Eine Studie mit mehr als 200.000 Mutter-Kind-Paaren kommt zu dem Ergebnis, dass wiederholter Rauch aus Waldbränden in der Spätschwangerschaft das Autismusrisiko geringfügig erhöhen kann, was ein entscheidendes Fenster zum Schutz werdender Mütter darstellt.

Studie: Pränatale Exposition gegenüber Waldbränden und Autismus bei Kindern. Bildnachweis: Lumppini/Shutterstock.com

Laut einer in veröffentlichten Studie kann die pränatale Exposition gegenüber Waldbränden und dem Ausstoß von Feinstaub (PM) im dritten Trimester das Autismusrisiko bei Kindern erhöhen Umweltwissenschaft und -technologie.

Waldbrandrauch wird zu einer weitverbreiteten vorgeburtlichen Belastung

Umwelt- und Gesundheitsrisiken durch Waldbrände nehmen in den gesamten Vereinigten Staaten zu, da immer mehr Regionen von einer raschen Ausbreitung von Bränden in Wäldern und Grasland betroffen sind und sich der durch diese Brände erzeugte Rauch über weite Teile des Landes ausbreitet.

Waldbrände sind eine Hauptquelle für Feinstaub (PM2,5), einen einatembaren Luftschadstoff mit einem Durchmesser von 2,5 Mikrometern oder weniger. Die Exposition gegenüber diesen Schadstoffen ist mit schwerwiegenden Gesundheitsrisiken verbunden, darunter Atemwegserkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und vorzeitiger Tod.

Pränatal und während der Schwangerschaft wurde die Exposition gegenüber PM2,5 mit einem erhöhten Risiko für neurologische Entwicklungsstörungen bei Kindern in Verbindung gebracht. Es wurde festgestellt, dass Feinstaub PM2,5, der aus verschiedenen Quellen stammt, darunter Abgase und Wohnraumheizungen, das Autismusrisiko bei Kindern erhöht.

Wildfire PM2,5 enthält im Vergleich zu PM2,5 aus anderen Quellen einen hohen Anteil an kohlenstoffhaltigen Verbindungen wie Levoglucosan und PAK sowie Metallen. Die Exposition gegenüber diesen toxischen Bestandteilen von Feinstaub aus Waldbränden wird mit einer Verringerung des Gestationsalters und des Geburtsgewichts sowie einem erhöhten Risiko kognitiver Defizite bei Erwachsenen in Verbindung gebracht.

Angesichts der erheblichen gesundheitlichen Auswirkungen von Waldbrandrauch sollte in der aktuellen Studie untersucht werden, ob die vorgeburtliche Exposition gegenüber PM2,5 aus Waldbrandrauch das Risiko für die Entwicklung von Autismus bei Kindern erhöht.

Messung von Rauchtagen, Intensität und Expositionswellen

Die Studie umfasste 204.374 Mutter-Kind-Paare aus einer großen Schwangerschaftskohorte des südkalifornischen Gesundheitssystems Kaiser Permanente. Kinder wurden während der ersten fünf Lebensjahre zum Screening auf Autismus begleitet.

Die durchschnittliche PM2,5-Expositionskonzentration bei Waldbränden, die Anzahl der Tage der Rauchexposition und die Anzahl der Rauchexpositionswellen wurden während der Schwangerschaft und innerhalb einzelner Trimester berechnet. Waldbrand-„Wellen“ wurden als mehrtägige Rauchereignisse definiert, die aus zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Tagen oder drei oder mehr aufeinanderfolgenden Tagen bestanden und bei denen die waldbrandspezifischen PM2,5-Konzentrationen vordefinierte Schwellenwerte von 0, 3 oder 5 μg/m³ überstiegen, wobei Dauer und Intensität der Exposition kombiniert wurden.

Rauchexpositionstage im dritten Trimester stehen im Zusammenhang mit dem Autismusrisiko

Die Studie ergab, dass etwa 60 % der Mutter-Kind-Paare während der Schwangerschaft mehr als fünf Tage lang Feinstaub aus Waldbränden ausgesetzt waren. Die durchschnittliche Anzahl der Expositionstage betrug acht, mit einem Mittelwert von etwa 9,6, was auf eine seltene Exposition hindeutet.

Eine separate Analyse von Mutter-Kind-Paaren, die während der Schwangerschaft ihren Wohnort nicht wechselten (Nonmover), ergab mehr Expositionstage und höhere Expositionskonzentrationen.

Die Studie identifizierte 3.356 Autismusfälle. Die Risikoanalyse ergab einen signifikanten Zusammenhang zwischen einer erhöhten Anzahl an Expositionstagen im dritten Trimester und einem höheren Risiko, bei Kindern im Alter von fünf Jahren an Autismus zu erkranken. Dieses Risiko war bei Nichtumzugsunternehmen am stärksten. Der geschätzte Anstieg des Risikos war von bescheidenem Ausmaß.

Konkret ergab die Studie, dass eine vorgeburtliche Exposition gegenüber Waldbrand-Feinstaub über einen Zeitraum von ein bis fünf Tagen im dritten Trimester mit einem deutlich höheren Autismusrisiko verbunden war als eine vollständige Nicht-Exposition.

In Bezug auf Waldbrandwellen, die Dauer und Intensität kombinierten, stellte die Studie fest, dass die Exposition gegenüber zwei- und dreitägigen Waldbrandwellen während des dritten Trimesters in der gesamten Studienpopulation und bei Personen, die sich nicht bewegen, signifikant mit einem erhöhten Autismusrisiko verbunden war. Abhängig vom verwendeten PM2,5-Grenzwert wurden auch einige wellenbasierte Zusammenhänge beobachtet, wenn die Exposition während der Schwangerschaft beurteilt wurde.

Erkenntnisse belegen gezielten Schutz für Schwangere

Die Studie zeigt, dass die pränatale Exposition gegenüber PM2,5 aus Waldbrandrauch im dritten Trimester mit einem erhöhten Autismusrisiko bei Kindern verbunden ist. Die Studie hebt insbesondere hervor, dass die Häufigkeit und Dauer der Exposition, gemessen in Tagen oder Wellen, und nicht nur die durchschnittliche PM2,5-Konzentration allein mit dem Autismusrisiko verbunden ist.

Für die Risikoanalyse berücksichtigte die Studie zwei spezifische PM2,5-Konzentrationsschwellen, 3 und 5 μg/m³. Ein konsistenter dosisabhängiger Anstieg des Autismusrisikos wurde jedoch nicht beobachtet. Wie die Forscher erklärten, könnte dieser fehlende Dosis-Wirkungs-Effekt auf eine kleinere Stichprobengröße und eine geringere Anzahl von Teilnehmern bei höheren Expositionsschwellen zurückzuführen sein.

Darüber hinaus besteht weiterhin die Möglichkeit einer Evakuierung, eines vorübergehenden Umzugs oder des Einsatzes von Partikelfiltern in Innenräumen an Tagen mit hoher Belastung. Diese Faktoren können zu einer Fehlklassifizierung der Exposition führen und teilweise erklären, warum die Assoziationen bei Personen, die sich nicht bewegen, stärker sind als bei Personen, die sich bewegen.

Die Studie identifiziert das dritte Trimester der Schwangerschaft als ein Fenster mit höherer Anfälligkeit für das Risiko von Autismus im Zusammenhang mit Waldbränden. Das dritte Schwangerschaftstrimester ist mit einer schnellen Entwicklung des fetalen Gehirns verbunden, die durch eine zunehmende neuronale Konnektivität und Organisation sowie ein schnelles Wachstum der grauen Substanz gekennzeichnet ist. Eine akute Belastung durch Waldbrand-PM kann diese Prozesse beeinträchtigen und zu einem höheren Risiko für neurologische Entwicklungsstörungen bei Kindern, einschließlich Autismus, führen.

Wildfire PM2.5 enthält einen hohen Anteil an kohlenstoffhaltigen Bestandteilen, die aufgrund früherer toxikologischer und epidemiologischer Erkenntnisse biologisch plausibel zum Autismusrisiko beitragen. Darüber hinaus ist bekannt, dass PM durch Waldbrände das Risiko einer Frühgeburt erhöht, was wiederum das Risiko für die Entwicklung von Autismus bei Kindern erhöhen kann.

Durch Waldbrände verursachte Angstzustände und Depressionen bei Müttern während der Schwangerschaft können auch das Autismusrisiko bei Kindern erhöhen. Da der psychische Stress der Mutter nicht direkt gemessen wurde, stellt er möglicherweise eher einen potenziellen Vermittlungsweg oder einen nicht gemessenen Faktor dar, der die beobachteten Zusammenhänge beeinflusst, als einen vollständig kontrollierten Störfaktor.

Zukünftige Studien sollten das mütterliche Stressniveau und Haushaltsaktivitäten, die Klimatemperatur und andere Komponenten der Luftverschmutzung, wie z. B. Schwermetalle, als potenzielle Störfaktoren berücksichtigen, um die Auswirkungen von Waldbrand-PM auf das Autismusrisiko besser interpretieren zu können. Da es sich um eine beobachtende Kohortenstudie handelt, zeigen die Ergebnisse eher Zusammenhänge als eine definitive Kausalität, und die Autoren weisen darauf hin, dass die Ergebnisse nicht für mehrere statistische Tests angepasst wurden.

Angesichts dieser Ergebnisse raten Forscher den Gesundheitsbehörden, schwangere Frauen vor allem in der Spätschwangerschaft vor dem Rauch von Waldbränden zu schützen.

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