Der Rauch der tödlichsten Waldbrände Kaliforniens im vergangenen November verwischte den Himmel, als die Luft zu den am stärksten verschmutzten der Welt zählte. Das Lagerfeuer ist längst erloschen, aber die gesundheitlichen Auswirkungen der winzigen Partikel im Rauch, die in die Lunge und letztendlich in die Blutbahn eindringen, könnten jahrelang anhalten. Niemand ist überrascht, wenn Rauch eine Flut von Notaufnahmen wegen Asthma oder anderen Atemproblemen hervorruft.
Forscher für Sicherheitslücken bei Kindern
Noch heimtückischer ist es, wenn Menschen schädliche Feinstaubpartikel mit einer Größe von weniger als 2.5 Mikrometern oder einem Fünftel der Größe eines Staub- oder Pollenteilchens einatmen. Den Forschern fiel es schwer, die Exposition gegenüber diesen winzigen Partikeln zu quantifizieren, wenn sich eine rauchige Wolke durch ein Gebiet bewegt oder nur, wie schädlich die Explosionen solcher Luft sein können.
Jüngste Arbeiten legen jedoch nahe, dass Kinder und Babys besonders anfällig für lang anhaltende gesundheitliche Auswirkungen sind. Eine neue Studie ergab, dass die Exposition gegenüber hohen Konzentrationen dieser winzigen Partikel, die als PM2.5 abgekürzt werden, das Immunsystem von Kindern beeinträchtigt.
Die Forscher der Stanford University untersuchten das Blut von 36-Kindern, die wildem Rauch ausgesetzt waren, der in Fresno in 2015 eingeblasen wurde, und fanden Veränderungen in einem Gen, das an der Entwicklung und Funktion von T-Zellen beteiligt ist, einem wichtigen Bestandteil des Immunsystems. Die Veränderung machte das Gen weniger in der Lage, T-regulatorische Zellen zu produzieren, wodurch die Kinder möglicherweise einem höheren Risiko ausgesetzt waren, Allergien oder Infektionen zu entwickeln. "T-regulatorische Zellen fungieren als Friedensstifter in Ihrem Immunsystem und sorgen für einen gleichmäßigen Kiel", sagt Mary Prunicki, Allergieforscherin und Hauptautorin. "Sie haben weniger dieser guten, gesunden Immunzellen, wenn Sie viel Luftverschmutzung ausgesetzt sind."
Die rauchexponierten Fresno-Kinder hatten im Vergleich zu nicht exponierten Kindern signifikant weniger Th1-Zellen, eine weitere Komponente der Immunantwort. Kontrollierte Brände zur Beseitigung von Unterholz, die als vorgeschriebene Verbrennungen bezeichnet werden, können ebenfalls gesundheitliche Auswirkungen haben. Zweiunddreißig Kinder, die Rauch aufgrund vorgeschriebener Verbrennungen ausgesetzt waren, zeigten ebenfalls Immunveränderungen, aber der Effekt war nicht so stark wie bei Kindern, die verheerendem Rauch ausgesetzt waren, wie die Studie zeigte.
Die Studie verfolgte diese Kinder nicht, um festzustellen, ob ihr verändertes Immunsystem zu schlechteren Gesundheitsergebnissen führte, aber eine laufende Studie an der University of California in Davis wirft ähnliche Bedenken auf.
Tierversuche für Wildfire Smoke Inhalation
In diesem Fall ging es um Rhesusaffen, die im kalifornischen National Primate Research Center in einem Gehege im Freien leben. Rhesusaffen gebären im Frühjahr. Als im Juni und Juli verheerender Rauch über das Zentrum von 2008 wehte, waren Babyaffen 10-Tagen von PM2.5 ausgesetzt, die die 24-Stunde überschritten Luftqualitätsnorm, die von der Environmental Protection Agency festgelegt wurde.
Im Alter von drei Jahren (Jugendliche nach Affenstandards) untersuchten die Forscher 50-Affen, die verheerendem Rauch ausgesetzt waren. Sie produzierten weniger eines mit dem Immunsystem in Verbindung stehenden Proteins (Interleukin 6 oder 8) als Affen, die als Säuglinge keinem Rauch ausgesetzt waren. Dieses Protein löst eine Entzündung aus, um Krankheitserreger zu bekämpfen.
Eine genauere Untersuchung der Gene einer Untergruppe dieser jugendlichen Affen ergab auch immunbedingte genetische Veränderungen. „Die Giftstoffe bei der Luftverschmutzung haben zweifellos einen dauerhaften Einfluss auf die DNA von Immunzellen“, sagt Lisa A. Miller, Principal Investigator und Immunologe an der UC Davis School of Veterinary Medicine. "Es ist eine Veränderung, die ihr ganzes Leben in dieser Zelle verbleibt."
Die Reaktionen scheinen spezifisch für Jugendliche zu sein: Miller und ihr Team stellten keine signifikanten Immunveränderungen bei Affen fest, die als Erwachsene Rauch ausgesetzt waren. Obwohl das veränderte Immunsystem die Affen nicht zu mehr Infektionen geführt hat, hatten alle rauchexponierten Affen "sehr tiefgreifende Veränderungen" in der Lungenstruktur und verringerten die Lungenfunktion, sagt Miller.
Jetzt, fast 10 Jahre alt, zeigen die Affen immer noch die gleichen Immunveränderungen. Rauchexponierte Frauen haben sogar einige dieser Veränderungen an ihre Nachkommen weitergegeben. Die Affenforschung ist nicht vollständig auf Menschen übertragbar. Für den Anfang leben die Affen im Freien, so dass sie den Rauch einatmen, solange er in der Luft bleibt. Zusammengenommen deuten die beiden Studien jedoch darauf hin, dass winzige Partikel nicht nur die Lunge betreffen. „Es weist die Forscher in die Richtung, die Auswirkungen von Lauffeuerrauch auf das Immunsystem zu untersuchen. Es ist ein wichtiger Weg, über den man nachdenken muss “, sagt Colleen Reid von der University of Colorado Boulder, wo sie die gesundheitlichen Auswirkungen von Lauffeuerrauch untersucht. Sie war nicht an den Studien beteiligt.
Gesundheitsrisiken des globalen Klimawandels
Da der globale Klimawandel zu größeren und schwereren Waldbränden führt, nehmen die potenziellen Gesundheitsrisiken zu. In 2008 wurden die Affen einem maximalen PM2.5-Gehalt von 78-Mikrogramm pro Kubikmeter Luft ausgesetzt; Am 16 im November, 2018, traf diese Luftqualitätsmessung in der Innenstadt von Sacramento auf 427. „In vielen Städten im Westen waren die 2017- und 2018-Partikelwerte so hoch wie nie zuvor“, sagt Dan Jaffe, Umweltchemiker an der University of Washington-Bothell. Er und seine Kollegen berichteten, dass eine Zeitung, die Anfang dieses Monats veröffentlicht wurde, große Auswirkungen auf die Stadt hat.
"Mehr als 10 Millionen Menschen waren PM2.5-Konzentrationen ausgesetzt, die über den Luftqualitätsstandards lagen." National Interagency Feuerstelle prognostiziert für Nordkalifornien ein „überdurchschnittliches“ Potenzial für Waldbrände in diesem Sommer. Menschen können Vorkehrungen treffen, um ihre Exposition zu begrenzen, wenn verheerender Rauch ihre Umgebung bedeckt. Einige Städte bieten "Clear Air Center" als Lauffeuer-Version der während Hurrikans verwendeten Notunterkünfte an. Die beste Strategie besteht natürlich darin, die Ausbreitung von Waldbränden zu verhindern oder zu begrenzen. In der Zwischenzeit ist die Entschlüsselung der Folgen für die menschliche Gesundheit zu einer dringenden Priorität geworden.
