Chlorpyrifos: Wie ein Pestizid Parkinson auslösen kann

Eine weit verbreitete Chemikalie mit ungewöhnlichen Folgen

Parkinson ist die am schnellsten wachsende neurologische Erkrankung weltweit, und Wissenschaftler vermuten seit langem, dass Umwelteinflüsse eine wichtige Rolle bei der Auslösung spielen. Eine wachsende Zahl von Forschungsergebnissen deutet nun auf einen bestimmten Übeltäter hin: Chlorpyrifos, ein Pestizid, das seit Jahrzehnten auf Nutzpflanzen gesprüht wird und in weiten Teilen der Welt in der Landwirtschaft noch immer weit verbreitet ist.

Eine große Studie der UCLA ergab, dass Menschen mit der höchsten langfristigen Chlorpyrifos-Exposition ein 2,74-fach höheres Risiko hatten, an Parkinson zu erkranken, als Menschen mit minimaler Exposition. Um zu verstehen, wie diese Chemikalie wirkt – und warum sie so gefährlich für das Gehirn ist – ist ein genauerer Blick auf die Krankheit und die Verbindung selbst erforderlich.

Was ist Parkinson?

Parkinson ist eine fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, die durch das allmähliche Absterben von Dopamin-produzierenden Neuronen in einer Region des Gehirns namens Substantia nigra verursacht wird. Dopamin ist ein chemischer Botenstoff, der hilft, reibungslose, kontrollierte Bewegungen zu koordinieren. Wenn der Dopaminspiegel sinkt – typischerweise nachdem etwa 60–80 % dieser Neuronen verloren gegangen sind – treten die charakteristischen Symptome auf: Zittern, Muskelsteifheit, Verlangsamung der Bewegungen und beeinträchtigtes Gleichgewicht.

Fast eine Million Amerikaner leben derzeit mit Parkinson, und die Zahl der Fälle weltweit steigt weiter an. Während das Alter der größte Risikofaktor ist, erklären genetische Faktoren allein nur etwa 10 % aller Fälle. Die Mehrheit scheint eine Kombination aus genetischer Veranlagung und Umweltauslösern zu beinhalten – und genau hier kommt Chlorpyrifos ins Spiel.

Was ist Chlorpyrifos?

Chlorpyrifos ist ein organophosphathaltiges Insektizid, das erstmals 1965 in den Vereinigten Staaten zur Verwendung zugelassen wurde. Es wirkt, indem es ein Enzym namens Acetylcholinesterase hemmt, wodurch das Nervensystem von Insekten gestört und diese abgetötet werden. Jahrzehntelang galt es als Arbeitspferd der modernen Landwirtschaft und wurde auf Mais, Sojabohnen, Obstbäume und eine Vielzahl anderer Nutzpflanzen ausgebracht.

Seine Verwendung in Haushalten – in Produkten wie Insektensprays – wurde in den Vereinigten Staaten im Jahr 2001 verboten, nachdem Beweise für Schäden an den sich entwickelnden Gehirnen von Kindern aufgetaucht waren. Die Verwendung in der Landwirtschaft wurde 2021 weiter eingeschränkt. Trotzdem wird Chlorpyrifos weiterhin auf amerikanischen Farmen eingesetzt und international noch häufiger verwendet. In der Europäischen Union und im Vereinigten Königreich ist es vollständig verboten, aber Millionen von Landarbeitern und Gemeinden in der Nähe von Farmen sind anderswo weiterhin einer Exposition ausgesetzt.

Wie Chlorpyrifos das Gehirn schädigt

Die von der UCLA geleitete Forschung, die in Molecular Neurodegeneration veröffentlicht wurde, identifizierte einen präzisen biologischen Mechanismus, der erklärt, wie Chlorpyrifos Parkinson-ähnliche Schäden auslöst. Im Mittelpunkt steht ein Prozess namens Autophagie – das zelluläre Abfallentsorgungssystem des Gehirns.

Gesunde Neuronen produzieren ständig falsch gefaltete oder beschädigte Proteine. Die Autophagie wirkt wie ein internes Recyclingprogramm, das diese gefährlichen Materialien abbaut und beseitigt, bevor sie sich ansammeln. Chlorpyrifos stört diesen Prozess und ermöglicht es einem Protein namens Alpha-Synuclein, sich zu toxischen Klumpen zusammenzuballen. Diese Klumpen – bekannt als Lewy-Körperchen – sind ein Kennzeichen der Parkinson-Krankheit und stehen in direktem Zusammenhang mit dem Absterben von Dopamin-Neuronen.

In Mausversuchen entwickelten Tiere, die Chlorpyrifos ausgesetzt waren, Bewegungsprobleme, verloren Dopamin-produzierende Neuronen und zeigten eine erhöhte Entzündung des Gehirns. Als Forscher entweder die Autophagie-Funktion wiederherstellten oder Alpha-Synuclein entfernten, wurden die Neuronen weitgehend geschützt – was bestätigte, dass der Autophagie-Pfad für den Schaden von zentraler Bedeutung ist.

Was die Forschung ergab

Die UCLA-Studie unter der Leitung von Dr. Jeff Bronstein, Professor für Neurologie an der UCLA Health, analysierte Daten von 829 Parkinson-Patienten und 824 gesunden Kontrollpersonen, die alle Teil der langjährigen Parkinson's Environment and Genes (PEG)-Studie der Universität waren. Wissenschaftler glichen die Wohn- und Arbeitsadressen der Teilnehmer mit den detaillierten Aufzeichnungen über den Pestizideinsatz in Kalifornien ab, die bis ins Jahr 1974 zurückreichen.

Die Ergebnisse waren eindeutig. Menschen mit langfristiger Exposition am Wohnort hatten ein 2,5-fach höheres Risiko, an Parkinson zu erkranken. Diejenigen mit der höchsten beruflichen Exposition über die längsten Zeiträume hatten ein fast 2,74-fach höheres Risiko. Das Risiko stieg sowohl mit der Dauer als auch mit der Dosis.

„Diese Studie belegt, dass Chlorpyrifos ein spezifischer Umweltrisikofaktor für die Parkinson-Krankheit ist, nicht nur Pestizide als allgemeine Klasse“, sagte Dr. Bronstein.

Warum es über das Labor hinaus von Bedeutung ist

Die Ergebnisse haben erhebliche Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit. Landarbeiter, insbesondere in Regionen mit hohem Pestizideinsatz und begrenzter behördlicher Aufsicht, stellen eine Bevölkerungsgruppe mit erhöhtem Risiko dar. Auch Gemeinden in der Nähe großer landwirtschaftlicher Betriebe können durch Luft, Wasser und Lebensmittelrückstände chronisch einer geringen Exposition ausgesetzt sein.

Forscher untersuchen nun, ob Medikamente, die die Autophagie verstärken, Neuronen vor Chlorpyrifos-bedingten Schäden schützen könnten – ein Forschungsansatz, der neue Wege zur Prävention und Behandlung von Parkinson eröffnen könnte. In der Zwischenzeit verleiht die Studie den Forderungen nach strengeren globalen Beschränkungen für Organophosphat-Pestizide erhebliches Gewicht, insbesondere in Ländern, in denen Chlorpyrifos weiterhin uneingeschränkt eingesetzt wird.

Das größere Bild

Parkinson ist unheilbar, und die bestehenden Behandlungen lindern die Symptome, ohne die Neurodegeneration zu verlangsamen. Die Identifizierung – und Beseitigung – vermeidbarer Umweltauslöser ist daher eines der wirksamsten Instrumente, die die Medizin zur Verfügung hat. Chlorpyrifos ist nicht das einzige Pestizid, das mit dem Parkinson-Risiko in Verbindung gebracht wird, aber die Präzision der UCLA-Ergebnisse macht es zu einem der am besten verstandenen. Die Reduzierung der Exposition, wo immer dies möglich ist, ist ein konkreter Schritt, den politische Entscheidungsträger und Einzelpersonen heute unternehmen können.