Nanomaterialien: Krebsgefahr kaum abzuschätzen
Nanotechnologie – das ist das Verwenden von kaum vorstellbar kleinen Teilen. Nanomaterialien finden sich beispielsweise in Textilien, Reinigungs- und Imprägniermitteln, Kosmetika und Pflegeprodukten sowie Verpackungen von Lebensmitteln. Doch diese Nanomaterialien stehen unter Verdacht, die Gesundheit zu gefährden, insbesondere das Risiko für Krebs zu erhöhen. Auch neuere Studien machen dieses Risiko angeblich nicht besser abschätzbar.
Nanotechnologie verwendet Materialien, die zwischen 1 und 100 Nanometern groß sind. Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter. Das bedeutet: Das Verhältnis von einem Nanometer zu einem Meter ist vergleichbar mit dem Verhältnis einer Haselnuss zur Erde. Ein menschliches Haar hat einen Durchmesser von ca. 50.000 Nanometern. Ein DNA-Molekül, das ist der Träger der genetischen Information im Zellkern, ist 2 bis 3 Nanometer dick.
Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) stellt fest, dass Nanomaterialien verstärkt in Industrie- und Verbraucherprodukten eingesetzt werden. In Bezug auf das krebsauslösende Potenzial verschiedener Nanomaterialien kommt es zu dem Schluss, dass es in verschiedenen Studien mit Versuchstieren Hinweise auf eine möglicherweise krebsauslösende Wirkung einiger Nanomaterialien wie Kohlenstoff-Nanoröhren (CNTs) oder Titandioxid (TiO2) nach der Aufnahme über die Atemluft (Inhalation) gibt.
Jedoch reichen nach Ansicht des BfR die derzeit vorliegenden Daten nicht aus, um diese Materialien als „potenziell krebserzeugend für den Menschen“ mit hinreichender Sicherheit einzustufen. Die Unsicherheit besteht vor allem darin, inwieweit sich die im Tierversuch gewonnenen Erkenntnisse auf den Menschen übertragen lassen und ob es sich hierbei um Effekte handelt, die spezifisch auf die Nanodimension zurückzuführen sind, oder ob weitere stoffinhärente Eigenschaften wirksam sind.
Zur Freisetzung von Nanomaterialien aus Produkten und zur Exposition seien derzeit ebenfalls keine zuverlässigen Aussagen möglich. Begründung: Informationen darüber, in welchen Produkten und Zubereitungen Nanomaterialien in welchem Umfang verwendet werden, sind nicht in ausreichendem Maße vorhanden. Es gibt zudem nur wenige Untersuchungen zur Freisetzung dieser Materialien aus Produkten. Zugleich ist eine verlässliche Messtechnik zum Nachweis von Nanomaterialien in verschiedenen Medien noch nicht verfügbar bzw. erst in der Entwicklung. Das gesundheitliche Risiko dieser Materialien für den Menschen lässt sich daher noch nicht mit genügender Sicherheit abschätzen.
BfR und das Umweltbundesamt (UBA) sind der Ansicht, dass abgeschätzt werden sollte, inwieweit Menschen heute im Alltag mit Nanomaterialien in Kontakt kommen können. Parallel sind aussagekräftige Methoden zur Prüfung der toxikologischen Eigenschaften nanostrukturierter Materialien zu entwickeln, die alle in Frage kommenden Expositionspfade (inhalativ, dermal, oral) berücksichtigen. Generell gelte in der derzeitigen Situation: Krebsauslösende Gefährdungspotenziale könnten nur stoffbezogen und im Einzelfall beurteilt werden. Eine differenzierte, materialspezifische Betrachtung sei daher auch für die Bewertung möglicher, von Nanomaterialien ausgehenden Gesundheitsgefahren zu berücksichtigen.
Das BfR erklärt, warum es die Datenbasis zur Bewertung des von Nanomaterialien ausgehenden karzinogenen Potentials als nicht ausreichend bewertet: Während einige Studien Hinweise auf ein nanospezifisches Tumorpotential zeigten, kamen andere Untersuchungen zu negativen Ergebnissen. Dies ist möglicherweise auf eine unzureichende Charakterisierung des Prüfmaterials, Unterschiede im experimentellen Design der Untersuchungen, die Verwendung verschiedener Tiermodelle und -spezies und/oder auf Unterschiede in der Dosimetrie (sowohl hinsichtlich des geeigneten Dosismaßes wie auch in der Abschätzung wirksamer Dosismengen) zurückzuführen.
Es bestehen laut Institut daher zurzeit erhebliche Unsicherheiten im Hinblick auf die Abschätzung des karzinogenen Potentials und die Übertragbarkeit auf den Menschen. Auch lasse sich nicht abschließend die Nanospezifität der beobachteten karzinogenen Wirkungen beurteilen. Das BfR vermutet, dass für Nanomaterialien spezifische karzinogene Wirkungen sowohl quantitativer als auch qualitativer Natur möglich sind.
Im ersteren Falle sind die karzinogenen Effekte von Nanopartikeln nur stärker ausgeprägt als diejenigen des nicht nanoskaligen Vergleichmaterials (z.B. aufgrund der wesentlich größeren Oberfläche und der höheren Partikelzahl bezogen auf die Massenkonzentration). Andererseits können bestimmte nanotypische Partikeleigenschaften (geringe Größe, Form und Reaktivität, unterschiedliche Verweildauer und Verteilung im Körper nach Überwindung biologischer Barrieren, mögliche molekulare Wechselwirkungen mit Biomolekülen) die Toxizität in qualitativer Hinsicht beeinflussen, so dass das karzinogene Potential von Nanomaterial und nicht nanoskaliger Vergleichssubstanz grundlegend verschieden sein können.
Trotz der Unsicherheiten sind die bisherigen Befunde zum karzinogenen Potential von Nanomaterialien ernst zu nehmen, sagt das BfR. Maßnahmen zur Expositionsminimierung sollten mit einer umfassenden und aussagekräftigen toxikologischen Methodenentwicklung und Prüfung nanostrukturierter Materialien unter Berücksichtigung aller in Frage kommender Expositionspfade Hand in Hand gehen.
Die Einschätzung des BfR ist aus vielen Gründen enttäuschend. Denn so weit war das Bundesinstitut im Jahr 2008 auch schon. Auch damals wollte es sich wegen mangelnder Studien, offener methodischer Fragen und fehlender geeigneter Teststrategien zu keiner Bewertung hinreißen lassen. Warum nur? Vielleicht, weil Nanotechnologie als eine Schlüsseltechnologie der Zukunft mit enormen wirtschaftlichen Chancen eingestuft wird? Und man diese nicht gleich mit Gesundheitsbedenken zerstören will.
Die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) ist da einen Schritt weiter. Form, Eigenschaften und chemische Zusammensetzung von Nanomaterialien lassen ihrer Meinung nach Rückschlüsse auf deren Wirkung zu. Nano sei nicht automatisch mit besonders gefährlich gleichzusetzen. Aber die wissenschaftlichen Erkenntnisse zu Fein- und Ultrafeinstäuben böten eine gute Grundlage, um auch die Gesundheitsrisiken von Nanopartikeln zu charakterisieren und zu bewerten.
Zu Feinstäuben gibt es einige Erkenntnisse. Das Umweltbundesamt sagt: „Feinstäube in unserer Atemluft sind diejenigen Luftverunreinigungen, die die größte Auswirkung auf unsere Gesundheit haben. Untersuchungen der Weltgesundheitsorganisation zeigen, dass mit Feinstaub belastete Luft die durchschnittliche Lebenserwartung in Deutschland um etwa zehn Monate verkürzt. Besonders hoch ist die Feinstaubbelastung in Großstädten.“
Das Helmholtz Zentrum für Umweltforschung (UFZ) sagt, dass der Mensch gegen Ultrafeinstäube – also kleiner als 100 Nanometer - keine Abwehrmechanismen besitzt. Deshalb könnten ultrafeine Staubpartikel in die Blutzirkulation, das Herz, Leber und andere Organe transportiert werden und selbst bis in das Hirn vordringen. Welche gesundheitlichen Wirkungen sie dort auslösen, sei noch weitgehend unbekannt. Verschiedene Untersuchungen würden auf oxidativen Stress und eine Beeinträchtigung des Immunsystems hinweisen.
Laut der Weltgesundheitsorganisation wird Feinstaub im Wesentlichen für die Verstärkung von Allergiesymptomen, die Zunahme von asthmatischen Anfällen, Atemwegsbeschwerden und Lungenkrebs sowie ein gesteigertes Risiko von Mittelohrentzündungen bei Kindern verantwortlich gemacht.
WANC 16.02.11
Beurteilung eines möglichen Krebsrisikos von Nanomaterialien und von aus Produkten freigesetzten Nanopartikeln, Stellungnahme Nr. 005/2011 des BfR; Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)