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Industrieruß verbessert beispielsweise die Eigenschaften von Reifen und dient außerdem als Pigment (Foto: Stockbyte)
Industrieruß: Die Gefahren von Nanopartikeln

Sind Kohlenstoff-Nanopartikel – auch als Industrieruß  bezeichnet - potenzielle Krebserreger oder nicht? Die Beantwortung der Frage fällt nicht ganz leicht. Zwar deuten viele Erkenntnisse darauf hin, aber an strengen wissenschaftlichen Beweisen hapert es ein wenig. Insbesondere was ultrafeine Stäube und Partikel betrifft, die in der Industrie gebraucht werden, sind die Gesundheitsfolgen nur ansatzweise erkennbar. Das liegt unter anderem auch an den fehlenden Meßmethoden. Der Forschungsverbund "Carbon Black" (Industrieruß) will nun in den kommenden drei Jahren die toxikologischen Wirkungen von Kohlenstoff-Nanopartikeln testen.

Industrieruß wird in großen Mengen in der Produktion von Autoreifen verwendet, dient aber auch zur Herstellung von Lacken und Tonern. Er besteht aus kleinsten Nanopartikeln. „Kohlenstoff-Nanopartikel können an ihrer Oberfläche einen hohen Gehalt an Oxiden aufweisen oder auch andere Schadstoffe anlagern", warnt Tanja Hansen vom Fraunhofer ITEM in Hannover. „Von der WHO werden die Partikel als potenziell krebsauslösend eingestuft. Allerdings ist unklar, ob das Gefährdungspotenzial von den Kohlenstoff-Nanopartikeln selbst ausgeht oder auf eine der genannten Oberflächenfunktionen beschränkt ist. Die von uns gemachten Untersuchungen sollen Klarheit bringen."

„In unserem Verbundprojekt werden gezielt Kohlenstoff-Nanopartikel mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen hergestellt und deren toxische Wirkung an Zellen und Geweben aus mehreren Lungenregionen untersucht", so Hansen. Am ITEM werden dazu menschliche Lungenzelllinien und Lungenschnitte eingesetzt und die Ergebnisse anschließend im Tiermodell überprüft.

„Die Lungenschnitte bieten entscheidende Vorteile im Vergleich zu anderen In-vitro-Methoden", erklärt die Forscherin. Das in den vergangenen Jahren entwickelte Modell ermöglicht Tests an einem Gewebe, das verschiedene Zelltypen, Interaktionen von Zelle zu Zelle sowie Polarität von Zellen aufweist. Auch in anderen Toxizitätsprüfungen - etwa zur Untersuchung von inhalierbaren Chemikalien - wird das Testsystem eingesetzt.

Dass Industrieruß kanzorogen sein kann, hat eine Studie schon vor zehn Jahren nachgewiesen (Sorahan T, Hamilton L, van Tongeren M, Gardiner K, Harrington, JM: A cohort mortality study of U.K. carbon black workers, 1951-1996. Am J Ind Med 2001; 39: 158-70). Es wurden 1147 Männer aus fünf Betrieben, in denen Industrieruß anfällt, in einem Zeitraum von 1951 - 1996 untersucht. Alle Teilnehmer dieser Studie waren mehr als 12 Monate dort beschäftigt gewesen, und ihre Erstanstellung datierte vor 1975. Verglichen mit Kontrollgruppen aus der englischen Bevölkerung wurde für alle Todesursachen eine erhöhte Mortalität beobachtet, für Lungenkrebs lag sie sogar noch höher. Dennoch kamen sie wegen der Schwierigkeiten, die direkten betrieblichen und die möglicherweise regionalen oder anderen Einflüsse von einander zu trennen zu dem Ergebnis, dass diese Studie keine Verbindung zwischen der kumulativen Exposition gegen Industrieruß und dem erhöhten Risiko an Lungenkrebs zu lasse.

Da ist sich Prof. Dr. A. Buchter, Institut und Poliklinik für Arbeitsmedizin der Universität des Saarlandes, Homburg schon etwas sicherer. In seiner Darstellung der Gesundheitsgefährdung durch Nanopartikel und neue Materialien berichtet er zu Industrie-Ruß (Carbon Black) von Partikelablagerung in der Lunge, Entzündungen, Proliferation, und Fibrose. Außerdem von der Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies als wahrscheinlichem Mechanismus der partikelbedingten Tumorentstehung. Und davon, dass die Wirkungsstärke mit abnehmender Partikelgröße und zunehmender Partikelzahl steigt.

Anmerkung: In der Tat gibt es zu den Gefahren von kleinsten und winzigsten Partikeln aber bisher nur wenige Studien, die strengsten wissenschaftlichen Kriterien standhalten. Am häufigsten finden sie sich zu dem Risiko von Tonerstäuben von Druckern und Kopierern. Dieser Mißstand sorgt dafür, dass diejenigen, die Interesse an der Minimalisierung der Gefahren haben, sich auf unbewiesene Zusammenhänge und Folgen zurück ziehen können.

Die Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg beschreibt die Situation in der Analyse „Anwendung von Nanopartikeln“: „Nachweislich führt die Gesamtheit der Feinstäube (inkl. Ultrafeinstäube) zu vermehrtem Husten, Infekten der oberen und unteren Atemwege wie Bronchitis oder Schnupfen, Asthmaanfällen, Erkrankungen des Herz-Kreislaufsystems und Lungenkrebs.“ Sie schränkt aber auch ein: „Feinstäube können in den Atemwegen lokale Entzündungen hervorrufen und die Immunabwehr von Risikogruppen
wie Kindern, Kranken und älteren Menschen einem Dauerstress aussetzen. Da ultrafeine Partikel in das Blut und mit ihm in andere Organe gelangen können, wird gegenwärtig spekuliert, dass hierdurch im kardiovaskulären System sowie im Gehirn partikel-assoziierte Reaktionen
ausgelöst werden können. Der Wirkmechanismus ultrafeiner Partikel auf biologische Systeme bedarf dringend weiterer Untersuchungen.“

WANC 16.08.10, Quelle: Fraunhofer ITEM, pte

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