerer Detektion, wie dies beim Massenspektrometer der Fall ist, bietet eine Lösung für dieses Problem an. Die so genannte APCI-Technik (Atmospheric Pressure Chemical Ionization Interface, HPLC-APCI-MS) für die Analyse der toxikologisch relevanten Cholesterinoxide in verschiedenen Lebensmitteln tierischer Herkunft – wie Butter, Butterschmalz, Eipulver, Schweineschmalz –entwickelt. Durch die Verwendung dieser HPLC-APCI-Technik können die genannten Verbindungen selektiv und empfindlich in biologischen Matrices bestimmt werden.
