Kindergesundheit Feinstaub Stickoxide

Dr. Thomas Lob-Corzilius zum Thema: Kindergesundheit - welchen Einfluss haben Feinstaub und Stickoxide?

Kindergesundheit: Der Einfluss von Feinstaub und Stickoxiden

Die Diskussion um Luftschadstoffe schlägt aktuell hohe Wellen. Im Fokus stehen insbesondere Feinstaub, Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2). Vor dem Hintergrund, dass gerade Kinder zunehmend von Erkrankungen betroffen sind, die in früheren Jahren nicht im gleichen Ausmaß vorkamen, stellt sich die Frage, welchen Anteil Luftschadstoffe an dieser Entwicklung haben könnten. MeinAllergiePortal sprach mit Dr. Thomas Lob-Corzilius, Kinder- und Jugendarzt i.R., Allergologie, Kinderpneumologie, Umweltmedizin über den Einfluss von Feinstaub, Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid.

Herr Dr. Lob-Corzilius, was weiß man über die Auswirkungen von Luftschadstoffen auf die Kindergesundheit?

Aus internationalen Untersuchungen, die in Europa, den USA, Kanada, Asien und Lateinamerika mit großen Fallzahlen und teilweise über Jahre durchgeführt wurden, wissen wir, dass es klare Bezüge zwischen der Luftqualität und der Gesundheit gibt. Dabei hat man die Gesundheitswirkung von Atemluft, die mit Feinstäuben unterschiedlicher Größe angereichert war, ebenso untersucht wie den Einfluss von Stickstoffdioxid.

Insbesondere für Ultrafeinstäube kleiner als 0,1 µm zeigt sich, dass diese über die tiefen Atemwege auch die Lungenbläschen erreichen, von dort in den Kreislauf gelangen und Entzündungen in Blutgefäßen aber auch inneren Organen hervorrufen. Tierexperimentelle Untersuchungen aus den letzten Jahren lassen zudem vermuten, dass diese ultrafeinen Stäube auch die Blut-Hirn-Schranke durchdringen und so ins Gehirn gelangen könnten. Die Epidemiologie der letzten fünf bis zehn Jahre zeigt, dass der Einfluss von Luftschadstoffen weit über die Atemwege hinausgeht. Dies wird durch die lungenfachärztlichen Unterzeichner der „Stellungnahme zur Gesundheitsgefährdung durch umweltbedingte Luftverschmutzung, insbesondere Feinstaub und Stickstoffverbindungen (NOx)“ aktuell in Frage gestellt.

In der Stellungnahme wird argumentiert, dass es zur Auswirkung von Luftschadstoffen keine eindeutigen Studien an Menschen gäbe…

Das ist aus meiner Sicht ein „Wissenschafts-Fake“. Bei den 130 Unterzeichnern des Aufrufs handelt es sich um eine Minderheit, die mit dieser Stellungnahme einer erdrückenden Mehrheit weltweit veröffentlichter Studien gegenübersteht. Die Studie, die die Deutsche Gesellschaft für Pneumologie im November 2018 herausgegeben hat, zitiert 451 epidemiologische Studien, die belegen, dass es klare Zusammenhänge zwischen Luftverschmutzung unterschiedlicher Intensität und verschiedenen Erkrankungen gibt. Die Europäische WHO-Sektion hat eine Publikation herausgegeben, in der über 1000 Studien zitiert werden. Sie sind alle in entsprechenden Fachzeitschriften, die mit Peer-Reviews arbeiten, erschienen. Diese belegen in ihrer Gesamtheit sehr klar und eindeutig, dass in erster Linie Feinstäube, aber auch Stickoxide, eindeutige Auswirkungen auf die Gesundheit der Menschen haben.

Aus Sicht der Kinder- und Jugendärzte ist dabei natürlich besonders bedeutsam, dass davon auch bereits Kinder betroffen sind. Das gilt sowohl für die wichtige Reifungsphase in der Säuglings- und Kleinkinderzeit, aber auch schon für die Zeit vor der Geburt, in der Schwangerschaft. Die Kinder sind in dieser Zeit ganz besonders empfindlich.  

Was weiß man über die Belastung durch Feinstaub in der Schwangerschaft und die Folgen für das Kind?

Fasst man die Quintessenz der zur Verfügung stehenden epidemiologischen Studien zu Feinstaub zusammen, die ich in meinem Beitrag1) in der „Pädiatrischen Allergologie“ detailliert beschrieben habe, ergeben sich aus unterschiedlichen Studien die folgenden Aussagen:

  1. Schon bei niedrigen PM2,5-Konzentrationen zwischen 9,7 und 10,2 μg/m³ konnte eine signifikant positive Assoziation zu einem erhöhten Risiko von niedrigem Geburtsgewicht am Termin und Frühgeburtlichkeit festgestellt werden.
  2. Es gibt einen geringen, aber eindeutigen Zusammenhang zwischen einem Anstieg des PM2,5 um 10 μg/m³ über die gesamte Schwangerschaft hinweg für „Small for Gestional Age“ und reduziertem Geburtsgewicht am Termin. Allerdings fand sich in dieser Arbeit keine Signifikanz zwischen einem Anstieg des PM2,5 und Frühgeburtlichkeit.
  3. Das Risiko für Frühgeburten steigt eindeutig an, wenn die Mütter während der Schwangerschaft mit PM2,5 belastete Luft durch Dieselabgase oder offene Holzfeuer in Innenräumen einatmen.

Und was ist über die Auswirkungen von NO2-Belastungen in der Schwangerschaft bekannt?

Eine schwedische Studie2) hat sich mit der Wirkung von Stickoxiden in der Schwangerschaft beschäftig. Hier haben die Forscher festgestellt, dass, im Vergleich zu Reinluftgebieten, eine über 22,5 μg/m³ liegende NO2-Konzentration das mütterliche Risiko für eine Schwangerschaftsvergiftung bzw. Bluthochdruck um 50 Prozent und das Risiko für einen Schwangerschaftsdiabetes um 70 Prozent erhöht. Diese mütterliche Belastung stellt eine Gefährdung für den Embryo dar, denn eine Schwangerschaftsvergiftung und Bluthochdruck sind wichtige Gründe für Frühgeburtlichkeit und die Notwendigkeit einer Kaiserschnitt-Geburt. Nachdem im untersuchten Gebiet eine Umweltzone eingerichtet worden war, hat man erneute Schadstoffmessungen durchgeführt. Zwar konnte man dadurch lediglich eine Minderung der NO2-Belastung um durchschnittlich 5 μg/m³ nachweisen. Das Risiko für Schwangere, an einer Schwangerschaftsvergiftung zu erkranken, reduzierte sich jedoch um 11 Prozent. Das ist noch kein endgültiger Beweis, denn dazu ist die Anzahl der Studien im Vergleich zu den Feinstaub-Studien zu gering, aber die Studie ist schon als wichtiges Indiz für den Einfluss von Stickoxid zu bewerten.   

Wurden in diesen epidemiologischen Studien, abgesehen vom Feinstaub auch andere gesundheitsgefährdende Einflüsse berücksichtigt?

Bei allen Untersuchungen auch den an Schwangeren wurden andere Störfaktoren, sogenannte Confounder, mit einbezogen. Dazu gehören auch andere Feinstaubquellen, wie zum Beispiel Aktiv- und Passivrauchbelastung. Die Unterzeichner der Stellungnahme um Prof. Köhler kritisieren, dass diese Confounder in den betreffenden Studien nicht berücksichtigt worden seien. In zahlreichen Stellungnahmen, auch des Umweltbundesamtes, wurde dies jedoch eindeutig wiederlegt.

Wie lässt sich in dieser Konstellation Evidenz nachweisen – die Messlatte hierfür ist ja grundsätzlich sehr hoch angesetzt…

Evidenz heißt ja übersetzt: „überwiegende bis vollständige Gewissheit“. Neben den genannten epidemiologischen Studien gehören dazu auch Tierversuche, die Ursache-Wirkungsketten untersuchen.

Zum Beispiel konnten Düsseldorfer Kollegen in Studien am Mausmodell kausal nachweisen, dass sich Feinstaub negativ auf die Entwicklung des Gehirns auswirkt – man fand sogar Hinweise auf einen Zusammenhang mit Alzheimer.3) Wie bei allen anderen Tiermodellen auch, kann man diese Erkenntnisse aber nicht eins zu eins auf den Menschen übertragen. Da Menschenversuche aber nur begrenzt und nur bei Freiwilligen möglich sind, wird es nie möglich sein, eine vollständige kausale Gewissheit = Evidenz zu erreichen.

Wie schon oben ausführlich erläutert, müssen gut dokumentierte epidemiologische Studien mit großen Fallzahlen die Evidenz verstärken; diese sind vor ihrem Erscheinen in renommierten Fachzeitschriften auch überprüft worden. Nur solche Studien sind dann in dem Report der World Health Organization (WHO) aus dem Jahr 2018 aufgenommen worden, in dem die weltweite Belastung von Kindern durch Luftverschmutzung dargestellt ist. Dies gilt ebenfalls für die Ergebnisse großer Geburtskohorten-Studien. In diesen wurde die gesundheitliche Entwicklung von der Geburt bis in die Jugend- bzw. junge Erwachsenenzeit untersucht.


Was zeigte diese große Geburtskohorten-Studie im Zusammenhang mit der Gesundheitsbelastung von Kindern durch Feinstaub?

Bei einer dieser Studien4) wurden Kinder, die alle in einem bestimmten Zeitraum geboren worden waren, im Alter von 10 bis 15 Jahren nachuntersucht. Dabei lag der primäre Fokus auf möglichen Zusammenhängen zwischen Erkrankungen wie Allergien und Asthma und der Exposition der Kinder mit einer hohen Feinstaubkonzentrationen von PM2,5 am Geburtsort und den Wohnadressen. Dabei fand sich ein weiteres überraschendes Ergebnis:  Das Risiko ein Aufmerksamkeits-Defizit-Syndrom (ADS) bzw. einer Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) zu entwickeln, lag bei den Jugendlichen, die an verkehrsreichen Straßen lebten, um 14 Prozent höher, als bei den Jugendlichen, die weiter entfernt vom Straßenverkehr lebten.

Eine englische Studie5) aus 2018 hat die Schadstoffbelastung von Kindern in Kinderwägen, die an verkehrsbelasteten Straßen entlang gefahren wurden, mit der Luftschadstoffbelastung der begleitenden Erwachsenen verglichen. Das Ergebnis:  die Belastung der Kinder lag 60 Prozent über der der Erwachsenen. Dabei ging es nicht allein um Feinstaub und NO2, sondern auch um Stäube, die z.B. bei Bremsvorgängen durch den Reifenabrieb entstehen können. Eine aktuelle amerikanische Studie6) aus Utah zu Feinstaub ist hier ebenfalls von Interesse. Hier konnte nachgewiesen werden, dass Kinder zwischen 0-2 Jahren nach vorangegangener Feinstaubbelastung um 10 yg/m³ ein um 15% erhöhtes Risiko für virusausgelöste und schwerer verlaufende Bronchitiden entwickelten, die zu einer notwendigen medizinischen Versorgung führte. Feinstäube erhöhen somit die Empfänglichkeit für Infekte in der Säuglings- und Kleinkinderzeit, gemeinsam verursachen sie eine Entzündung der Atemwegsschleimhaut  und beschleunigen so die bronchiale Übererregbarkeit. Zusammen mit kalter Luft oder körperlicher Anstrengung kann dies zu asthmatischen Reaktionen führen.

Dadurch kann auch eine allergische Sensibilisierungsbereitschaft befördert werden. Sehr interessant sind in diesem Zusammenhang Untersuchungen, die nahelegen, dass Feinstäube Pollenfragmente und damit Allergene in die tiefen Atemwege transportieren können und dort eine immunologische Reaktion auslösen können.     

      

Ob Luftschadstoffe die Ursache für bestimmte Erkrankungen sind oder eher verstärkend wirken kann man aktuell sicher noch nicht sagen…

Zurzeit kann man in der Tat nicht sagen, ob Feinstäube und NO2 die besagten Erkrankungen verursachen. Man kann jedoch sagen, dass sie die besagten Erkrankungen begünstigen.

In einer sog. Metaanalyse7) von 41 weltweit durchgeführten Studien wurde gezeigt, dass das relative Risiko Asthma zu entwickeln für Kinder um 48 Prozent erhöht ist, wenn die dauerhafte Luftbelastung mit Stickoxiden über 30 μg/m³ lag. Wichtige weitere Faktoren wie erbliche Vorbelastung, sozioökonomische Faktoren, Rauchbelastung etc. wurden bei der Auswertung natürlich berücksichtigt.

Was weiß man darüber, inwiefern Schädigungen durch Luftschadstoffe im Kindesalter reversibel sind?

Grundsätzlich kann man sagen, je kürzer eine Schadstoffexposition andauert, umso wirksamer sind die Reparaturmechanismen unseres Körpers. Umgekehrt gilt: je länger ein Schadstoff einwirkt, umso irreversibler sind die Schäden. Dies betrifft zum Beispiel die Einschränkung des kindlichen Lungenwachstums und damit der Lungenfunktion. Gerade für Kinder im Kleinkindalter ist das von Nachteil, denn in diese Zeit fällt die intensive Organentwicklung von, zum Beispiel, Lunge und Gehirn. Wahrscheinlich entfaltet die Mischung aus Stickoxiden und Feinstäuben die schädliche Wirkung, zumal Stickoxide ein Indikator für Feinstaub sind. Für Kinder in stark belasteten Regionen der sogenannten 3. Welt geht die WHO von einer Irreversibilität der Schäden durch langdauernde Luftverschmutzung aus.

Allerdings ist es mir in diesem Zusammenhang wichtig zu erwähnen, dass das Thema „Luftverschmutzung“ nicht allein auf die Schadstoffquelle „Straßenverkehr“ reduziert werden darf. Es gibt auch Luftschadstoffe aus natürlichen Quellen wie z.B. feinster Sandstaub, aber auch Ammoniak in der Landwirtschaft ist ein bedeutender Faktor gerade in sog. Reinluftgebieten.

Herr Dr. Lob-Corzilius, herzlichen Dank für dieses Gespräch!

Quellen:

1)      Thomas Lob-Corzilius, Feine und ultrafeine Stäube beeinflussen wesentlich die Kindergesundheit (Teil 2), Pädiatrische Allergologie, 01/2019,  42 – 46

2)      Gestational diabetes and preeclampsia in association with air pollution at levels below current air quality guidelines, Malmqvist E1, Jakobsson K, Tinnerberg H, Rignell-Hydbom A, Rylander L, Environ Health Perspect. 2013 Apr;121(4):488-93. doi: 10.1289/ehp.1205736. Epub 2013 Jan 16, (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23563048)

3)      H Hullmann M, Albrecht C, van Berlo D et al. Diesel engine exhaust accelerates plaque formation in a mouse model of Alzheimer’s disease. Part Fibre Toxicol 2017; 14: 35. (http://www.iuf-duesseldorf.de/pm20170913/articles/den-auswirkungen-von-luftverschmutzung-auf-das-gehirn-auf-der-spur.html)

4)   Heinrich J, Guo F, Fuertes E .Traffic-Related Air Pollution Exposure and Asthma, Hayfever, and Allergic Sensitisation in Birth Cohorts: A Systematic Review and Meta-Analysis. Geoinfor Geostat: An Overview 2016; 4: 4.53

5)   Sharma A, Kumar P. A review of factors surrounding the air pollution exposure to in-pram babies and mitigation strategies, Environment International 2018; 120: 262–278

6)   Horne, Joy, Hofmann, et al.: Air Pollution as Predecessor of ALRI Encounters. Am J Respir Crit Care Med 2018, Vol 198, Iss 6, 759–766

7)   Khreis H, Kelly  C, Tate J, Parslow R, Lucas K , Nieuwenhuijsen M Exposure to traffic-related air pollution and risk of development of childhood asthma, Environment International 2017 Volume 100, 1-31

Diese Website verwendet Cookies. Mit der Nutzung dieser Dienste erklärst du dich damit einverstanden, dass Cookies verwendet werden. Bitte beachte auch unsere Datenschutzbestimmungen gemäß DSGVO.