Pollen

Modellierter Prozentsatz der Bevölkerung, der für Ragweedpollen am Ausgangswert (links) sensibilisiert ist und in Zukunft unter der Annahme moderater Treibhausgasemissionen (RCP 4.5); Rechts)

Quelle: Lake et al., 2017

Gesundheitsfragen

Tausende Pflanzenarten geben ihre Pollen jedes Jahr in die Luft. Die Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zeigen sich in erster Linie bei allergischen Erkrankungen, da die Exposition gegenüber Allergenen aus Luftpollen oder deren Inhalation allergische Reaktionen der Nase (allergische Rhinitis, allgemein bekannt als Heuschnupfen), Augen (Rhinokonjunktivitis) und Bronchien (bronchiale Asthma) auslösen kann. Die Prävalenz der Pollenallergie in der europäischen Bevölkerung wird auf 40 % geschätzt, was sie zu einem der häufigsten Allergene in Europa macht (D’Amato et al., 2007). Selbst niedrige Pollenkonzentrationen in der Luft können bereits bei hochsensiblen Personen Allergiesymptome hervorrufen. Die allergischen Reaktionen auf Pollen sind eine wichtige Ursache für Schlafstörungen, Beeinträchtigung des psychischen Wohlbefindens und verminderte Lebensqualität, Produktivitätsverlust oder niedrigere Schulleistung für Kinder und damit verbundene Gesundheitskosten. Die große Mehrheit der Allergiker (90 %) wird als un- oder misshandelt angesehen, obwohl eine geeignete Therapie für allergische Erkrankungen zu relativ niedrigen Kosten zur Verfügung steht (Zuberbier et al., 2014).

Die Rolle von Pollen bei der Entwicklung und Schwere allergischer Erkrankungen hängt von zahlreichen Faktoren ab, darunter die Dauer der Exposition (im Zusammenhang mit der Dauer der Pollensaison und der in allergenen Umgebung verbrachten Zeit), die Intensität der Exposition (im Zusammenhang mit der Pollenkonzentration in der Luft) sowie die Allergenität des Pollens. Diese Faktoren weisen eine große geografische und zeitliche Variabilität auf, was zu Unterschieden in der Prävalenz von Pollen-assoziierter allergischer Rhinitis zwischen Orten und Perioden führt (Bousquet, 2020).

In Europa sind Gräser (Poaceae -Familie) aufgrund ihres breiten geografischen Spektrums die Hauptursache für allergische Reaktionen aufgrund von Pollen (García-Mozo, 2017). Unter den Bäumen wird der allergenste Pollen von Birken in Nord-, Mittel- und Osteuropa sowie von Olivenbäumen und Zypressen in den Mittelmeerregionen produziert. Allergener Pollen wird auch von mehreren krautigen Pflanzen produziert. Ragweed (Ambrosia artemisiifolia) erfordert besondere Aufmerksamkeit als potentielle, extrem allergieauslösende invasive Spezies in Europa.

Pollenallergien sind in der Regel sehr saisonal. In den meisten europäischen Ländern erstreckt sich die wichtigste Pollensaison, die Pollenfreisetzungen verschiedener Pflanzenarten abdeckt, etwa sechs Monate, von Frühling bis Herbst, mit geografischen Unterschieden je nach Klima und Vegetation (Bousquet, 2020). Die European Academy of Allergy and Clinical Immunology (EAACI) definiert den Beginn der Pollensaison für verschiedene Arten basierend auf Pollenkonzentrationen in der Luft, die die menschliche Gesundheit beeinflussen. Der Beginn der Graspollensaison wird beispielsweise definiert, wenn 5 von 7 aufeinanderfolgenden Tagen mehr als 10 Graspollenkörner/m³ Luft tragen und die Summe der Pollen in diesen 5 Tagen mehr als 100 Pollenkörner/m³ Luft beträgt (Pfaar et al., 2017). Notfallbesuche und Krankenhausaufenthalte steigen, wenn die Graspollenkonzentrationen 10 bzw. 12 Körner/m³ Luft überschreiten (Becker et al., 2021). Ähnliche Kriterien gibt es für Birke, Zypresse, Oliven und Ragweed (Pfaar et al., 2020).

Das Allergierisiko hängt von der Pollenkonzentration in der Luft ab. Allerdings kann die Anzahl der Allergene, die durch ein Pollenkorn freigesetzt werden (in der sogenannten Pollenallergen-Potenzität reflektiert) je nach Region, Jahreszeit, Luftschadstoffen, Feuchtigkeit und Sturmperioden variieren (Tegart et al., 2021). Pollenkörner setzen neben Allergenen eine Vielzahl von bioaktiven Substanzen wie Zucker und Lipide frei. Wenn diese Substanzen eingeatmet werden, können sie auch allergische Reaktionen stimulieren und die Schwere der allergischen Reaktion auf Pollen (die sogenannte Pollenallergenität) bestimmen (Gilles et al., 2018). Darüber hinaus kann die Allergenität bestimmter Pollenarten durch Umweltfaktoren wie Luftschadstoffe erhöht werden. Langfristige hohe NO-₂ -Werte in städtischen Umgebungen sind mit einer erhöhten Allergenität von Pollen einer Reihe von Arten, einschließlich Birken, verbunden (Gilles et al., 2018; Plaza et al., 2020). Auch Ozon könnte die Allergenität erhöhen (Sénéchal et al., 2015). Daher kann die kombinierte Exposition gegenüber Luftschadstoffen und Allergenen sowohl auf Asthma als auch auf Allergien synergistisch wirken (Rouadi et al., 2020).

Pollenexposition kann auch Entzündungen der Schleimhäute verursachen, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Atemwegsinfektionen auch bei nicht-allergischen Personen erhöht wird (Becker et al., 2021). Eine Studie von Damialis et al. (2021) testete die Korrelation zwischen Covid-19-Infektionsraten und Pollenkonzentrationen während der ersten Pandemiewelle im Frühjahr 2020 und berücksichtigte gleichzeitig verwirrende Faktoren wie Feuchtigkeit, Temperatur, Bevölkerungsdichte und Lockdown-Maßnahmen. Pollenkonzentrationen erklärten im Durchschnitt 44 % der Infektionsrate Variabilität mit höheren Raten bei höheren Pollenkonzentrationen (Damialis et al., 2021).

Beobachtete Effekte

In den letzten Jahrzehnten hat die Prävalenz von Pollen-induzierten Allergien in Europa zugenommen. Dieser Anstieg kann nicht allein durch Veränderungen der Genetik oder der Gesundheitsbedingungen der Bevölkerung erklärt werden (D’Amato et al., 2007, 2020; Becker et al., 2021). Die Zunahme der Prävalenz dieser Krankheiten kann mit einer verbesserten Hygiene, einem verstärkten Einsatz von Antibiotika und Impfungen sowie Veränderungen des Lebensstils, der Ernährungsgewohnheiten und der Luftverschmutzung zusammenhängen (de Weger et al., 2021). Darüber hinaus beeinflusst der Klimawandel die Exposition gegenüber Pollen und allergischer Sensibilisierung auf verschiedene Weise, einschließlich Verschiebung und Verlängerung der Pollensaison, Veränderungen der Pollenkonzentration und Allergenität sowie Verschiebungen in der geografischen Verteilung von Pollen.

Pollen: Saisonverschiebungen und Verlängerung der Saison

Sowohl der Beginn als auch die Dauer der Pollensaison werden durch meteorologische Variablen, hauptsächlich Temperatur, bestimmt. Als Reaktion auf die globale Erwärmung verschieben Pflanzen den Zeitpunkt ihrer Entwicklungsstadien, einschließlich Blüte und Pollenfreisetzung. Eine umfassende Studie mit globalen Pollendatensätzen zeigte einen Anstieg der Pollensaisondauer (im Durchschnitt um 0,9 Tage pro Jahr) und der Pollenbelastung in den letzten 20 Jahren (Ziska et al., 2019). In städtischen Gebieten, in denen die meisten Europäer leben, führen die höheren Temperaturen, die durch den Effekt der städtischen Wärmeinseln verschärft werden, zu früheren Beginnen der Pollensaison (D’ Amato et al., 2014). Basierend auf Lufttemperaturdaten visualisiert der Copernicus Climate Change Service die Birkenpollensaison von 2010 bis 2019 und zeigt regionale Unterschiede in der Weiterentwicklung des Beginns der Pollensaison an. Dennoch beeinflussen auch Strahlung, Niederschlag und Feuchtigkeit die Pollenfreisetzung und den Transport in der Luft, wenn auch weniger als die Temperatur.

Pollen: Konzentration und Allergenität

Wärmere Bedingungen und erhöhte atmosphärische CO2-_{Konzentrationen} stimulieren das Pflanzenwachstum. Dies kann die Pollen- und Allergenkonzentrationen in der Luft sowie die Pollenallergenität erhöhen, was das Risiko für allergische Reaktionen erhöht (Beggs, 2015; Ziska et al., 2019). Auch veränderte Feuchtigkeitsbedingungen, Wetterextreme und Gewitter während der Pollensaison verursachen höhere Pollen- und Allergenkonzentrationen in der Luft, was zu schwereren allergischen Reaktionen und Asthmaanfällen führt (Shea et al., 2008; Wolf et al., 2015; D’Amato et al., 2020).

Pollen: geografische Verschiebungen

Die globale Erwärmung und die damit verbundene Verlängerung der Vegetationsperiode erleichtern eine nordwärts gerichtete Migration invasiver Pflanzenarten in Europa, auch derjenigen, die allergene Pollen freisetzen. Die Einführung neuer Allergene kann die lokale Sensibilisierung erhöhen, d. h. den Prozess von Menschen, die aufgrund von Allergenen empfindlich oder allergisch werden (Confalonieri et al., 2007). Ein besonderes Beispiel ist Ragweed (Ambrosia), das vor einigen Jahrzehnten vom amerikanischen Kontinent mit dem Transport in Europa eingeführt wurde. Ragweed-Pollen sind hochallergen und werden relativ spät in der Saison (Anfang September) freigesetzt, was möglicherweise eine zusätzliche Allergiewelle und eine Verlängerung der allergischen Jahreszeit verursacht (Vogl et al., 2008; Chen et al., 2018). Erhebliche gesundheitliche und wirtschaftliche Auswirkungen in Gebieten, die von Ragweed in Mittel- und Osteuropa, Frankreich und Italien heimgesucht wurden, wurden bereits berichtet (Makra et al., 2005). Während die Verbreitung von Ragweed in Europa hauptsächlich durch Verkehr und landwirtschaftliche Aktivitäten angetrieben wird, erleichtern klimatische Veränderungen die Besiedlung neuer Gebiete. Darüber hinaus können Ragweed-Pollenkörner problemlos Hunderte bis Tausende von Kilometern auf dem Luftweg transportiert werden, was zu Spitzenpollenzahlen und damit verbundenen Allergiesymptomen in Gebieten führt, in denen Ragweed noch nicht weit verbreitet ist (Chen et al., 2018).

Projizierte Effekte

Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Pollensaison, die Konzentrationen und die Allergenität dürften in Zukunft zu einer erhöhten Exposition der europäischen Bevölkerung gegenüber Pollen und Aeroallergenen führen. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit neuer allergischer Sensibilisierungen, auch bei ursprünglich schwachen Allergenen (de Weger et al., 2021). Im Rahmen des Szenarios mittlerer Treibhausgasemissionen (RCP 4.5) wird erwartet, dass sich die Ragweed-Sensibilisierung in Europa ausbreitet und in einigen Ländern bis 2050 um bis zu 200 % ansteigt (Lake et al., 2017).

Bei bereits sensibilisierten Personen wird erwartet, dass die Dauer und Schwere allergischer Symptome aufgrund längerer Pollensaison und höherer Pollenallergenität unter dem Klimawandel zunehmen. Wenn sich die Zeit, in der Menschen Pollen ausgesetzt sind, verlängert, wird die Allergenvermeidung als Bewältigungsstrategie komplizierter und beeinträchtigt das geistige Wohlbefinden.

Die klimabedingten Veränderungen der Aeroallergene und die damit verbundenen ausgelösten allergischen Reaktionen dürften Auswirkungen auf die Asthmaprävalenz und die damit verbundenen medizinischen Kosten (Arzneimittel, Notfallkrankenhausbesuche) haben (Anderegg et al., 2021). Darüber hinaus werden hohe Temperaturen und Hitzewellen, von denen erwartet wird, dass sie unter dem sich ändernden Klima zunehmen, die Atemwegsprobleme verschlimmern und die Sterblichkeit für Menschen mit Asthma und anderen Atemwegsproblemen, die durch Allergien verursacht werden, erhöhen (D’ Amato et al., 2020). Außerdem kann die Anfälligkeit der Menschen gegenüber Virusinfektionen durch Verschärfung von Atemwegsentzündungen und Schwächung der durch Allergene und Pollen verursachten Immunantworten zunehmen (Gilles et al., 2020).

Grüne Infrastruktur in Städten, installiert als Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel, kann auch die Pollenbelastung und allergische Reaktionen in Zukunft erhöhen (Cheng und Berry, 2013). Eine Fallstudie in 18 Grünflächen in Brüssel zeigte, dass sich das Allergenpotenzial von Stadtparks infolge der kombinierten Veränderungen der Pollensaison, der Allergenität von Pollen und der Sensibilisierungsraten der Bevölkerung voraussichtlich verdoppelt (Aerts et al., 2021). Die Berücksichtigung geeigneter Baumarten für städtische Umgebungen ist entscheidend, wenn es darum geht, Klimaanpassungsmaßnahmen zu konzipieren und Raumplanung zu betreiben, um eine Verschärfung von Allergierisiken zu vermeiden.

P-Antworten

Pollenkonzentrationen verschiedener Bäume und Gräser werden in allen europäischen Ländern routinemäßig überwacht. Die Messungen werden verwendet, um den Beginn und die Dauer sowie die Intensität der Pollensaison zu bestimmen. Die Messungen werden in Kombination mit chemischen Transportmodellen auch zur Einrichtung von Allergierisikosystemen verwendet, die in Polleninformations- oder Frühwarnsystemen eingesetzt werden. Das Polleninfo-Portal, das aus einer Partnerschaft zwischen dem Europäischen Aeroallergen-Netzwerk und dem Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) hervorgegangen ist, bietet täglich aktualisierte Pollenkonzentrationsprognosen und Allergierisikobewertungen für alle europäischen Länder.

Im Gegensatz zum Pollengehalt gibt es keine Routinemessungen auf der Allergenebene, weder für die Anzahl der Allergene in einem Pollenkorn noch für die Allergenkonzentration in der Luft. Der Zugang zu dieser Art von Indikator würde jedoch dazu beitragen, das Auftreten von Allergiesymptomen vor der Saison zu erklären, insbesondere unter Bedingungen, in denen hohe Luftverschmutzung mit niedrigen Pollenkonzentrationen zusammenfällt (Cabrera et al., 2021).

Die Festlegung allgemeiner Schwellenwerte für Pollenkonzentrationen, die bevölkerungsübergreifend relevant sind, ist schwierig, da die gesundheitlichen Auswirkungen auch von der Empfindlichkeit einer Person abhängen (Becker et al., 2021). Dennoch können Polleninformationsdienste einzelne Patienten dabei unterstützen, negative Gesundheitsergebnisse zu vermeiden, insbesondere bei der Überwachung von Pollen und der Dokumentation präziser individueller Symptome. So könnten beispielsweise Smartphone-Anwendungen, die individuelle Symptomdaten und Pollenkonzentrationen kombinieren, dazu genutzt werden, persönliche Pollenschwellen zu ermitteln und die gesundheitlichen Auswirkungen effizienter zu reduzieren (Becker et al., 2021).

Diagnose, Management und Bewältigung

Pollenallergie ist unterdiagnostiziert und oft un- oder misshandelt. Daher ist eine Sensibilisierung für die Auswirkungen von Allergien erforderlich, um den Menschen zu helfen, Allergiesymptome zu erkennen, zu verhindern und zu behandeln. Es ist notwendig, die Art des Pollens zu diagnostizieren, der die Allergie verursacht, und vor Beginn der Pollensaison mit Allergiemedikamenten zu beginnen. Während der Pollensaison basiert die Symptomprävention und -bewältigung hauptsächlich auf der Vermeidung von Allergenen. Empfehlungen reichen von der Vermeidung von draußen, das Tragen von Sonnenbrillen, die Vermeidung von Trocknen von Kleidung draußen, halten Fenster geschlossen, und andere. Die EAACI hat eine spezielle Website für Patienten mit Empfehlungen, und mehrere Länder haben auch nationale Patientenorganisationen, die Allergiepatienten beraten können.

Räumliche Planungserwägungen

Die Einrichtung hypoallergener Grünflächen in und in der Nähe von Städten durch sorgfältige Baumartenauswahl (Aerts et al., 2021) kann die Prävalenz von Pollenallergien reduzieren. Welche Baumart geeignet ist, hängt vom Ort ab, und die Wahl sollte die projizierten klimatischen Veränderungen berücksichtigen. Die Entfernung allergener Bäume aus bestehenden Grünflächen wird nicht empfohlen, um Biodiversität und Ökosystemleistungen zu erhalten, unter anderem die Anpassung an hohe Temperaturen im Rahmen des Klimawandels zu unterstützen (Aerts et al., 2021).

Kontrollmaßnahmen

Die jüngste Invasion durch gemeinsame hochallergene Ragweed (Ambrosia) veranlasste mehrere europäische Länder, chemische und mechanische Kontrollmethoden zu entwickeln und zu implementieren. Darüber hinaus legt die EU-Richtlinie 2002/32/EG über unerwünschte Stoffe in Futtermitteln einen rechtlichen Standard für die Konzentration von Ambrosiasamen in Futtermitteln fest, um eine weitere Ausbreitung der Pflanze zu verhindern. Ebenso dürfen Samenmischungen für Vögel nicht mehr als 50 Milligramm Ambrosia -Samen pro Kilogramm enthalten.

Der Einsatz eines biologischen Kontrollmittels gegen Ambrosia, wie der nordamerikanische Blattkäfer, könnte das Auftreten von Ragweed in Europa reduzieren und die Patientenzahl um etwa 2,3 Millionen und die Gesundheitskosten um 1,1 Milliarden Euro pro Jahr senken (Schaffner et al., 2020). Die Einführung biologischer Kontrollerreger kann jedoch negative Auswirkungen auf die biologische Vielfalt haben, indem sie Nichtzielkulturen und einheimische Pflanzenarten beschädigt, und sollte mit Vorsicht angegangen werden.

Links zu weiteren Informationen

Referenzen

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