Desinfektionssprays: Neue Forschung zu Lungenschäden durch QACs

Sprühdesinfektionsmittel sind allgegenwärtig – in Küchen, Bädern, Schulen und Spitälern – und die meisten Menschen verwenden sie, ohne lange darüber nachzudenken.

Neue Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass die Art ihrer Anwendung wichtiger sein könnte als bislang angenommen. In Labortests verursachte das Einatmen gängiger Reinigungschemikalien deutlich stärkere Lungenschäden als das Schlucken derselben Stoffe.

Die Ergebnisse bedeuten nicht, dass auf Desinfektion verzichtet werden sollte. Sie werfen jedoch neue Fragen zu einer wesentlichen Lücke in den Sicherheitsannahmen auf – insbesondere dazu, was geschieht, nachdem diese Chemikalien in die Luft gesprüht wurden.

Was nach dem Versprühen geschieht

In Versuchen mit Mäusen traten die Schäden bei Dosen auf, die weit unter jenen lagen, welche mit Studien zur Aufnahme durch Schlucken in Verbindung stehen.

Gino Cortopassi von der University of California, Davis (UC Davis), führte die Verletzungen auf Inhaltsstoffe zurück, die in üblichen Desinfektionsmitteln verwendet werden.

Die Blutkonzentrationen erreichten ungefähr denselben Bereich, der zuvor bei Menschen gemeldet worden war. Damit wird die Belastung der Lunge mit der chemischen Belastung verknüpft, die ausserhalb des Labors bereits nachgewiesen wurde.

Diese Überschneidung klärt das Risiko für Menschen zwar nicht abschliessend, rückt aber den Aufnahmeweg in den Mittelpunkt der entscheidenden Frage.

Desinfektionsmittel sind mehr als Oberflächenreiniger

Diese Desinfektionsmittel zählen zu einer Gruppe namens quartäre Ammoniumverbindungen, kurz QACs, die häufig in Reinigungsprodukten eingesetzt werden.

Für sich genommen gehen sie nicht leicht in einen gasförmigen Zustand über. Beim Versprühen zerfallen sie jedoch in winzige Tröpfchen, die eingeatmet werden können und tief in die Lunge gelangen.

QACs kommen zudem nicht nur in Reinigern vor. Sie finden sich auch in Produkten wie Herbiziden, Nasensprays, Mundspülungen, Trocknertüchern und Weichspülern. Menschen könnten ihnen daher häufiger ausgesetzt sein, als ihnen bewusst ist.

Diese breite Verwendung hat Bedenken ausgelöst. Eine Studie wies QACs bei 80 Prozent der getesteten Personen nach; höhere Konzentrationen standen dabei mit einer verringerten Energieproduktion in den Zellen in Zusammenhang.

Belastung im Blut verfolgen

Die neue Untersuchung zeigte, dass die Konzentrationen dieser Chemikalien im Blut nach der Exposition rasch abnahmen. Das legt nahe, dass sie sich schnell bewegen: Sie gelangen über die Lunge in den Körper und verteilen sich anschliessend über die Blutbahn.

Deshalb ist der Zeitpunkt entscheidend. Erfolgt eine Blutuntersuchung zu spät, kann die Belastung gering erscheinen, obwohl die Werte kurz nach dem Einatmen deutlich höher gewesen sein könnten.

Mäusestudien können das Risiko für Menschen zwar nicht vollständig vorhersagen, helfen aber zu erklären, wie versprühte Reiniger aus der Luft in den Körper gelangen können.

Manche Desinfektionssprays sind schädlicher

Die Studie stellte zudem wesentliche Unterschiede sowohl zwischen den Chemikalien als auch zwischen einzelnen Tieren fest.

Ein Inhaltsstoff, Didecyldimethylammoniumchlorid, erwies sich als schädlicher als Benzalkoniumchlorid, wenn beide in derselben Dosis in die Lunge gelangten.

Er führte bei Mäusen zu mehr Todesfällen und zu höheren Mengen an Protein und Zelltrümmern in der Lungenflüssigkeit – deutliche Hinweise auf stärkere Schäden an den Lungenbläschen. Auch Immunzellen strömten schneller ein, während spätere Gewebeproben mehr Schwellungen und Störungen zeigten.

Diese Unterschiede sprechen dafür, dass Produkte mit ähnlichen Etiketten nicht zwangsläufig dieselben Risiken bergen. Die Forschenden stellten ausserdem fest, dass männliche Mäuse bei gleichen Expositionswerten eher starben als weibliche.

Die Blutdaten lieferten eine mögliche Erklärung. Weibliche Mäuse schienen Benzalkoniumchlorid schneller aus der Lunge in den Blutkreislauf zu transportieren. Das könnte die Zeit verkürzen, in der die Chemikalie im Lungengewebe verbleibt und Schäden verursacht.

Dieses Muster erklärte die Auswirkungen der zweiten Chemikalie allerdings nicht vollständig. Geschlechtsspezifische Unterschiede sind daher weiterhin nicht komplett verstanden.

Wie die Lungenschäden entstehen

Beim Schlucken dieser Verbindungen bleibt ein grosser Teil von ihnen ausserhalb des Körpers, beim Einatmen ist die Situation jedoch grundlegend anders. Erreichen versprühte Tröpfchen die Lunge, kommen sie unmittelbar mit empfindlichem Gewebe in Berührung, das für einen raschen Gasaustausch ausgelegt ist. Dadurch sind die Lungen besonders anfällig.

Die Forschenden vermuten, dass Mitochondrien beteiligt sind – jene Bestandteile der Zellen, die Energie erzeugen. Diese Desinfektionsmittel scheinen diese Systeme zu stören.

Fehlt den Zellen Energie, können sie schützende Barrieren nur schwer aufrechterhalten. Infolgedessen können Flüssigkeit und Immunzellen in das Lungengewebe austreten, was Entzündungen und Verletzungen verstärkt.

Beim Menschen ist dieser Ablauf noch nicht vollständig bestätigt, doch er hilft zu erklären, weshalb sich eingeatmete Stoffe so anders verhalten als geschluckte.

Daten aus der Praxis weisen in dieselbe Richtung. In Einrichtungen des Gesundheitswesens wurde eine QAC-Exposition mit einem 7,5-fachen Anstieg von ärztlich diagnostiziertem Asthma in Verbindung gebracht.

Eine weitere Studie mit 73.262 US-amerikanischen Pflegekräften ergab, dass eine hohe Belastung durch Desinfektionsmittel mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) assoziiert war.

Diese Studien belegen nicht, dass in Haushalten dieselben Effekte auftreten. Sie legen jedoch nahe, dass wiederholtes Einatmen tatsächliche Risiken für die Atemwege bergen kann.

Offene Fragen bleiben

Bei Menschen erfolgt die Exposition üblicherweise wiederholt in niedrigen Mengen über Monate oder Jahre und nicht als einzelne akute Dosis, wie sie Mäusen verabreicht wurde.

Auch hier ist der Zeitpunkt von Bedeutung: Da die Chemikalien im Blut der Mäuse rasch abnahmen, könnte eine späte Probenentnahme eine geringere Belastung vortäuschen.

Ausserdem untersuchten die Forschenden nur zwei Inhaltsstoffe. Andere Vertreter dieser chemischen Gruppe könnten sich in der Lunge anders verhalten.

Diese Lücken verhindern, dass die Studie das Risiko für Menschen abschliessend beurteilt. Zugleich bestimmen sie, welche Experimente nun besonders wichtig sind.

Das Risiko luftgetragener Reiniger

Luftgetragene Tröpfchen sind die entscheidende Veränderung. Derselbe Desinfektionsstoff kann daher ein völlig anderes Risiko darstellen, wenn er versprüht statt ausgegossen oder aufgewischt wird.

Dieser Unterschied ist besonders in Wohnungen, Schulen, Spitälern und öffentlichen Verkehrsmitteln bedeutsam, wo wiederholtes Reinigen solche Tröpfchen in gemeinsam genutzter Innenraumluft zirkulieren lassen kann.

„Wir müssen hinterfragen, ob wir wirklich all diese QAC-basierten Desinfektionssprays in der Umwelt haben wollen“, sagte Cortopassi.

Die Befunde sprechen nicht dafür, die Desinfektion vollständig einzustellen. Sie stellen jedoch die lange vertretene Annahme infrage, dass eingeatmete Belastungen geringfügig seien.

Reinigungschemie erscheint damit weniger als reine Frage der Oberflächen und stärker als ein Problem der Atemwegsbelastung, das durch luftgetragene Tröpfchen ausgelöst wird.

Künftige Studien müssen sich auf chronische, für Menschen relevante Expositionswerte konzentrieren. Dennoch erschwert diese Mäuseforschung bereits jetzt, die mit dem Versprühen verbundenen Risiken abzutun.