Flüchtige Chemikalien aus Farben und Möbeln verändern Lungenzellen schon in geringer Konzentration

„Auch bei Konzentrationen unterhalb akut-toxischer Werte zeigen sich deutliche Veränderungen in den Zellen“, berichtet Privatdozent Dr. Martin von Bergen, Leiter des UFZ-Departments für Proteomik. Ihre in Versuchen mit menschlichen Lungenepithelzellen gewonnenen Erkenntnisse haben die UFZ-Forscher jetzt im renommierten „Journal of Proteome Research“ veröffentlicht.

Bei ihren Versuchen setzten die Forscher um von Bergen die Zellen über 24 Stunden Luft aus, in der die Lösungsmittel Chlorbenzol und Dichlorbenzol in geringer Konzentration enthalten waren. Bei den anschließenden Untersuchungen zeigten sich an den Zellen deutliche Veränderungen. „Die Chemikalien haben oxidativen Stress in den Zellen ausgelöst“, erklärt von Bergen. Erkennbar sei das daran gewesen, dass die Zellen in zunehmender Menge Proteine produziert hätten, die dazu geeignet sind, ein schädliches Überangebot von reaktiven Sauerstoffverbindungen zu bekämpfen. Ebenfalls beobachtet wurde, dass geschädigte Zellen den sogenannten programmierten Zelltod starben. Mit dem programmierten Zelltod wird dafür gesorgt, dass für den Fortbestand eines Organismus' hinderliche Zellen gezielt entfernt werden.

Auf die Spur dieser Verbindungen kamen die Wissenschaftler durch die Ergebnisse aus epidemiologischen Studien, wie LARS und LISA, in denen der Einfluss von Innenraumschadstoffen auf das Risiko von Kindern an Allergien oder Entzündungen der Atemwege zu erkranken untersucht wird. Dr. Lehmann, Leiterin des Departments Umweltimmunologie: „In den vorangegangenen Studien haben wir gefunden, dass das unreife Immunsystem von Neugeborenen und Kleinkindern durch den Kontakt mit Umweltschadstoffen, wie z.B. flüchtigen organischen Verbindungen, prägend beeinflusst werden kann. Außerdem lösen diese Chemikalien bei Kindern Entzündungen der Atemwege aus. Mit den Studien an Zellkulturen von Lungenzellen lernen wir nun, wie diese Stoffe wirken können.“

Wie Dr. von Bergen weiter berichtet, müssen die durch die Zellversuche gewonnen Erkenntnisse nun in größeren Zusammenhängen überprüft werden. „Am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung besteht mit der engen Verknüpfung von mechanistischen Studien und Kohortenstudien die einmalige Chance, Hinweise aus den jeweilig anderen Studien kreuzweise zu überprüfen. Es muss zum Beispiel weiter untersucht werden, wie sich die Veränderungen der Zellen auf das Immunsystem des Gesamtorganismus auswirken“, sagt er. „Grundsätzlich hat die Frage nach der Belastung in Innenräumen an Bedeutung gewonnen, da wir immer mehr Zeit in diesen zubringen. Um den steigenden Anforderungen der Energieeffizienz zu genügen, wird ein Minimum an Luftaustausch gefordert, was wiederum in einer generellen Forderung nach einem Minimum an Emissionen von flüchtigen Chemikalien münden sollte, da unsere Studien zeigen, dass die behandelten Zellen eine eindeutig stressbedingte Reaktion zeigten – auch wenn mit den bisher üblichen Tests keine Toxizität gezeigt werden konnte“.

Bis zu einer belastbaren Abschätzung der Wirkung einzelner Substanzen ist es sicherlich noch ein weiter Weg, aber nur mit der weiteren Untersuchungen wird es letztendlich möglich sein, das Risiko für lebenslange Erkrankungen aus unseren Wohnzimmern zu vermindern.

Jörg Aberger

Weitere fachliche Informationen:
PD Dr. Martin von Bergen
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
Department Proteomics
http://www.ufz.de/index.php?de=6693
Telefon: 0341 – 235 – 1211
Dr. Irina Lehmann
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
Department Umweltimmunologie
http://www.ufz.de/index.php?de=4384
Telefon: 0341 – 235 – 1216
Doris Böhme
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Telefon: 0341 – 235 – 1269
Link zur Pressemitteilung: http://www.ufz.de/index.php?de=21382
Publikation:
Mörbt N, Tomm J, Feltens R, Mögel I, Kalkhof S, Murugesan K, Wirth H, Vogt C, Binder H, Lehmann I, von Bergen M (2010): Chlorinated Benzenes Cause Concomitantly Oxidative Stress and Induction of Apoptotic Markers in Lung Epithelial Cells (A549) at Nonacute Toxic Concentrations. J Proteome Res.

http://dx.doi.org/10.1021/pr1005718

Weiterführende Links:
VOC (volatile organic compounds) in epidemiologischen UFZ-Studien:
http://www.ufz.de/index.php?de=19242
Im Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) erforschen Wissenschaftler die Ursachen und Folgen der weit reichenden Veränderungen der Umwelt. Sie befassen sich mit Wasserressourcen, biologischer Vielfalt, den Folgen des Klimawandels und Anpassungsmöglichkeiten, Umwelt- und Biotechnologien, Bioenergie, dem Verhalten von Chemikalien in der Umwelt, ihrer Wirkung auf die Gesundheit, Modellierung und sozialwissenschaftlichen Fragestellungen. Ihr Leitmotiv: Unsere Forschung dient der nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen und hilft, diese Lebensgrundlagen unter dem Einfluss des globalen Wandels langfristig zu sichern. Das UFZ beschäftigt an den Standorten Leipzig, Halle und Magdeburg 1000 Mitarbeiter. Es wird vom Bund sowie von Sachsen und Sachsen-Anhalt finanziert.
http://www.ufz.de/
Die Helmholtz-Gemeinschaft leistet Beiträge zur Lösung großer und drängender Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch wissenschaftliche Spitzenleistungen in sechs Forschungsbereichen: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit, Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie, Verkehr und Weltraum. Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit über 30.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 17 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 3 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Ihre Arbeit steht in der Tradition des Naturforschers Hermann von Helmholtz (1821-1894).

http://www.helmholtz.de