Die Umweltprobenbank für Human-Organproben Münster

Die Umweltprobenbank für Human-Organproben Münster (UPB-Hum) ist Teil der Umweltprobenbank des Bundes, in der Umwelt- und Humanproben gesammelt, auf umweltbezogene Stoffe untersucht und bei tiefer Temperatur gelagert werden, damit sie jederzeit in unverändertem Zustand verfügbar sind. Die UPB-Hum ist im Haushalt des BMU unter der Aegide des Umweltbundesamtes Berlin logistisch in die Medizinischen Einrichtungen der Westfälischen Wilhelms-Universität als selbständige Institution eingebunden. Die Umwelteinflüsse auf den Menschen, die in der persönlichen Belastung erkennbar sind, werden in der Umweltprobenbank für Human-Organproben nach entsprechender standardisierter Gewinnung durch analytische Untersuchungen und in der Dokumentation des individuellen Lebens festgehalten und dann zusätzlich unter verlässlichen Bedingungen für eine spätere Nutzung aufbewahrt. Unter strenger Gewährleistung des Datenschutzes werden Informationen zur Probenbeschreibung der Human-Organproben einschließlich der Analysenwerte in der angegliederten Datenbank verwaltet und wissenschaftlich ausgewertet. Die Untersuchungen der Umweltprobenbank für Human-Organproben dienen sowohl einer aktuellen Bestandserhebung als auch langfristig dem Schutz des Menschen in seiner vom ihm selbst gestalteten Umwelt. Für die Belastung des Menschen mit Schadstoffen in Haaren, Blut, Urin, Muttermilch und ähnlichen Proben werden Durchschnittswerte ermittelt. Durch wiederholte Untersuchungen von vergleichbaren Personengruppen in regelmäßigen Zeitabständen lassen sich langfristig Trends analysieren. Die Feststellung solcher Langzeittrends in der Belastung des Menschen ist wichtig für die Entwicklung gesetzlicher Maßnahmen und deren Erfolgskontrolle. Die Konzentrationen der zur Zeit als Schadstoffe bekannten Substanzen werden laufend überwacht, so daß frühzeitig bestehende Zusammenhänge zum Auftreten bestimmter Krankheiten erkennbar werden. Mit der Langzeit-Lagerung der gesammelten Proben unter verläßlichen Bedingungen wird die Voraussetzung geschaffen, auch zu irgendeinem späteren Zeitpunkt weitere Untersuchungen durchzuführen oder aber nach Jahrzehnten mit verbesserter Meßtechnik zu wiederholen. So werden sich rückschauend Umweltschadstoffe nachweisen lassen, die zum Zeitpunkt der Einlagerung noch nicht bekannt oder noch nicht analysierbar waren oder nicht für bedeutsam gehalten wurden.

Entwicklung: 1974 Voruntersuchungen zur Tiefkühllagerung von Human-Organproben an der Universität Münster 1976-1983 Pilot- und Erprobungsphase zur wissenschaftlichen und technischen Realisierung einer Umweltprobenbank 1984 Aufnahme des Dauerbetriebs der Umweltprobenbank für Human-Organproben in Münster ab 1994 Ausbau zum Vollbetrieb durch in zeitlichem Abstand gestaffelte Aufnahme der Probenahme in potentiell belasteten (z.B. Halle), gemischt belasteten (z.B. Münster, Ulm) und wenig belasteten (z.B. Greifswald) Gebieten der BRD

Lager: Die Umweltprobenbank für Human-Organproben Münster verfügt bereits seit 1980 über eine damals einzigartige begehbare Tiefkühlkammer von 34 m³. Seit 1996 stehen mit einer zweiten Tiefkühlkammer insgesamt 65 m³ als zentrale Bank für die Langzeitlagerung von Humanproben zur Verfügung. Hier lagern bei -80 bis -85° C bis heute ca. 300.000 Einzelproben, und jedes Jahr kommen neue Proben hinzu. Für die Aufrechterhaltung der Dauertieftemperatur in den Kühlkammern sorgt ein abgestuftes mehrfach abgesichertes Kühlsystem: Es sind jeweils zwei Kühlgeneratoren im Einsatz, wobei jeder allein in der Lage ist, die nötige Temperatur zu halten. Die Generatoren können bei Ausfall der allgemeinen Stromversorgung durch ein Notstromaggregat versorgt werden; sollte das Notstromaggregat ausfallen, kann flüssiger Stickstoff von -196°C direkt in die Kühlkammern eingeleitet werden.

Analysen:Neben der Langzeitlagerung von Proben gehört die Duchführung von Schadstoffanalysen beim Menschen zu den bedeutenden Aufgaben der Umweltprobenbank für Human-Organproben. Mit modernen Geräten können winzigste Spuren von Schadstoffen in Blut, Urin oder Haaren nachgewiesen werden, so etwa Schwermetalle, Pestizide oder Holzschutzmittel. Die Analysen müssen sehr genau sein, damit geringe Änderungen in der Schadstoffbelastung des Menschen frühzeitig erkannt werden können.

Ergebnisse: Die seit 1985 jährlich durchgeführte Schadstoffbeobachtung beim Menschen konnte bei keinem der meßbaren Schadstoffe eine Zunahme der Belastung feststellen. Einige Stoffe, so z.B. Arsen, Cadmium und Quecksilber, blieben in ihren Konzentrationen nahezu unverändert, andere zeigten eine deutliche Abnahme der Belastung, vor allem als Folge gesetzlicher Regelungen und Verbote. Der mittlere Bleigehalt im Blut sank von etwa 80 ng/ml (1984) innerhalb von ca. 15 Jahren auf 25 ng/ml (1997/98) als direkte Folge des Benzin-bleigesetzes von 1971, zuletzt geändert 1994, das in den vergangenen Jahren zu einer stufenweisen Reduzierung des Bleigehaltes im Ottomotor-Kraftstoff führte. Von 1985 bis 2000 ging die Belastung des Menschen durch Hexachlorbenzol (HCB) und das Holzschutzmittel Pentachlorphenol (PCP) um mehr als 90% zurück. Im einzelnen ist der mittlere HCB-Gehalt im Blut von 2,5 auf 0,3 Nanogramm (milliardstel Gramm) pro Milliliter (cm³) zurückgegangen; die PCP-Belastung im Mittel von 30 auf nur noch 3 Nanogramm pro Milliliter Blut. Beide Stoffe sind chemisch verwandt, schwer abbaubar und für den Menschen gesundheitsschädlich. Sie sind inzwischen verboten. HCB wurde früher als Weichmacher und Saatbeizmittel verwendet. PCP hat pilztötende Wirkungen und wurde vor allem als Holzschutzmittel eingesetzt. Seit 1990 wurde die Beobachtung der allgemeinen Schadstoffbelastung des Menschen auf die Gebiete der neuen Bundesländer ausgeweitet und besonders intensiv untersucht. So wurden allein 1995 in Greifswald, Magdeburg, Sauen (Kreis Beeskow) und zweimal in Halle (Saale) Probenahmetermine durchgeführt und Blut, Haare und Urin auf Schadstoffe untersucht. Noch 1990 waren die Blutproben in den neuen Bundesländern erkennbar um rund 20% stärker mit HCB und PCP belastet als die aus den alten Ländern. 1996/97 konnten bei vergleichenden Untersuchungen in den alten und neuen Bundesländern für die gemessenen Schadstoffe - Schwermetalle, Pentachlorphenol, Hexachlorbenzol und Polychlorierte Biphenyle (PCBs) - keine Unterschiede in der Belastung mehr festgestellt werden. Offenbar haben in dieser für Umweltfaktoren sehr kurzen Regelzeit" die erheblichen Sanierungsmaßnahmen gut gegriffen. Weitere wissenschaftlich und praktisch bedeutsame Erkenntnisse zum vorbeugenden Gesundheitsschutz haben sich aus dem Betrieb der UPB-Hum ergeben: So ist die Belastung mit HCB und PCBs im Blut geschlechtsspezifisch signifikant unterschiedlich; Frauen haben im Mittel um 30% höhere HCB-Werte, dafür aber um 20% niedrigere PCB-Werte als Männer. Die Belastung mit PCBs ist stark altersabhängig. So haben etwa 60jährige - im Westen wie im Osten - dreimal soviel Polychlorierte Biphenyle im Blut wie Zwanzigjährige.

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. med. Dr. h.c.mult. Fritz H. Kemper, Dr. Rolf Eckard, Dipl. Inf. Marek Oganowski

Veröffentlichungen:

Kemper, F.H., R. Eckard, A. Günsel, M. Oganowski, D.Afhüppe: Betrieb einer Umweltprobenbank für Human-Organproben 1999

Kemper, F.H., R. Eckard, A. Günsel, M. Oganowski, D.Afhüppe: Betrieb einer Umweltprobenbank für Human-Organproben 2000