Infoblatt Selbsthilfegruppe
für Chemikaliengeschädigte Wiesbaden
Akute und chronische
toxische Wirkungen von Polychlorierten Biphenylen (PCB)
PCB (polychlorierte
Biphenyle) gehören zusammen mit Dioxinen und Furanen, Hexachlorbenzol,
den Pestiziden Aldrin, Chlordan, DDT, Dieldrin, Endrin, Heptachlor,
Mirex und Toxaphen zum sogenannten
,,Dreckigen Dutzend"
der Giftstoffe, für die auf der 5. POP- Konferenz der UN im
Dezember 2000 in Johannesburg ein weltweites Herstellungs- und Verwendungsverbot
ausgesprochen wurde. Obwohl die Verwendung von PCB- Stoffen in offenen
Systemen seit 1978 verboten ist, und sie seit 1983 in der BRD nicht
mehr produziert werden, kommen sie wegen ihrer Stabilität und
Anreicherung im Fettgewebe auch heute noch in hohen Konzentrationen
in der Umwelt und im lebenden Gewebe vor. Giftige Langzeitwirkungen
sind vor allem dort zu erwarten, wo PCB- Stoffe täglich auf
Menschen Einwirken, wie dies z.B. in den mit PCB hochbelasteten
Schulen der Stadt Wiesbaden der Fall ist.
Das äußere klinische
Erscheinungsbild der PCB- Vergiftung (2)
Die akuten toxischen
Wirkungen von PCB äußern sich u.a. in Hautausschlägen
und Störungen der Leber- und Immunsystem- Funktion. Als chronische
Wirkung nach langdauernder Exposition treten ständige Müdigkeit,
häufige oder ständige Kopfschmerzen, Übelkeit, Taubheit
einzelner Glieder, Veränderungen der Haut (Chlorakne, Pigmentbildung),
chronische Bronchitis und Lungenfunktionsstörungen, chronische
Entzündungen der Nebenhöhlen, im Darm und Magen, Schwellungen
der Augenlider mit Eiterbildung auf. Dazu kommt nach einer neuen
Studie von Svati Pantandin und Kollegen von der Erasmus- Universität
Rotterdam ein deutlicher Zusammenhang zwischen PCB- Belastung der
Mutter und Wachstumshemmungen, Verhaltensstörungen und Veränderungen
des Immunsystems beim Kind. Die PCB- Wirkungen werden bestätigt
von aktuellen Fällen der PCB- Belastung an Schulen wie z.B.
der Konrad- Adenauer- Grundschule in Köln- Esch, wo bei PCB-
Konzentrationen bis zu 13000 ng/m³ mehrere LehrerInnen an gleichen
Symptomen erkrankt waren.
Aufnahmepfad von PCB
Bislang galt die
Annahme, dass die überwiegende Menge der PCB über die
Nahrung und nur ein kleinerer Teil über die Luft in den menschlichen
Organismus gelangt. Blutuntersuchungen bei Lehrern, die an den Schulen
hohen Luftbelastungen durch PCB ausgesetzt waren, ergaben im Vergleich
zu unbelasteten Personen 2- bis 4-fach höhere PCB- Konzentrationen
im Blut. Daraus ist zu schließen, dass die Menge der über
die Luft aufgenommenen PCB größer ist als die über
die Nahrung aufgenommene Menge, wenn die Raumluftkonzentration etwa
bei 1000 ng/m³ liegt (14). Bei den über die Luft aufgenommenen
PCBs treten zudem die niedrig chlorierten und hochtoxischen Kongenere
in höheren Anteilen auf als bei der Aufnahme bei der Nahrung.
Einige dieser niedrig chlorierten PCBs haben mit den chlorierten
Dioxinen vergleichbare Eigenschaften.
Schon seit den80er
Jahren ist bekannt, dass Pestizide und Luftschadstoffe bei der Aufnahme
über die Luftwege generell um Zehnerpotenzen stärker wirken
als nach Aufnahme über den Verdauungstrakt (11, IPS 1982).
Grund: Während die PCBs nach Aufnahme über den Verdauungstrakt
in der Leber metabolisiert werden, gelangen sie nach inhalativer
Aufnahme über die Riechnerven direkt ins Hirn (12, 13) und
schädigen dort die Hirnfunktion. Daraus folgt, dass geringere
Meßwerte im Urin und Blut keine Aussage darüber liefern,
wie stark ein Patient durch die eingeatmeten Schadstoffe z.B. in
seinem Nervensystem geschädigt ist. Hinzu kommt, dass die über
die Luft aufgenommenen PCBs weitaus gravierender sind und bislang
unterschätzt wurden.
Zur Toxikologie von PCB Zusammenfassung
bisheriger Erkenntnisse
PCB wie auch
Dioxine gehören zu den lipophilen (fettlöslichen),
chlorierten Kohlenwasserstoffen, die chemisch sehr stabil sind
und im Körper nur sehr langsam abgebaut werden. Sie werden
im Fettgewebe gespeichert und treten von da aus in Wechselwirkung
mit Zellmembranen, was sich besonders auf Nervenzellen im Gehirn
schädlich auswirkt. In den Zellmembranen ,,schwimmen"
wichtige Funktionsproteine wie Korken auf einer Teichoberfläche.
Sie dienen u.a. der Signalübertragung zwischen den Zellen
und damit der Regulation des Stoffwechsels. Wenn ein Signalmolekül
an eines dieser Funktionsproteine (Rezeptor) bindet, dann ziehen
diese Proteine zu einem Klumpen zusammen und lösen auf
der Membraninnenseite ein weiteres Signal aus.
Die PCB und
Dioxin- Moleküle passen von ihrer Größe und
Struktur her gut in die Zellmembran und verweilen dort. Dabei
behindern sie das Zusammenschwimmen der Funktionsproteine. Folge:
Die Funktionen der Signalübertragung zwischen den Zellen
sind gestört und somit die gesamte Informationsübertragung
zwischen den Zellen, wie sie z.B. bei der Erregungsleitung der
Nervenzellen stattfindet. So kommt es u.a. zu Ausfallerscheinung
der Gehirn- und Nervenfunktionen (9, Scholz, R., 2001). Niederchlorierte
PCB sind reaktiver und werden im Organismus schneller abgebaut,
jedoch kann der Metabolismus zu Zwischenprodukten (Arenoxide)
führen, die stärker toxisch sind als die Muttersubstanz,
und die im Verdacht stehen, in der Erbsubstanz Mutationen auszulösen
(5, Robertson, 1993).
Je mehr Chloratome
im Molekül vorhanden sind, desto geringer ist die Entgiftungsaktivität
in der Leber. Ab acht Chloratomen findet überhaupt keine
Entgiftung mehr statt, und die PCBs werden im Fettgewebe deponiert.
Auch die Entgiftungsreaktionen in der Leber erzeugen hochtoxische
Metaboliten. So bildet das Entgiftungsenzym P450 2B1 aus PCB
das toxische Arenoxid. Dieses besitzt radikalische Eigenschaften
und ist somit hochreaktiv, kann daher mit der körpereigenen
Erbsubstanz DNS sowie mit der RNS und Proteinen reagieren und
deren biologischen Funktionen inaktivieren. In der zweiten Phase
der Entgiftung wird das Arenoxid an Glutathion, Glurkuron- oder
Schwefelsäure gekoppelt und/oder auch hydroxyliert. Die
dadurch entstanden PCB- Produkte kann der Körper leichter
ausscheiden. Andererseits senken die hydroxylierten PCB- Metabolite
über die Bindung an ein Transportprotein die Thyroxin-
Konzentration im Blut und können somit für Schilddrüsen-
Funktionsstörungen verantwortlich sein (10, Waller et al.,
1999).
Chromosomenbrüche in menschlichen
Lymphozyten entstehen dosisabhängig durch Gemische verschiedener
PCB- Kongenere, wie z.B. PCB 77 und 52, die sich gegenseitig in
der Wirkung verstärken. Schäden an der DNS durch andere
Schadstoffe werden durch PCB verstärkt. (2)
Bei Versuchstieren
wurden dosisabhängig verschiedene Krebsarten von PCB ausgelöst:
Leber-, Lymphknoten-,
Darmkrebs und Leukämien.
Fallstudien beim
Menschen zeigen Korrelationen von Brustkrebs, Non-Hodgkin-Lymphom
mit
dem PCB- Gehalt
im Blut oder im Fettgewebe. Dabei sollen die höher-chlorierten,
nicht- planaren PCBs besonders wirksam sein.
Nach WHO besteht
ein ,,begründeter Verdacht auf krebserzeugendes Potential
und fruchtschädigende Wirkung". (2)
- Hormonähnliche Wirkungen
(nach 2):
- Östrogenartige und antiöstrogenartige
Wirkungen, je nach Art des PCB- Kongeners.
Die PCB- Moleküle
binden und aktivieren oder blockieren die Östrogen-Rezeptoren
in den Geschlechtsdrüsen. Folge: Verminderte Fruchtbarkeit,
erhöhtes Risiko für Brustkrebs. Dabei haben die niedrig-
chlorierten PCB- Kongenere eine stärkere Wirkung.
- Störung der Schilddrüsen-
Funktionen, dabei am häufigsten eine Abnahme des T4- Thyroxins
im Blut. Diesem Effekt geht eine bis zu 5-fache Zunahme des Schilddrüsen-
stimulierenden- Hormons (TSH) voraus (1). Die Schilddrüsen-
Follikel zeigen Vergrößerungen. Der Effekt wird auch
von dem nicht koplanaren PCBs hervorgerufen.
Ferner wird
die Jod- Aufnahme und die Thyroxin- Synthese vermindert.
Folge: Chronischer
Thyroxin- Mangel, Vergrößerung der Schilddrüse,
Knotenbildung und Struma. Der Mangel an Schilddrüsenhormon
kann langfristig zu verminderter Stoffwechselintensität
auch in Nervenzellen führen. Folge: Die typischen PCB-Symptome:
Chronische Müdigkeit, Abgeschlagenheit und verminderte
geistige Leistungsfähigkeit.
- Wirkung auf Stoffwechsel und
Enzyme
PCBs verändern
Menge und Aktivität von einer Vielzahl am Stoffwechsel
beteiligter Enzyme.
Durch die Bindung
von koplanaren PCB- Kongeneren an den Ah- Rezeptoren (Arylhydrocarbon-
Rezeptor) an der Zellmembran werden vermehrt Enzyme gebildet
(Enzyminduktion), die den gesamten Zellstoffwechsel aus dem
Gleichgewicht bringen. Dazu gehört insbesondere das Enzym
Arylhydrocarbon- Hydrolase in der Leber, sowie eine Reihe weiterer
am Abbau von Kohlenwasserstoffen beteiligter Enzyme, wie z.B.
die Cytrochrom P450- abhängigen Oxigenasen, die am körpereigenen
Entgiftungsmechanismus beteiligt sind. Diese Enzyme wandeln
außerdem verschiedene aromatische Verbindungen wie z.B.Benzo-a-Pyren
und Amino- Anthracen in toxische Metaboliten um. Dabei entstehen
u.a. giftige Epoxide, die auch Krebs auslösen können.
Somit erweisen sich die PCB- Gemische als zusammen mit anderen
Schadstoffen als synergistisch wirkende Gifte, die deren Toxizität
verstärken, indem sie in der Leber die dazu benötigten
Enzyme induzieren (4).
Die Wirkung
auf den Ah- Rezeptor gilt als typisches Merkmal von dioxionähnlichen
Giftstoffen. Koplanare PCBs haben mit den Dioxinen verwandte
Struktur und zeigen folglich auch einen den Dioxinen ähnlichen
Wirkungsmechanismus.
Pathologische Veränderungen
in Leber, Nieren und im Magen- Darmtrakt wurden als Folge von
Langzeit- Expositionen zu PCB- Gemischen beobachtet.
Nach neueren
Befunden wird der Stoffgruppe der PCB große Bedeutung
für neurotoxische Wirkungen zugemessen (7, Sahwky Hafez
Habash, 2001). So wurden bei Kindern und Jugendlichen als Folge
einer PCB- und/oder Dioxinbelastung Entwicklungsstörungen
nachgewiesen, die Lernstörungen, Verminderung der Intelligenz
und aggressives Verhalten zur Folge hatten (8, Schettler et
al., 2000).
Durch den Thyroxin-
Mangel sollen negative Effekte auf Gehirn und Nervenfunktionen
verursacht werden, was insbesondere Auswirkungen auf die Entwicklung
von Intelligenz und Lernfähigkeit bei Kindern hat. Ein
deutlicher Zusammenhang zwischen PCB- Belastung der Mutter und
Wachstumshemmung und Verhaltensstörung beim Kind wurde
in verschiedenen Studien aufgezeigt (16).
Ferner wurde
eine Hemmung der Dopamin- Produktion sowie der Calcium- Rückresorption
in Nervenzellen des Hirnstamms nachgewiesen. Niederchlorierte
PCB, wie z.B. 2,5,25- Verbindungen, reduzieren signifikant
den Dopamin- Gehalt im Gehirn (6, Seegal, 1993).
Arochlor 1016,
nicht aber Arochlor 1260, reduziert die Dopaminkonzentration
in der Substantia Nigra des Gehirns. Diese Wirkungen erfolgen
unabhängig von der bisher hauptsächlich propagierten
Wirkung der koplanaren PCB- Kongenere auf den Arylhydrocarbon-
Rezeptor (Ah- Rezeptor).
Dopamin spielt
als Transmitterstoff im Gehirn eine wichtige Rolle. Es reguliert
u.a. die Hormonausschüttung des Hypophysen-Vorderlappens
und ist ferner an der Regulation der motorischen Nervenfunktionen
beteiligt. Dopaminmangel führt bekanntlich zu Symptomen
der Parkinson- Krankheit, die durch Muskelzittern an den Extremitäten
gekennzeichnet ist. Bislang ist noch nicht klar, ob PCBs an
der Auslösung der Parkinson- Krankheit beteiligt sind.
Außerdem fördert Dopaminmangel eine Disposition zu
andauernder depressiver Gemütslage.
Dazu kommen
noch die für alle zyklischen chlorierten Kohlenwasserstoffe
typischen schädlichen Wirkungen auf Nervenzellen: Die Fremdstoffe
lagern sich in die Membranen der Nervenzellen ein und behindern
dadurch deren Funktion bei der Weiterleitung von Nervensignalen.
Folge: Verlangsamte Informationsverarbeitung im Gehirn, dadurch
verlangsamte Reaktionsfähigkeit, ,,retardierte Intelligenz",
Müdigkeit, Schlaflosigkeit, gestörte vegetative Regulation
der Organfunktionen, ,,multiples Chemikaliensyndrom".
Bei PCB- Belastung
wird häufig das sogenannte Chronische Erschöpfungssyndrom
beobachtet. Dabei sind u.a. auch Störungen des Kurzzeitgedächtnisses
typisch. Diese lassen sich nach neuen Erkenntnissen der Gehirnforschung
dadurch erklären, dass das Riechhirn eine wesentliche Funktion
für die Übertragung von Informationen aus dem Kurzzeit-
ins Langzeitgedächtnis hat (15, Fernandez, G., 2001). Das
Riechhirn wird aber bei hohen PCB- Konzentrationen in der Atemluft
besonders stark geschädigt, da der Aufnahmepfad für
PCB direkt über das Riechepithel in der Nase und den Riechnerv
zum Riechhirn verläuft. (13, Apfelbach et al., 1998). Damit
im Zusammenhang steht möglicherweise auch eine in zwei
verschiedenen Studien nachgewiesene Verzögerung der geistigen
und motorischen Entwicklung bei Kindern. ( 16,Patandin et al.,1999,
19, Walkowiak et al., 2001). PCB- Stoffe können die Blut-
Plazenta- Schranke durchdringen und danach direkt auf die sich
entwickelten Nervenzellen des Gehirns im Fötus schädigend
einwirken. Somit ist nicht verwunderlich, dass PCBs einen negativen
Effekt auf Lernfähigkeit, Gedächtnis und motorische
Aktivitäten haben (20). Der Zusammenhang zwischen der PCB-
Belastung der Muttermilch und der verminderten geistigen Entwicklung
der Kleinkinder war statistisch eindeutig. Dabei war das Ausmaß
der Intelligenzentwicklungsstörung sogar abhängig
von den gemessenen PCB- Konzentrationen. Der Effekt trat pränatal
und postnatal auf. Aus den gefundenen Dosis- Wirkungsbeziehungen
wurde geschlossen, dass schon die gegenwärtige Hintergrundbelastung
mit PCB schädlich auf die geistig- motorische Entwicklung
wirkt.
Schließlich
bewirkt PCB schwere funktionale Schäden im Gehirn,
wie mit Verfahren der Computer- Tomographie (PET, SPECT) nachgewiesen
wurde (17, Bartenstein, 1998, 18, Heuser und Mena, 1999). Im
Computerbild waren Hirnbereiche zu sehen, bei denen die Durchblutung
stark herabgesetzt bis völlig ausgeschaltet ist, während
bei unbelasteten Personen die Gehirndurchblutung völlig
gleichmäßig erschien. Diese im Computerbild sichtbaren
Gehirnregionen mit Mangeldurchblutung werden als Läsionen
Gedeutet, die auf gefäßzerstörende und neuro-
degenerative Vorgänge zurückzuführen seien. PCB
steht also im dringenden Verdacht, bei chronischer Einwirkung
eine Paralyse des Gehirns zu verursachen.
- Wirkungen auf das Immunsystem
PCB- Gemische
lösen Veränderungen der lymphatischen Organe, wie
Rückbildung der Thymusdrüse, verminderte Bildung von
Immunabwehrzellen im Rückenmark, Verkleinerung und Rückbildung
der Milz und der Lymphfollikel in den Lymphknoten aus. Diese
Effekte treten dosisabhängig von der PCB- Menge auf und
schwächen die Funktionen des Immunsystem bei der Abwehr
von Infektionskrankheiten deutlich. Dazu kommen die kürzlich
u.a. von Prof. Huber und Mitarb. nachgewiesenen Wirkungen auf
die Funktion einzelner Immunabwehrzellen (Lymphozyten) : erniedrigte
Zahl der T- Lymphozyten, niedrigere Gamma- Interferon- Spiegel
sowie Interleukin- 4- Spiegel (3). Folge: Erhöhte Rate
von allen Infektionskrankheiten, wie Erkältungen, Virus-
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Für die SHG
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65195 Wiesbaden
Tel.: 0611 409401, hans-ulrich.hill@main-rheiner.de
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