Schneekind Wirkungen von Luftschadstoffen auf Menschen

Etwa 70 Prozent der gesundheitsrelevanten Umweltschadstoffe werden mit den Lebensmitteln, etwa 20 Prozent mit der Atemluft und etwa 10 Prozent mit dem Trinkwasser aufgenommen. Grundsätzlich werden folgende Aufnahmewege für Luftverunreinigungen unterschieden:

Roter Ball Inhalation, Aufnahme über die Lunge,
Roter Ball dermale Aufnahme, Aufnahme über Haut und Schleimhäute sowie
Roter Ball Ingestion, orale Aufnahme über Nahrung und Trinkwasser.

Dabei können die chemischen Substanzen direkt am Aufnahmeort Schädigungen hervorrufen, lokale Wirkungen, oder sie können im Körper auf den gesamten Organismus wirken, systemische Wirkungen, wie z.B. Benzol. Von besonderer Bedeutung sind Stoffe, die sich im Körper schwer oder nicht abbauen lassen wie Dauergifte. Sie reichern sich in bestimmtem Organen an, um beim Überschreiten einer Schwellendosis organbezogene Wirkungen entfalten zu können.

Der Mensch verfügt über ein Atemsystem mit einem effektiven Selbstreinigungsmechanismus gegenüber verunreinigter Luft. Mit "normalem" Schmutz wird dieses Filtersystem mühelos fertig und schützt uns ziemlich perfekt. Aber auf eine übermäßige Belastung, wie vor allem durch aggressive Stoffe wie Schwefeldioxid, Stickoxide oder Ozon, durch lungengängige Stäube mit angelagerten toxischen Substanzen wie adsorbierte Säuren, Schwermetalle, Zigarettenrauch und Autoabgase oder durch das geruchlose Atemgift Kohlenmonoxid ist unser Filtersystem nicht eingerichtet. Die feuchten Oberflächen des Atemtraktes und die Schleimhäute der Augen stehen in direktem Kontakt mit Luftschadstoffen und bilden daher die  primären Einwirkungsflächen. Reizstoffe wirken meist unmittelbar auf ihre oberflächlichen Strukturen.

Eine langandauernde Exposition kann zur Zerstörung der Schleimhaut mit irreversiblem Verlust von Flimmerhärchen und der schleimproduzierenden Becherzellen führen.  Der Abtransport von Schleim mit darin enthaltenen Partikeln bzw. gelösten Schadstoffen wird beeinträchtigt. In Abhängigkeit von Angriffsort, Wasserlöslichkeit und Dosis können Reizstoffe unterschiedlich tief in den Atmungstrakt eindringen und sehr verschiedene Beeinträchtigungen hervorrufen wie Reizungen oder Entzündungen der oberen Atemwege, Schleimabsonderungen und Hustenreiz, ebenso Bronchitis und Entzündungen der Bronchien und des Lungengewebes.

Angriffsorte der Reizstoffe (42.404 Byte)

Quelle: Taschenatlas der Umweltchemie, Thieme-Verlag 1996, G. Schwedt, J. Schreiber (Farbtafeln)

Partikelförmige Schadstoffe im Atemtrakt gelangen bis tief in die Lungenperipherie zu den Lungenbläschen, wenn ihr Durchmesser kleiner als 2µm ist. In den feinsten Verästelungen der Lunge schleicht sich der Feinstaub heimlich ins Blut und in die Lympfbahnen. Größere Partikel werden in den oberen Atemwegen festgehalten und in der Regel durch Flimmerhärchen in einem Selbstreinigungsmechanismus nach außen befördert. Deponierte Teilchen, die mit Hilfe der Flimmerhärchen des Atemtraktes in den Verdauungstrakt übertreten, können dort resorbiert und biologisch wirksam werden.

Abscheidungsorte nach Partikelgröße (13.806 Byte)

In Ballungszentren inhaliert der Mensch mit jedem Atemzug Millionen von Feinpartikeln, die kleiner als 10µm sind. Sie bieten aufgrund ihrer zerklüfteten Struktur eine ideale Oberfläche für die Anlagerung von weiteren toxischen Substanzen. In Abhängigkeit von den physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie der Einwirkzeit können sie zu Schädigungen führen wie Husten, vermehrte Infektion der oberen und unteren Atemwege, Bronchitis, Asthmaanfällen, Schnupfen sowie Erkrankungen des Herz- Kreislaufsystems und Lungenkrebs. Die Lungenfunktion wird negativ beeinflusst und die Immunabwehr von Risikogruppen abgeschwächt. Staub aus besonderen Quellen kann auch mutagene oder kanzerogene Wirkung haben.
Quelle: Toxikologisches Lexikon zum Umweltchemikalienrecht, Vogel Buchverlag 1996, G. Schwedt

Trotz besserer Luft durch Verminderung des Ausstoßes der bisher überwachten klassischen Luftschadstoffe steigt die Anzahl der Lungenerkrankungen und die der allergischen Reaktionen weiterhin allgemein an. Die Fremdstoffe, die gegenwärtig in der offenen Atmosphäre eine Rolle spielen, sind Stickoxide, Ozon und Feinstaub mit einer Teilchengröße, die kleiner als 2 µm sind. Im Visier geraten sind zunehmend die allerkleinsten Teilchen, die kleiner als 0,1µm sind.

Größenvergleich: 0,05µm, 0,5µm und 5µm große Partikel in Relation zu einem Makrophagen. Je kleiner der Durchmesser von Fremdstoffteilchen ist, desto schlechter können Makrohpagen in der Lunge diese "Eindringlinge" erkennen - so eine Hypothese über die biologische Wirksamkeit feiner Partikel.

Makrophagen des Abwehrsystems (38.406 Byte)

Qeulle: "mensch+umwelt, spezial", 12/1998, GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, J.  Heyder

Die Partikel werden dann nicht von den Abwehrzellen aufgenommen, sondern können in das Lungengewebe eindringen und dort entzündliche Reaktionen auslösen. Sollte sich zeigen, dass die ultrafeinen Teilchen ursächlich an der Zunahme der Lungenkrankheiten beteiligt sind, ist höchste Aufmerksamkeit geboten. Denn die ohnehin sehr große Anzahl dieser kleinen Teilchen in der Atemluft nimmt weiter mit steigendem motorisierten Verkehrsaufkommen zu.

Über die Haut werden vorwiegend gut fettlösliche Stoffe aufgenommen, da sie gegenüber wasserlöslichen Substanzen einen wirksamen Schutz bildet. Schadstoffe können sowohl durch direkten Hautkontakt als auch aus der Luft aufgenommen werden. Insbesondere bei Pestiziden sind schwere Intoxikationen durch direkten Kontakt mit diesen hautresorbierenden Stoffen bekannt geworden. Weiterhin ist davon auszugehen, dass eine anhaltend dermale Resorption von Luftschadstoffen, im Gegensatz zu einer inhalativen  Belastung auch nach Expositionsende besteht. Sowohl in der Kleidung als auch auf der Hautoberfläche und in deren Hornschicht mit Depotfunktion, finden sich stoffspezifisch variierende Konzentrationen, die eine fortdauernde Aufnahme bedingen.

Ein Großteil der gesundheitsrelevanten Luftverunreinigungen wird direkt über das Trinkwasser und die Nahrung aufgenommen. So spielt beispielsweise beim Dioxin die Aufnahme über die Lunge mit nur 10 Prozent gegenüber der Aufnahme über Nahrung und Trinkwasser mit 90 Prozent eine untergeordnete Rolle.

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