Pressemitteilung

Epidemiologie
20.03.2018

Studie ermittelt Krankheitslast durch Stickstoffdioxid

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München haben im Auftrag des Umweltbundesamts (UBA) die Exposition mit Stickstoffdioxid (NO2) in Deutschland untersucht und deren gesundheitliche Auswirkungen modelliert. Die Studie ist die erste kleinräumige Schätzung der Folgen einer NO2-Langzeitexposition für Deutschland.

Darstellung der modellieren flächenhaften NO2-Jahresmittelwerte repräsentativ für Konzentrationen im ländlichen und städtischen Hintergrund in Deutschland für 2014. © Umweltbundesamt

„Unsere Arbeit liefert ein solides Datenfundament für die Frage, welche gesundheitlichen Konsequenzen die teilweise hohe Stickoxid-Belastung in deutschen Städten haben kann“, erklärt Prof. Dr. Annette Peters, Direktorin der Instituts für Epidemiologie am Helmholtz Zentrum München (EPI). Sie und ihr Team hatten unter anderem Messdaten zur NO2-Konzentration der Jahre 2007 bis 2014 ausgewertet und mit Bevölkerungs- und Gesundheitsstatistiken kombiniert. Die Berechnungen basieren auf dem „Environmental Burden of Disease“-Konzept der Weltgesundheitsorganisation (WHO). „Die Ergebnisse erlauben nun eine Debatte abseits ideologischer Gräben und entlang wissenschaftlicher Fakten“, so die Epidemiologin.

Der Studie zufolge sind beispielsweise rund acht Prozent aller Diabetes-Erkrankungen rechnerisch der NO2-Belastung in der Außenluft  zu zuweisen. Konkret bedeutet das für das Jahr 2014 hochgerechnet rund 437.000 Fälle. Bei der Erhebung von Asthmaerkrankungen kommen die Forscher auf 439.000 Betroffene (Jahr 2012) - rund 14 Prozent aller Fälle. Auch für Herz-Kreislauf-Erkrankungen legen die Autoren konkrete Zahlen vor: Für das Jahr 2014 ermittelten sie rund 6.000 entsprechende Todesfälle, die mit hohen NO2-Konzentrationen in Verbindung stehen. Anders ausgedrückt kommen die Forscher für 2014 auf rund 50.000 verlorene Lebensjahre (years of life lost, YLL) für die Bundesrepublik.*

„Bei unseren Modellrechnungen sind wir bewusst vorsichtige Annahmen eingegangen“, erklärt Dr. Alexandra Schneider, Arbeitsgruppenleiterin am EPI und Erstautorin der Studie. So wurden nur Krankheiten berücksichtigt, die mit hoher statistischer Gewissheit in Zusammenhang mit NO2-Belastungen stehen. Andere Krankheiten, für deren Zusammenhang weniger eindeutige Studien vorliegen, wurden nicht in die Berechnungen mit einbezogen (wie etwa Herzinfarkt, Lungenkrebs und Frühgeburten). „Darüber hinaus haben wir unsere Zahlen ausschließlich auf NO2-Belastungen oberhalb von 10 μg/m3 beschränkt, obwohl bis dato keine eindeutige Wirkungsschwelle bekannt ist“, ergänzt Schneider.

Berlin, München und Brandenburg als Modellregionen

Zudem seien für die Gesamtbevölkerung in Deutschland aufgrund methodischer Beschränkungen lediglich die NO2-Belastung des städtischen und ländlichen Hintergrunds berücksichtigt und bestehende Belastungen an verkehrsreichen Straßen („Hot Spots“) nicht miteinbezogen worden.

Um auch den Einfluss von Belastungen in Ballungsräumen beurteilen zu können, wurde zusätzlich der verkehrsbezogene Anteil an der Krankheitslast durch NO2 exemplarisch für die ausgewählten Modellregionen Stadtgebiet Berlin, Stadtgebiet München und Bundesland Brandenburg geschätzt. Für Brandenburg ergab sich eine um 165 Prozent erhöhte Krankheitslast. Für Berlin und München waren es 40 bis 52 Prozent mehr als wenn man nur die Hintergrundbelastung der jeweiligen Städte berücksichtigt.

Im Verlauf der letzten Jahre zeigen die Zahlen eine gewisse Dynamik: „Positiv ist zu vermerken, dass die Zahlen in den vergangenen Jahren leicht zurückgegangen sind, die Belastung NO2 ist aber nach wie vor beträchtlich“, so Institutsdirektorin Annette Peters abschließend.

Die Studie und weitere Materialen und Kontakte finden Sie auf der Seite des UBA:
https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/quantifizierung-von-umweltbedingten

Weitere Informationen

* Den Zusammenhang zwischen Stickstoffdioxidbelastung und Herzinfarkt haben Wissenschaftler in aller Welt gleich in mehreren Studien gesehen. Die Autoren der aktuellen Arbeit haben sich diese Einzelstudien nun vorgenommen und sind dann einen Schritt weiter gegangen, indem sie berechnet haben, wie sich die durchschnittliche jährliche Stickstoffdioxidbelastung auf die gesamte deutsche Bevölkerung auswirkt. Die Zahl berücksichtigt nicht, wie viel Jahre vor der jeweiligen Lebenserwartung jemand stirbt.

Alle verwendeten Studien, die den Zusammenhang zwischen der Exposition und der Krankheit quantifizieren, haben für Lebensstilfaktoren, wie zum Beispiel Fettleibigkeit und Rauchen, adjustiert – sprich deren Einfluss herausgerechnet.

Hintergrund:
Ein Beweis für einen ursächlichen Zusammenhang wird die Epidemiologie nicht liefern können, denn es handelt sich nicht um ein kontrolliertes Experiment. Die Epidemiologie ist aber laut den Autoren die einzige Möglichkeit die Auswirkungen von NO2 auf die Bevölkerung direkt zu quantifizieren. Zudem fehlen diagnostische Möglichkeiten, den Tod von Menschen direkt dem Reizgas zuzuordnen. Hier werden künftig gemeinsame Arbeiten mit weiteren Disziplinen wie etwa der Toxikologie gefragt sein, um den Zusammenhang weiter aufzuklären. „Bis dahin bleibt die Epidemiologie das beste Werkzeug was wir haben, um die Auswirkungen von NO2 zu beschreiben“, erklärt Annette Peters. Ebenfalls an der UBA Studie beteiligt war die IVU Umwelt GmbH Freiburg.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Institut für Epidemiologie befassen sich seit vielen Jahren mit den Auswirkungen von Luftverschmutzung auf die Gesundheit. 2016 konnte ein Team um Dr. Kathrin Wolf beispielsweise zeigen, dass das Risiko, eine Insulinresistenz als Vorstufe von Typ-2-Diabetes zu entwickeln, steigt, wenn die Luft am eigenen Wohnort belastet ist.

Weitere Studien zur Untersuchung der Auswirkungen der Luftschadstoffe in Bezug auf Diabetes, Allergien, Atemwegs-und Herzkreislauferkrankungen sowie Mental Health werden am Helmholtz Zentrum München in interdisziplinären Teams untersucht. 

Original-Publikation:
Schneider, A. et al. (2018): Quantifizierung von umweltbedingten Krankheitslasten aufgrund der Stickstoffdioxid – Exposition in Deutschland. Umweltbundesamt, März 2018

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus, Allergien und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören. 

Das Institut für Epidemiologie (EPI) erforscht die Zusammenhänge von Umwelt, Lebensstil und Genetik bei der Entstehung und Progression verschiedener Krankheiten. Im Fokus stehen Stoffwechsel-, Atemwegs- und allergische Erkrankungen, aber auch Herzkreislauferkrankungen und die mentale Gesundheit. Das Ziel ist auf der einen Seite, die molekularen Mechanismen der Krankheitsentstehung in der Bevölkerung besser zu verstehen. Auf der anderen Seite dienen die wissenschaftlichen Studien dazu, neue Wege in der Prävention auf individuellerer Ebene zu gehen als auch eine evidenzbasierte Gesundheitsvorsorge durch verbesserte Umweltbedingungen zu ermöglichen. Die Forschung stützt sich unter anderem auf die einzigartigen bevölkerungsbasierten KORA-Ressourcen (Kohorte, Herzinfarktregister, Aerosol-Messstation). Folgestudien innerhalb der Kohorte ermöglichen die Untersuchung von Frühformen und Komplikationen ausgewählter chronischer Erkrankungen und deren Verbreitung in der Bevölkerung. Darüber hinaus kommen Daten und biologische Proben aus den Geburtskohorten GINI und LISA. Das Institut ist zudem federführend an Planung und Aufbau der NAKO Gesundheitsstudie beteiligt und baut das zentrale Bioproben-Lager der NAKO.