Gesundheitsfragen

Tausende Pflanzenarten geben ihre Pollen jedes Jahr in die Luft ab. Die Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit sind vor allem bei allergischen Erkrankungen offensichtlich, da die Exposition gegenüber Allergenen aus Pollen in der Luft oder deren Inhalation allergische Reaktionen auf Nase (allergische Rhinitis, allgemein bekannt als Heuschnupfen), Augen (Nasenhautentzündung) und Bronchien (Bronchialasthma) auslösen kann. Die Prävalenz von Pollenallergien in der europäischen Bevölkerung wird auf 40 % geschätzt, was sie zu einem der häufigsten Allergene in Europa macht (D’Amato et al., 2007). Bereits geringe Pollenkonzentrationen in der Luft können bei hochsensiblen Personen Allergiesymptome auslösen. Die allergischen Reaktionen auf Pollen sind eine wichtige Ursache für Schlafstörungen, beeinträchtigtes psychisches Wohlbefinden und verminderte Lebensqualität, Produktivitätsverlust oder niedrigere Schulleistungen für Kinder und damit verbundene Gesundheitskosten. Die große Mehrheit der Allergiepatienten (90%) gilt als unbehandelt oder misshandelt, obwohl eine geeignete Therapie für allergische Erkrankungen zu eher geringen Kosten verfügbar ist (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 Länge der Pollensaison und der Zeit in allergener Umgebung), die Intensität der Exposition (im Zusammenhang mit der Pollenkonzentration in der Luft) sowie die Allergenität des Pollens. Diese Faktoren haben eine große geografische und zeitliche Variabilität, was zu Unterschieden in der Prävalenz von pollenassoziierter allergischer Rhinitis zwischen Orten und Perioden führt (Bousquet, 2020).

In Europa sind Gräser (FamiliePoaceae) aufgrund ihrer großen geografischen Verbreitung 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. Allergene Pollen werden auch von mehreren krautigen Pflanzen produziert. Ragweed (Ambrosiaartemisiifolia)erfordert besondere Aufmerksamkeit als potenzielle, extrem allergieauslösende invasive Art in Europa.

Pollenallergien sind in der Regel sehr saisonal. In den meisten europäischen Ländern erstreckt sich die Hauptpollensaison, die Pollenfreisetzungen verschiedener Pflanzenarten umfasst, von Frühjahr bis Herbst über etwa sechs Monate, wobei geografische Unterschiede je nach Klima und Vegetation bestehen (Bousquet, 2020). Die Europäische Akademie für Allergie und klinische Immunologie (EAACI) definiert den Beginn der Pollensaison für verschiedene Arten auf der Grundlage von Pollenkonzentrationen in der Luft, die sich auf die menschliche Gesundheit auswirken. 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 nehmen zu, wenn die Pollenkonzentrationen von Gras 10 bzw. 12 Körner/m3 Luft überschreiten (Becker et al., 2021). Ähnliche Kriterien gibt es für Birke, Zypresse, Olive und Ragweed (Pfaar et al., 2020).

Das Allergierisiko hängt von der Pollenkonzentration in der Luft ab. Die Anzahl der von einem Pollenkorn freigesetzten Allergene (die sich in der sogenannten Pollenallergenpotenz widerspiegeln) kann jedoch je nach Region, Jahreszeit, Luftschadstoffen, Luftfeuchtigkeit und Sturmperioden variieren (Tegart et al., 2021). Pollenkörner setzen neben Allergenen eine Vielzahl bioaktiver 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. Langfristig hohe NO2-Werte in städtischen Umgebungen sind mit einer erhöhten Allergenität von Pollen einer Reihe von Arten, einschließlich Birke, 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 eine synergistische Wirkung sowohl auf Asthma als auch auf Allergien haben (Rouadi et al., 2020).

Pollenexposition kann auch eine Entzündung der Schleimhäute verursachen und damit die Wahrscheinlichkeit von Atemwegsinfektionen erhöhen, selbst bei nicht allergischen Personen (Becker et al., 2021). Eine Studie von Damialis et al. (2021)untersuchte die Korrelation zwischen den COVID-19-Infektionsraten und den Pollenkonzentrationen während der ersten Pandemiewelle im Frühjahr 2020, wobei Störfaktoren wie Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Bevölkerungsdichte und Lockdown-Maßnahmen berücksichtigt wurden. Es wurde festgestellt, dass Pollenkonzentrationen im Durchschnitt 44 % der Variabilität der Infektionsrate mit höheren Raten bei höheren Pollenkonzentrationen erklären (Damialis et al., 2021).

Beobachtete Wirkungen

In den letzten Jahrzehnten hat die Prävalenz von Pollenallergien in Europa zugenommen. Dieser Anstieg kann nicht allein durch Veränderungen der Genetik oder des Gesundheitszustands der Bevölkerung erklärt werden (D’Amato et al., 2007, 2020; Becker et al., 2021). Der Anstieg 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 die allergische Sensibilisierung auf verschiedene Weise, einschließlich Verschiebung und Verlängerung der Pollensaison, Veränderungen der Pollenkonzentration und Allergenität sowie Verschiebungen der geografischen Verteilung von Pollen.

Pollen: Saisonverschiebungen und Saisonverlängerung

Sowohl der Beginn als auch die Dauer der Pollensaison werden durch meteorologische Variablen, hauptsächlich die Temperatur, bestimmt. Als Reaktion auf die globale Erwärmung verschieben Pflanzen den Zeitpunkt ihrer Entwicklungsstadien, einschließlich Blüte und Pollenfreisetzung. Eine umfassende Studie globaler Pollendatensätze hat gezeigt, dass die Dauer der Pollensaison (durchschnittlich um 0,9 Tage pro Jahr) und die Pollenbelastung in den letzten 20 Jahren zugenommen haben (Ziska et al., 2019). In städtischen Gebieten, in denen die meisten Europäer leben, führen die höheren Temperaturen, die durch den städtischen Wärmeinseleffekt verschärft werden, zu einem früheren Beginn der Pollensaison (D’Amato et al., 2014). Auf der Grundlage von Lufttemperaturdaten visualisiert der Copernicus-Dienst für Klimaänderungen den Beginn der Birkenpollensaison von 2010 bis 2019 und zeigt regionale Unterschiede beim Voranschreiten des Beginns der Pollensaison. 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 führen zu höheren 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 Wanderung invasiver Pflanzenarten in Europa nach Norden, auch solcher, die allergene Pollen freisetzen. Die Einführung neuer Allergene kann die lokale Sensibilisierung erhöhen, d. h. den Prozess, bei dem Menschen aufgrund der Exposition gegenüber Allergenen empfindlich oder allergisch werden (Confalonieri et al., 2007). Ein besonderes Beispiel ist Ragweed (Ambrosia), das vor einigen Jahrzehnten vom amerikanischen Kontinent aus mit dem Transport in Europa eingeführt wurde. Ragweed-Pollen sind hochallergen und relativ spät in der Saison (Anfang September) freigesetzt, was möglicherweise zu einer zusätzlichen Allergiewelle und einer Verlängerung der allergischen Saison führt (Vogl et al., 2008; Chen et al., 2018). Erhebliche gesundheitliche und wirtschaftliche Auswirkungen in den von Ragweed befallenen Gebieten Mittel- und Osteuropas, Frankreichs und Italiens wurden bereits berichtet (Makra et al., 2005). Während die Verbreitung von Ragweed in Europa hauptsächlich durch Transport und landwirtschaftliche Aktivitäten vorangetrieben wird, erleichtern klimatische Veränderungen die Besiedlung neuer Gebiete. Darüber hinaus können Ragweed-Pollenkörner leicht 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).

Voraussichtliche Auswirkungen

Die Auswirkungen des Klimawandels auf Pollensaison, -konzentration und Allergenität dürften in Zukunft zu einer erhöhten Exposition der europäischen Bevölkerung gegenüber Pollen und Aeroallergenen führen. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit neuer allergischer Sensibilisierungen, auch für ursprünglich schwache Allergene (de Weger et al., 2021). Im Szenario der mittleren Treibhausgasemissionen (RCP 4.5) wird erwartet, dass sich die Sensibilisierung für Ragweed in ganz Europa ausbreitet und in einigen Ländern bis 2050 um bis zu 200 % zunimmt (Lake et al., 2017).

Bei bereits sensibilisierten Personen wird erwartet, dass Dauer und Schwere der allergischen Symptome unter dem Klimawandel aufgrund längerer Pollensaisons und höherer Pollenallergenität zunehmen. Wenn sich die Zeit, in der Menschen Pollen ausgesetzt sind, verlängert, wird die Allergenvermeidung als Bewältigungsstrategie komplizierter und wirkt sich auf das psychische Wohlbefinden aus.

Die klimabedingten Veränderungen der Aeroallergene und die damit verbundenen ausgelösten allergischen Reaktionen dürften Auswirkungen auf die Asthmaprävalenz und die damit verbundenen medizinischen Kosten (Medikamente, Krankenhausaufenthalte) haben (Anderegg et al., 2021). Darüber hinaus werden hohe Temperaturen und Hitzewellen unter dem sich ändernden Klima voraussichtlich häufiger und länger auftreten, Atemprobleme verschlimmern und die Sterblichkeit von Asthmatikern und anderen Atemwegserkrankungen infolge von Allergien erhöhen (D’Amato et al., 2020). Darüber hinaus kann die Anfälligkeit der Menschen für Virusinfektionen durch die Verschärfung von Atemwegsentzündungen und die Schwächung der Immunantworten, die durch Allergene und Pollen verursacht werden, zunehmen (Gilles et al., 2020).

Grüne Infrastruktur in Städten, die als Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel installiert ist, kann in Zukunft auch die Pollenbelastung und allergische Reaktionen erhöhen (Cheng und Berry, 2013). Eine Fallstudie in 18 Grünflächen in Brüssel hat gezeigt, dass sich das allergene Potenzial städtischer Parks aufgrund der kombinierten Veränderungen der Dauer der Pollensaison, der Allergenität von Pollen und der Sensibilisierungsraten der Bevölkerung voraussichtlich verdoppeln wird (Aerts et al., 2021). Die Berücksichtigung geeigneter Baumarten für städtische Umgebungen ist bei der Gestaltung von Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel und bei der Raumplanung von entscheidender Bedeutung, um eine Verschärfung der Allergierisiken zu vermeiden.

Politische 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 zum Aufbau von Allergierisikosystemen verwendet, die in Polleninformations- oder Frühwarnsystemen verwendet 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 Pollenspiegel gibt es auf Allergenebene keine Routinemessungen, 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, unter denen hohe Luftverschmutzungswerte mit niedrigen Pollenkonzentrationen zusammenfallen (Cabrera et al., 2021).

Die Festlegung allgemeiner Schwellenwerte für Pollenkonzentrationen, die für alle Bevölkerungsgruppen relevant sind, ist schwierig, da die Auswirkungen auf die Gesundheit auch von der Empfindlichkeit einer Person abhängen (Becker et al., 2021). Dennoch können Polleninformationsdienste einzelne Patienten dabei unterstützen, negative Gesundheitsergebnisse zu vermeiden, insbesondere beim Kämmen der Pollenüberwachung und der Dokumentation präziser einzelner Symptome. Beispielsweise könnten Smartphone-Anwendungen, die individuelle Symptomdaten und Pollenkonzentrationen kombinieren, verwendet werden, um persönliche Pollenschwellen zu bestimmen und die Auswirkungen auf die Gesundheit 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 der Pollen zu diagnostizieren, die die Allergie verursachen, und vor Beginn der Pollensaison mit Allergiemedikamenten zu beginnen. Während der Pollensaison basiert die Symptomprävention und -bewältigung hauptsächlich auf der Vermeidung der Exposition gegenüber Allergenen. Die Empfehlungen reichen von der Vermeidung, im Freien zu sein, Sonnenbrillen zu tragen, Kleidung draußen zu trocknen, Fenster geschlossen zu halten und andere. Die EAACI hat eine eigene Website für Patienten mit Empfehlungen, und mehrere Länder haben auch nationale Patientenorganisationen, die Allergiepatienten beraten können.

Raumplanungserwägungen

Die Einrichtung hypoallergener Grünflächen in und in der Nähe von Städten durch eine sorgfältige Auswahl von Baumarten (Aerts et al., 2021) kann die Prävalenz von Pollenallergien verringern. Welche Baumart geeignet ist, hängt von der Lokalität ab, und die Wahl sollte die projizierten klimatischen Veränderungen berücksichtigen. Die Entfernung allergener Bäume aus bestehenden Grünflächen wird nicht empfohlen, um die biologische Vielfalt und die Ökosystemleistungen zu erhalten und unter anderem die Anpassung an hohe Temperaturen unter dem Klimawandel zu unterstützen (Aerts et al., 2021).

Kontrollmaßnahmen

Die jüngste Invasion durch den gemeinen hochallergenen Ragweed (Ambrosia)veranlasste mehrere europäische Länder, chemische und mechanische Kontrollmethoden zu entwickeln und umzusetzen. Außerdem enthält die EU-Richtlinie 2002/32/EG über unerwünschte Stoffe in der Tierernährung einen rechtlichen Standard für die Konzentration von Ambrosia-Samen in Futtermitteln, um eine weitere Ausbreitung der Pflanze zu verhindern. Ebenso dürfen Saatgutmischungen für Vögel nicht mehr als 50 Milligramm Ambrosia-Samen pro Kilogramm enthalten.

Der Einsatz eines biologischen Bekämpfungsmittels gegen Ambrosia, wie des nordamerikanischen Blattkäfers, könnte das Auftreten von Ambrosia in Europa reduzieren und die Anzahl der Patienten um etwa 2,3 Millionen und die Gesundheitskosten um 1,1 Milliarden Euro pro Jahr senken (Schaffner et al., 2020). Die Einführung biologischer Bekämpfungsmittel kann jedoch negative Auswirkungen auf die biologische Vielfalt haben, indem sie Nichtzielkulturen und einheimische Pflanzenarten schädigt, und sollte mit Vorsicht angegangen werden.

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