Schulung für Public Health Experten Allergien und Asthma bronchiale Stephan Böse-O’Reilly

Inhalt Umweltveränderung Gesundheitliche Auswirkungen Luftverschmutzung Pollen Gesundheitliche Auswirkungen Asthma bronchiale und Allergien

Klimawandel - ↑ Expositionen ↑ Ozon – höhere Ozon Grundspiegel ↑ Pollen – Saison beginnt früher, mehr Pollen, abwechselnde Pollen ↑ Herrkömmliche Beifußblättrige Ambrosie (Ambrosia artemisiifolia) ↑ Eichenprozessionsspinner (Thaumetopoea processionea) In höheren Lagen ↑ Hausstaubmilben

Klimawandel – Veränderungen ! ∆ Zeit die in Innen-/Aussenräumen verbracht wird -> ∆ Exposition gegenüber verschiedenen Luftschadstoffen ∆ Muster von Infektionskrankheiten ∆ unterschiedliche Luftwechselraten -> Schimmel ∆ Verhalten z.B. Outdoor-Sportarten

Klimawandel - Pollen ↑ CO2 -> ↑ Planzliche Biomasse & Pollen Produktion ↑ Temperatur -> ↑ frühere Blüten und längere Pollensaison für einige Pflanzen ↑ Umgebungs-CO2 -> Einige pflanzliche Erzeugnisse ↑ allergen Shea KM, Truckner RT, Weber RW, Peden DB. Climate change and allergic disease. J Allergy Clin Immunol. 2008 Sep;122(3):443-53; quiz 54-5

Klimawandel - Pollen Pollensaison -> länger (6 bis 19 Tage) Bäume (Birken) blühen früher Kräuter blühen länger Aufgrund des zu erwartenden Temperaturanstiegs -> Pollensaison existiert noch länger Eis D, Helm D, Laussmann D, Stark K. [Climate change and health]. Berlin: Robert Koch Institut; 2010. Ref: http://www.helmholtz-muenchen.de/fileadmin/FLUGS/PDF/Themen/Allergien/Klimawandel_und_Allergien.neu.pdf „In Europa hat sich die Pollenflugsaison in den vergangenen 30 Jahren durch das mildere Klima im Durchschnitt um zehn bis elf Tage verlängert. Dadurch sind Allergiker über einen längeren Zeitraum Pollen ausgesetzt. Eine Auswertung der Pollenflugdaten für den Zeitraum 2000 bis 2007 ergab, dass Baumpollen heute früher und Kräuterpollen heute länger fliegen als früher. Frühblüher wie Erle und Haselnuss beispielsweise setzen in milden Wintern ihre Pollen bereits im Januar frei. Spätblüher wie Kräuter können dagegen bis in den späten Herbst blühen. Durch die Zunahme der CO2-Konzentrationen erwarten Experten außerdem eine Zunahme der Pollenemission aus den Pflanzen. So steigt unter experimentellen Bedingungen die Pollenproduktion von Ambrosia an, wenn die CO2-Konzentration der Außenluft steigt. Eine Studie aus Baltimore, USA, zeigt außerdem, dass die Ambrosia-Pflanze in Städten früher und schneller blüht als in ländlichen Re-gionen und zudem mehr Biomasse und Pollen produziert. Als Ursache dafür nennen die Autoren die um knapp zwei Grad Celsius wärmere Durchschnittstemperatur in den Städten. „

Klimawandel – Birkenpollen http://www.pollenstiftung.de/literaturvortraege/studienanalysen/ Karl-Christian Bergmann, Aufkommen der allergologisch wichtigsten Pollen in Deutschland von 1999 bis 2010, Berlin, 01.02.2011

Gesundheitliche Auswirkungen - Allergen Allergene sind natürliche Substanzne, z.B. Blütenstaub Allergene sind grundsätzlich auch durch das Immunsystem toleriert Allergien sind die pathologische Antwort des Immunsystems gegen Allergene Allergens: Most allergens reacting with IgE and IgG antibody are proteins, often with carbohydrate side chains, but in certain circumstances pure carbohydrates have been postulated to be allergens. In rare instances low molecular weight chemicals , eg. Isocyanates and anhydrides acting as haptens, are still referred to as allergens for IgE antibodies. Johansson, S.G.O.; et al. A revised nomenclature for allergy. An EAACI position statement from the EAACI nomenclature task force. Allergy 2001: 56: 813-824

Gesundheitliche Auswirkungen – Risikofakoren für atopische Krankheiten no yes 10 % Genetische Veranlagung Ein Elternteil Beide Elternteile 20 % 60 % Ref.: Bjorksten B.: Risk factors in early childhood for the development of atopic diseases. Allergy. 1994 Jul;49(6):400-7. The risk of a atopic disease increases for a child with the frequency of atopic diseases of the parents. Mainly the manifestation of an allergy of the mother is of importance. If both parents have the same kind of atopic disease, the risk of a child to develop the same manifestation is 70%. The atopic phenotype is the result of a complex interaction between genes and environmental factors. Umwelt- faktoren Allergene Bjorksten B.: Risk factors in early childhood for the development of atopic diseases. Allergy. 1994 Jul;49(6):400-7.

Gesundheitliche Auswirkungen – atopische Erkrankungen Asthma bronchiale Allergische Rhinitis /„Heuschnupfen“ Allergische Bindehautentzündung Atopische Dermatitis Lebensmittel-Allergien Von Ehrenstein, U.: Asthma, allergies and respiratory health. In: Children’s health and environment: A review of evidence - a joint report from the European Environment Agency and the WHO Regional Office for Europe. Edited by: Giorgio Tamburlini, Ondine S. von Ehrenstein, Roberto Bertollini. WHO Regional Office for Europe, ISBN 92-9167-412-5, Copenhagen 2002, http://www.euro.who.int/ecehrome Page 44: “Atopy, in general, refers to the presence of allergen-specific immunoglobulin E (IgE) antibodies. Atopic diseases are associated with the production of allergen-specific IgE antibodies, including allergic rhinitis (‘hay fever’), atopic eczema or dermatitis, and asthma, although only a variable fraction of asthma is atopic. Although these disorders have immunological mediators and reactions in common, they are associated with very different genetic and environmental determinants and risk factors … . Clinically, their impact varies widely, ranging from a small spot of eczema to a lethal anaphylactic shock. Allergic rhinitis is an allergen (1)-dependent inflammation of the lining of the nose associated with conjunctivitis. It may be chronic, recurrent or seasonal (‘hay fever’). Atopic eczema is an inflammatory skin disorder characterised by severe itching, a chronic or chronically relapsing course, and a particular distribution of lesions that changes with age.” Food allergy is an adverse reaction of food, when immunologic mechanisms have been demonstrated. Johansson, S.G.O.; et al. A revised nomenclature for allergy. An EAACI position statement from the EAACI nomenclature task force. Allergy 2001: 56: 813-824

Gesundheitliche Auswirkungen – Asthma bronchiale Chronic Chronische entzündbare Lungenerkrankung Keuchen, Husten Atemnot Auslöser: Allergene (Pollen, Tierhaare, Hausstaub) Infektionen Exposition gegenüber Schimmelexposition Übungen, Veränderungen des Wetters Exposition gegenüber Reizstoffen der Atemwege (Zigarettenrauch, Ozon, andere Luftschadstoffe) Ebi KL, Paulson JA. Climate change and child health in the United States. Curr Probl Pediatr Adolesc Health Care. 2010 Jan;40(1):2-18. Ebi: “Asthma is a chronic inflammatory lung disease characterized by recurrent episodes of breathlessness, wheezing, coughing, and chest tightness. The severity of exacerbations can range from mild to life-threaten- ing. Pollen is one of several factors known to trigger asthma attacks; other factors include infections, expo- sure to molds and animal dander, exercise, changes in the weather, and exposure to airway irritants (eg, tobacco smoke, ozone, and other air pollutants). Although genetics and environmental triggers appear to contribute, the proportions of disease attributable to specific causal factors are largely unknown. Using medications and reducing exposure to environmental triggers can reduce the frequency and severity of asthma symptoms and the associated visits to the emergency room and hospital.“ Ebi KL, Paulson JA. Climate change and child health in the United States. Curr Probl Pediatr Adolesc Health Care. 2010 Jan;40(1):2-18.

Gesundheitliche Auswirkungen – mögliche Veränderung der Auslöser Auslöser die mit dem Klimawandel assoziiert werden können Allergene (Pollen, Tierhaare, Hausstaub) Infektionen Exposition gegenüber Schimmel(pilzen) Übungen, Veränderungen des Wetters Exposition gegenüber Reizstoffen der Atemwege (Zigarettenrauch, Ozon, andere Luftschadstoffe) Cecchi L.: “In addition to potential effects on outdoor mold growth and allergen release related to changing climatic variables, there is also concern about indoor mold growth in association with rising air moisture, especially after extreme storms and flooding. Although mold allergy is uncommon, it has been shown that asthma and respiratory symptoms are 30–50% more prevalent in damp houses (73). Under current projections, it is possible that people will spend more time indoor because of extreme summer weather events, but less in winter months. This implies that a change in exposure pattern can more likely than not be expected with climate change rather than an overall simple variation in the amount of exposure. Asthma in children in mild climates is often associated with mite allergy. In colder climates in winter in the north or in mountainous areas, heated indoor air has a low humidity. Significant house dust mite exposure in such settings is unusual, which explains why mite allergy is rare in these areas. Unusually cold winters have resulted in reduced mite allergen levels in Germany (74). High elevation and large temperature differences between summer and winter are associated with less asthma (75, 76). Consequently, it is possible that with milder and more humid winters, new regions may face increasing house dust mite exposure and subsequent mite allergy.” Cecchi L, D'Amato G, Ayres JG, Galan C, Forastiere F, Forsberg B, et al. Projections of the effects of climate change on allergic asthma: the contribution of aerobiology. Allergy. 2010 Sep;65(9):1073-81.

Ozonlevel und Asthma bronchiale Wärmere Lufttemperatur –> ↑ Boden Ebenen von O3 O3: Pulmonare Reizungen -> Entzündungen -> Pneumonie, allergische Rhinitis, Asthma bronchiale ↑ Lang- und kurzfristige Asthma bronchiale Ebi KL, Paulson JA. Climate change and child health in the United States. Curr Probl Pediatr Adolesc Health Care. 2010 Jan;40(1):2-18. D'Amato G, Cecchi L, D'Amato M, Liccardi G. Urban air pollution and climate change as environmental risk factors of respiratory allergy: an update. J Investig Allergol Clin Immunol. 2010;20(2):95-102. Ebi: “Warmer air temperatures are associated with higher ozone levels. Because half of the US population is already living in counties in which air pollution exceeds national health standards, a further deterioration in air quality is of concern.26 Ground-level ozone is a pulmonary irritant that affects the respiratory mucous membranes, other lung tissues, and respiratory function. Exposure to elevated concentrations of ozone is associated with increased hospital admissions for pneumonia, asthma, allergic rhinitis, and other respiratory diseases, and with premature mortality.27-31 Outdoor ozone concentrations and activity patterns are the primary determinants of ozone exposure.32 Children in high-ozone communities who are involved in 3 or more outdoor sports at the varsity level are at much greater risk of developing asthma (odds ratio 5 3.3 (95% confidence interval [CI] 1.9-5.8)) compared with children playing no sports.33“ D‘Amato: „High ozone levels seem to be linked to asthma and asthma-like symptoms in both the short term and the long term. In the long term, continuous exposure to high ozone levels impairs respiratory function [8,10,68,69] and airway inflammation in atopic asthmatics. Moreover, there could be an interaction between pollution and climatic factors, so that a particular climate could elicit a pollution effect on health [7,9,10,64]. One possible explanation for the association between asthma prevalence and milder climatic areas could be the ozone concentration in the atmosphere; ozone is known to reach higher levels at higher temperatures. Chronic exposure to ambient ozone may increase the risk of asthma exacerbations among children [65,66,68].“

Feinstaub und Pollen Ref: http://www.helmholtz-muenchen.de/fileadmin/FLUGS/PDF/Themen/Allergien/Klimawandel_und_Allergien.neu.pdf „Die globale Erwärmung erhöht die Schadstoffbelastung der Außenluft in Ballungsgebieten. So steigt bei Hochdruckwetterlagen die Konzentration an Ozon und partikelförmigen Schadstoffen (Feinstaub) stark an. Für Allergiker hat das mitunter gravierende Folgen. Dieselrußpartikel können beispielweise die Schwere der allergischen Symptome verstärken, indem sie basophile Granulozyten besonders stark aktivieren. Diese Immunzellen sind wesentlich an der allergischen Immunantwort beteiligt. Untersuchungen des Zentrums für Allergie und Umwelt der Technischen Universität München (ZAUM) und des Helmholtz Zentrums Münchens haben gezeigt, dass bei Birkenpollen-Allergikern die basophilen Granulozyten deutlich stärker aktiviert werden, wenn die Pollen mit Feinstaubextrakten belastet sind. Am stärksten beeinflussen polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs) aus Dieselruß die Allergenität der Feinstaub-partikel: Pollen, die viele PAKs enthalten, verstärken die Aktivierung der basophilen Granulozyten um das bis zu Dreifache.“ „In Ballungsgebieten bewirken Luftschadstoffe darüber hinaus, dass Pollen bereits in der Atmosphäre Allergene freisetzen. Diese Allergene binden an Feinstaubpartikel; es entstehen Allergen-Aerosole, die zusätzlich zu den Pollen ein allergenes Potenzial darstellen. Schon Partikel mit einem Durchmesser von 0,1 Mikrometer können mit Allergenen beladen sein und tief in die Lunge eindringen, wo sie bei Asthmatikern die Obstruktion der Atemwege begünstigen. Nach Gewittern und starken Regenfällen steigt außerdem die Gefahr von „Gewitter-Asthma“: Pollen brechen durch osmotischen Schock auf und setzen dadurch verstärkt Allergene frei, die dann an Schwebstäube wie Dieselrußpartikel binden. Diese allergenen Partikel können in die unteren Atemwege eindringen und dort die Obstruktion fördern.“ „Ein weiteres Phänomen von partikelförmigen Luftschadstoffen ist, dass sie die Freisetzung von PALMs aus Pollen triggern. Die Abkürzung PALMs steht für pollenassoziierte Lipidmediatoren - Fettsäuren, die an Pollen gebunden sind und eine direkte Wirkung auf das Immunsystem haben. So sind PALMs in der Lage, Immunzellen wie neutrophile und eosinophile Granulozyten zu aktivieren und damit Entzündungen an Haut und Schleimhäuten zu fördern. Zudem beeinflussen sie dendritische Zellen, zentrale Zellen des Immunsystems, die eine allergische Immunantwort in Gang setzen. Studien zeigen, dass Pollen an stark befahrenen Straßen höhere Mengen an PALMs freisetzen als Pollen, die aus ländlichen Gebieten stammen.“ Luftassoziierte Allergene binden Feinstaubpartikel – Allergen – Aerosole entstehen, die ein additives/zusätzliches allergenes Potential besitzen Foto: Prof. Heidrun Behrendt/Helmholtz Zentrum München, Klinische Kooperationsgruppe Umweltdermatologie und Allergologie, aus http://www.helmholtz-muenchen.de/fileadmin/FLUGS/PDF/Themen/Allergien/Klimawandel_und_Allergien.neu.pdf

Partikel und Asthma bronchiale Wärmere Lufttemperaturen –> ↑ Level von Feinstaub (PM = particulate matter) PM dringt in die unteren Atemwege -> ↑ Keuchhusten, Bronchitis, Infektionen der unteren Atemwege, Asthma bronchiale Esp. diesel exhaust particles (DEP) -> InteraKtion zwischen DEP & Aeroallergene -> ↑ ↑ ↑ IgE D'Amato G, Cecchi L, D'Amato M, Liccardi G. Urban air pollution and climate change as environmental risk factors of respiratory allergy: an update. J Investig Allergol Clin Immunol. 2010;20(2):95-102. D’Amato: “Particles with a diameter less than 10 μm (PM10) can penetrate the lower airways, and fine particulate, that is, particles with an aerodynamic diameter ≤2.5 μm (PM2.5), is thought to constitute a notable health risk, since it can be inhaled more deeply into the lungs. Particulate matter has been significantly associated with emergency department visits due to asthma, wheezing, bronchitis, and lower respiratory tract symptoms, as well as with the use of anti-asthma medication and physician visits for asthma [7,8,10,16,47,58,59,61]. …. Acute exposure to diesel exhaust causes irritation of the nose and eyes, headache, lung function abnormalities, fatigue, and nausea, while chronic exposure is associated with cough, sputum production, and diminished lung function [60-62]. Experimental studies have shown that DEP-PAHs can modify the immune response in predisposed animals and humans and modulate the inflammatory process in the airway. In other words, DEPs seem to exert an adjuvant immunological effect on IgE synthesis in atopic subjects, thereby influencing sensitization to airborne allergens [63]. DEPs also cause respiratory symptoms and modify the immune response in atopic subjects [62,63]. In addition, DEPs can interact with aeroallergens to enhance antigen-induced responses, with the result that allergen-specific IgE levels are up to 50-fold greater in allergic patients stimulated with DEPs and allergens than in patients treated with allergen alone [7,63]. Combined challenge with DEPs and ragweed allergen markedly increases the expression of human nasal ragweed-specific IgE in vivo and skews cytokine production to a type 2 helper T-cell pattern [63].”

Gesundheitliche Auswirkungen – Beifußblättrige Ambrosie plus Dieselabgaspartikel Wirkung von Ambrosia und Ambrosia plus DEP on IgE-Spiegel in nasalen Waschungen im Laufe der Zeit Diaz-Sanchez D, Tsien A, Fleming J, Saxon A. Combined diesel exhaust particulate and ragweed allergen challenge markedly enhances human in vivo nasal ragweed-specific IgE and skews cytokine production to a T helper cell 2-type pattern. J Immunol. 1997 Mar 1;158(5):2406-13. Diaz-Sanchez: „We have previously shown that in vivo nasal challenge with diesel exhaust particles (DEP) induces both quantitative and qualitative changes in local IgE production and stimulates generalizedl ocal cytokine production.W e have now investigated the combined effects of intranasal challenge with DEP plus ragweed allergen on local humoral immune responses. We collected nasal lavages from ragweed sensitized subjects at different times after nasal challenge. As compared with challenge with ragweed alone, challenge with both DEP and ragweed induced markedly higher ragweed-specifIigcE but not total IgE levels or IgE-secreting cell numbers. Total and specific lgG4 levels also were enhanced, while total IgC levels were not. Synergy was also observed between the DEP and ragweed in altering the profile of c: mRNAs generated bya lternative splicing, mRNAs that code for different expressed IgE proteins. intranasal challenge with ragweed alone induced inconsistent and low levels of mucosal cytokine mRNAs. In contrast, challenge with both ragweed plus DEP resulted in decreased expression for Thl-type cytokines (IFN-y and IL-2) but elevated expression of mRNA for other cytokines (IL-4, -5, IL-6, IL-10, 11-13). This synergy between DEP and natural allergen exposure is suggested as a key feature in increasing allergen-induced respiratory allergic disease.” Diaz-Sanchez D, Tsien A, Fleming J, Saxon A. Combined diesel exhaust particulate and ragweed allergen challenge markedly enhances human in vivo nasal ragweed-specific IgE and skews cytokine production to a T helper cell 2-type pattern. J Immunol. 1997 Mar 1;158(5):2406-13.

Invasive Pflanzen – Allergene – z. B Invasive Pflanzen – Allergene – z.B. Ambrosia (Beifußblättrige Ambrosie) Ambrosia bevorzugt trockene und sonnige Standorte, z.B. Straßenränder blüht von Juli bis Oktober Pro Pflanze bis zu 1 Mio. Blütenstaub Hoch sensibilisiert Asthma bronchiale-Raten doppelt so hoch im Vergleich zu anderen Pollen Gewöhnlich Kreuzreaktion Invasive Pflanzen als Verursacher von Allergien: Beispiel Ambrosia Das bekannteste Beispiel für einen Organismus, der sich aufgrund der zunehmend günstigeren Klimabedingungen in Deutschland ausbreitet, ist die Beifuß-Ambrosie (Ambrosia artemisiifolia; auch Beifußblättriges Traubenkraut). Die ursprünglich aus Nordamerika stammende Pflanze bringt enorme Gesundheitsprobleme mit sich, in den USA und Kanada wird das Allergen der Ambrosia als "Allergen Nr.1" bezeichnet (Starfinger 2008). Die Pollen der Ambrosia sind hochallergen, bereits geringe Konzentrationen in der Luft können allergische Reaktionen der Atemwege verursachen. Die Pflanze kann auch Kontaktallergien auslösen, zudem sind die Pollen auch Auslöser von saisonalem Asthma, das vorwiegend in der Zeit des Pollenfluges auftritt und bislang auf die Frühlings- und Sommermonate begrenzt war. Durch die Verbreitung der Ambrosia verlängert sich die Pollenflugzeit, da sie zu den Spätblühern zählt (Blütezeit Juli bis Ende Oktober). Aufgrund des hohen allergenen Potenzials der Ambrosia wird ein Anstieg der Sensibilisierung und der Allergieinzidenz erwartet. Zahlreiche Kreuzreaktionen mit Nahrungsmitteln verstärken die Ambrosiaproblematik (Bayerisches Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz 2008). In einigen Bundesländern hat sich die Situation in den letzten 3 bis 5 Jahren verschärft, laut Bundesamt für Naturschutz (BfN) wurde ein Vorkommen der Pflanze deutschlandweit in 267 Landkreisen erfasst (Otto et al. 2008; zur Problematik Ausbreitung von Ambrosien und den damit verbundenen Gesundheitsrisiken vgl. den Artikel von Eis und Helm im vorliegenden Heft). (UMID 3/2009 Klimawandel und Gesundheit) Vorkommen der Ambrosia artemisiifolia an einem Autobahnabschnitt Bildautor: S.Nawarath & B. Alberternst, Projektgruppe Biodiversität, J.W. Goethe-Universität Frankfurt, www.lgl.bayern.de/.../ambrosia_strassenrand.jpg

Invasive Pflanzen – Allergene – Ambrosia (Beifußblättrige Ambrosie) Ambrosia verbreitet sich in Deutschland aufgrund der verbesserten Lebensbedingungen, (hauptsächlich Erwärmung) Ambrosia in Deutschland (Quelle: Otto C, Alberternst B, Klingenstein F, Nawrath S (2008): Verbreitung der Beifußblättrigen Ambrosie in Deutschland. Hrsg.: Bundesamt für Naturschutz. BfN-Skripten 235:22.) In den USA, dem Ursprungsgebiet der Pflanze, reagiert rund ein Viertel der Allgemeinbevölkerung im Hauttest auf Ambrosia (Arbes et al., 2005). Aus europäischen Regionen mit ausgeprägten Ambrosiavorkommen werden ähnlich hohe Sensibilisierungsraten berichtet, wobei der Anteil der gegenüber Ambrosiapollen sensibilisierten Personen in den letzten Jahrzehnten offenbar zugenommen hat (Asero 2004; Corsico et al., 2000; Frei, 2006; Taramarcaz et al., 2005). Das Ausmaß des Ambrosiapollenfluges korreliert mit der Sensibilisierungsrate (Jäger, 2000). Abbildung 2 zeigt die Verbreitung der Ambrosiapollen in Europa für das Jahr 2008. Im Rahmen des Deutschen Erwachsenen-Gesundheitssurvey 2008–2011, des sogenannten DEGS, werden derzeit an einer bundesweit repräsentativen Stichprobe der Erwachsenenbevölkerung (ca. 7.500 Studienteilnehmer) unter anderem AmbrosiaAmbrosiapollen- spezifische IgE-Antikörper in Blutserumproben bestimmt. Eine erste orientierende Zwischenauswertung lässt vermuten, dass etwa 8% der Erwachsenen gegen den nativen Gesamtextrakt von Ambrosia artemisiifolia (w1) sensibilisiert sind, wohingegen kaum jemand gegen das gereinigte Majorallergen (n Amb a 1) sensibilisiert zu sein scheint. Bei den w1-sensibilisierten Studienteilnehmern handelt es sich vermutlich überwiegend um Personen, die primär gegen Beifuß (w6) sensibilisiert sind und bezüglich Ambrosia eine Kreuzreaktivität zeigen. Da die Untersuchung der Probanden erst Ende 2011 abgeschlossen sein wird, ist mit endgültigen Studienergebnissen frühestens Anfang 2012 zu rechnen In Baden-Württemberg wurden anlässlich von insgesamt drei zwischen 2006/07 und 2008/09 an mehreren Orten durchgeführten Erhebungen (Projekt Beobachtungsgesundheitsämter) bei insgesamt 2.678 Kindern im Alter von etwa 10 Jahren (4. Klasse) sowie während der letzten Erhebung auch bei 1.134 Erwachsenen Inhalationsallergenspezifische IgE in Blutserumproben bestimmt (LGA, 2009). Sensibilisierungen gegen Ambrosia (nativer Gesamtextrakt, w1) waren bei ca. 15% der Kinder und ca. 10% der Erwachsenen nachweisbar, wohingegen das gereinigte Majorallergen Amb a 1 lediglich bei 3% der Kinder und nur vereinzelten Erwachsenen (< 1 %) mit einem entsprechenden IgE-Nachweis verbunden war (LGA, 2009). Häufig handelte es sich um Polysensibilisierungen bezüglich Kräuterpollen, insbesondere Ambrosia-Beifuß, aber auch um Kreuzallergenitäten zu Gräser- und Baumpollen. Mit der weiteren molekularen Aufklärung der beteiligten Allergene und der zunehmenden Bereitstellung von Tests auf rekombinante Major- und Minorallergene wird man die komplexen Mechanismen, die dem Phänomen der "Kreuzreaktivität" zugrundeliegen, allmählich besser verstehen lernen (Asero et al., 2006; Frei, 2006; LGA, 2009; Weber, 2003; Wopfner et al., 2005). (UMID 3/2009 Klimawandel und Gesundheit) Abb.: http://www.umweltbundesamt.de/umid/archiv/umid0309.pdf

Invasive Pflanzen – Allergene – z.B. Beifußblättrige Ambrosie Verteilung von Ambrosia-Pollen 2008 EAN (European Aeroallergen Network https://ean. polleninfo.eu/Ean) and epi (European Pollen Information http://www.polleninfo.org). Abbildung 2: Verbreitung der Ambrosiapollen in Europa für das Jahr 2008 (Quelle: EAN – Europäisches Aeroallergen Netzwerk. In: Zwander H, Koll H (2009): Der Pollenflug in Kärnten im Jahr 2008. Klagenfurt – Carinthia II, 199./119. Jahrgang:169–182.) (UMID 3/2009 Klimawandel und Gesundheit)

Erhöhte Aeroallergene Ziska L.: “Although environmental factors such as precipitation and temperature are recognized as influencing pollen production, the impact of rising atmospheric carbon dioxide concentration ([CO2]) on the potential growth and pollen production of hay-fever-inducing plants is unknown. Here we present measurements of growth and pollen production of common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) from pre-industrial [CO2] (280 μmol mol–1) to current concentrations (370 μmol mol–1) to a projected 21st century concentration (600 μmol mol–1). We found that exposure to current and elevated [CO2] increased ragweed pollen production by 131 and 320%, respectively, compared to plants grown at pre-industrial [CO2]. The observed stimulations of pollen production from the pre-industrial [CO2] were due to an increase in the number (at 370 μmol mol–1) and number and size (at 600 μmol mol–1) of floral spikes. Overall, floral weight as a percentage of total plant weight decreased (from 21% to 13%), while investment in pollen increased (from 3.6 to 6%) between 280 and 600 μmol mol–1 CO2. Our results suggest that the continuing increase in atmospheric [CO2] could directly influence public health by stimulating the growth and pollen production of allergy-inducing species such as ragweed.” Ziska L, Caulfield FA. Rising CO2 and pollen production of common ragweed (Ambrosia artemisiifolia), a known allergy-inducing species: implications for public health. Aust J Plant Physiol. 2000;27:893–8. Cecchi L.: “Effects on pollen production by plant and pollen season severity. A meta-analysis to assess the effects of CO2 enrichment (500– 800 ppm) on reproductive organs of plants showed that total plant mass increased by 31% in elevated CO2 environments compared with controls (39). In addition, flower intensity increased by 19% in both crop and wild species with similar results being obtained in studies on woody plants (40). The expected consequence would be an increase in pollen production, which has been confirmed in several experimental studies on A. artemisiifolia (ragweed) in which, under heightened CO2 levels, both pollen production (41, 42) and floral spikes per plant were increased (43). In general, the literature to date suggests that preseason temperature and precipitation are predictors of floral intensity for both woody plants and for weeds and grasses.” Cecchi L, D'Amato G, Ayres JG, Galan C, Forastiere F, Forsberg B, et al. Projections of the effects of climate change on allergic asthma: the contribution of aerobiology. Allergy. 2010 Sep;65(9):1073-81. Pollen-Produktion von Ambrosie Ziska L, Caulfield FA. Rising CO2 and pollen production of common ragweed (Ambrosia artemisiifolia), a known allergy-inducing species: implications for public health. Aust J Plant Physiol. 2000;27:893–8.

Neue luftübertragene Allergene - Eichenprozessionsspinner Insekten bevorzugen wärmere Temperaturen Neue luftübertragene Allergene nehmen zu Eichen-prozessionsspinner Raupen leben in Eichenbäumen Giftige Borsten (Thaumetopoein, Haare) Reizerscheinungen auf Haut, Asthma bronchiale Wärmeliebende Insekten: Neue "luftgetragene" Allergene auf dem Vormarsch? Gesundheitliche Beeinträchtigungen wie Allergien und Asthma durch verstärkt oder neu auftretende wärmeliebende (thermophile) Schadinsekten haben in den vergangenen Jahren an Bedeutung wonnen. Diese Risiken werden in den bisherigen Diskussionen hinsichtlich der gesundheitlichen Anpassung an den Klimawandel wenig berücksichtigt, selbst wenn sie sich zwischenzeitlich zu einem lokalen bzw. regionalen Problem entwickelt haben. Seit einigen Jahren bereiten die Raupen des Eichenprozessionsspinners (Abbildung 2), eines in Deutschland heimischen Nachtfalters, erhebliche Probleme für die öffentliche Gesundheit. Die Raupen dieses Nachtfalters entwickeln ab dem dritten Larvenstadium Brennhaare, sogenannte "Setae", die mit einem Eiweißgift (Thaumetopoein) gefüllt sind. Die Haare sind sehr fein und extrem transportabel. Der Kontakt mit diesen Brennhaaren führt sowohl zu mechanischen Reizerscheinungen auf der Haut und an Schleimhäuten der Atemwege und Augen als auch zu toxisch-irritativen und "echten" allergischen Reaktionen. Bekannte Krankheitsbilder reichen von Reaktionen auf der Haut (starker Juckreiz, Kontakturtikaria und Dermatitis) über Bindehautentzündungen am Auge und allergische Reaktionen der Atemwege bis hin zum anaphylaktischen Schock (Gottschling und Meyer 2006, Heudorf 2006). Dieses Krankheitsbild, zu dem auch allgemeines Unwohlsein und Fieber zählen können, wird als "Lepidopterismus" bezeichnet. Der Eichenprozessionsspinner hat eine Vorliebe für licht- oder freistehende Bäume an besonnten Standorten. Die Eiablage erfolgt auch im urbanen Raum überall dort, wo sich einzelne Bäume oder lichte Bestände in der Nähe von Schulen, Kindergärten, Schwimmbädern, Campingplätzen oder anderen Freizeiteinrichtungen befinden. Dies macht die allergieauslösenden Brennhaare der Raupe des Eichenprozessionsspinners nicht nur für im Forst Tätige und Wanderer zu einer Gefahr. Es besteht ein Risiko für alle Personen, die sich in der Nähe befallener Bäume aufhalten, insbesondere für die Beschäftigten städtischer Grünflächenämter sowie Kinder (Wulf 2008). Die gesundheitlichen Auswirkungen durch den Kontakt mit den Brennhaaren der Eichenprozessionsspinnerraupen wurden in verschiedenen Studien nachgewiesen (Utikal et al. 2009, Gottschling und Meyer 2006, Heudorf 2006, Maier et al. 2003). Dabei wurde deutlich, dass die Brennhaare eine große Bandbreite gesundheitlicher Beschwerden verursachen können (Abbildung 3). Je nach Intensität des Kontaktes und gesundheitlicher Disposition können die Symptome in unterschiedlicher Stärke auftreten. Aufgrund der Verbreitung der Haare durch die Luft kann das Auftreten der Erkrankungen epidemische Ausmaße annehmen. (UMID 3/2009 Klimawandel und Gesundheit)

Neue luftübertragene Allergene - Eichenprozessionsspinner Hautreaktion Starker Juckreiz Kontakt urticaria/Nesselfieber Dermatitis Bindehautentzündung Allergische Reaktion der Atemwege Anaphylaktischer Schock Fieber, Unwohlsein Die langanhaltende Wirksamkeit des Giftstoffes in den Brennhaaren führt dazu, dass das Risiko der Erkrankung über einen Zeitraum von mehreren Jahren bestehen bleiben kann (Maronna et al. 2008). Massenvermehrung und Ausbreitung des Eichenprozessionsspinners (Wulf 2008). Möglicherweise stellt die Ausbreitung des Eichenprozessionsspinners erst den Anfang dar. Es gibt weitere, durch den Klimawandel begünstigte pflanzliche und tierische Organismen, die sich in Deutschland etablieren. Darunter sind weitere Falterarten wie der Schwammspinner, der Birkenwollafter und der Goldafter und andere Mikroorganismen, die als Baumschädlinge bekannt sind. Die Forst- und Pflanzenschutzbehörden haben bereits auf die Problematik aufmerksam gemacht (Lehmann 2008). Abbildung 3: Raupendermatitis (Foto: D. Ullrich, Wikimedia Commons, GNU-Lizenz für freie Dokumentation) (UMID 3/2009 Klimawandel und Gesundheit)

Anstieg von Aeroallergene, Anstieg von Krankheiten In addition to increased pollen production in higher ambient CO2, we are already measuring longer pollen seasons with warming and earlier springs. This study from Canada, showed a statistically significant increase in the length of the ragweed pollen season with rising temperatures, and a good correlation between episodes of medical consultation for allergy symptoms and high pollen counts for as long as 5 days after elevated counts. A warmer world with more CO2 is likely to create more misery for allergic individuals. Ref: Breton MC, et al. Sci Total Environ. 2006 Oct 15;370(1):39-50. The aim of this study is to evaluate the influence of meteorological factors on Ambrosia pollen concentrations and its impact on medical consultations for allergic rhinitis of residents from various socio-economic levels in Montréal (Québec, Canada) between 1994 and 2002. The study was conducted to recognize the sensitivity of pollen productivity to daily climate variability in order to estimate the consequences on human health vulnerability in the context of global climate change. Information related to medical consultations for allergic rhinitis due to pollen comes from the Quebec Health Insurance Board (Régie de l'assurance-maladie du Québec). Ambrosia pollen concentration was measured by the Aerobiology Research Laboratories (Nepean, Ontario). Daily temperature (maximum, minimum, and mean) and precipitation data were obtained from the Meteorological Service of Canada. Socio-economic data come from the 1996 and 2001 census data of Statistics Canada. Between 1994 and 2002, during the Ambrosia pollen season, 7667 consultations for allergic rhinitis due to pollen were recorded. We found a significant association between the number of medical consultations and pollen levels. Significant associations were detected for over-consultation the day of exposure, 1, 2, 3 and 5 days after exposure to high levels of pollen. The consultation rate is higher from low-income residents (3.10 consultations per 10,000 inhabitants) than for high-income (1.65 consultations per 10,000 inhabitants). Considering the demonstrated impact of pollen levels on health, it has become critical to ensure adequate monitoring of Ambrosia and its meteorological sensitivity in the context of the anticipated climate change and its potential consequences on human health. Pollensaison signifikant verlängert Aufsuchen einer ärztlichen Beratung OR 2,69 (1,32-5,52) Tag mit starkem Pollenflug OR 2,48 (1,26-4,88) 5 Tage nach starkem Pollenflug Breton, Sci Tot Envr (2006) 370:39-50

Klimawandel – Einfluss auf Allergien Abstract: “The degree to which aeroallergens are contributing to the global increase in pediatric allergic disease is incompletely understood. We review the evidence that links climate change to changes in aeroallergens such as pollen and outdoor mold concentrations and, subsequently, aeroallergen association with pediatric allergic disease. We specifically explore the evidence on both the exacerbation and the development of allergic disease in children related to outdoor pollen and mold concentrations. Pediatric allergic diseases include atopic dermatitis or eczema, allergic rhinitis or hay fever, and some types of asthma in children, typically defined as < 18 years of age. We discuss how the timing of aeroallergen exposure both in utero and in childhood could be associated with allergies. We conclude that the magnitude and type of health impacts due to climate change will depend on improved understanding of the relationship between climatic variables, multiple allergen factors, and allergic disease. Improved public-health strategies such as adequate humidity control, optimum air filtration and ventilation, and improved anticipatory public-health messaging will be critical to adaptation.” Potentieller Mechanismus in dem der Klimawandel pädiatrische allergische Erkrankungen be-einflussen könnte Sheffield PE, Weinberger KR, Kinney PL. Climate change, aeroallergens, and pediatric allergic disease. Mt Sinai J Med. 2011 Jan-Feb;78(1):78-84.

Einfluss auf das Gesundheitswesen Seltene Krankheiten treten häufiger auf und werden gewöhnlich Ambrosia-assoziierte Allergien Eichenprozessionsspinner Dermatitis Asthma bronchiale-Inzidenz wird steigen Damit verbundene Kosten steigen an Gesundheitssysteme müssen auf den Anstieg vorbereitet sein

Welche Actions werden benötigt? Ausbildung von Health Care Professionellen – neue Krankheiten entstehen Vergrünung des Gesundheitssystems