Die meisten von uns glauben, dass wir uns mit halb abergläubischen Gesten vor schädlichen Chemikalien schützen: Wir filtern das Wasser, das wir trinken, Krug für Krug, oder wir beschränken uns auf die Bio-Gänge in den Supermärkten. Aber wir vergessen, dass es neben der beängstigenden Menge an zufälligen Giften, die wir jeden Tag aufnehmen, eine Klasse von absichtlich schädlichen Chemikalien gibt, denen wir ständig ausgesetzt sind: Insektizide. Eine bestimmte Gruppe von Ungezieferbekämpfungsmitteln, die Pyrethroide und Pyrethrine, erfreuen sich in den letzten Jahren zunehmender Beliebtheit und machen inzwischen mehr als ein Viertel des Weltmarktes aus.
Pyrethroide sind chemische Nachbildungen von Pyrethrinen, natürlich vorkommenden Verbindungen in getrockneten Chrysanthemenblüten, die das Nervensystem von Insekten lahm legen. Sie sind seit dem späten 19. Jahrhundert auf dem Markt, wurden aber lange Zeit von schneller wirkenden Verbindungen verdrängt, insbesondere von Organochlorinen wie DDT und Organophosphaten. Seit den 1960er Jahren findet jedoch ein merkwürdiger umgekehrter Staffellauf statt, bei dem diese starken, schnell wirkenden, schädlicheren Chemikalien durch langsamere, weniger hartnäckige ersetzt werden, von denen man annimmt, dass sie für den Menschen weniger giftig sind.
Ungeachtet der düsteren Entstehungsgeschichte der Organophosphate – sie wurden zusammen mit tödlichen Nervenkampfstoffen wie Sarin während des Naziregimes entwickelt – galten sie in den 1970er Jahren als sicherer Ersatz für DDT, da sie in der Umwelt schnell abgebaut werden und man davon ausging, dass das menschliche System in der Lage ist, sie zu entgiften. Diese vermeintliche Sicherheit erwies sich zwei Jahrzehnte später als falsch, als sich herausstellte, dass Organophosphatvergiftungen in einem einzigen Jahr weltweit 200.000 Todesfälle verursacht hatten. Im Jahr 2001 verbot die EPA die Verwendung dieser Stoffe in Haushalten, da sie eine Gefahr für das sich entwickelnde Gehirn und Nervensystem von Kindern darstellten. Seitdem sind Pyrethroide und Pyrethrine an ihre Stelle getreten.
Überall in Städten und Vororten werden Pyrethroide und Pyrethrine auf den Rasen gestreut, auf Haustiere eingeseift, auf Ungeziefer gesprüht und gelegentlich in Form von läusetötenden Shampoos oder Mückenschutzmitteln auf unsere eigenen Personen aufgetragen. Sie werden auch bei der Landschaftsgestaltung, bei der Begasung von Fahrten gegen Mücken und in landwirtschaftlichen Kulturen und Gärtnereien eingesetzt. Im Jahr 2009 fand die US-Umweltschutzbehörde (EPA) Pyrethroide und Pyrethrine in mehr als 3 500 registrierten kommerziellen Produkten. Nicht mitgezählt wurden dabei die vielen Hundert illegalen Schädlingsbekämpfungsmittel, die aus anderen Ländern eingeführt werden, wie z. B. das sehr beliebte „Wunderinsektizid Kreide“ aus China.
In diesem Monat hat eine Studie der Universität von Kalifornien, Davis, gezeigt, dass der Einsatz dieser Pestizide stark zunimmt. Von den Urinproben, die Erwachsenen und Kindern in 90 kalifornischen Familien entnommen wurden, wiesen zwei Drittel Abbauprodukte von Pyrethroiden auf. An der Ostküste sind Pyrethroide und Pyrethrine ebenso beliebt. Eine im vergangenen September in der Zeitschrift Environmental Health Perspectives veröffentlichte Studie untersuchte Urinproben von 1 452 Einwohnern von New York City auf Abbauprodukte von Pyrethroiden und stellte fest, dass die Teilnehmer den Chemikalien überproportional ausgesetzt waren. Gemessen an einem Abbauprodukt, trans-DCCA, waren die New Yorker mehr als doppelt so stark Pyrethroiden ausgesetzt wie die Menschen im Rest des Landes.
Eine Werbung von 1907 für Pyrethrumspray, das ursprünglich vom österreichischen Erfinder Johann Zacherl entwickelt wurde. (Wikimedia Commons)
Pyrethroide und Pyrethrine gelten aufgrund ihrer botanischen Herkunft als sicher – auch wenn es sich bei einigen von ihnen nur um chemische Nachbildungen dieser Verbindungen handelt. Dennoch bekräftigte die EPA im November 2011 diese Auffassung, indem sie feststellte, dass Pyrethroide „Gesundheitsrisiken darstellen, die unterhalb der Besorgnisgrenze der Behörde liegen.“ Diese Einschätzung basierte auf Experimenten mit erwachsenen Ratten, nicht auf Langzeitstudien an Menschen oder Kindern, die Pyrethroiden ausgesetzt waren, so dass die Annahme ihrer vergleichbaren Sicherheit bisher weitgehend unbewiesen blieb.
Und es gibt Anzeichen dafür, dass diese Lücke dringend geschlossen werden muss. Im Jahr 2008 analysierte das Center for Public Integrity 90.000 Berichte über Nebenwirkungen und stellte fest, dass Gesundheitsprobleme im Zusammenhang mit Pyrethroiden innerhalb von 10 Jahren um das 300-fache zugenommen hatten. Zu den Problemen gehörten Brennen und Kribbeln der Haut, Atembeschwerden, unwillkürliche Zuckungen, Schwindel, Übelkeit, Ohnmacht, Krämpfe und Anfälle. In Australien erwägt eine Gewerkschaft, die Transportarbeiter vertritt, sogar eine Sammelklage im Namen von Flugbegleitern, die behaupten, dass sie infolge der Exposition gegenüber den Insektiziden an neurodegenerativen Erkrankungen leiden.
In der Tat haben zwei neuere Studien die Verwendung von Pyrethroiden mit nachteiligen Veränderungen im sich entwickelnden Gehirn in Verbindung gebracht. Im September dieses Jahres ergab eine Studie an kanadischen Kindern, dass die Exposition gegenüber Pyrethroid-Insektiziden mit den von den Eltern berichteten Verhaltensproblemen zusammenhängt, während eine 2011 durchgeführte Studie an Müttern in New York einen starken Zusammenhang zwischen der pränatalen Exposition gegenüber Piperonylbutoxid – einem in Pyrethroid-Sprays häufig verwendeten Zusatzstoff – und einer verzögerten geistigen Entwicklung bei Kleinkindern feststellte.
Youssef Oulhote, der Hauptautor der ersten Studie, analysierte die Konzentrationen von Organophosphat- und Pyrethroid-Abbauprodukten in Urinproben von 779 Kindern in ganz Kanada und verglich sie mit geistigen und verhaltensbezogenen Schwierigkeiten. Die Ergebnisse waren verblüffend. Oulhote fand heraus, dass eine zehnfache Erhöhung der Urinkonzentration von cis-DCCA, einem Abbauprodukt gängiger Pyrethroide, mit einer Verdoppelung der Wahrscheinlichkeit von Verhaltensstörungen einherging. „Dies stimmt mit den Ergebnissen experimenteller Studien an Tieren überein, bei denen festgestellt wurde, dass Pyrethroide zu Hirnschäden und Verhaltensproblemen führen“, sagt Oulhote. „Pyrethroide gelten als weniger schädlich als andere Pestizide – aber das bedeutet nicht, dass sie sicher sind.“
Aus seinen Forschungen schließt Oulhote, dass Pyrethroide wahrscheinlich die reguläre Funktion des zentralen Nervensystems stören und Veränderungen in der Mikroanatomie des Gehirns hervorrufen. Robin Whyatt, Expertin für Umweltexpositionen am Columbia Center for Children und Mitverfasserin der Studie von 2011, weist darauf hin, dass „das Gehirn das am höchsten entwickelte Organ des Körpers ist und die Entwicklung des fötalen Gehirns in einer sehr präzisen, sehr kontrollierten Weise in Zeit und Raum abläuft. Jede Unterbrechung kann eine weitaus größere Auswirkung haben – ein voll entwickeltes Gehirn hat nicht annähernd die gleichen Auswirkungen.“
Warum dann der Mangel an Forschung? Megan Horton, eine Epidemiologin an der Mailman School of Public Health, die die Studie von 2011 leitete, hat ein paar Ideen. „Pyrethroide gelten als schwieriger zu untersuchen, da sie sich schnell abbauen und in Proben schwieriger zu messen sind“, sagt sie. „Dann werden sie als eine Art natürliche Verbindung dargestellt, obwohl sie in Wirklichkeit chemisch manipuliert werden, um persistenter und giftiger zu sein. Und obwohl translationale Studien an Nagetieren einige biologisch plausible Hinweise darauf geben könnten, wie Gifte ihre Wirkung entfalten, sind Mäuse keine Menschen oder Babys.
Die größte Herausforderung liegt in der inhärent restriktiven Natur von Studien zur Untersuchung von Langzeitexpositionen beim Menschen, die zeitaufwändig, teuer und rein beobachtend sind. „Ein Regulierungssystem, das sich auf Tierstudien stützt, kann die Wirkung von Giften auf Kinder nicht simulieren“, sagt Melissa Perry, Expertin für Umwelt- und Arbeitsmedizin an der GWU School of Public Health. „Wir können keine experimentellen Methoden mit Menschen anwenden“, stellt sie fest. „Wir sind also auf … eine Momentaufnahme angewiesen: ein Mal, eine Urinprobe.“ Oulhote stimmt ihr zu. „Unsere größte Einschränkung ist das Design der Studie“, sagt er. „Sie stellt eine Assoziation her, nicht einen kausalen Zusammenhang. Um die Politik tatsächlich ändern zu können, brauchen Beobachtungsstudien die Unterstützung mechanistischer Arbeiten – Studien, die die biochemischen Tricks aufdecken, die Gifte auf Zellen, Gewebe und Organe ausüben.
Whyatt, die vor kurzem ein NIH-Stipendium zur Untersuchung der Auswirkungen pränataler Pyrethroid-Exposition auf die geistige Entwicklung von Kindern erhalten hat, plant eine Studie, von der sie hofft, dass sie diese Lücke schließt. Im Jahr 2011 fanden sie und Horton einen signifikanten Zusammenhang zwischen der Konzentration von Piperonylbutoxid und der geistigen Entwicklung. Da es jedoch keine früheren Studien zu Piperonylbutoxid gab, wussten sie nicht, ob die Wirkung speziell auf Piperonylbutoxid oder allgemeiner auf die Pyrethroid-Exposition zurückzuführen war. „Mit diesem Zuschuss können wir dieses Ergebnis aufschlüsseln, da wir die metabolisierten Pyrethroide im Urin der Mutter untersuchen“, sagt Whyatt. „Aber wie bei jeder epidemiologischen Studie wird es noch lange dauern, bis wir Antworten haben“