Giftstoffe im Körper nachweisen: Quantitative Bestimmung erklärt

Bei einer vermuteten Vergiftung ist häufig nicht nur entscheidend, ob ein Stoff nachweisbar ist, sondern auch, wie viel davon im Körper vorhanden ist. Die quantitative toxikologische Analyse kann Hinweise auf den Schweregrad geben, Therapieentscheidungen unterstützen und zeigen, ob eine Behandlung zur Giftentfernung wirkt. Ein Befund muss jedoch immer zusammen mit Symptomen, Krankengeschichte, Zeitpunkt der Aufnahme und möglichen weiteren Substanzen bewertet werden.

Qualitativer und quantitativer Giftnachweis

Die qualitative Analytik klärt, ob eine bestimmte Substanz oder ein Abbauprodukt vorhanden ist. Die quantitative Analytik bestimmt die Konzentration, meist in Blut oder Serum. Bei manchen Medikamenten lässt sich der Wert mit einem therapeutischen Bereich vergleichen. Dieser Bereich beschreibt Konzentrationen, bei denen eine Wirkung erwartet wird, ohne dass typischerweise zu viele Nebenwirkungen auftreten. Oberhalb davon kann der toxische Bereich beginnen; entsprechende Grenzwerte sind jedoch immer vom Stoff und von der individuellen Situation abhängig.

Wiederholte Messungen können den Verlauf zeigen. Sinkt die Konzentration nach einer Behandlung, etwa einer Eliminationsmaßnahme, kann das auf deren Wirkung hinweisen. Bei bestimmten Vergiftungen werden Blutspiegel außerdem genutzt, um spezifische Therapien oder Gegenmittel zu erwägen. Werte, bei denen in der Vergangenheit Todesfälle beobachtet wurden, sind dabei nur Orientierungsdaten und lassen sich nicht direkt auf jeden Menschen übertragen.

Welche Proben werden untersucht?

• Blut oder Serum: Die Konzentration kann die aktuelle Belastung besser abbilden und ist deshalb bei akuten Vergiftungen häufig besonders relevant.
• Urin: Viele Stoffe und ihre Metaboliten werden über die Nieren ausgeschieden. Ein Nachweis im Urin beweist jedoch nicht automatisch eine akute Vergiftung, weil Substanzen unterschiedlich lange ausgeschieden werden.
• Mageninhalt: Bei einer erst kurz zurückliegenden Aufnahme kann er Hinweise auf die aufgenommene Substanz geben.
• Haare: Sie können länger zurückliegende Belastungen oder Konsummuster abbilden, sind aber für die unmittelbare Beurteilung einer akuten Vergiftung nicht gleichbedeutend mit einer Blutprobe.

Im Urin werden oft Metaboliten oder gebundene Formen, sogenannte Konjugate, gefunden statt der ursprünglichen Substanz. Der Urin-pH-Wert beeinflusst bei manchen Stoffen die Ausscheidung. Außerdem können geringe Konzentrationen unter der Nachweisgrenze liegen. Schnell- und Gruppentests können durch Kreuzreaktionen falsch-positive Ergebnisse liefern und sollten bei wichtigen Fragestellungen mit spezifischeren Verfahren überprüft werden.

Methoden der toxikologischen Analyse

Je nach vermutetem Gift, Probenmaterial und benötigter Genauigkeit kommen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz:

1. Orientierende Farbtests und Streifentests: Sie liefern schnell erste Hinweise, sind aber häufig weniger spezifisch.
2. Immunoassays: Antikörper erkennen bestimmte Substanzen oder Stoffgruppen. Sie eignen sich für Screenings, identifizieren aber nicht immer den genauen Wirkstoff und erlauben meist keine verlässliche quantitative Bestimmung.
3. Chromatographie: Gaschromatographie (GC) und Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) trennen Stoffgemische. In Verbindung mit Massenspektrometrie, etwa als GC-MS oder LC-MS/MS, lassen sich viele Substanzen spezifisch identifizieren und quantifizieren.
4. Weitere Verfahren: Die Atomabsorptionsspektrometrie und Massenspektrometrie werden unter anderem zur Bestimmung von Metallen und Schwermetallen eingesetzt. UV/VIS-Spektrophotometrie, Infrarot-Spektroskopie, Fluoreszenzverfahren, ionenselektive Elektroden und Voltammetrie kommen bei bestimmten Fragestellungen hinzu.

Die Qualität eines Ergebnisses hängt unter anderem von der Präzision, der Richtigkeit, der Nachweisgrenze und der Spezifität ab. Ein Labor sollte seine Verfahren validieren, Geräte regelmäßig prüfen und an externer Qualitätskontrolle wie Ringversuchen teilnehmen.

Indirekte Hinweise auf eine Vergiftung

Nicht jedes Gift lässt sich rechtzeitig oder direkt messen. Dann können typische körperliche oder laborchemische Veränderungen die Diagnose unterstützen:

• Carboxyhämoglobin: Es entsteht, wenn Kohlenmonoxid an Hämoglobin bindet.
• Methämoglobin: Bestimmte Medikamente und Chemikalien verändern Hämoglobin so, dass der Sauerstofftransport beeinträchtigt wird.
• Cholinesterase-Hemmung: Eine verminderte Aktivität kann auf eine Exposition gegenüber Organophosphaten oder Carbamaten hinweisen.
• Gerinnungsstörung: Ein veränderter Quick- oder INR-Wert kann bei einer Überdosierung bestimmter Antikoagulanzien relevant sein.
• Unterzuckerung: Ein starker Blutzuckerabfall kann unter anderem bei einer Überdosierung blutzuckersenkender Medikamente auftreten.

Zusätzlich werden häufig Elektrolyte, Blutzucker, Blutgase sowie Leber- und Nierenwerte bestimmt. Diese Untersuchungen helfen, den Zustand des Körpers einzuschätzen, Komplikationen zu erkennen und andere Ursachen ähnlicher Beschwerden auszuschließen.

Beispiele für spezifische quantitative Bestimmungen

Bei Verdacht auf eine Kohlenmonoxidvergiftung wird Carboxyhämoglobin im Blut bestimmt. Eine bereits begonnene Sauerstoffbehandlung, insbesondere unter Überdruck, kann den Nachweiswert verändern oder senken. Deshalb sind Zeitpunkt der Blutentnahme und bereits erfolgte Maßnahmen für die Interpretation wichtig.

Bei Paracetamol- oder Salicylatüberdosierungen kann die Konzentration im Blut die Einschätzung der Gefährdung und die Entscheidung über weitere Behandlungsschritte unterstützen. Bei Methämoglobinbildnern wird der Methämoglobinspiegel überwacht. Bei Antikoagulanzien stehen je nach Wirkstoff Gerinnungsparameter wie Quick und INR im Vordergrund. Bei Organophosphaten oder Carbamaten kann die Restaktivität der Cholinesterase bestimmt werden. Schwermetalle wie Blei, Quecksilber oder Cadmium werden je nach Fragestellung in Blut oder Urin analysiert.

Bei Benzodiazepinen und Cannabinoiden dienen Urin-Immunoassays häufig als Screening. Ein positives Ergebnis zeigt dabei nicht zwingend, welcher Stoff in welcher Menge vorhanden ist. Für eine spezifische Bestätigung und quantitative Bestimmung kommen Verfahren wie GC-MS oder LC-MS/MS zum Einsatz. Alkohol lässt sich im Serum und Urin bestimmen; zusätzliche Marker wie Ethylglucuronid, 5-Hydroxytryptophol oder CDT haben unterschiedliche Aussagebereiche. GGT und MCV können bei chronischem Alkoholkonsum verändert sein, sind aber nicht ausschließlich darauf zurückzuführen.

Warum Zeitpunkt und Probenqualität wichtig sind

Idealerweise wird die Probe vor Beginn einer Behandlung entnommen, ohne notwendige Notfallmaßnahmen zu verzögern. Medikamente und Therapien können Messungen beeinflussen. Flüchtige Stoffe müssen in dicht verschlossenen Gefäßen transportiert und aufbewahrt werden. Für eine Alkoholbestimmung darf die Haut nicht mit alkoholhaltigem Desinfektionsmittel vorbereitet werden, da dies das Ergebnis verfälschen kann. Auch die Auswahl des Materials, die korrekte Kennzeichnung und die Vermeidung von Verunreinigungen sind entscheidend.

Grenzen der Befundinterpretation

Eine niedrige Konzentration schließt eine Vergiftung nicht in jeder Situation aus. Die Substanz kann bereits abgebaut oder ausgeschieden worden sein, die Probe kann zu spät entnommen worden sein oder der Stoff kann sich überwiegend in Gewebe verteilt haben. Umgekehrt können Menschen bei chronischem Konsum eine Toleranz entwickelt haben und trotz hoher Werte weniger auffällige Symptome zeigen.

Bei mehreren gleichzeitig vorhandenen Substanzen können sich Wirkungen addieren, verstärken oder abschwächen. Steigen Blutwerte nach einer zunächst erfolgreichen Behandlung erneut an, kommen unter anderem verzögerte Aufnahme aus Tablettenkonglomeraten, Retardpräparate, eine erneute Exposition oder eine wiederholte Einnahme infrage. Ärztinnen und Ärzte sollten solche Befunde deshalb gemeinsam mit dem Labor und gegebenenfalls einer Giftinformationszentrale beurteilen.

Was du bei Verdacht auf eine Vergiftung tun solltest

Bei akuten Beschwerden, Bewusstseinsstörungen oder Verdacht auf eine gefährliche Aufnahme solltest du sofort medizinische Hilfe holen und nicht auf einen Selbsttest oder ein Laborergebnis warten. Halte, wenn möglich, Verpackungen, Medikamentennamen, vermutete Mengen und den Zeitpunkt der Aufnahme bereit. Giftinformationszentralen können bei der Einschätzung von Substanzen, sinnvollen Untersuchungen und ersten Maßnahmen unterstützen. Die konkrete Behandlung gehört in medizinische Hände.