Ein Magazin der

www.pta-forum.de

 

Pharmazeutische Zeitung

 

PTA-Forum

 

PZ-Akademie

 

DAC/NRF

 

 

 

www.pta-forum.de
Ein Magazin der 
 

PANORAMA

Luftverschmutzung

Atemlos durch die Stadt


Von Michael van den Heuvel / Immer wieder werden in ­Ballungszentren katastrophal hohe Werte bei Stickoxiden und ­Feinstaub gemessen. Die Verbrennungsprodukte ziehen nicht nur unsere Atemwege in Mitleidenschaft, sondern erhöhen auch das Risiko von Stoffwechsel- oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

 

Anzeige

 

Luftschadstoffe entstehen bei Verbrennungsprozessen unterschiedlichster Art. Dazu gehören Autos, Lkws, Flugzeuge und Schiffe, aber auch Kraftwerke oder Anlagen zur privaten Feuerung. In den Abgasen sind je nach Temperatur und je nach Brennmaterial diverse Moleküle zu finden. Dazu zählen Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O) als Treibhausgase, die unserem Klima langfristig schaden. Kurzfristig führen aus medizinischer Sicht in Deutschland Stickoxide (NOx) und Feinstaub zu di­versen Erkrankungen.




Neben dem Autoverkehrtragen viele weitereVerbrennungsprodukte zurLuftbelastung bei.Foto:

Getty Images/tommaso79



Dazu ein Blick auf die Mechanismen. Unsere Atemwege bilden ein natür­liches Filtersystem gegen Staub in der Luft. Doch es gibt Grenzen. Die Schleimhäute oder das Flimmerepithel können Partikel mit weniger als 10 Mikro­metern (µm) Durchmesser kaum stoppen. Ultrafeine Partikel, hier liegt der Durchmesser bei weniger als 0,1 µm, gelangen sogar bis in die ­Lungenbläschen. Dort stoßen sie wahrscheinlich eine Entzündungskaskade an, die zu ­einer Bronchokonstriktion und einer Verschlechterung des Sauerstoffaustauschs führt. Es drohen chronisch-­obstruktive Lungenerkrankungen (COPD) oder Asthma bronchi­ale. Bei Patienten mit diesen Leiden ­verschlechtert sich die Lungenfunktion weiter. Tragen kleinste Partikel poly­zyklische aromatische Kohlenwasserstoffe auf ihrer Oberfläche, sind auch Krebserkrankungen möglich. Diese Kontamination ist auf unvollständige Verbrennungsvorgänge zurückzuführen. Speziell bei Kindern in der Wachstums­phase führt Feinstaub zu schlechteren Lungenvolumina als bei Gleichaltrigen, die meist saubere Luft eingeatmet ­haben.

Mehr Entzündung

Je kleiner Teilchen sind, desto besser passieren sie das Epithel und landen im Blut. Von dort geht ihre Reise zu allen Organsystemen weiter. Radioaktiv markierter Feinstaub wandert bei ­Ratten in die Leber, in das Herz und in das Gehirn. Vor Ort triggern sie entzündliche Prozesse. Das Experiment könnte erklären, warum kleine Teilchen epidemiologischen Studien zufolge auch mit einer Insulinresistenz als ­Vorstufe von Typ-2-Diabetes in Ver­bindung stehen. Die Erkrankung ist multifaktoriell. Neben Einflüssen des Erbguts spielen auch Umweltfaktoren eine Rolle.

Stickoxide reizen in höherer Kon­zentration unsere Lungen. Aber auch vermeintlich niedrige Werte verschlechtern pulmonale Vorerkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Stoffwechselerkrankungen, indem sie entzündliche Prozesse anstoßen. Das wurde auch beim Menschen gezeigt. Stickoxide, speziell Stickstoffmonoxid (NO), sind biologisch durchaus wünschenswerte Moleküle. Erkranken wir an einem Infekt, induzieren bio­chemische Reize die NO-Synthese in Epithelzellen und Makrophagen der Lunge. Eingeatmete Stickoxide lösen ohne biologische Notwendigkeit ­solche Entzündungen aus. Wissenschaftler haben längst noch nicht alle Zusammenhänge verstanden. Aber es tut sich viel, wie Veröffentlichungen zeigen.

Für eine Studie statteten Forscher ­gesunde Probanden mit tragbaren ­Partikelzählern und EKG-Geräten aus. Danach gingen alle Teilnehmer ihren normalen Alltagsaktivitäten nach. ­Bewegten sie sich länger als fünf Minuten an dicht befahrenen Straßen, stieg wenig überraschend die Exposition mit ultrafeinen Partikeln. Im Abstand von fünf Minuten veränderte sich auch die Herzfrequenzvariabilität. Sprich: Das Herz kann seinen Rhythmus schlechter anpassen, wenn wir schneller gehen oder laufen. Bei Vorerkrankungen könnte dies gefährlich werden. Epidemiologische Daten zeigen schon lange, dass höhere Feinstaubwerte mit mehr Herzinfarkten in Verbindung stehen.

Aggressive Allergene

Luftschadstoffe haben aber auch Folgen für Allergiker. Sie atmen heute mehr Pollen ein als früher, die Blüh­saison hat sich verlängert. Weitere Unterschiede betreffen den Standort. Befinden sich Bäume an stark befah­renen Straßen, sind ihre Pollen im Vergleich zu ländlichen Gegenden aggressiver. Wie das funktioniert, konnte im Labor aufgeklärt werden. Feinstaub bindet über polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe aus Ruß an die Oberfläche von Pollen. Das führt zur Ausschüttung von pollenassoziierten Lipidmediatoren (PALM). Diese Moleküle gelangen schließlich auf die Schleimhäute und locken Granulozyten an. Entzündliche Reaktionen werden getriggert, und Allergien entstehen.

Ähnliche Gefahren gehen von Stickoxiden aus. Begasten Forscher Am­brosia-Pflanzen mit NO2, stellten die Pflanzen deutlich größere Mengen an Allergenen her. Auch ein bislang un­bekanntes Protein mit allergischer ­Wirkung wurde synthetisiert. Nicht ­zuletzt lösten Pollen nach der Vor­behandlung eine deutlich stärkere ­Reaktion bei Allergikern aus, verglichen mit Material von wenig belasteten Standorten.

Viren wachgeküsst

Kleine Partikel beeinflussen auch ­Infektionserkrankungen. Das geht so: Einige Viren verharren als latente Infektion in Wirtszellen, um sich dem Immun­system zu entziehen. Bekanntestes Beispiel sind Herpes-simplex-­Viren. Sonne, Infektionserkrankungen oder eine generelle Immunschwäche aktivieren die Erreger erneut. Diesen Vorgang lösen Nano­partikel, wie sie bei der Verbrennung fossiler Energieträger entstehen, in Zellkulturen ebenfalls aus. Herpes­viren vermehrten sich deutlich stärker. Ob sich solche Experimente auf ­Menschen übertragen lassen, muss sich zeigen.

Unstrittige Folgen von Luftschadstoffen lassen sich auch in Zahlen ausdrücken. Forscher führen 49 700 verlorene Lebensjahre durch Herz-Kreislauf­-Erkrankungen auf NOx zurück. Das zeigten sie anhand von Modellrechnungen, Messwerten und Umweltdaten. Hinzu kommen pro Jahr 437 000 Diabetes­erkrankungen, 439 000 Asthmaerkrankungen und 6000 Todesfälle durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Wenig überraschend war in Ballungsräumen das generelle Krankheitsrisiko 40 bis 52 Prozent höher, verglichen mit bundes­weiten Durchschnittswerten.




Umweltzonen können helfen, die Belastung zu verringernFoto:

Fotolia/FM2


Das Umweltbundesamt führt ­zudem 44 900 vorzeitige Todesfälle pro Jahr auf die Feinstaubexposition zurück. Schätzungen zufolge stehen etwa 11 bis 14 Prozent aller Todesfälle aufgrund kardiopulmonaler Erkrankungen und etwa 16 bis 20 Prozent aller Todesfälle durch Lungenkrebs mit Feinstaub in Zusammenhang.

Solche Risiken sind schon seit ­Jahren bekannt. Deshalb hat die ­Europäische Union verschiedene Obergrenzen definiert. Der Ein-­Stunden-Grenzwert von Stickoxiden liegt bei 200 µg/m3 und darf nicht ­öfter als 18-Mal pro Jahr überschritten werden. Als Jahresgrenzwert ­wurden 40 µg/m3 festgelegt.

Weitere Grenzwerte betreffen die Feinstaubfraktion PM10. Hier liegt der Tagesgrenzwert bei 50 µg/m3 und darf nicht öfter als 35 mal im Jahr überschritten werden. Der zulässige Jahresmittelwert beträgt 40 µg/m3. Für noch kleinere Partikel PM2,5 wird ein Zielwert von 25 µg/m3 im Jahresmittel angegeben. Gerade bei Feinstaub sind solche Zahlen problematisch. Anders als bei sonstigen Schadstoffen gibt es, wie die Weltgesundheitsorganisation (WHO) warnt, nämlich keine Untergrenze, bei der Effekte ausbleiben.

Deshalb ist die Politik gefordert. An erster Stelle stehen Vermeidungs­strategien. Saubere Energieformen wie Strom aus regenerativen Quellen führen zu keinen Emissionen, decken den Bedarf aktuell jedoch nicht. ­Damit ­bleiben moderne, energie­sparende und optimal eingestellte Motoren mit ­Abgaskatalysatoren. Ihr Schadstoffausstoß ist zumindest niedriger als bei ­alten Fabrikaten. ­Epidemiologen sehen auch Vorteile in Umwelt­zonen, um ­Ballungsräume zu entlasten. Und Pflanzen mit großer Blattmasse binden viele Gifte: ein weiteres Argument für grüne Städte. In der Diskussion sollte auch über strengere Grenzwerte für Schiffs­motoren oder private Feuerungsan­lagen nachgedacht werden. /



Beitrag erschienen in Ausgabe 23/2018

 

Das könnte Sie auch interessieren

 


© 2018 Avoxa – Mediengruppe Deutscher Apotheker GmbH

Seiten-ID: http://ptaforum.pharmazeutische-zeitung.de/index.php?id=12320