Montag, 15. August 2022

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'Reizende' Luft auf dem Lande

Rußpartikel entstehen überall dort, wo unvollständige Verbrennungen stattfinden, die in die Luft entweichen, bei Autos, Heizungen, Industrie. Und wir atmen diese Luft dann ein. Aerosole - so der Fachbegriff - verursachen langfristig Krebs und chronische Erkrankungen. Ungeklärt ist aber die Frage, wie es zu den Erkrankungen kommt, welche "Schädigungsmechanismen" zwischen Partikel und Lungenoberfläche wirken. Besonders die ultrafeinen Nanopartikel weckten das Interesse der Forscher, denn auf ihnen haften Metallstäube gut an. "Effekte von Luftverunreinigungen auf den Atemtrakt" wurden auf dem 9. Internationalen Inhalationssymposium vergangene Woche in Hannover diskutiert.

Michael Engel | 17.06.2003

    Sie sind – vom Gewicht her betrachtet – fast zu vernachlässigen. Nanopartikel – nur wenige Millionstel Millimeter große Teilchen – machen gerade einmal ein Promille im Gesamtstaub der Atemluft aus. Doch die Kleinsten in der Riege sind mit Abstand die Gefährlichsten. Diese neue Sichtweise begann Mitte der 90er Jahre, als amerikanische Wissenschaftler herausfanden, dass Nanopartikel nahezu vollständig in der Lunge verbleiben. Sie gelangen bis zu den Lungenbläschen, den Alveolaren, setzen sich dort ab, und machen den heranrückenden Makrophagen – den Fresszellen des Immunsystems - zu schaffen.

    Wenn da zu viele Partikel sind, und bei gleicher Masse von Partikeln hat man immer mehr Partikel bei "Ultrafines" als bei "Fines". Das bedeutet: die Makrophagen-Defense ist eigentlich überbelastet – es sind zu viele Partikel. Sie schaffen es einfach nicht. Und damit senden die Makrophagen Signale aus, Signale sind Proteine, Zytokine, die werden freigesetzt, und das sind Signale für "Hilfe" – für mehr Entzündungszellen, für andere Entzündungszellen aus dem Blut, und das ist genau der Prozess, der in der Lunge "Entzündung" heißt.

    ....... erklärt Prof. Paul Borm vom Institut für Umweltmedizinische Forschung – IUF - aus Düsseldorf. Es kommt zu einer Zellwucherung – mit gentoxischen Folgen: Mutationen entstehen – Keimzellen für Lungenkrebs. Noch gefährlicher als Nanopartikel aus Kohlenstoff aber sind die an ihnen haftenden Substanzen. Nanopartikel wirken nämlich wie Magnete: für Metallstäube, krebserregende Benzpyrene oder Schwefelverbindungen, die ohne Nanopartikel kaum eine Chance hätten, so tief in den Lungenraum vorzudringen. Versuche mit Ratten haben gezeigt, dass dieser "Carriereffekt" den Entzündungsprozess dramatisch forciert. Dr. Ruel Schins von der Arbeitsgruppe "Partikelforschung" im IUF sammelte Stäube im ländlichen Raum von Borken (Westfalen) und in den Straßenschluchten Duisburgs. Ratten mussten die Aerosole anschließend unter kontrollierten Bedingungen einatmen:

    ........ und was wir zum Beispiel gesehen haben ist, dass die Partikel aus der ländlichen Umgebung wenigstens genauso "inflammatorisch" waren als die großstädtische Außenluft. Das ist etwas, was man nicht erwartet hat. Auch die Epidemiologen haben bisher immer gesagt, es sind die städtischen Gebiete, wo mehr Staub ist und wo es gefährlich ist, aber diese Studie deutet eigentlich darauf, dass auch andere Sachen eine Rolle spielen.

    Was letztlich die Landluft - "inflammatorisch" mit Blick auf die ausgelösten Entzündungsreaktionen – gefährlich macht, das ist die große Frage. Der Wissenschaftler tippt auf organische "Endotoxine", die an den Partikeln haften. Endotoxine kommen in der Hülle von Bakterien vor und werden verständlicher Weise vor allem dort massenhaft freigesetzt, wo viele dieser Erreger leben: in Schweineställen und Geflügelzuchtanlagen - in ländlichen Regionen also. Hinzu kommt noch dieser Befund: die Staubkonzentrationen in Duisburg und Borken waren nahezu gleich hoch. Das Fraunhofer Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin in Hannover will jetzt – gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft - die vom IUF gesammelten Stäube in einem klinischen Versuch mit Menschen testen. Prof. Uwe Heinrich:

    Woran wir interessiert sind, ist herauszufinden, tatsächlich auch direkt am Menschen, welche Komponenten sind ursächlich für entzündliche Prozesse verantwortlich, wo wir dann bei den Menschen in die Lunge hineinschauen, Lungenspülungen machen und sehen, welche Komponenten der Partikel machen jetzt welche Effekte, um herauszufinden, was ist die Kombinationswirkung und was ist das eigentliche, ursächliche Agens in diesem komplexen Gemisch von Umweltaerosolen.

    Eines lässt sich heute schon sagen: die vom Gesetzgeber festgelegten Emissionsrichtlinien greifen zu kurz, weil sie lediglich Konzentrationsbeschränkungen geben. Was wir brauchen, so Uwe Heinrich, sind "Anzahlkonzentrationen". Denn: nicht die Masse, sondern die Zahl der Partikel korreliert mit dem Grad der Schädigung. Die Kleinsten in der Riege der Aerosole wiegen nur wenig, zahlenmäßig aber übertreffen die Nanopartikel alle anderen Staubfraktionen. Und das macht sie so gefährlich!

    Beitrag als Real-Audio

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