Gasprofil der menschlichen Haut von Personen mit dem Phänomen „Menschenallergie gegen mich“.

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 9471 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Neuere Studien haben gezeigt, dass manche Menschen behaupten, dass ihre Hautgase bei Menschen in ihrer unmittelbaren Umgebung allergieähnliche Reaktionen hervorrufen. Ein solches Phänomen oder Symptom wird als „Personen, die gegen mich allergisch sind (PATM)“ bezeichnet. Obwohl zahlreiche Menschen an PATM leiden, sind die tatsächlichen Bedingungen unbekannt. Ziel dieser Studie war es, die Eigenschaften menschlicher Hautprofile bei Patienten mit PATM zu untersuchen, indem die dermalen Emissionsflüsse von 75 Hautgasen mithilfe eines passiven Flussprobennehmers und Gaschromatographie/Massenspektrometrie gemessen wurden. Wir fanden Gemeinsamkeiten in den menschlichen Hautgasprofilen von 20 Probanden mit PATM, mit einem signifikanten Unterschied zu denen von 24 Nicht-PATM-Probanden: höhere Emissionen von Petrochemikalien, Organoschwefelverbindungen und einigen Aldehyden sowie geringere Emissionen von Aromastoffen und anderen. Das Verhältnis von Toluol zu Benzaldehyd gilt als wichtiges Zeichen, das auf die Grundlage von PATM hinweist. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass es sich bei PATM um ein medizinisch ungeklärtes Phänomen oder Symptom handelt, das weiterer Forschung würdig ist und einen interdisziplinären Ansatz erfordert.

Der menschliche Körpergeruch besteht aus mehreren flüchtigen Verbindungen, die von der Hautoberfläche ausgehen und als menschliche Hautgase bekannt sind1,2,3. Dies wird normalerweise als eine Frage der Behaglichkeit oder des Unbehagens für die Menschen in der Umgebung erkannt. Die Möglichkeit schädlicher Auswirkungen von Körpergerüchen auf die menschliche Gesundheit wurde bisher kaum untersucht. Eine aktuelle Studie hat jedoch gezeigt, dass Menschen behaupten, dass ihre Hautgase bei Menschen in ihrer Umgebung allergieähnliche Reaktionen hervorrufen, darunter Niesen, laufende Nase, Husten, juckende Augen und rote Augen4. Dieses Phänomen oder Symptom wird als „Personen, die gegen mich allergisch sind (PATM)“4,5 bezeichnet. Das Wort PATM ist ein Internet-Slang, der auf mehreren Community-Sites auf sozialen Netzwerkdiensten (SNS) im Zusammenhang mit PATM generiert wird. Basierend auf der Anzahl der Kommentare auf SNS gibt es möglicherweise Tausende von Patienten mit PATM auf der ganzen Welt. Die meisten Menschen mit PATM empfinden aufgrund von Depressionen, Angstzuständen, Selbstmordgedanken und anderen psychischen Störungen ein Gefühl der Viktimisierung. Einige von ihnen geben an, dass sie Symptome wie eine idiopathische Chemikalienunverträglichkeit, auch bekannt als multiple Chemikaliensensibilität6,7, aufweisen, die mit einer geringen Chemikalienexposition einhergeht. Diejenigen, die über PATM klagen, diskutieren aktiv über ihre eigenen Symptome, die Reaktionen der Menschen in ihrer Umgebung und mögliche Behandlungen zur Linderung der Symptome. Es scheint jedoch, dass in den Diskussionen, die innerhalb der Gemeinschaften stattfinden, verschiedene Vorurteile im Spiel sind. Obwohl dies kaum zu glauben ist, sind viele Menschen aufgrund der Symptome von PATM gezwungen, in den Ruhestand zu gehen oder ihren Job aufzugeben. Leider sind die tatsächlichen Bedingungen völlig unbekannt, da es an wissenschaftlichen Berichten zum Thema PATM mangelt. Bisher wurden nur wenige Artikel veröffentlicht: ein Fallbericht von Kawakami et al.4 und ein Leserbrief von Bian und Ma5. Kawakami et al.4 maßen die Konzentration menschlicher Hautgase und mikrobieller Spezies in der Nasenhöhle eines 35-jährigen männlichen Probanden, der behauptete, PATM zu haben, und stellten größere dermale Emissionen menschlicher Hautgase fest, insbesondere Toluol (Methylbenzol) und andere Petrochemikalien. Bian und Ma5 diagnostizierten bei einer 18-jährigen Frau PATM und schlugen vor, dass die Symptome von PATM denen einer körperdysmorphen Störung weitgehend ähneln. Allerdings sind weitere Studien erforderlich, um PATM besser zu verstehen.

Menschliches Hautgas ist eine komplexe Mischung anorganischer und organischer flüchtiger Verbindungen, die von der Hautoberfläche über drei Emissionswege freigesetzt werden: Hautdrüsen und Blut sowie Oberflächenreaktionswege8,9,10,11. Wenn sie im menschlichen Körper durch internen Stoffwechsel gebildet werden, steigen sie mit Schweiß und Talgsekretion an die Hautoberfläche (dermaler Bodenweg) und/oder wandern direkt vom Blut durch die Hautschichten (Blutweg)8,9. Inhalierte exogene Chemikalien werden auch über den Blutweg freigesetzt12. Darüber hinaus entstehen flüchtige Hautstoffe durch bakteriellen Stoffwechsel oder chemische Reaktionen mit Substraten im Schweiß/Talg auf der Hautoberfläche (Oberflächenreaktionsweg)10,11. Daher ist die Zusammensetzung des menschlichen Hautgases komplex und das individuelle Hautgasprofil wird durch physische, physiologische und psychologische Bedingungen, Lebensverhalten und Lebensumgebungen bestimmt. Aufgrund seiner Natur hat menschliches Hautgas als nicht-invasiver medizinischer Biomarker zur Überwachung von Erkrankungen wie Verdauungsstörungen8, Diabetes13, Melanom14, akuten Vergiftungen15 und schweren Verbrennungen16 große Aufmerksamkeit erregt. Wenn es sich bei PATM um eine Erkrankung mit einer gemeinsamen Ursache handelt, kann die Gaszusammensetzung der Haut auch gemeinsame Merkmale aufweisen, die bei der umliegenden Bevölkerung möglicherweise allergieähnliche Symptome hervorrufen.

Um dieses Problem anzugehen, bestand das Ziel dieser Studie darin, PATM aus der Sicht des menschlichen Hautgasprofils zu verstehen, das die Quelle von Körpergeruch oder -geruch ist. Von 20 Probanden, die angaben, an PATM zu leiden, wurden Profile menschlicher Hautgase erstellt, indem die dermalen Emissionsflüsse (Emissionsrate pro Fläche) von 75 flüchtigen Verbindungen gemessen wurden, alles Komponenten, für die wir bisher Messmethoden etabliert haben, unter Verwendung eines passiven Flussprobenehmers (PFS). gekoppelt mit Gaschromatographie/Massenspektrometrie (GC/MS)11,12. Die Ergebnisse wurden mit denen von 24 Probanden ohne PATM verglichen. Dies ist die erste Studie, die über gemeinsame Merkmale in den Hautgasprofilen von Patienten mit PATM berichtet.

Es wurden dermale Emissionsflüsse von 75 Hautgasen bei 44 Probanden gemessen. Die Patienten wurden über SNS und Mundpropaganda rekrutiert und auf der Grundlage ihrer Erklärung in zwei Gruppen eingeteilt: Nicht-PATM und PATM. Die Nicht-PATM-Gruppe umfasste 13 männliche und 11 weibliche Teilnehmer (Alter: 18–59, 31 ± 13 Jahre), die nicht angaben, an PATM oder anderen Krankheiten zu leiden. Die PATM-Gruppe bestand aus 12 männlichen und 8 weiblichen Teilnehmern (Alter: 19–53, durchschnittlich 39 ± 12 Jahre), die an PATM-ähnlichen Phänomenen oder Symptomen ohne andere offensichtliche Krankheiten litten. Die Hautgasprobenahme wurde von den Probanden selbst am nichtdominanten Unterarm unter Verwendung von PFS für eine Stunde in ihrem täglichen Leben durchgeführt. Nach der Probenahme wurde das PFS über einen Hauslieferdienst an das Labor der Tokai-Universität geschickt und die gesammelten Hautgase wurden mittels GC/MS analysiert. Tabelle 1 zeigt die Analyseergebnisse für die dermalen Emissionsflüsse von 75 Hautgasen. Obwohl sich die beiden Gruppen auf ihre Angaben stützten, wurden erhebliche Unterschiede bei den Hautemissionen mehrerer Komponenten beobachtet, was zu unterschiedlichen menschlichen Hautgasprofilen zwischen der Nicht-PATM- und der PATM-Gruppe führte.

Unter den 75 Hautgasen wurden in der PATM-Gruppe signifikant größere Emissionsflüsse für 2-Ethyl-1-hexanol (2E1H), Isovaleraldehyd, Hexanal, Aceton, Toluol, m,p-Xylol, Methylmercaptan, Ethylmercaptan und Allyl beobachtet Methylsulfid (AMS), von denen die meisten potenziell unangenehme Gerüche haben und/oder aufgrund der Exposition zu gesundheitsschädlichen Auswirkungen führen können.

Die Emissionen von Petrochemikalien wie 2E1H, Toluol und m,p-Xylol sollten beachtet werden, da sie als chemischer Faktor erkannt wurden, der für die idiopathische Chemikalienunverträglichkeit verantwortlich ist17,18. Es wird angenommen, dass die Exposition gegenüber solchen Chemikalien in der Raumluft, selbst im ppb-Bereich, Symptome wie Reizungen der Haut, der Augen, der Nase und des Rachens sowie psychoneurotische Symptome wie Schwindel, Übelkeit und Kopfschmerzen auslöst17,18. 2E1H wird als Duftstoff und Rohstoff für die Herstellung des Weichmachers Di(2-ethylhexyl)phthalat17 verwendet. Die dermale Emission von 2E1H wurde in der linken Hand gesunder Freiwilliger beobachtet, die in einem chemischen Labor 2E1H und/oder Di(2-ethylhexyl)phthalat-Dampf ausgesetzt waren19. Auch bei Tabakrauchern wurde über Hautemissionen von Toluol berichtet12. Wenn aktive Raucher innerhalb von 15 Minuten eine einzelne Zigarette rauchten, wurde in Hautproben, die unmittelbar nach dem Rauchereignis entnommen wurden, Toluol zusammen mit zahlreichen tabakspezifischen Chemikalien nachgewiesen, darunter Nikotin, 3-Methylfuran, 2,5-Dimethylfuran und 3-Ethenylpyridin12 . Auch Passivrauchen verursacht dermale Toluolemissionen. Toluol wird auch von der Haut von Nichtrauchern freigesetzt, wenn sie Toluoldampf in einem Chemielabor ausgesetzt sind, wo Toluol routinemäßig als Lösungsmittel verwendet wird19,20. Daher können kutane Emissionen dieser Chemikalien auch bei gesunden Personen beobachtet werden, wenn sie ihnen im Alltag ausgesetzt sind. Allerdings waren die Emissionsmengen dieser Chemikalien in der PATM-Gruppe erheblich höher als in der Nicht-PATM-Gruppe: im Durchschnitt etwa 12-mal für 2E1H, 39-mal für Toluol und viermal für m,p-Xylol. Daher müssen wir die Möglichkeit sorgfältig abwägen, dass die von der PATM-Gruppe emittierten Chemikalien bei ihren Mitmenschen eine chemische Unverträglichkeit hervorrufen können.

Auch die Emission flüchtiger Organoschwefelverbindungen wie Methylmercaptan, Ethylmercaptan und AMS, die unangenehmen Körpergeruch verursachen können, muss berücksichtigt werden. Mercaptane haben einen übelriechenden Geruch, ähnlich dem von verfaultem Kohl21. AMS ist ein Metabolit von Alliin, das im Knoblauch vorkommt und für den Knoblauchgeruch im Atem22 und Körper23 verantwortlich ist. Auch wenn kein Knoblauch konsumiert wird, wird bei gesunden Probanden Haut-AMS aufgrund der üblichen Einnahme verschiedener schwefelhaltiger Lebensmittel beobachtet23. Da solche flüchtigen Organoschwefelverbindungen extrem niedrige Geruchsschwellen von 0,07 ppb für Methylmercaptan, 0,0087 ppb für Ethylmercaptan und 0,14 ppb für AMS aufweisen, können die erhöhten dermalen Emissionen schwefelhaltiger flüchtiger Stoffe den olfaktorischen Eindruck von Körpergeruch bei PATM-Probanden verändern.

In vitro wurde gezeigt, dass Isovaleraldehyd, auch bekannt als 3-Methylbutanal, durch die Wechselwirkung zwischen menschlichen Leukozytenantigenen und dermaler Mikroflora entsteht und vermutlich zum Körpergeruch beiträgt24. Da es einen stechenden, fruchtartigen Geruch hat, können größere Emissionen auch den olfaktorischen Eindruck des Körpergeruchs verändern. Aceton ist ein Produkt der Stoffwechselreaktion von Fettsäuren und wird zur Energiegewinnung bei geringen Konzentrationen von Kohlenhydraten (Glukose) im Blut benötigt. Die Ketone in den Blutkapillaren treten als Bestandteil des Schweißes auf und/oder steigen aufgrund ihrer hohen Flüchtigkeit direkt aus den Blutkapillaren zur Haut auf10. Die stärkere Freisetzung von Aceton aus der Haut deutet darauf hin, dass die PATM-Gruppe Menschen mit Essstörungen, einer Art psychischer Störung, umfassen könnte, da die Acetonbildung durch die Fasten-, Hunger- oder sogar die Art der Ernährung beeinflusst wird25.

Deutlich geringere dermale Emissionen wurden in der PATM-Gruppe für niedere Alkohole (1-Pentanol, 1-Hexanol, 1-Heptanol, 1-Octanol, 1-Nonanol und 1-Decanol) und Aldehyde (Heptanal, 2-Hexenal und Benzaldehyd) beobachtet. , Essigsäure, Ketone (2-Heptanon, 2-Octanon, 2-Nonanon, 2-Decanon, 2-Undecanon, 2-Dodecanon, 2-Tridecanon, 2-Tetradecanon, 2-Pentadecanon, Acetoin (3-Hydroxybutan-2- eins) und 6-Methyl-5-hepten-2-on), Acetate (Ethylacetat, cis-3-Hexenylacetat und Benzylacetat), Indol, Skatol (3-Methylindol), α-Pinen, β-Pinen und d-Limonen sowie flüchtige zyklische Ester (γ-Hexalacton, γ-Heptalacton, γ-Octalacton, γ-Nonalacton, γ-Decalacton und γ-Undecalacton). Nach unserem besten Wissen ist es schwierig, die geringeren Emissionen jedes Gases in der PATM-Gruppe zu erklären. Einige von ihnen vermitteln jedoch einen angenehm angenehmen Duft; Daher werden sie auch als Geschmacks- oder Duftstoffe verwendet. Der holzige Geruch wirkt bekanntermaßen stimmungsentspannend26, und α-Pinen, β-Pinen und D-Limonen sind typische aromatische Bestandteile von Holz oder aus Holz gewonnenen Innenmaterialien. Es hat sich gezeigt, dass die Inhalation von D-Limonen die Aktivität des parasympathischen Nervensystems steigert, die Herzfrequenz senkt und für eine „angenehme“ Stimulation sorgt27. Die ätherischen Öle, die diese Aromastoffe enthalten, werden häufig in der Aromatherapie eingesetzt, einer ganzheitlichen Heilbehandlung, bei der natürliche Pflanzenextrakte zur Förderung von Gesundheit und Wohlbefinden eingesetzt werden. γ-Lactone sind flüchtige zyklische Ester, die natürlicherweise in Früchten vorkommen, darunter Pfirsich, Pflaume, Aprikose, Ananas und Erdbeere28,29. Sie tragen zum süßen Geruch von Früchten und süßen Körperdüften bei, insbesondere bei Mädchen im Teenageralter30. Der Verlust solcher Hautaromakomponenten kann sich auch auf den olfaktorischen Eindruck des Körpergeruchs bei Personen mit PATM auswirken.

Essigsäure ist eine der einfachsten Carbonsäuren und ihr Dampf hat einen stechenden, essigartigen Geruch. Es entsteht durch den bakteriellen Abbau von Vorläufern wie Leucin und Isoleucin im Schweiß und ist bei jungen Erwachsenen mit Körpergeruch verbunden31. Es hat sich gezeigt, dass die dermale Emission von Essigsäure aus der Haut mit zunehmender Schweißmenge während des Trainings zunimmt. Daher kann der Essigsäurespiegel der Haut ein guter Indikator für Schweißbildung sein32. Obwohl Schwitzen als Schlüsselfaktor für den menschlichen Körpergeruch gilt, weist der geringere dermale Emissionsfluss bei Patienten mit PATM darauf hin, dass weder physisches noch psychisches Schwitzen die Ursache für das charakteristische Hautgasprofil von Menschen ist, die über PATM klagen.

Unter den Aldehyden mit geringeren Hautemissionen in der PATM-Gruppe konzentrierten wir uns auf Benzaldehyd als möglichen Metaboliten von Toluol20. Abbildung 1 zeigt einen Vergleich der dermalen Emissionsflüsse von Toluol und Benzaldehyd und des Verhältnisses von Toluol zu Benzaldehyd zwischen Nicht-PATM- und PATM-Probanden. Für Haut-Toluol wurden in der PATM-Gruppe deutlich höhere Emissionen beobachtet (p ≤ 0,0001), die im Durchschnitt etwa 39-mal höher waren als bei Nicht-PATM-Probanden, während für Haut-Benzaldehyd in der PATM-Gruppe deutlich niedrigere Emissionen beobachtet wurden (p ≤ 0,0001). Das mittlere Verhältnis von Toluol zu Benzaldehyd betrug 58 bei Patienten mit PATM und viel mehr als 0,076 bei Nicht-PATM-Patienten. Daher gilt das Toluol-zu-Benzaldehyd-Verhältnis als wichtiges Zeichen, das auf die Grundlage von PATM hinweist.

Box-and-Whisker-Diagramme der dermalen Emissionsflüsse von Toluol, seinem möglichen Metaboliten Benzaldehyd und dem Verhältnis von Toluol und Benzaldehyd für Nicht-PATM- und PATM-Gruppen. Die Markierung x bezeichnet die Mittelwerte.

Die PFS-Methodik bestimmt den dermalen Emissionsfluss in Einheiten von ng cm−2 h−1, der nicht mit dem Geruchsschwellenwert (OTV) verglichen werden kann, der in Einheiten von ppb oder µg m−3 angegeben wird. Daher haben wir anhand der in Tabelle 1 gezeigten Daten zum Hautemissionsfluss die Innenluftkonzentrationen von Hautgasen, die von einem Emittenten diffundiert werden, mithilfe eines Zweikomponenten-Boxmodells geschätzt33 und sie mit den OTVs von 52 zuvor gemeldeten Hautgasen verglichen34. Abbildung 2 zeigt die geschätzten Diffusionskonzentrationen von Hautgasen, die von Nicht-PATM- und PATM-Probanden freigesetzt werden, unter der Annahme, dass sich der einzelne Emittent in einem Raum (Volumen: 32 m3, Luftwechselrate: 0,5 h−1), einem typischen Wohnzimmer eines japanischen Hauses, aufhält ) und eine weitere benachbarte Person wurde den diffundierten Hautgasen in 0,50 m Entfernung vom Emittenten ausgesetzt. Balkendiagramme zeigen die mittleren Diffusionskonzentrationen jedes Hautgases und Fehlerbalken zeigen die Standardabweichungen. Die mittlere Diffusionskonzentration lag bei Nicht-PATM-Emittern zwischen 0,17 µg m−3 (2E1H) und 6,1 × 102 µg m−3 (Essigsäure) und zwischen 0,11 µg m−3 (Skatol) und 79 µg m−3 (Essigsäure) im PATM-Emitter unter Umgebungsbedingungen.

Geschätzte Diffusionskonzentrationen von 52 Hautgasen, die von Nicht-PATM- und PATM-Probanden in einem Abstand von 50 cm von einem Nicht-PATM- oder PATM-Emitter in einem modellierten Raum (Volumen: 32 m3, Luftwechselrate: 0,5 h−1) freigesetzt wurden. Balkendiagramme zeigen die mittleren Diffusionskonzentrationen jedes Hautgases und Fehlerbalken zeigen die Standardabweichungen.

Um die relative Geruchsstärke der Hautgase zu bestimmen, wurde der Geruchsquotient (OQ) berechnet, der das Verhältnis der Diffusionskonzentration zum OTV jedes Gases35 darstellt. Wenn der OQ größer als eins ist, kann das Hautgas zum Körpergeruch oder Geruch des Emitters beitragen, der von einer benachbarten Person gerochen werden kann. Abbildung 3 zeigt die Ergebnisse. Die mittleren OQ-Werte wurden mit positiven Standardabweichungen aufgetragen, um einen einfachen Vergleich mit der Einheit zu ermöglichen. Wie in Abb. 3a gezeigt, wurde für Nicht-PATM-Emitter eine relativ hohe OQ für Isovaleraldehyd, Octanal, Essigsäure, Valeriansäure, Diacetyl, Geosmin ((4S,4aS,8aR)-4,8a-Dimethyloctahydronaphthalin-4a(2H) beobachtet )-ol), Skatol, Methylmercaptan und Ethylmercaptan. Zusätzlich zu diesen Komponenten wurde festgestellt, dass Aldehyde wie Acetaldehyd, Butanal, Hexanal und AMS mit dem Körpergeruch von PATM-Emittern mit OQs größer als eins verbunden sind, wie in Abb. 3b dargestellt. Die Summe der mittleren OQs von 52 Hautgasen für die PATM-Emittenten wurde mit 457 berechnet, was ungefähr dem Doppelten des Wertes für die Nicht-PATM-Emittenten entspricht (SOQ = 232). Die tatsächliche Geruchsstärke und -qualität wird durch das Geruchssystem bestimmt, das die gemischten Gase empfängt. Diese Schätzung ist jedoch wirksam bei der Aufdeckung der Gase, die einen potenziellen Einfluss auf den olfaktorischen Eindruck des Körpergeruchs von Patienten mit PATM haben.

Geruchsquotienten von 52 Hautgasen für Nicht-PATM-Gruppe (a) und PATM-Gruppe (b) in einem Abstand von 50 cm von einem Emitter in einem modellierten Raum (Volumen: 32 m3, Luftwechselrate: 0,5 h−1) unter Verwendung des Die geschätzten Diffusionskonzentrationen sind in Abb. 2 dargestellt. Die Diagramme zeigen mittlere OQ-Werte mit positiven Standardabweichungen für einen einfachen Vergleich mit Eins (OQ = 1).

Obwohl in der PATM-Gruppe größere kutane Emissionen von 2E1H, Toluol und m,p-Xylol beobachtet wurden, schienen diese Petrochemikalien aufgrund ihrer extrem niedrigen OQs, wie z. B. 0,042 für 2E1H, nicht zum Körpergeruch der PATM-Probanden beizutragen. 0,0063 für Toluol und 0,0053 für m,p-Xylol. Darüber hinaus wurde insbesondere die Diffusionskonzentration von Toluol im Fall von PATM-Emittenten auf 7,8 µg m−3 geschätzt und lag damit deutlich unter der japanischen Innenluftqualitätsrichtlinie für Toluol (260 µg m−3). Darüber hinaus lag die Diffusionskonzentration von m,p-Xylol mit 1,2 µg m−3 deutlich unter dem Richtwert von 200 µg m−3.

Es ist derzeit schwierig, einen Mechanismus vorzuschlagen, der die signifikanten Unterschiede in den menschlichen Hautgasprofilen zwischen den Gruppen erklärt, da die Berufe, Krankengeschichten, Lebensverhalten und Lebensumgebungen der Probanden unterschiedlich sind. Bisher wurden keine Geschlechtsunterschiede oder Altersabhängigkeiten beobachtet. Eine sorgfältige Lektüre der in Tabelle 1 aufgeführten Vitalfunktionen kann jedoch einen Hinweis zur Lösung dieses komplexen Problems liefern.

Ein möglicher Schlüsselbestandteil ist Toluol und sein Metabolit Benzaldehyd, wie in dieser Studie gemessen. Nach unserem besten Wissen gibt es keine Berichte über die Toluolsynthese beim Menschen in vivo. Daher wird Hauttoluol am häufigsten eingeatmet und über den Blutweg freigesetzt, wie bereits berichtet20. Normalerweise wird ein größerer Teil des inhalierten Toluols kaskadenartig zu Hippursäure verstoffwechselt und dann mit dem Urin ausgeschieden36. Der erste Schritt im Toluolstoffwechsel ist die Seitenkettenhydroxylierung zu Benzylalkohol, die überwiegend durch die hepatische Cytochrom-P450-Superfamilie (CYPs) katalysiert wird37. Diese fünf CYPs sind am Toluolstoffwechsel beteiligt: CYP1A2, CYP2B6, CYP2E1, CYP2C8 und CYP1A138. Benzylalkohol wird durch Alkoholdehydrogenase (ADH) in Benzaldehyd umgewandelt und anschließend durch Aldehyddehydrogenase (ALDH) zu Benzoesäure metabolisiert. Benzoesäure wird mit Glycin konjugiert und als Hippursäure aus dem Urin ausgeschieden. Daher ist Benzaldehyd ein flüchtiges Zwischenprodukt im Toluolstoffwechsel. Wenn die Aktivität von CYPs im Zusammenhang mit dem Toluol-Mechanismus gehemmt wurde, nahm die dermale Emission von unverändertem Toluol zu und die von Benzaldehyd ab, was zu einem größeren Verhältnis von Toluol zu Benzaldehyd führte, wie in Abb. 1 dargestellt Das Verhältnis kann ein guter Indikator dafür sein, ob PATM diagnostiziert wird oder nicht.

Weitere mögliche Schlüsselkomponenten waren Hexanal und Octanal. Octanal ist ein Aldehyd, das bei der Oxidation von Hautlipiden entsteht und einen fruchtähnlichen Geruch hat39. Hautoktanal wurde als einer der Inhaltsstoffe vorgeschlagen, die den menschlichen Körpergeruch am stärksten beeinflussen, wie in Abb. 1b dargestellt, und wird normalerweise in der Innenluft von Wohnhäusern beobachtet40. Darüber hinaus ist Hexanal ein Lipidoxidationsprodukt. Es gilt jedoch auch als Marker für oxidativen Stress in der ausgeatmeten Luft mit einem unangenehmen heuähnlichen Geruch41. Oxidativer Stress ist definiert als eine Störung des Gleichgewichts zwischen der zellulären Produktion reaktiver Sauerstoffspezies und der antioxidativen Abwehr42. Das Gehirn, das einen hohen Sauerstoffverbrauch und eine lipidreiche Umgebung aufweist, gilt als sehr anfällig für oxidativen Stress42, der an verschiedenen psychischen Störungen beteiligt ist, darunter Depressionen, Angststörungen, bipolare Störungen, Essstörungen, Schizophrenie und körperdysmorphe Störungen Davon werden häufig bei Menschen mit PATM mit erhöhtem Suizidrisiko beobachtet. Willems et al.43 haben berichtet, dass der dermale Emissionsfluss von Hexanal durch die Einnahme von Pulver aus neuseeländischen schwarzen Johannisbeeren erheblich verringert wurde, wahrscheinlich aufgrund der antioxidativen und entzündungshemmenden Wirkung der in der Frucht reichlich vorhandenen Flavonoid-Anthocyane44. Dies deutet darauf hin, dass in vivo oxidative Spezies zur Lipidoxidation beitragen, was bei Patienten mit PATM zu einer stärkeren Freisetzung von Hexanal aus der Haut führt.

Autodysomophobie oder olfaktorisches Referenzsyndrom (ORS) ist in der Psychiatrie seit langem als Symptom im Zusammenhang mit Körpergeruch bekannt. Dies ist eine Beschäftigung mit der falschen Annahme, dass man einen üblen oder beleidigenden Körpergeruch ausstrahlt45. PATM scheint sich von Autodysomyophobie oder ORS dadurch zu unterscheiden, dass es die Menschen in seiner Umgebung betrifft, zumindest basierend auf den Beschreibungen von Menschen mit PATM. In den PATM-Gruppen wurden größere Gasemissionen mit potenziell unangenehmen Gerüchen und/oder gesundheitsschädlichen Auswirkungen beobachtet, wie oben beschrieben, und es gibt Menschen, die sehr anfällig für niedrige Dosen von Chemikalien in der Umwelt sind. Um PATM besser zu verstehen, müssen wir die Menschen weiter untersuchen, die von der Exposition gegenüber menschlichen Hautgasen betroffen sind, die von Menschen freigesetzt werden, die über PATM klagen.

Die Hautgasprofile von Personen, die angaben, an PATM zu leiden, wurden durch Messung der dermalen Emissionsflüsse von 75 Hautgasen mittels PFS und GC/MS untersucht. Obwohl die PATM- und Nicht-PATM-Gruppen einfach auf der Grundlage ihrer Deklaration zugeordnet wurden, gab es zwischen den beiden Gruppen einen signifikanten Unterschied in der Hautemission verschiedener Gase: höhere Emissionen von Petrochemikalien, Organoschwefelverbindungen und einigen Aldehyden und geringere Emissionen von Aromaverbindungen und andere. Es wurden keine Geschlechtsunterschiede oder Altersabhängigkeiten beobachtet. Derzeit ist es schwierig, einen Mechanismus zur Erklärung des charakteristischen Hautgasprofils in der PATM-Gruppe vorzuschlagen. Das Verhältnis von Toluol zu seinem Metaboliten Benzaldehyd gilt jedoch als wichtiges Zeichen, das auf den Zusammenhang von PATM mit einer Aktivität von Leber-CYPs schließen lässt. Die stärkere Emission von Hexanal, einem möglichen Marker für oxidativen Stress, könnte aufgrund seines Beitrags zum olfaktorischen Eindruck des Körpergeruchs von Personen, die PATM beanspruchten, ein weiteres wichtiges Zeichen sein. Diese Ergebnisse zeigen, dass PATM einer weiteren Forschung würdig ist und einen interdisziplinären Ansatz erfordert, da es sich um ein Phänomen oder Symptom handelt, das noch nicht medizinisch aufgeklärt wurde.

Japanische Teilnehmer wurden freiwillig über SNS und Mundpropaganda rekrutiert. Freiwillige, die in Einrichtungen arbeiteten, in denen Chemikalien eingesetzt wurden, wurden ausgeschlossen. Die Probanden wurden in zwei Gruppen eingeteilt, Nicht-PATM und PATM, basierend darauf, ob sie angaben, an PATM zu leiden. Die Teilnehmer wurden vom PFS (MonoTrap® SG DCC18, GL Sciences, Tokio, Japan)10,11 gebeten, ihr eigenes menschliches Hautgas jederzeit für 1 Stunde in ihrem Haus, in der Schule oder am Arbeitsplatz aus dem nicht dominanten Unterarm zu sammeln ohne jegliche Einschränkung für ihr Handeln vor und während der Probenahmen. Abbildung 4 zeigt ein Schema des PFS. Den Teilnehmern war es erlaubt, während der Probenahme ihre dominanten Arme zu benutzen. Vor der Probenahme wurde keine besondere Behandlung der Unterarmoberfläche durchgeführt. Das PFS wurde mit einem Stück chirurgischem Klebeband (ca. 12 cm Länge × 2,5 cm Breite, Yu-ki Ban®, Nitto, Tokio, Japan) auf der Hautoberfläche verankert. Nach der Probenahme wurde das PFS über einen Hauslieferdienst an das Labor der Tokai-Universität geschickt.

Schematische Darstellung des PFS für die Messung von 75 in dieser Studie verwendeten Hautgasen.

Die gesammelten Hautgase wurden mittels Gaschromatographie/Massenspektrometrie analysiert, wie in früheren Arbeiten10,11,23,43 beschrieben. Kurz gesagt, die eingeschlossenen Hautgase wurden mit 15-minütiger Ultraschallextraktion in 500 µL Dichlormethan eluiert. Die Extrakte wurden mit einem Gaschromatographen Modell 7890B (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA) und einem Massenspektrometer (JMS-Q1050GC MkII, JEOL, Tokio, Japan) analysiert. Ein Mikroliter Probenextrakte, Blindextrakte und Quantifizierungsstandards wurde mit einem Teilungsverhältnis von 30:1 in eine InertCap WAX-HT-Kapillarsäule (30 m × 0,25 mm ID, 0,25 µm Filmdicke, GL Science, Tokio, Japan) injiziert. . Das Trägergas war Helium (G1-Qualität, Taiyo Nippon Sanso, Tokio, Japan) mit einer Durchflussrate von 1,0 ml/min. Der Injektoranschluss wurde auf 260 °C gehalten. Die Ofentemperatur wurde wie folgt programmiert: 5 Minuten lang bei 40 °C gehalten, mit 8 °C·min−1 auf 150 °C erhöht und mit 16 °C·min−1 auf 260 °C erhöht und 6 Minuten lang gehalten . Probenextraktsignale wurden im Echtzeit-SIM-Modus (Selected Ion Monitoring) erfasst. Die Zielanalyten waren 75 Hautgase (Tabelle 1). Der Emissionsfluss des menschlichen Hautgases, E (ng cm−2 h−1), wurde unter Verwendung von Gl. (1):

Dabei ist W die Menge (ng) des gesammelten menschlichen Hautgases, S der effektive Querschnitt des Adsorptionsmittels (0,594 cm2) und t die Probenahmedauer (1,0 h).

Um die potenzielle Exposition gegenüber menschlichen Hautgasen zu bewerten, die von einem Emitter in einem Raum freigesetzt werden, wurde ein Zweikomponenten-Boxmodell, ein Nahfeld- und ein Fernfeldmodell33, verwendet, um die Diffusionskonzentration flüchtiger Hautstoffe abzuschätzen. Der Bereich in der Nähe und um den Emitter herum wurde als gut gemischter Kasten (Nahfeld) modelliert, und der Rest des Raums wurde als weiterer gut gemischter Kasten (Fernfeld) modelliert. Zwischen den Boxen fand ein gewisser Luftaustausch statt. Eine schematische Darstellung dieser beiden Kästchen ist in Abb. 5 dargestellt. Unter der Annahme eines stationären Zustands wurde die Innenluftkonzentration von Hautgasen, die vom Emitter zum Nahfeld diffundieren, C (gm−3), mithilfe von Gleichung berechnet. (2).

Schematische Darstellung des Zwei-Komponenten-Boxmodells zur Schätzung der Diffusionskonzentrationen von Hautgasen, die aus dem gesamten Körper von Nicht-PATM- und PATM-Emittern freigesetzt werden, unter der Annahme, dass der Emitter eine Punktquelle ist.

M ist die Emissionsrate von Hautgas aus einem Emitter (gh−1), die durch Multiplikation des dermalen Emissionsflusses (g cm−2 h−1) und der gesamten Körperoberfläche (ca. 16.000 cm2 für Japaner) ermittelt werden kann. . Die Luftwechselrate Q wurde auf 16 m3 h−1 festgelegt, ausgehend von einem typischen Raum eines japanischen Hauses mit einem Innenvolumen von 32 m3 und einer Luftwechselrate von 0,5 h−1. Der Term β ist ein Wechselkurs zwischen zwei Boxen und eine Funktion des Abstands zwischen dem Emitter und einer benachbarten Person (dem Radius der Halbkugel einer Nahfeldbox), r(m), wie in Gleichung (1) gezeigt. (3):

Dabei ist v ein Luftstrom (mh−1) in einem Raum. Die Diffusionskonzentrationen in einem Abstand von 0,5 m von einem Emitter wurden anhand der durchschnittlichen dermalen Emissionskanäle jedes Hautgases in den in Tabelle 1 aufgeführten Nicht-PATM- und PATM-Gruppen berechnet. Der Luftstrom wurde auf 0,06 ms−1 (= 216) eingestellt mh−1).

Die OQ wurde für 52 Hautgase unter Verwendung der geschätzten Diffusionskonzentration bei 0,5 m und des Geruchsschwellenwerts OT (gm−3) berechnet, der aus den gemeldeten Werten (ppb) bei 298 K umgerechnet wurde.

Statistische Analysen wurden mit JMP®14.2 für Windows durchgeführt. Unterschiede in den dermalen Emissionsflüssen zwischen der Nicht-PATM- und der PATM-Gruppe wurden mithilfe des Wilcoxon-Signed-Rank-Tests analysiert. Die statistische Signifikanz wurde auf *p < 0,01 und **p < 0,001 festgelegt.

Diese Studie wurde gemäß den Richtlinien der Helsinki-Erklärung und mit Genehmigung des Institutional Review Board, Shonan Campus, Tokai-Universität, Japan (Nr. 16181, 18063, 19057, 21041) durchgeführt. Von allen Teilnehmern wurde eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt.

Alle während dieser Studie generierten oder analysierten Daten sind in diesem veröffentlichten Artikel enthalten.

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Diese Arbeit wurde von JSPS KAKENHI JP18K06607 unterstützt. Die Autoren danken Dr. Kazuo Umezawa, School of Medicine, Tokai University, Dr. Satomi Asai, School of Medicine, Tokai University, Dr. Yasuhiro Konishi, Konishi Clinic, Emeritus Prof. Sachiko Hojo, Shokei Gakuin University, und Dr. Yuji Kawakami , Laboratory of Integrated Pest Management, FCG Research Institute für ihre wertvollen medizinischen Ratschläge. Die Autoren danken außerdem Frau Kasumi Yasuda und Frau Saeko Morimoto für ihre großartige Hilfe bei der Datenorganisation. Ich hoffe, diese Arbeit ist hilfreich für diejenigen, die an PATM leiden.

Diese Autoren haben gleichermaßen beigetragen: Yoshika Sekine, Daisuke Oikawa und Michihito Todaka.

Fachbereich Chemie, School of Science, Tokai-Universität, Hiratsuka, Kanagawa, 259-1292, Japan

Yoshika Sekine

AIREX Inc., R&D Laboratory, Hiratsuka, Kanagawa, 259-1292, Japan

Daisuke Oikawa und Michihito Todaka

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YS und DO konzipierten das Experiment, DO und MT führten das Experiment durch, YS und MT analysierten die Ergebnisse. YS und MT haben das Manuskript geschrieben. Alle Autoren haben das Manuskript überprüft.

Korrespondenz mit Yoshika Sekine.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Sekine, Y., Oikawa, D. & Todaka, M. Gasprofil der menschlichen Haut von Personen mit dem Phänomen „Personen, die gegen mich allergisch sind“. Sci Rep 13, 9471 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-36615-1

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Eingegangen: 20. Februar 2023

Angenommen: 07. Juni 2023

Veröffentlicht: 10. Juni 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36615-1

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