Wie wirkt UV -Strahlung? UV - Strahlung wirkt auf Augen und Haut. Die Folgen von UV -Bestrahlung treten entweder sofort ( z.B. Augenentzündungen, Sonnenbrand, Sonnenallergie) oder erst Jahre später auf (Linsentrübung, Krebserkrankungen). Die wichtigste Veränderung ist die Schädigung des Erbguts ( DNA ) in Zellen der Augen oder der Haut. Natürliche wie künstliche UV - Strahlung wirkt auf unsere Augen und unsere Haut. Sie dringt in Auge und Haut ein und wird dort in den Zellen aufgenommen (absorbiert). UV -A- Strahlung dringt dabei tiefer ein als UV -B- Strahlung . In den Zellen des Auges und der Haut bewirkt die UV - Strahlung unterschiedliche Veränderungen. Die wichtigste Veränderung ist die Schädigung des Erbguts ( DNA ) – eine Schädigung, die bereits bei geringer UV -Bestrahlung und weit vor einem Sonnenbrand geschieht. Reparatursysteme in den Zellen beseitigen die Schäden am Erbgut in aller Regel wieder. Aber häufige, lang anhaltende und intensive UV -Bestrahlungen sowie Sonnenbrände überbelasten diese Systeme. Die gesetzten Schäden werden dann nicht mehr vollständig beziehungsweise nicht fehlerfrei repariert und können zu bleibenden Erbgutveränderungen (Mutationen) werden. Damit steigt das Risiko für Hautkrebs . UV - Strahlung der Sonne und künstlich erzeugte UV - Strahlung in Solarien sind daher durch die Internationale Agentur für Krebsforschung (International Agency for Research on Cancer, IARC ) in die höchste Risikogruppe 1 "krebserregend für den Menschen" eingestuft. UV - Strahlung hat kurzfristige und langfristige Wirkungen Es lassen sich kurzfristige (akute, sofort auftretende) und langfristige (chronische, später im Leben auftretende) Wirkungen unterscheiden. Erstere treten unmittelbar oder Minuten, Stunden und Tage nach UV -Belastung auf, während letztere als Spätfolgen nach Jahren beziehungsweise Jahrzehnten sichtbar werden. Zu den akuten Effekten an den Augen gehören: Hornhautentzündung (Photokeratitis), Bindehautentzündung (Photokonjunktivitis) sowie photochemische Netzhautschäden. An der Haut treten folgende akute Wirkungen auf: Pigmentierung (Bräunung) der Haut mit Bildung einer Lichtschwiele, Hautrötung/Sonnenbrand (Erythem), Sonnenallergie sowie fototoxische Reaktionen und Initiierung der Bildung des körpereigenen Vitamin D. Eine akute Wirkung, die über die Haut vermittelt ist und den ganzen Körper betrifft (systemisch) ist die Unterdrückung des Immunsystems (Immunsuppression). Eine langfristige Wirkung auf die Augen ist die Linsentrübung (Grauer Star). Langfristige Wirkungen an der Haut sind vorzeitige Hautalterung und Hautkrebs. Stand: 31.07.2024
Einfluss von Niedrigdosisstrahlung auf die Leukämieentwicklung bei genetischer Prädisposition in einem Mausmodell Forschungs-/ Auftragnehmer: Universitätsklinikum Düsseldorf, Heinrich‐Heine‐Universität, Düsseldorf Projektleitung: Prof . Dr. A. Borkhardt, Dr. U. Fischer, Dr. D. Hein Beginn: 01.01.2019 Ende: 30.09.2021 Finanzierung: 542.142 Euro Leukämieentwicklung bei Niedrig-Dosis-Strahlung im genetisch prädisponierten Mausmodell Ionisierende Strahlung ist ein bekannter Risikofaktor für die Leukämie‐Entstehung im Kindesalter. Allerdings ist die Bedeutung schwacher ionisierender Strahlung im Niedrigdosisbereich noch unklar. Das Deutsche Kinderkrebsregister in Mainz führte im Auftrag des Bundesamtes für Strahlenschutz von 2003 bis 2007 die Studie " Kinderkrebs in der Umgebung von Kernkraftwerken " (KiKK‐Studie) durch und konnte eine Korrelation zwischen der Nähe des Wohnortes zu einem Kernkraftwerk und dem Risiko eine Leukämie zu entwickeln aufzeigen. Dies lässt sich jedoch mit dem derzeitigen wissenschaftlichen Kenntnisstand über Strahlenwirkungen nicht erklären. Für den Strahlenschutz ist es notwendig zu untersuchen, ob Personen mit genetischer Prädisposition einem besonderen Risiko gegenüber ionisierender Strahlung ausgesetzt sind. Bei Kindern, die eine Leukämie entwickeln, ist bekannt, dass oft eine genetische Prädisposition vorliegt und wahrscheinlich nur eine weitere genetische Mutation zur Krankheitsentwicklung ausreicht. Eine der häufigsten genetischen Prädispositionen bei Kindern ist die Translokation ETV6‐RUNX1, die bereits im Mutterleib entsteht. Ziel des Forschungsvorhabens war es, experimentell im Mausmodell zu prüfen, ob genetische Faktoren die Empfindlichkeit für den schädlichen Einfluss ionisierender Strahlung beeinflussen. Zielsetzung In diesem Projekt sollte das Sca1‐ETV6‐RUNX1‐Mausmodell, das die häufigste bei Kindern beschriebene präleukämische Gentranslokation ETV6‐RUNX1 trägt, eingesetzt werden, um zu testen, ob die Exposition mit Niedrigdosisstrahlung Mutationsereignisse in Krebsgenen verändern kann und damit die Leukämieentwicklung beeinflusst. Die Leukämieentwicklung nach Bestrahlung sollte beobachtet und die sich entwickelnden Leukämien phänotypisch charakterisiert werden. Die genetischen Veränderungen in den auftretenden Leukämien der Mäuse sollten nach Strahlenexposition erfasst, mit Leukämien von Schein-exponierten Mäusen verglichen und auf strahlungsbedingte Mutationsmuster hin untersucht werden. Die Ergebnisse sollten mit publizierten, sekundären genomischen Veränderungen der murinen und der humanen ETV6‐RUNX1‐positiven‐pB‐ALL verglichen werden, um genomischen Veränderungen als Folge von niedrigdosierter Bestrahlung erfassen zu können, die spezifisch mit der ETV6‐RUNX1‐Prädisposition assoziiert sind. Methodik Zunächst wurden Online‐Literaturrecherchen (Pubmed‐Datenbank) zum aktuellen Stand der Wissenschaft durchgeführt und die geplante experimentelle Vorgehensweise geprüft. Dann wurden genetisch prädisponierte Sca1‐ETV6‐RUNX1‐Mäuse (jeweils n=30 pro Behandlung) einmalig mit definierten Dosen bis in den Niedrigdosisbereich (2 Gy , 0,5 Gy , 50 mGy ) bestrahlt bzw. scheinbestrahlt. Das Auftreten von Leukämien wurde bis zu einem Alter der Tiere von zwei Jahren erfasst und auftretende Tumore phänotypisch und genotypisch untersucht. Durchführung Gruppen von jeweils 30 Sca1‐ETV6‐RUNX1‐Mäusen wurden einmalig mit den Dosen 2 Gy , 0,5 Gy und 50 mGy mittels einer geschlossenen, kalibrierten Gammastrahlenquelle ( Cs -137, Gammacell 1000 Elite, nominale Aktivität 12,8 TBq) bestrahlt bzw. zur Kontrolle scheinbestrahlt (0 Gy ). Die Tiere wurden bis zu einem Alter von zwei Jahren regelmäßig durch Blutkontrollen auf das Vorliegen von Leukämien untersucht. Tiere, die Merkmale einer Leukämie aufwiesen, wurden getötet und den üblichen Nekropsieverfahren unterzogen. Makroskopisch, histologisch, durchflusszytometrisch und molekularbiologisch wurden Gewebeinfiltration, Tumor‐Zellzahl und Tumor‐Klonalität in hämatopoetischen Organen untersucht. Zur Durchführung der Gesamt‐Exom‐Sequenzierung von leukämischen Zellen wurde die Tumor‐ DNA aus dem leukämischen Gewebe (Knochenmark, Lymphknoten oder Milz) in den erkrankten Mäusen isoliert und aufgereinigt. Aus der Schwanzspitze der jeweiligen Maus wurde DNA als Referenz‐Keimbahnmaterial extrahiert. Die Exom‐Bibliotheken wurden mit Hilfe des Agilent SureSelectXT Mouse All Exon Kits durchgeführt. Die Sequenzierung der Bibliothek wurde auf der NextSeq550‐Plattform (Illumina) durchgeführt. Für die Datenanalyse wurden zunächst Fastq‐Dateien mit Bcl2Fastq 1.8.4 (Illumina) erzeugt. Die BWA‐Version 0.7.4. wurde verwendet, um die erhaltenen Sequenzdaten an das Mausreferenzgenom (GRCm38.71) zu alignieren. Konvertierungsschritte wurden mit Samtools durchgeführt, gefolgt von der Entfernung von PCR‐Duplikaten mittels Picard. Der Sequenzvergleich mittels lokalem Verfahren bei kleinen Insertionen/Deletionen ("Indels", < 50 bp), das Calling von somatischen Einzelnukleotidvariationen ( single nucleotide variants , SNV), die Annotierung und die Rekalibrierung wurden mit Hilfe von GATK 2.4.9 durchgeführt. Die identifizierten Varianten wurden mit dem Variant Effect Predictor (VEP) unter Verwendung der Ensembl‐Datenbank (v70) annotiert. Zusätzlich wurden Scores der Softwaretools SIFT und Polyphen hinzugefügt, die einen potentiellen Funktionsverlust der betroffenen Gene/Proteine vorhersagen. Gene, die in ursächlichem Zusammenhang mit Krebs bekannt sind, wurden mittels der Genliste des Cancer Gene Consensus (CGC, COSMIC Datensatz) identifiziert. Zur Analyse der Mutationssignaturen wurden die Exom‐Daten einem standardisierten Alignment unterzogen. Nach mehreren Vorverarbeitungsschritten wurden Einzelnukleotidvarianten für die pB‐ALL‐Proben der bestrahlten Sca1‐ETV6‐RUNX1‐Mäuse sowie für Kontrollproben (Infektions‐getriggerte pB‐ALL‐Proben von nicht bestrahlten sca1‐ETV6‐ RUNX1‐Mäusen) mit Platypus Version 0.8.1 und Standardparametern bestimmt. Mutationssignaturanalysen wurden anschließend mit dem R/Bioconductor‐Paket MutationalPatterns, Version 1.6.169, durchgeführt. Die Mutationssignaturen Version 3.2 im COSMIC Release v93 wurden für die Analysen verwendet. Ergebnisse Mit einem Sca1‐ETV6‐RUNX1-Mausmodell, das die häufigste bei Kindern anzutreffende Gentranslokation ETV6‐RUNX1 trägt und deren Auswirkung dem Menschen sehr ähnlich ist, konnte nun die Wirkung von ionisierender Strahlung im mittleren (0,5 und 2 Gy ) und niedrigen Dosisbereich (0,05 Gy ) untersucht werden. Im mittleren Dosisbereich entwickelten etwa 10 % von 30 Tieren eine Leukämie . Vorläufer‐B‐Zell akute lymphatische Leukämien (pB‐ALL) entstanden bei Sca1‐ETV6‐RUNX1‐Mäusen, die im Alter von vier Wochen einmalig mit einer Dosis von mindestens 0,5 Gy mittels einer Gammastrahlenquelle (Cs‐137) bestrahlt wurden (0,5 Gy , n=3/30; 2 Gy , n=4/30). Expositionsbedingte somatische Mutationen in diesen pB‐ALL betrafen (1) Hot‐Spot‐Regionen in bekannten Krebsgenen (Jak1, Jak3, Ptpn11, Kras), (2) Gene, die auch in humaner ETV6‐RUNX1‐positiver pB‐ALL mutiert waren (Atm, Sh2b3, Ptpn11, Kras), (3) ALL‐Prädispositionsgene (Sh2B3, Ptpn11), (4) andere bekannte Krebsgene. Aufgrund der geringen Zahl an Tumoren und somatischen Einzelnukleotidvariationen konnte keine spezifische strahleninduzierte Mutationssignatur identifiziert werden. In einer Gruppe von 30 Mäusen konnte im Niedrigdosisbereich (0,05 Gy ) keine Leukämie ausgelöst werden. Größere Gruppen oder Mausmodelle mit einer höheren Tumorentstehung könnten zukünftig zusammen mit Ganz‐Genom‐Sequenzierung und ergänzenden Omics‐Analysen größere Datensätze generieren und ein umfassendes Bild von spezifischen t(12;21)‐assoziierten sekundären, genomischen Veränderungen als Folge von Bestrahlung liefern. Stand: 17.09.2024
Verursachen niederfrequente Magnetfelder Erkrankungen des Nervensystems? Neurodegenerative Erkrankungen bedeuten einen zunehmenden Verlust von Zellen im Nervensystem. Die Erkrankungen sind meist langsam fortschreitend und führen häufig zu Störungen der motorischen Bewegung oder geistigen Leistungsfähigkeit. Zu den neurodegenerativen Erkrankungen gehören Parkinson, Alzheimer, Multiple Sklerose (MS) und Amyotrophe Lateralsklerose ( ALS ). Ob ein Zusammenhang zwischen elektromagnetischen Feldern und neurodegenerativen Erkrankungen besteht, wird innerhalb der Wissenschaft seit vielen Jahren untersucht. Das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) verfolgt hierfür die Studienlage und geht Hinweisen mit eigener Forschung weiter nach. Aktueller Stand: Epidemiologische Beobachtungsstudien deuten auf einen Zusammenhang zwischen Alzheimer-Demenz und ALS und niederfrequenten Magnetfeldern Frühere epidemiologische Studien lieferten Hinweise, dass einige neurodegenerative Erkrankungen vermehrt auftreten können bei beruflicher Exposition (Ausgesetztsein) gegenüber niederfrequenten Magnetfeldern. Dies betrifft ALS und Alzheimer-Demenz. Eine Meta-Analyse von 42 Kohorten- und Fall-Kontroll-Studien aus dem Jahr 2013 deutet auf einen Zusammenhang zwischen der beruflichen Exposition mit niederfrequenten Magnetfeldern und neurodegenerativen Erkrankungen hin [1] . Diese Hinweise wurden in einer Metaanalyse aus dem Jahr 2019 teilweise bestätigt. Es wurde ein um ca. zehn Prozent erhöhtes Risiko ermittelt, an ALS oder Alzheimer-Demenz zu erkranken [2] . Das Risiko an Parkinson oder Multiple Sklerose zu erkranken, war hingegen nicht erhöht. Was ist Amyotrophe Lateralsklerose (ALS)? ALS ist die häufigste Motoneuronenerkrankung bei Erwachsenen mit einem meist schnellen Krankheitsverlauf. Motoneurone sind Nervenzellen, die die Muskulatur steuern. Ihr Absterben führt zu fortschreitenden Lähmungen. Ähnlich wie bei der Alzheimer-Demenz sind die Ursachen und die molekularen Grundlagen der Entstehung und des Fortschreitens der Krankheit nur ansatzweise verstanden. An der familiären Form der Krankheit sind Mutationen in mehreren Genen beteiligt, die vor allem bei der Proteinbildung, der Aufrechterhaltung des Proteingleichgewichts und bei der oxidativen Abwehr eine Rolle spielen, wie zum Beispiel das Gen für das Enzym Superoxiddismutase (SOD1), das an oxidativen Prozessen beteiligt ist. Erhöhen eine berufliche Magnetfeldexposition oder ein Wohnort nahe einer Hochspannungsleitung das Risiko an ALS zu erkranken? Ein erhöhtes Risiko , an ALS zu erkranken, zeigte sich bei Arbeitern, die beruflich niederfrequenten Magnetfeldern ausgesetzt waren. Das ergab eine Auswertung von zwanzig epidemiologischen Studien im Rahmen einer Meta-Analyse aus dem Jahr 2018 [3] . Neben der gemittelten Magnetfeldexposition gibt es Hinweise, dass auch Stromschläge, die bei beruflich Exponierten häufiger auftreten können, das Risiko für ALS erhöhen [ 4 , 5 , 6 , 7 ] . Eine gepoolte Fall-Kontroll-Studie aus dem Jahr 2019 kam zu dem Schluss, dass Magnetfelder und Stromschläge möglicherweise unabhängig voneinander das Risiko für ALS erhöhen können [8] . In dem aktuellsten systematischen Review aus dem Jahr 2021 zeigte sich ebenfalls ein schwacher, aber konsistenter Zusammenhang zwischen der beruflichen Exposition gegenüber niederfrequenten Magnetfeldern und dem Auftreten von ALS . Diese 27 Studien einschließende Meta-Analyse zeigten jedoch keinen Zusammenhang zwischen Stromschlägen und dem Auftreten von ALS [9] . Demgegenüber fand eine britische Kohortenstudie aus dem Jahr 2022 mit fast 38.000 beruflich exponierten Personen kein erhöhtes Risiko , an ALS zu erkranken [10] . Ein Zusammenhang zwischen ALS und einem Wohnort in der Nähe von Hochspannungsleitungen wurde 2018 in einer Meta-Analyse von fünf Originalarbeiten nicht gefunden [11] . Dies wurde in einer Metaanalyse von vier Originalarbeiten im Jahr 2022 bestätigt [12] . Was ist Alzheimer-Demenz? Die Alzheimer-Demenz ist die häufigste Form von Demenzerkrankungen. Sie ist eine fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, bei der die kognitiven Fähigkeiten über Jahrzehnte abnehmen. Sowohl die Ursachen als auch die molekularen Grundlagen der Erkrankung sind bisher nur teilweise verstanden. Die auffälligsten krankhaften Veränderungen der Alzheimer-Demenz sind Proteinablagerungen im Gehirn (amyloide Plaques). Diese setzen sich hauptsächlich aus dem Amyloid-ß-Peptid und hyperphosphoryliertem Tau-Protein zusammen. Mutationen im Gen des Amyloid-ß-Vorläuferproteins (APP) sind verantwortlich für einen Teil der familiären Alzheimer-Fälle und führen zu einer vermehrten Herstellung der Aß-Fragmente, die sich zu Plaques zusammenlagern. Neben den genannten krankhaften Kennzeichen tritt eine verstärkte Aktivierung von Gliazellen (Stützzellen im Nervensystem) auf. Zudem ist die Aufrechterhaltung des Proteingleichgewichts beeinträchtigt. Erhöhen eine berufliche Magnetfeldexposition oder ein Wohnort nahe einer Hochspannungsleitung das Risiko an Alzheimer-Demenz zu erkranken? Eine Metaanalyse aus dem Jahr 2018 von zwanzig epidemiologischen Studien zeigte bei beruflicher Magnetfeldexposition ein erhöhtes Risiko , an Alzheimer-Demenz zu erkranken [13] . In einer neueren Studie aus dem Jahr 2020 wurden verschiedene berufsbegleitende Umstände im Zusammenhang mit dem Auftreten von Demenzen untersucht (Art und Komplexität der Arbeit sowie Passivität und Aktivität bei der Arbeit). Die Ergebnisse der Meta-Analyse deuteten ebenfalls auf einen möglichen Zusammenhang hin zwischen beruflicher Exposition gegenüber niederfrequenten Magnetfeldern und dem Auftreten von Demenzen [14] . Eine Schweizer Studie aus dem Jahr 2009 an der allgemeinen Bevölkerung (also nicht an beruflich Exponierten), lieferte Hinweise auf ein möglicherweise erhöhtes Risiko an Alzheimer-Demenz zu sterben bei Personen mit einem Wohnort von weniger als 50 Metern Entfernung zu einer Hochspannungsleitung (220 – 380 Kilovolt). Das Risiko stieg mit der Wohndauer [15] . Eine methodisch ähnlich aufgebaute Studie aus dem Jahr 2013 konnte die Ergebnisse nicht in vollem Umfang bestätigen [16] . Eine 2019 veröffentlichte, bevölkerungsbasierte Fall-Kontroll-Studie aus Italien zeigte eine sehr schwache, nicht signifikant erhöhte Wahrscheinlichkeit für das häufigere Auftreten der Alzheimer-Demenz und der Parkinson-Krankheit für Wohnorte mit einem Abstand von bis zu 50 Metern von Starkstromleitungen im Vergleich zu Wohnorten, die mehr als 600 Metern entfernt waren [17] . Ein narratives Review aus dem Jahr 2020 fand eine widersprüchliche Studienlage zum Zusammenhang von niederfrequenten Magnetfeldern und Alzheimer-Demenz. Die Ergebnisse der einbezogenen Studien reichten von krankheitsmildernden über nichtvorhandene bis hin zu verstärkenden Effekten. Das Review umfasste niederfrequente Magnetfelder sowie hochfrequente elektromagnetische Felder und ionisierende Strahlung in Bezug auf die Wirkung auf die Alzheimer-Erkrankung [18] . Unterstützen experimentelle Laborstudien die epidemiologischen Beobachtungen? Das BfS förderte im Zeitraum von 2008 bis 2013 das Forschungsvorhaben „Auswirkungen niederfrequenter Magnetfelder auf die Entstehung und den Verlauf von neurodegenerativen Erkrankungen im experimentellen Modell“ . Darin wurde untersucht, ob Hinweise aus epidemiologischen Studien in kontrollierten Laborversuchen an Mäusen bestätigt werden können. Als Hauptergebnis der molekularbiologischen, biochemischen und histologischen Analysen sowie der Verhaltensstudien konnte festgehalten werden, dass niederfrequente Magnetfelder keinen negativen Einfluss auf den Verlauf der ALS und Alzheimer-Demenz im entsprechenden Mausmodell hatten [19] . Dies stand im Einklang mit den Ergebnissen einer im Jahr 2009 noch während der Projektlaufzeit publizierten Studie aus Frankreich, die im Mausmodell ebenfalls keinen Einfluss eines Magnetfeldes auf ALS fand [20] . Auch eine 2015 veröffentlichte Studie aus China fand keinen Einfluss niederfrequenter Magnetfelder auf das Lernvermögen und auf Proteinablagerungen im Gehirn von Ratten [21] . Der Bericht zu den Ergebnissen der Studie ist in DORIS , dem Digitalen Online Repositorium und Informations-System des BfS erschienen. Fazit: Die Studienlage zu ALS und Alzheimer-Demenz ist widersprüchlich Zusammengefasst sind die Ergebnisse der einzelnen Studien für ALS und die Alzheimer-Demenz nicht konsistent. In der Gesamtschau zeigte die Mehrheit der Studien für Berufsgruppen, die im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung wesentlich höheren Magnetfeldexposition ausgesetzt sind, in dieselbe Richtung: Es scheint einen schwachen, aber konsistenten Zusammenhang zwischen der Exposition von niederfrequenten Magnetfeldern und dem Erkrankungsrisiko von ALS sowie Alzheimer-Demenz zu geben. Dieser Zusammenhang ist für ALS insgesamt stärker ausgeprägt als für Alzheimer-Demenz. Für Parkinson und multiple Sklerose wurde kein Zusammenhang mit Magnetfeldern gefunden [ 12 , 22 , 23 ] . Die Ergebnisse der epidemiologischen Studien wurden in experimentellen Tierstudien jedoch nicht unterstützt. Es bleibt unklar, ob es sich bei den beobachteten Zusammenhängen von niederfrequenten Magnetfeldern und neurodegenerativen Erkrankungen tatsächlich um Ursache-Wirkungsbeziehungen handelt. Ebenso unklar ist, welche Mechanismen zugrunde liegen könnten. Bei ALS und Alzheimer-Demenz spielen Entzündungen, oxidativer Stress und das Immunsystem wichtige Rollen. Aktuelle wissenschaftliche Arbeiten verfolgen die Hypothese, dass Magnetfelder diese Prozesse begünstigen könnten. Einen wissenschaftlichen Nachweis gibt es nicht [24] . Ausblick: Programm „Strahlenschutz im Stromnetzausbau“ führt Forschung fort Im Zusammenhang mit dem Ausbau der Stromtrassen in Deutschland wird ein mögliches erhöhtes Risiko für neurodegenerative Erkrankungen unter Magnetfeldexposition erneut wichtig. Ein möglicher ursächlicher Zusammenhang soll durch weitere Forschung geklärt werden. Forschung zu neurodegenerativen Erkrankungen ist daher ein Themenschwerpunkt des BfS -Forschungsprogramms „ Strahlenschutz beim Stromnetzausbau “. Dazu fand 2017 in München der internationale Workshop „Zusammenhang zwischen neurodegenerativen Erkrankungen und Magnetfeldexposition – Stand des Wissens und Forschungsperspektiven“ statt. Er hatte zum Ziel, den aktuellen Kenntnisstand zu erfassen, Kenntnislücken zu identifizieren und neue Wege für weitere Forschung aufzuzeigen. Der Bericht zu den Ergebnissen des Workshops ist in DORIS , dem Digitalen Online Repositorium und Informations-System des BfS erschienen. Literatur [1] Vergara, X., L. Kheifets, S. Greenland, S. Oksuzyan, Y.S. Cho and G. Mezei, Occupational exposure to extremely low-frequency magnetic fields and neurodegenerative disease: a meta-analysis. J Occup Environ Med, 2013. 55(2): p. 135-46. [2] Gunnarsson, L.G. and L. Bodin, Occupational Exposures and Neurodegenerative Diseases-A Systematic Literature Review and Meta-Analyses. Int J Environ Res Public Health, 2019. 16(3). [3] Huss, A., S. Peters and R. Vermeulen, Occupational exposure to extremely low-frequency magnetic fields and the risk of ALS: A systematic review and meta-analysis. Bioelectromagnetics, 2018. 39(2): p. 156-163. [4] Fischer, H., L. Kheifets, A. Huss, T.L. Peters, R. Vermeulen, W. Ye, et al., Occupational Exposure to Electric Shocks and Magnetic Fields and Amyotrophic Lateral Sclerosis in Sweden. Epidemiology, 2015. 26(6): p. 824-30. [5] Vergara, X., G. Mezei and L. Kheifets, Case-control study of occupational exposure to electric shocks and magnetic fields and mortality from amyotrophic lateral sclerosis in the US, 1991-1999. J Expo Sci Environ Epidemiol, 2015. 25(1): p. 65-71. [6] Beaudin, M., F. Salachas, P.F. Pradat and N. 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Scrubber-Abwasser: Einleitverbote zum Schutz der Meere empfohlen Das Umweltbundesamt hat die Auswirkungen der Abwassereinleitungen aus Abgasreinigungsanlagen von Seeschiffen (Scrubber) auf die Meeresumwelt untersuchen lassen. Das Scrubber-Abwasser enthält Schadstoffe wie Schwermetalle und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, seine Einleitung in die Meere wird als äußerst bedenklich eingestuft. Einleitverbote – mindestens regional – werden empfohlen. Im Auftrag des Umweltbundesamtes ( UBA ) untersuchte das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) mit weiteren Partnern im Projekt „Environmental Impacts of Discharge Water from Exhaust Gas Cleaning Systems on Ships (ImpEx)“ im Zeitraum von 2020 bis 2023 Abwasserproben von vier Schiffen auf die Schadstoffbelastung und deren ökotoxikologische Wirkung. Sowohl wasserlösliche als auch partikelgebundene Schadstoffe wurden erfasst. Insbesondere Vanadium, Nickel, Kupfer, Eisen und Zink sowie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe ( PAK ) reichern sich im Abwasser der Scrubber an und können bei Meeresorganismen zu Genmutationen oder Vergiftungen führen. In Labortests wurde die Gesamttoxizität des Abwassers an marinen Leuchtbakterien, Algen und Ruderfußkrebsen untersucht. Das Ergebnis zeigte, dass das Abwasser je nach Scrubber-System als „praktisch nicht toxisch“ bis „hochgradig toxisch“ und „extrem toxisch“ zu bewerten ist. Darüber hinaus erfolgten spezifische Tests auf mutagene und dioxinähnliche Wirkung, die in vielen Proben ebenfalls nachgewiesen werden konnten. Einleitverbote für Scrubber-Abwasser empfohlen Die Ergebnisse begründen den dringenden Handlungsbedarf: Als erste Maßnahme schlägt das BSH vor, in besonders sensiblen Meeresgebieten (Particular Sensitiv Sea Areas) und/oder küstennahen Gebieten ein Einleitverbot auszusprechen. Ein globales Verbot, Scrubber-Abwasser in die Meeresumwelt zu leiten, wird als nur langfristig umsetzbare Maßnahme bewertet, da für überregionale Meeresgebiete die Entscheidungen auf internationaler Ebene in der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation (IMO) getroffen werden. Um diesen Prozess voranzubringen, wurden die Studienergebnisse auch bei dem zuständigen Umweltschutzgremium (MEPC) der IMO eingereicht. Das UBA setzt sich dort sowie auf regionaler Ebene (Übereinkommen zum Schutz der Meeresumwelt der Ostsee – HELCOM und des Nordostatlantiks – OSPAR ) und national im Rahmen des Maßnahmenprogramms für die Nord- und Ostsee zur Umsetzung der europäischen Meeresstrategie-Rahmenrichtline (MSRL) für eine Minderung der Scrubber-Abwassereinleitungen ein. Scrubber-Technik verlagert Schadstoffeintrag von der Luft ins Wasser Scrubber sind Abgasreinigungssysteme, die als Alternative zu schwefelreduziertem Kraftstoff für Seeschiffe zugelassen sind. Dabei wird Meerwasser im Abgas versprüht, um den Schwefel aus diesem auszuwaschen. Neben dem ausgewaschenen Schwefel gelangen weitere Schadstoffe wie Schwermetalle, Ölrückstände und auch polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe ( PAK ) in das Abwasser. Dieses Wassergemisch aus zum Teil langlebigen und krebserregenden Schadstoffen wird oftmals fast ungereinigt ins Meer eingeleitet und belastet somit die Meeresumwelt. Heute setzen ungefähr 25 Prozent der Welthandelsflotte (bezogen auf die Tragfähigkeit der Schiffe) Scrubber ein. So können die Schiffe weiter mit kostengünstigem Schweröl fahren. Im „open-loop“-Verfahren von Scrubbern wird Meerwasser verwendet und direkt wieder ins Gewässer eingeleitet. Im „closed-loop“-Verfahren wird das Wasser mehrfach verwendet, teilweise gereinigt und kann für einen gewissen Zeitraum an Bord in Tanks gespeichert werden. Wird dieses Abwasser nicht im Hafen entsorgt, sondern außerhalb von Verbotszonen eingeleitet, wird befürchtet, dass dort Hot Spots, Gebiete mit besonders hoher Schadstoffbelastung, entstehen.
Knockdown-resistance (kdr) against pyrethroids in bed bugs (Cimex lectularis) is associated with the presence of several point mutations in the voltage-sensitive sodium channel ÎÌ-subunit gene and/or an increased metabolic detoxification by cytochrome P450 monooxygenases (CYPs). In the present study, pyrosequencing assays were developed to quantify the presence of the kdr substitutions (V419L or L925I substitution) in bed bugs in Berlin, Germany. In 14 of 17 bed bug field strains, pyrosequencing revealed the presence of the substitution L925I with allele frequencies between 30% and 100%. One field strain additionally carried the substitution V419L with allele frequencies of 40% in males and 96% in females. In seven of the 17 field strains, mRNA levels of four CYP genes were examined using RT-qPCR. Relative to a susceptible laboratory reference strain, five field strains showed significantly higher mRNA levels of cyp397a1 with 7.1 to 56-fold increases. One of these strains additionally showed a 4.9-fold higher mRNA level of cyp398a1 compared to the reference strain, while cyp4cm1 and cyp6dn1 showed no significant differences. Our findings indicate that multiple resistance mechanisms are present in German C. lectularius populations simultaneously. © 2020 The Authors
Introduction: Infestations with Pediculus humanus var. capitis are a relevant Public Health issue. Treatment efficacy seems decreasing and emergence of resistant lice in particular to pyrethroids is a suspected reason. Non-synonymous mutations in the gene encoding the a-subunit of a voltage gated sodium channel (VSSC), so-called knock-down resistance (kdr) mutations, are implicated in pyrethroid resistance in insects. The kdr-genotype was previously described to occur in ~9 of 10 headlice from Germany but was found not to correlate with failure of a pyrethroid-containing pediculocide in a sponsored-study setting. Objectives: Determine current kdr-mutation frequency and population structure of headlice in Germany and relate this to treatment outcome of pediculocides used by patients. Material & Methods: Questionnaires on patient demographics, on chosen therapy and success as well as louse sampling sets were distributed via local health authorities. Study participants were invited to send back questionnaires and headlice or nits. Samples and questionnaires obtained were evaluated using STATA software and DNA amplicon analyses, respectively. Kdr and PM2 and S2 intergenic region genotyping was performed using published protocols and sequences analysed using Geneious software. Results: Headlice were obtained from 206 patients and, where possible, 2 individual headlice/eggcontaining or empty nits per patient were processed. In total 167 headlice could be genotyped. All except one were homozygous for kdr. For PM2 sequences, 10 genotypes were observed with 119 of 130 samples belonging to genotype EU928850. Only two S2 genotypes were observed with one being represented by a single sample. Questionnaire data of 135 cases indicated that pyrethroid-based pediculocides are used in roughly 4 of 10 cases with treatment success comparable to that of nonpyrethroid-based, UBA-listed pediculocides. Conclusion: Prevalence of the kdr-genotype of headlice currently approaches 100%. The mutations are found in genetically distinct fractions of the parasite population. Observational findings agree with previous data that the kdr-mutation is unlikely a major cause of treatment failure. In: 28th Annual Meeting of the German Society for Parasitology : Programme. Berlin: Freie Universität, 2018, S. 226-227. URL: https://www.parasitology-meeting.de/fileadmin/congress/media/dgp2018/druckelemente/DGP2018_Programme.pdf
Many construction products release Volatile Organic Compounds (VOCs) to the indoor air, which are hazardous to human health. Among others, VOCs may have effects ranging from odour perception and irritation of the mucous membranes of the eyes, nose and throat to acute or systemic effects and long-term effects. This includes effects on the nervous system, allergies or allergy promotion and, in particular, cancer, gene mutations and impaired fertility. The use of low-emission products is an important contribution to a high indoor air quality and hence the human well-being, in particular in new buildings (less ventilation due to higher energy efficiency standards) and in larger scale renovation (introduction of large amounts of construction products into a building). Quelle: https://www.umweltbundesamt.de
Abstract
Cannabicyclohexanol (CP-47,497-C8) is a representative of a group of cannabimimetic cyclohexylphenols which is added to herbal mixtures as a cannabis substitute since around 2008. Although in the beginning CP-47,497-C8 was the main ingredient of "SpiceŁ and similar products, it was partly replaced by aminoalkylindole-type cannabinoid receptor agonists like JWH-018, JWH-073 or JWH-250, but never completely disappeared from the market. Since information on its toxicological properties is scarce, we investigated the effects of the drug in human derived cell lines. The cytotoxic effects were studied in a panel of assays (SRB, XTT, LDHe and NR tests) in a buccal derived (TR146) and a liver derived (HepG2) cell lines. The strongest effects were seen in the two former assays at levels ? 7.5 ìM indicating that the compound interferes with protein synthesis and causes membrane damage. In additional comet assays, DNA damage was detected at levels ? 10 ìM. Experiments with lesion specific enzymes showed that these effects are not due to oxidative damage of DNA bases. The negative findings obtained in Salmonella/microsome assays and the positive results of micronucleus tests with the cell lines indicate that the compound does not cause gene mutations but acts on the chromosomal level. In contrast to other synthetic cannabinoids, no indication for estrogenic/antiestrogenic properties was seen in a luciferase assay with bone marrow derived U2-OS cells. In conclusion, our findings show that the drug has only weak cytotoxic properties. However, the induction of chromosomal damage indicates that it may cause adverse effects in users due to its impact on the stability of the genetic material. Quelle: http://www.researchgate.net
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