Doping mit Testosteron kommt wieder in Mode. Im Zusammenhang mit Berichten über Radsportler Floyd Landis und Sprintstar Justin Gatlin war in den vergangenen Tagen viel zu lesen über Testosteron/Epitestosteron -Quotienten, einen fehlerhaft übersetzten “Kohlen-Isotop-Test” (u. a. FAZ, Netzeitung), der synthetisches Testosteron erkennen soll, und einiges mehr. Grund genug, den Nachweis des Dopings mit Testosteron für den interessierten Laien einmal näher zu erläutern.

Der Routine-Test
Der Routine-Test, welcher bei den meisten Dopingproben angewandt wird, analysiert den Testosteron/Epitestosteron -Quotienten (T/E-Wert). Epitestosteron ist ein chemisch zwar sehr naher, dennoch inaktiver Verwandter des Testosterons, der sich nur in der räumlichen Anordnung eines Teils des Moleküls unterscheidet (vgl. Bild). Beide Substanzen werden vom Körper unabhängig voneinander gebildet, so dass die externe Gabe von Testosteron den Epitestosteron-Wert nicht beeinflusst. Daher kann beispielsweise in einer Urinprobe der Gehalt der beiden Substanzen ermittelt und der T/E-Wert berechnet werden. Dieser liegt beim normal gesunden Mann bei etwa 1:1. Der Grenzwert, bei dem eine Probe als positiv eingestuft wird, hat sich über die Jahre deutlich verringert. Aktuell liegt er bei 4:1, bis 2004 war der Grenzwert noch bei 6:1 und noch früher sogar nur bei 10:1 (zum Vergleich: nach den unbestätigten Meldungen lag der T/E-Wert bei Floyd Landis’ positiver Probe bei 11:1).Allerdings haben die aktuellen Fälle nach übereinstimmenden Berichten mehrerer Zeitungen einige Dikussionen zwischen den Experten hervorgerufen und zwar darüber, ob dieser Test als primäre Analysemethode noch zeitgemäß ist. So forderte beispielsweise Martial Saugy, Chef des Schweizer Doping-Labors in Lausanne eine umfassende Veränderung der Nachweismethoden, um mit den verfeinerten Dopingmethoden mitzuhalten. Auch Professor Mario Thevis, Sprecher des Zentrums für präventive Dopingfragen an der Deutschen Sporthochschule in Köln, ist sich sicher: “Über die Fälle Landis und Gatlin hinaus könnten wahrscheinlich viele andere Athleten überführt werden, die unter dem Quotienten von 4:1 des Testosterons zum Epitestosteron liegen.” (Berliner Zeitung/sid)

Die erweiterte Analyse
Abhilfe könnte hier eine Analysemethode schaffen, die ironischerweise ursprünglich entwickelt wurde, um die Gabe des ebenfalls auf der Dopingliste stehenden Epitestosterons (zur Senkung des T/E-Werts) nachzuweisen. Hierbei handelt es sich um die Analyse des Kohlenstoff-Isotopen-Verhältnisses (“carbon-isotope-test”) der Verbindungen.

Wie funktioniert der Test?
Natürlich vorkommender Kohlenstoff besteht aus zwei stabilen Isotopen (98,9% ¹²C und 1,1% ¹³C mit je 6 Protonen und 6 bzw. 7 Neutronen), die sich in ihrer Masse unterscheiden. In den meisten pflanzlichen und tierischen Nahrungsmitteln findet man annähernd das natürliche Verhältnis der beiden Isotope. Daher weisen die vom menschlichen Körper hergestellten Substanzen ebenfalls die gleiche Zusammensetzung auf. Synthetisches Testosteron und Epitestosteron werden allerdings aus Soja-basierten Grundstoffen hergestellt und Soja enthält aus bestimmten Gründen, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll, eine Zusammensetzung von 99,0% ¹²C und 1,0% ¹³C. Um natürliche Abweichungen, welche beispielsweise durch spezielle Ernährung hervorgerufen werden können, auszuschließen, wird bei Dopingtests der zu ermittelnde Wert zusätzlich immer auf eine körpereigene Referenzsubstanz (endogeneous reference compound / ERC) wie z.B. Cholesterin bezogen und damit der del¹³C-Wert ermittelt:

Erst wenn dieser Wert, der normalerweise bei etwa 25 liegt, für das enthaltene Testosteron bzw. Epitestosteron um mehr als 3 von der Referenzsubstanz abweicht, gilt die Probe gemäß den WADA-Anforderungen als positiv.

Warum ist dieses Verfahren keine Routine?
Der Standardnachweis zur Ermittlung des T/E-Werts wird routinemäßig mit einer Kopplung aus gaschromatographischer Auftrennung und massenspektrometrischer Identifizierung (GC-MS) vorgenommen. Hierzu wird die Probe zunächst verdampft, die enthaltenen Substanzen aufgetrennt und anhand ihres charakteristischen Massenspektrums identifiziert. Allerdings kann mit dieser Methode das wichtige Isotopenverhältnis nur zu 0,1-1% ¹²C genau ermittelt werden. Diese Genauigkeit ist bei Betrachtung der oben besprochenen Unterschiede in der Verteilung der Kohlenstoff-Isotope nicht annähernd gut genug, um einen stichhaltigen Nachweis zu ermöglichen.

Eine höhere Genauigkeit ist aber leider auch direkt mit einem größeren apparativen Aufwand verbunden, denn man muss auf die deutlich aufwendigere gaschromatographische Trennung mit anschließender Verbrennung und Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie (GC-C-IRMS / gas chromatography-combustion-isotope ratio mass spectrometry) zurückgreifen. Hierzu wird die Probe wie bei der GC-MS auch zunächst verdampft und nach enthaltenden Substanzen aufgetrennt, diese werden jedoch im Anschluss daran direkt mit Sauerstoff vollständig zu Kohlendioxid (CO₂), Wasser (H₂O) sowie ggf. Stickoxiden (NO_x) verbrannt. Nach Ausfrieren des Wassers und Entfernung der Stickoxide (Reduktion zu N₂) kann das Isotopenverhältnis des verbleibenden CO₂ mit einer Genauigkeit von 0,005-0,1% bestimmt werden. Allerdings ist dieses Testverfahren durch den größeren apparativen Aufwand deutlich teurer, so dass es im Allgemeinen ohne vorhergehende Verdachtsmomente nicht durchgeführt wird.

Fazit
Ohne eine Verbesserung der bestehenden Analysenverfahren gibt es kurzfristig nur eine Möglichkeit den Kampf gegen das Testosteron-Doping zu verbessern. Die Aufstockung der finanziellen Mittel für die Anti-Doping-Agenturen. Solange geschätzten Ausgaben für Sport-Sponsoring in Deutschland von 2,7 Millarden € für 2006 nur ein Etat von 1,3 Millionen € der Nationalen Anti-Doping-Agentur (NADA) gegenüber steht, werden wir uns mit dem Gedanken abfinden müssen, dass es im Profisport illegale, nur schwer nachweisbare Mittel und Wege gibt, die Leistung zu steigern. Vielleicht sollten die Sponsoren, die ja auch an sauberem Sport interessiert sein sollten, darüber nachdenken, einen Teil ihrer Sponsoren-Gelder an die NADA zu überweisen. Nur 0,1% der Sponsoring-Ausgaben würden den Etat der NADA bereits mehr als verdreifachen. Anders wird es keinen dopingfreien Sport geben und die Analysemethoden den Dopingmethoden weiter hinterherlaufen wie ein ungedopter Sprinter hinter Justin Gatlin.