Pyrethroide im Wohnbereich

Quelle: UMB und BAGS/G5 Hamburg Stand 1994

1 Einleitung
1.1 Grundlagen

Pyrethroide sind synthetische Abkömmlinge der Pyrethrine, einer insektiziden Wirkstoffgruppe, die aus den getrockneten Blüten von Chrysanthemen gewonnen werden.

Da Pyrethrine sehr schnell unter dem Einfluß von UV-Licht und Luft zerfallen, wurden durch Veränderung der chemischen Struktur, z. B. durch den Einbau von Chloratomen, von Bromatomen oder einer Cyanogruppe, die Wirksamkeit und Wirkdauer erhöht. Die ersten synthetischen Pyrethroide wurden in der 50er Jahren, das Permethrin seit 1973 hergestellt.

Die Pyrethroide sind nach den chlorierten zyklischen Kohlenwasserstoffen (z. B. DDT, Lindan), den organischen Phosphorsäureestern (Alkylphosphate) und Carbaminsäureestern (Carbamaten) die Insektizide der 4. Generation. Die sehr hohe insektizide Wirkung bei vergleichsweise geringer Säugetiertoxizität hat dazu geführt, daß diese Substanzgruppe mittlerweile ein breites Anwendungsgebiet hat . Ihr Anteil am Insektizidweltmarkt wird auf 30% geschätzt.

Typ I

Wirkstoff 	Persistenz

Allethrin 		2-5 Tage 
Permethrin 		< 1 Jahr 
Tetramethrin 
Cismethrin 
Bioresmethrin 	3-7-Tage
Phenothrin 

Typ II

Deltamethrin		<1/2 Jahr
Cypermethrin
Cyfluthrin 
Fenvalerate
Cyhalothrin
Fenpropanate


In der Landwirtschaft setzt man Pyrethroide gegen Pflanzenschädlinge (Blattläuse, Schildläuse, Spinnmilben etc.) sowie gegen Vorratschädlinge (Mehlkäfer, Mehlmotten etc.) ein. Im häuslichen Bereich werden Pyrethroide hauptsächlich gegen Holzschädlinge (Holzwurm, Hausbock), gegen Textilschädlinge (Motten, Teppichkäfer), gegen Ektoparasiten (Hunde- und Katzenflöhe) und zur Eliminierung von Lästlingen (Fliegen, Mücken, Schaben, Silberfischen etc.) verwendet.

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1.2 Wirkung auf Insekten

Pyrethroide wirken bei Insekten als Kontaktgifte, die über die Sinnesorgane, die Gelenkspalten und die Kutikula in den Insektenkörper eindringen. Der Wirkungsmechanismus beruht auf einer speziesunabhängigen Verlängerung des physiologischen Na+Einwärtsstroms an den Nervenmembranen. Dadurch kommt es zu repetitiven Entladungen an den Nervenmembranen, die sich als krampfartige Bewegungen mit nachfolgenden Lähmungserscheinungen der Insekten manifestieren. Die Symptome zeigen sich im Vergleich zu anderen Insektiziden sehr schnell (knock down effect), während der Tod häufig erst verspätet eintritt. Unter Umständen erholen sich die Insekten auch wieder, da die Wirkstoffe im Körper abgebaut werden. Um eine schnelle Metabolisierung der Pyrethroide zu verhindern, wird z. T. Piperonylbutoxid (PBO) dem Präparat zugesetzt.

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1.3 Wirkungen der Pyrethroide am Menschen

Für Warmblütler einschließlich dem Menschen werden Pyrethroide im Vergleich zu anderen Insektiziden als wenig toxisch eingestuft. Dies liegt u. a. an der geringen gastrointestinalen und dermalen Resorptionsquote. Eine wesentlich höhere Resorption ist bei vorgeschädigter Haut zu erwarten (Verletzung, Allergien). Außerdem hängt die dermale Aufnahme von der Formulierung des Präparates ab. Die größte Bedeutung kommt der inhalativen Aufnahme zu. Im Säugetierorganismus bewirken Pyrethroide ohne alpha-Cyanogruppe (z B. Permethrin) wiederholte Nervenimpulse von kurzer Dauer, solche mit alpha-Cyanogruppe langanhaltende Folgen repetitiver Entladungen. Diese ruft unterschiedliche neurotoxische Syndrome hervor (T-Syndrom mit Tremor des gesamten Körpers bzw. CS-Syndrom mit Choreoathetose und Salivation).

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1.3.1 Toxikokinetik

Aufgenommene Pyrethroide werden im Organismus relativ rasch vor allem in der Leber enzymatisch zu Cyclopropancarbonsäureverbindungen und 3-Phenoxy-benzoesäure abgebaut und überwiegend renal eliminiert. Die Ausscheidung der Stoffwechselprodukte erfolgt biphasisch mit Eliminationshalbwertzeiten in der 1. Phase im Stundenbereich und in der 2. Phase von Tagen bis Wochen. Aufgrund guter Fettlöslichkeit lassen sich die Pyrethroide in der 2. Phase bevorzugt im Fettgewebe nachweisen, nicht oder nur in geringen Spuren dagegen im Nervengewebe. Dem widerspricht ein 1986 von Saleh und Mitarbeitern durchgeführter Versuch, der eine Akkumulation von Pyrethroiden im Gehirn von Hühnern nachgewiesen hat. Der Versuch wurde unter identischen Kautelen nochmals nachgestellt. Nach bisher unveröffentlichten Mitteilungen ließen sich die Ergebnisse von Saleh nicht reproduzieren.

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1.3.2 Akute Vergiftung

Je nach Schweregrad der akuten Pyrethroidintoxikation zeigen sich u. a. folgende Symptome (He, Wang):
__________________________________________________________________
Schweregrad Symptome
__________________________________________________________________
I ausschließlich lokale Effekte an der Haut in Form von Parästhesien
(Kribbeln, Brennen, Juckreiz)
__________________________________________________________________
II wie I, dazu systemische Effekte (Schwindel, Kopfschmerzen,
Übelkeit, Müdigkeit, allgemeine Abgeschlagenheit, Erbrechen)
_________________________________________________________________ III wie I und II, zusätzlich Bewußtseinstrübung, Faszikulationen im
Bereich der Extremitäten
__________________________________________________________________ IV wiederholte konvulsive Attacken, Koma, Lungenödem mit
Todesfolge in seltenen Fällen
__________________________________________________________________

Die dermalen und gastrointestinalen Symptome setzen Minuten bis wenige Stunden nach der Exposition ein, zentralnervöse Effekte können mit einer Latenz von bis zu 48 Stunden auftreten. Nach bisherigen Beobachtungen ist die Symptomatik einer akuten Intoxikation ohne spezifische Therapie innerhalb von Tagen bis Wochen voll reversibel. Die Frage, ob es nach einer akuten Vergiftung zu Langzeitschäden kommen kann, läßt sich an Hand der derzeit zugänglichen Literatur nicht eindeutig beantworten. Im umweltmedizinischen Dosisbereich sind i. d. R. Symptome des Grad I relevant.

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1.3.3 Chronische Vergiftung

Die Frage einer chronischen Toxizität von Pyrethroiden ist z. Zt. Gegenstand sehr kontroverser Diskussionen. Eine chronische Schädigung des Nervensystems durch Pyrethroide ist bisher in der wissenschaftlichen Literatur nicht dokumentiert worden. Nach Szadkowski und Perger sind sämtliche Intoxikationssymptome auch bei länger Exponierten voll reversibel. Ebenfalls liegen keine Mitteilungen vor, daß Pyrethroide embryotoxisch, teratogen oder kanzerogen sind. Für einige Pyrethroide ist nach neueren Untersuchungen ein schwach genotoxisches Potential in vitro nachgewiesen Des weiteren zeigten Mäuse, denen in der Perinatalphase subklinische Dosen von Pyrethroiden zugeführt wurden, bleibende neurologische Veränderungen.

In den letzten Jahren häufen sich jedoch Berichte über sehr unspezifische Krankheitssymptome, die mit einer chronischen Pyrethroidexposition in Zusammenhang gebracht werden.

Als mögliche chronische Vergiftungssymptome werden u. a. genannt:


Diese Angaben stützen sich auf Beobachtungen von Müller-Mohnsen, der mehrere hundert "Vergiftungsfälle" dokumentiert hat. Eine Überprüfung dieser Vergiftungsmeldungen hat jedoch ergeben, daß die Dokumentation nur mittels Fragebogen bzw. Telefongesprächen erfolgte und keine differentialdiagnostische Bewertung der Symptomatik und keine Einschätzung der Expositionssituation erlaubt.

Einige dieser Patienten wurden neben anderen Betroffenen in einer vom BgVV (Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin) in Auftrag gegebenen Studie nachuntersucht. In 6 von 23 Fällen konnte ein Zusammenhang zwischen den aufgetretenen gesundheitlichen Beschwerden und einer Pyrethroidexposition als wahrscheinlich angenommen werden. In 8 Fällen wurde das Beschwerdebild als sog. MCS-Syndrom (Multiple Chemical Sensitivity) interpretiert. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, daß es gegenüber Pyrethroiden deutliche interindividuelle Empfindlichkeitsunterschiede gibt und die Empfindlichkeit bei wiederholter Exposition zunimmt.

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2 Diagnostik
2.1 Medizinische Anamnese und körperliche Untersuchung

Bei der Anamnese sind besonders zu berücksichtigen:


Körperliche Untersuchung und weitergehende Diagnostik erfolgen symptomorientiert. Spezifische Empfehlungen können derzeit nicht gegeben werden.

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2.2 Expositionsanamnese

Bezüglich der Expositionsanamnese müssen bestimmt werden:

Karenz- und Reexpositionssituationen in der Vergangenheit müssen erfragt werden, bzw. können entsprechende Versuche veranlaßt werden.

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2.3 Expositionsmessungen
2.3.1 Externe Belastung

In Boden und Wasser werden Pyrethroide rasch durch Mikroorganismen abgebaut, z. T. auch durch UV-Strahlung inaktiviert, woraus eine relativ kurze Halbwertzeit im Außenbereich resultiert. In Innenräumen sind Pyrethroide wegen ihrer spezifischen physikalisch-chemischen Eigenschaften (niedriger Dampfdruck, hohes Adsorptions-verhalten) dagegen sehr persistent. Bei der Analytik zur Erfassung von Innenraumbelastungen durch Pyrethroide können Raumluftmessungen, Wisch- und Materialproben und Untersuchungen des Hausstaubs durchgeführt werden. Pyrethroide sind in der Luft nur kurz nach einer Schädlingsbekämpfungsmaßnahme und beim Einsatz von Elektroverdampfern nachweisbar. Auch bei fehlendem Nachweis in der Raumluft können beispielsweise im Hausstaub hohe Konzentrationen erreicht werden. Die Untersuchung von Hausstaub dient als Screening-Verfahren, um das Vorkommen von Pyrethroiden im Wohnbereich nachzuweisen. Gezielte Wischproben von glatten Oberflächen erlauben eine örtliche Eingrenzung von Kontaminationen.

Da es z. Z. keine standardisierten Probenahmeverfahren gibt, kommen Pyrethroidmessungen aus dem Hausstaub zu stark divergierenden Ergebnissen. Diese werden beeinflußt von den Probenahmebedingungen (beprobte Fläche, Probenahmegerät, verwendeter Filter, Staubfraktion, Lüftung und Reinigung vor der Messung).

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2.3.2 Interne Belastung

Eine Bestimmung von Pyrethroiden im Blut ist zwar möglich, jedoch können sie derzeit nur bei klinisch relevanten Intoxikationen nachgewiesen werden. Ihre Metaboliten im Urin lassen sich nach ersten Beobachtungen teilweise auch bei chronischer Belastung im Wohnbereich nachweisen (derzeitige Nachweisgrenze 0,5 µg/l).

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3 Gesundheitliche Bewertung
3.1 Bewertung der Exposition

Die Messung des Pyrethroidgehalts im Hausstaub dient lediglich der semiquantitativen Abschätzung der Wohnraumbelastung, da das Ergebnis nur im Zusammenhang mit den gewählten Probenahmebedingungen interpretierbar ist. Die vom ehemaligen BGA gegebene Empfehlung, daß die Restmittelmenge der Pyrethroide nach Schädlingsbekämpfungsmaßnahmen im Wohnbereich 1 mg/kg Hausstaub nicht überschreiten sollte, basiert nicht auf der toxikologischen Ableitung einer Schwellenkonzentration für Pyrethroidwirkungen, sondern ist als Vorsorgewert zum Schutz von empfindlichen Personen zu betrachten.

Wisch- und Materialproben dienen nicht der Belastungsabschätzung, sondern nur dem Nachweis einer Kontaminationsquelle.

Das Ergebnis der Metabolitenbestimmung im Urin ist z. Zt. noch nicht bewertbar, da keine Referenzdaten aus der Allgemeinbevölkerung existieren, und die Meßmethode nicht standardisiert ist.

Bei der Bewertung der Expositionssituation müssen die weiteren Inhaltsstoffe der insektiziden Zubereitungen, insbesondere Organophosphate, Carbamate und Lösemittel, die u. U. toxischer sind als der Pyrethroidanteil, berücksichtigt werden.

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3.2 Bewertung gesundheitlicher Folgen

Pyrethroide haben ein hohes sensorisches Reizpotential, wodurch die vielfach geäußerten Haut- und Schleimhautbeschwerden (entsprechend Vergiftungsstadium I nach He) bei Pyrethroidexposition plausibel erscheinen. Typ II-Pyrethroide (mit a-Cyanogruppe) weisen im Gegensatz zum Typ I das ausgeprägtere sensorische Reizpotential auf.

Insbesondere die im Gesichtsbereich auftretenden Paraesthesien lassen sich differentialdiagnostisch von sensiblen Störungen, wie sie etwa durch eine Polyneuropathie hervorgerufen werden, anhand der typischen Lokalisation und der Normalbefunde bei elektrophysiologischen Zusatzuntersuchungen abgrenzen.

Eine chronische neurotoxische Schädigung durch Pyrethroidexposition ist bisher nicht belegt. Von einigen Betroffenen geschilderte Beschwerdebilder werfen die Frage nach einer individuellen Überempfindlichkeit im Sinne des sog. MCS-Syndroms auf.

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4 Fazit und Ausblick

Die Anwendung von langlebigen Pyrethroiden in Innenräumen muß wegen ihrer Persistenz und ihrer nicht abschätzbaren gesundheitlichen Folgen kritisch überdacht werden, sollte in Haushalten grundsätzlich vermieden werden.

Häufig sind nicht-chemische Bekämpfungsmaßnahmen gegen Schädlinge und Lästlinge ausreichend. Falls eine chemische Bekämpfung unumgänglich ist, sollte diese durch eine fachlich qualifizierte Person nach genauer Erhebung der Befallsart gezielt und sachgerecht erfolgen.

Aktuell liegen der Bundesregierung verschiedene Verordnungsentwürfe des BgVV vor. Danach sollen die Warnhinweise für die gewerbliche Anwendung verbessert werden, für den Einsatz im Privatbereich wird eine Einschränkung auf kurzlebige Pyrethroide empfohlen und eine Kennzeichnungspflicht für pyrethroidbehandelte Teppiche eingeführt.

Weiterer Forschungsbedarf besteht hinsichtlich der chronischen Toxizität. Diesbezüglich sind prospektive Studien an beruflich exponierten Personen geplant (z. B. durch das Medizinische Institut für Umwelthygiene/MIU, Düsseldorf). Die in Tierversuchen gewonnenen Hinweise auf persistierende ZNS-Veränderungen durch Pyrethroidexposition in der Perinatalphase erfordern weitergehende Untersuchungen. Außerdem sollen mögliche Potenzierungseffekte bei Kombination von Pyrethroiden mit anderen Insektiziden untersucht werden.

Notwendig erscheint es auch, für Expositionsmessungen sowohl in den Umweltmedien als auch im biologischen Material ein standardisiertes Vorgehen zu entwickeln und Referenzdaten zu erheben.

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Weiterführende Literatur

Appel, KE., Gericke, S. (1993) Zur Neurotoxizität und Toxikokinetik von Pyrethroiden. Bundesgesundhbl. 6:219-228

Appel, KE., Michalak, H. (1994) Zur Toxikologie der Pyrethroide, VDI-Bericht 1122, 401-424

He, F. S., Liu, L., Chen., S., ZKhang, Z., Sun, J. (1989) Clinical manifestations and diagnosis of acute pyrethroid poisoning. Arch. Toxicol. 63:54-58

Hoffmann, G. (1992) Schadwirkungen durch tierische Gesundheitsschädlinge, Insektizide und Akarizide. Bundesgesundhbl. 12:603-612

Institut für Wasser-, Boden- und Lufthygiene des BGA, (1994) Pyrethroide im Hausstaub - eine Übersicht. WaBoLu-Hefte 3/1994

Perger, G., Szadkowski, D. (1994) Wirkungsweise und Toxikologie von Pyrethroiden mit besonderer Berücksichtigung des berufbedingten Expositionsrisikos, Deutsches Ärzteblatt 91: B803-806
Diskussionsbeiträge hierzu, Deutsches Ärzteblatt: 92:C665-C668

Sagunski, H. (1994) Woprkshop D: Innenraum und Schädlingsbekämpfung, Beispiel Pyrethroide, (Zusammenfassung und Diskussion), VDI-Bericht 1122, 445-452

Schulz, J., Schmoldt, A., Schulz, M. (1993) Pyrethroide: Chemie und Toxikologie einer Insektizidgruppe. Pharmazeutische Zeitung 15: 1141-1156

Verein für Arbeits- und Umweltschutz/Bremer Umwelt-Institut (1994) Pyrethroide, Pestizide in Innenräumen. Eigenverlag, Wielandstr. 25, 28 203 Bremen

Wildeboer, B. et. al. (1994) Sanierung pyrethroidbelasteter Innenräume: Möglichkeiten und Grenzen verschiedener Verfahren, VDI-Bericht 1122: 425-438

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