NO2-Tests an Menschen: Sie haben doch alles richtig gemacht!

Bild: mm18965 [CC BY-NC-ND 2.0] / flickr

Die Forscher des Uniklinikums Aachen verstehen in diesen Tagen wahrscheinlich die Welt nicht mehr. Der Dieselskandal war gerade wieder aufgeflammt durch die Meldung, dass VW in den USA Affen Dieselabgase hat einatmen lassen. Und plötzlich kommt heraus, dass auch die Aachener Wissenschaftler in einer von der Automobil-Lobby finanzierten Studie 25 Menschen Stickstoffdioxid (NO2) haben einatmen lassen. Politiker bis hin zur Bundeskanzlerin zeigen sich empört, Volkswagen entschuldigt sich für die Tierversuche. Es herrscht große Aufregung. Dabei haben die Aachener Forscher alles richtig gemacht.

Ethisch vertretbar

Die Untersuchung war von der zuständigen Ethikkommission genehmigt worden. Alle Probanden waren nachweislich gesund, ihr Zustand wurde vor, während und nach der Studie intensiv untersucht. Sie atmeten auch nicht etwa Motorabgase ein, sondern Stickstoffdioxid (NO2), das nur einer von vielen Bestandteilen von Abgasen ist. Die verwendeten NO2-Konzentrationen waren so gering, dass die Probanden ihnen auch ein ganzes Arbeitsleben lang hätten ausgesetzt werden dürfen (fünf Tage pro Woche für je acht Stunden, über einen Zeitraum von 40 Jahren). Ethisch war die Studie also tatsächlich völlig vertretbar. Aber war sie sinnvoll?

Noch nie untersucht worden

Laut Prof. Dr. Thomas Kraus, der an der Studie beteiligt war, ging es darum herauszufinden, ob Stickstoffdioxid in geringen Mengen Langzeitfolgen für die Gesundheit von Menschen hat. Es gibt zwar Grenzwerte für den Schadstoff, aber die basieren offenbar auf lückenhaften Daten. Für Kraus und sein Team Grund genug, die Wissenslücke zu schließen.

Um herauszufinden, wie Stickstoffdioxid auf die menschliche Gesundheit wirkt, nutzten die Forscher einen speziellen Versuchsraum. Dieser Raum wurde entwickelt um die Abgase zu simulieren, die bei Schweißarbeiten entstehen können. Insgesamt untersuchten sie 25 Probanden, die in fünf Gruppen von je fünf Personen aufgeteilt wurden. Jede Gruppe wurde an einem Tag für drei Stunden einer bestimmten NO2-Konzentration ausgesetzt: So atmeten die fünf Personen in den drei Stunden entweder 1,5 ppm, 0,5 ppm, 0,1 ppm oder gar kein NO2 ein.

Schadstoffmengen wie im Alltag

Pures Stickstoffdioxid ist giftig, riecht stechend und ist je nach Temperatur ein rotbraunes Gas. In der diskutierten Studie an Menschen wurden daher Konzentrationen verwendet, die als unbedenklich gelten. Das Bild zeigt ein und dieselbe versiegelte Ampulle mit 99.9 % reinem NO2/N2O4. Die Temperaturen von links nach rechts sind -196 °C, 0 °C, 23 °C, 35 °C und 50 °C. Bild: Eframgoldberg [CC BY-SA 3.0] / Wikimedia Commons

Dabei orientierten sich die Wissenschaftler an relevanten NO2-Werten aus dem Alltag: 0,1 ppm entspricht dem Anteil wie er in der normalen Luft vorkommt. 0,5 ppm ist der Grenzwert für die Maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK), der eine Person 40 Stunden pro Woche ausgesetzt sein darf, ohne Schäden davonzutragen. Der höchste Wert (1,5 ppm NO2) sind 30 Prozent des MAK-Wertes, der vor 2009 in Deutschland gültig war. Dass sie damit den aktuell gültigen Grenzwert um das Dreifache überschreiten, rechtfertigen die Forscher damit, dass die Personen dieser Menge nur kurz ausgesetzt waren.

Die Wissenschaftler untersuchten die Probanden vor und direkt nach der Behandlung: Neben Blutproben analysierten sie auch Speichel und Nasensekret der Probanden, unter anderem nach Entzündungsreaktionen im Körper der Testpersonen. Nach Auswertung aller Daten kamen die Forscher zu dem Ergebnis, dass sie mit ihrer Studie keine Entzündungsreaktionen nachweisen konnten. Das berichteten sie in der Fachzeitschrift International Archives of Occupational and Environmental Health. Dieser Fund ist aber auch wenig verwunderlich.

Noch nicht einmal kein Zusammenhang

Menschen reagieren sehr verschieden auf Umwelteinflüsse und Wirkstoffe. Körpergewicht, Alter, Geschlecht oder auch Tagesform spielen dabei eine entscheidene Rolle. Deshalb ist es wichtig, möglichst viele Individuen zu untersuchen. Wenn das nicht geht, sollte man zumindest versuchen, eine einheitliche Probanden-Gruppe zu bilden über die dann eine Aussage getroffen werden kann.

Die Studie untersuchte nur 25 Personen. Das Alter der Probanden reichte von 18 bis 33 Jahren, das Geschlechterverhältnis war mit 9 Frauen und 16 Männern alles andere als ausgeglichen. Das Gewicht der Probanden erstreckte sich von 58 bis 103 Kilogramm. Das Forscherteam diskutierte inder ihrer Veröffentlichung sogar die Probleme in der Datenauswerung, die sich daraus ergaben.

Vor allem das sogenannte intrathorakale Gasvolumen (das Volumen an Luft, das nach dem Ausatmen in der Lunge verbleibt), ließ sich statistisch kaum auswerten. Für viele statistische Tests müssen die Messpunkte einer Normalverteilung entsprechen. Das dedeutet, dass sie um einen Mittelwert herum streuen. Wenn man beispielsweise Sand aus einer Hand rieseln lässt, dann fällt der Sand nicht immer exakt auf die gleiche Stelle, aber das meiste landet in einem bestimmten Bereich. Hat man nur wenig Sandkörner – sagen wir mal, 25 Stück – kann es schwer sein, den Bereich zu bestimmen, in dem die meisten gelandet sind.

Das Forscherteam stand mit seinen 25 Probanden vor einem ganz ähnlichen Problem. Scheinbar gab es eine Veränderung des Lungenvolumens wenn die Probanden mehr Stickstoffdioxid eingeatmet hatten. Dass diese Veränderung aber statistisch signifikant wäre, konnten die Forscher nicht belegen. Sie mussten es stattdessen vermuten.

Auszug aus der Untersuchung von Stickstoffdioxid an MenschenBild: Brand et al., International Archives of Occupational and Environmental Health, 2016, (89:6), 1017-1024

Was war nochmal die Forschungsfrage?

Die Forscher gehen daher nicht davon aus, dass NO2 unter den von ihnen untersuchten Bedingungen negative Auswirkungen auf Menschen hätte. Bei der dünnen Datenlage ist selbst das mutig formuliert, aber sachlich korrekt. Was diese vierwöchige Studie aber über Langzeitfeffekte von NO2 auf Menschen aussagen soll, kann Prof. Kraus selbst nicht beantworten. Denn darum ging es ja eigentlich.

„Therefore, with our study design, we were not able to identify significant inflammatory reactions that could explain the epidemiological findings []“ – Brand et al., International Archives of Occupational and Environmental Health, 2016, (89:6), 1017-1024

Dieses wenig aussagekräftige Ergebnis zu veröffentlichen, war aus wissenschaftlicher Sicht ein richtiger Schritt. Denn nur so kann die Arbeit diskutiert werden. Die Automobil-Lobby, die diese Forschung gefördert hat, dürfte es auch gerne gesehen haben.

Alles richtig gemacht

Für die Forscher sind die Industriegelder ebenfalls wichtig. Viele Drittmittel zu bekommen, ist in der Wissenschaft auch ein wichtiger Gradmesser für Erfolg. Die Forschung wurde sauber und nach ethischen Gesichtspunkten durchgeführt, präzise beschrieben, korrekt ausgewertet und transparent veröffentlicht. Die Forscher haben tatsächlich alles richtig gemacht. Die Kritik an dieser Arbeit ist dennoch berechtigt.

Ein weiterer Trost für die Forscher könnte sein, dass die große Aufmerksamkeit ihren Altmetric-Score in die Höhe treibt. Denn eine möglichst große Aufmerksamkeit für die Forschung ist das wichtigste Maß des wissenschaftlichen Erfolgs. Und die haben die Wissenschaftler allerdings bekommen.

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