Neuausrichtung der Muttermilchuntersuchung als zielgerichtetes Belastungsmonitoring und als Möglichkeit des präventiven Gesundheitsschutzes

Zielsetzung

Seit einiger Zeit sind die Muttermilchuntersuchungen auf chlororganische Substanzen deutlich rückläufig. Diese Tendenz spiegelt die weit verbreitete Meinung wieder, dass derartige Untersuchungen nicht erforderlich und nicht mit den gesundheitspolitischen Zielen vereinbar zu sein scheinen, die Stilldauer bei Müttern auf möglichst sechs Monate zu steigern und eine hohe Stillprävalenz in der Bevölkerung zu erzielen. Zudem hat sich der ursprüngliche Ansatz, Muttermilchuntersuchungen als Grundlage für eine individuelle Stillempfehlung bei der Mutter heranzuziehen, als nicht zielführend erwiesen, weshalb er in dieser Form nicht weiter verfolgt werden sollte. Vor diesem Hintergrund ist Ziel dieses Pilotprojektes, Fachkreise wie Stillberaterinnen, niedergelassene Ärzte und Institutionen dafür zu gewinnen, die Muttermilchuntersuchung als notwendiges Instrument des präventiven Gesundheitsschutzes und unverzichtbares Frühwarnsystem im Rahmen der "Beobachtung der Umweltentwicklung" zu sehen.

Diese veränderte Betrachtungsweise aller Beteiligten soll Grundlage für die Schaffung eines langfristig stabilen Monitoringprogrammes sein. Um es zu verankern, wurden zwei sich ergänzende Ansätze verfolgt:

1. Neuausrichtung der Muttermilchuntersuchung im Rahmen eines zu entwickelnden Präventionskonzeptes zum Stillen

Im Zentrum des Konzeptes stand das Ziel "Stillförderung". Das Gesundheitsministerium weist bisher zwar auch schon im Rahmen der allgemeinen Aufklärung der Bevölkerung auf die Vorteile des Stillens hin, doch präventive Initiativen zur gezielten Förderung der Stillbereitschaft bei Frauen und zur Verlängerung der Stillzeiten gab es bisher nicht. Diese Präventionsansätze bieten sich an als sinnvolle Ergänzung im Hinblick auf die geplante bayerische Präventionsoffensive mit den vorrangigen Zielsetzungen "Adipositasprävention" und "gesunde Lebensstile in gesunden Lebenswelten". Ausschließliches Stillen in den ersten vier bis sechs Lebensmonaten ermöglicht Kindern den besten Start in eine gesunde Lebenswelt und schafft einen optimalen Schutz vor Krankheiten und krankheitsfördernden Umständen wie z. B. Übergewicht. Zum anderen unterstützt Bayern damit die Aktivitäten der Nationalen Stillkommission und setzt den Aktionsplan der WHO zur Stillförderung in Europa um, der im Jahr 2005 begann [BfR, 2004; EU 2004].

In diesem Zusammenhang beteiligte sich das LGL an verschiedenen Förderaktionen wie Weltstillwochen und führte zwei Forschungsprojekte durch:

2. Pilotphase zur Schaffung eines aussagekräftigen Frühwarnsystems durch Anpassung der Muttermilchuntersuchung

Die Neuausrichtung der Muttermilchuntersuchung wird vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit (StMUG) gefördert, um ein aussagekräftigen Frühwarnsystem zu schaffen. Die Anzahl der in den vergangenen Jahren in Bayern durchgeführten Muttermilchuntersuchungen ist nicht mehr geeignet, ausreichend gesicherte Hinweise auf das aktuelle Belastungsniveau zu geben. Auch erscheint das Spektrum der untersuchten Substanzen aus toxikologischer Sicht nicht mehr zeitgemäß. Daher müssen im Neukonzept die Auswahlkriterien überprüft und der Probenumfang sowie das Schadstoffspektrum neu festgelegt werden.

Die Neuauswahl dieser Schadstoffe erfolgte anhand folgender Kriterien:

  • Hinweise auf Belastungen mit diesen Fremdstoffen in der wissenschaftlichen Fachliteratur,
  • gesundheitliche Bedeutung der Fremdstoffe,
  • Eignung als Gesundheits- und Umweltindikator für kontinuierliche zeitliche Trendanalysen,
  • Möglichkeit der Belastung des Säuglings in der wissenschaftlichen Literatur zumindest vermutet.

Umsetzung

Untersuchungsprofil

Die bisherigen internen Diskussionen haben zu einem vorläufigen Untersuchungsansatz geführt, der vereinfacht in der folgenden Abbildung dargestellt ist.

Untersuchungsansatz

Abbildung 1: Untersuchungsansatz

  • Bewährtes: Die Analytik auf Standard-PCB-Kongenere gehört seit Langem zum Repertoire im Rahmen von Muttermilchuntersuchungen. Da Daten aus Bayern seit 1985 vorliegen, eignen sich diese Parameter gut zur Trendanalyse. Sie spiegeln gleichzeitig auch den Konzentrationsverlauf der klassischen Organochlorpestizide wieder.
  • Bedeutsames: Aus toxikologischer Sicht kommt den dioxinähnlichen PCB-Kongeneren sowie den Polychlorierten Dioxinen und Furanen (PCDD/PCDF) große Bedeutung zu. Nach dem Konzept der WHO aus dem Jahre 1998 müssen die 12 dioxinähnlichen PCB-Kongenere zusammen mit den PCDD/PCDF in die Berechnung der Gesamt-Toxizitätsäquivalente (TEQ), einem Maß für die toxische Wirkung der Substanzklassen, eingehen [WHO 1998]. Bekannt ist, dass Säuglinge durch die Aufnahme von Muttermilch beider Substanzklassen eine deutliche Belastung erfahren [Patandin et al. 1999; Marquardt & Schäfer, S. 2004; Umweltbundesamt 2004; Gordon et al. 2004]. Der Beitrag der dioxinähnlichen PCBs zur Gesamt-TEQ-Belastung des Säuglings ist jedoch wissenschaftlich nicht ausreichend geklärt.
  • Neues: Polybromierte Diphenylether (PBDE), Phthalate und Perfluorierte Substanzen könnten die dritte Säule von relativ neuen Substanzklassen bilden. Muttermilchuntersuchungen in Schweden konnten einen deutlichen Anstieg der Gehalte an diesen als Flammschutzmittel eingesetzten Substanzen im Zeitraum von 1972 bis 1997 zeigen [Meironté et al. 2004]. In Deutschland fehlen bisher repräsentative Untersuchungsergebnisse, die diesen Trend bestätigen oder widerlegen könnten.

Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse der Pilotstudie

Hintergrund

In Bayern werden seit dem Jahr 1985 Muttermilchuntersuchungen durchgeführt. Allerdings ist die Anzahl der eingesendeten Muttermilchproben seit einiger Zeit stark zurückgegangen und reicht nicht aus, die aktuelle Belastungssituation zu bewerten. Zudem beschränkt sich die Untersuchung auf Substanzen wie z. B. Organochlorpestizide, deren Rückstandsgehalte in der Muttermilch seit Jahrzehnten rückläufig sind. Ziel der Neuausrichtung war die Etablierung eines Belastungsmonitorings mit aktuell interessierenden Fremdstoffen, die sich als Gesundheits- und Umweltindikator für kontinuierliche Trendanalysen eignen. Daher mussten im neuen Konzept sowohl der Probenumfang als auch das Analysenspektrum neu definiert werden.

Ziele der Pilotstudie waren:

  • zu überprüfen, wie Mütter zur Teilnahme an der Untersuchung zu bewegen sind und diesen Weg der Probennahme zu testen,
  • die aktuellen Gehalte in der Muttermilch zu bestimmen und Hinweise zur Möglichkeit der Umsetzung in ein bayernweites System zu erhalten,
  • den Einfluss von verschiedenen Untersuchungszeitpunkten in der Praxis zu erproben sowie
  • praktische und logistische Gesichtspunkte wie Abpumpen der Muttermilch über einen größeren Zeitraum, Probentransport etc. an einer begrenzten Teilnehmerzahl zu testen.

Methoden

In Zusammenarbeit mit der 1. Frauenklinik und dem Dr. von Haunerschen Kinderspital der Ludwig-Maximilians-Universität München wurden 44 erstgebärende Mütter für die Teilnahme an einer Muttermilchuntersuchung gewonnen. Die Studienteilnehmerinnen sammelten jeweils 150 ml Muttermilch in der 12. und 16. Wochen nach der Geburt. In die Analyse der Muttermilchproben wurden neben den Organochlorpestiziden und Standard-PCB auch Dioxine (polychlorierte Dibenzo-p-dioxine (PCDD), polychlorierte Dibenzofurane (PCDF) und dioxinähnliche PCB (dl-PCB) sowie eine weitere relativ neue Substanzklasse, die der polybromierten Diphenylether (PBDE), miteinbezogen. In Bayern wurden damit zum ersten Mal zur Charakterisierung der Hintergrundbelastung Daten über PBDE-Gehalte und dl-PCB-Gehalte in der Muttermilch erhoben.

Die Reinigung des Milchfettes wurde mittels Gelpermeations-Chromatographie (GPC) nach DFG-Methode S 19 (bzw. L 00.00-38/3 nach § 64 LFGB) durchgeführt. Die gaschromatographische Bestimmung der Organochlorpestizide und Standard-PCB erfolgte mit einem Elektroneneinfangdetektor (ECD) an zwei Kapillarsäulen. Dioxine und dl-PCB wurden nach einer säulenchromatographischen Aufarbeitung mit hochauflösender Gaschromatographie/Massenspektrometrie (HRGC/HRMS) gemessen. Die Bestimmung der PBDE erfolgte mit HRGC/HRMS-EI Sim Modus.

Ergebnisse

Organochlorpestizide und Standard-PCB

Insgesamt wurde in 39 Muttermilchproben (12. Woche nach Geburt) der Gehalt an Organochlorpestiziden und Standard-PCB gemessen. Einige der analysierten Organochlorverbindungen wie Dieldrin, alpha-Hexachlorcyclohexan und synthetische Nitro-Moschus-Duftstoffe waren in den meisten Muttermilchproben nicht nachweisbar. Beispielhaft wird hier auf die Fremdstoffe HCB, Gesamt-DDT und Standard-PCBs eingegangen, die seit 20 Jahren in Bayern gemessen werden und in allen untersuchten Muttermilchproben nachweisbar waren. Die durchschnittlichen Konzentrationen von HCB (0,027 mg/kg Fett), DDT (0,180 mg/kg Fett) und Standard-PCBs (0,23 mg/kg Fett) waren vergleichbar mit den Konzentrationen der Muttermilchproben, die im Jahr 2005 von den Gesundheitsämtern an das Bayerische Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL) geschickt worden waren. Die Ergebnisse bestätigen den seit zwei Jahrzehnten beobachteten Rückgang dieser Substanzen in der Muttermilch (Abbildung 2).

Zeitlicher Verlauf der HCB-, DDT- und PCB Konzentrationen in Muttermilch aus Bayern

Abbildung 2: Zeitlicher Verlauf der HCB-, DDT- und PCB-Konzentrationen in Muttermilch aus Bayern

Dioxine und dl-PCB

Es wurden 17 PCDD/PCDF- sowie 12 dl-PCB-Kongenere gemessen und daraus unter Verwendung der WHO-TEF (WHO, 1997) die Dioxingehalte bzw. dl-PCB-Gehalte berechnet. Die mittlere PCDD/F-Konzentration betrug 9,92 pg WHO-TEQ/g Fett, die mittlere dl-PCB-Konzentration 9,89 pg WHO-TEQ/g Fett (Abbildung 3). Der daraus resultierende mittlere Gesamt-Dioxin-Gehalt (PCDD/F + dl-PCB) betrug 19,81 pg WHO-TEQ/g Fett mit einem Minimum von 6,96 pg WHO-TEQ/g Fett und einem Maximum von 51,04 pg WHO-TEQ/g Fett.

Minimum, Median, Maximum der PCDD/PCDF- und dl-PCB-Konzentrationen

Abbildung 3: Minimum, Median, Maximum der PCDD/PCDF- und dl-PCB-Konzentrationen

Vergleicht man die Daten der Pilotstudie mit deutschen Dioxin- bzw. dl-PCB-Daten aus den Jahren 2001 - 2003 (Malisch & van Leeuwen, 2003), zeigt sich innerhalb der letzten Jahre ein Rückgang der PCDD/F-Gehalte in der Muttermilch um 25 % und der dl-PCB-Gehalte um 31 %. Die nachgewiesene rückläufige Belastung der Muttermilch ist auf eine geringere Dioxinaufnahme durch sinkende Dioxingehalte in Lebensmitteln zurückzuführen.

PBDE

Insgesamt wurden 19 BDE-Kongeneren gemessen, wovon 14 Kongenere unter der Bestimmungsgrenze lagen. Zur Berechnung des Gesamt-PBDE-Gehalts in den Muttermilchproben wurden die fünf Kongenere BDE 47, BDE 99, BDE 100, BDE 153, BDE 183 herangezogen. In der 12. Woche nach Geburt liegt der mittlerer PBDE-Gehalt bei 1,90 ng/g Fett (Bereich 0,57–6,54, Median 1, 62), in der 16. Woche nach Geburt bei 2,03 ng/g Fett (Bereich 0,65–5,76, Median 1,64). Die drei Hauptkongenere Hexa-BDE 153 (36 %), Tetra-BDE 47 (33 %) und Penta-BDE 99 (14 %) machen zusammen einen Anteil von 83 % des Gesamt-PBDE-Gehaltes aus. Die in dieser Studie ermittelten Konzentrationen der Einzelkongenere sind vergleichbar mit denen einer umfangreichen deutschen Studie zur PBDE-Belastung in Frauenmilch (Umweltbundesamt, 2005). Die in deutschen Studien im Zeitraum von 1988 bis 2005 nachgewiesene PBDE-Belastung liegt zwischen 1,9 ng/g Fett und 7,2 ng/g Fett. Im Vergleich zu den Daten anderer europäischer Länder ist die Hintergrundbelastung in Deutschland im unteren Bereich.

Wissenschaftliche Veröffentlichungen

Alle Ergebnisse sind in den nachfolgenden Veröffentlichungen zu finden.

  • Raab, U., Preiss, U., Albrecht, M., Shahin, N., Parlar, H., and Fromme, H. (2008) Concentrations of polybrominated diphenyl ethers, organochlorine compounds and nitro musks in mother's milk from Germany (Bavaria). Chemosphere 72(1), 87-94.
    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18328530
  • Raab, U., Schwegler, U., Preiss, U., Albrecht, M., Fromme, H. (2007) Bavarian breast milk survey - pilot study and future developments. Int J Hyg Environ Health 210(3-4), 341–344.
    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17336149

Fazit

Zukünftig sollen die in der Pilotphase gemachten Erkenntnisse zur analytischen Machbarkeit, Qualitätssicherung und zu Prozessabläufen in einer Untersuchung mit einem größeren Studienkollektiv als neuorganisiertes Monitoring umgesetzt werden. Eine Rekrutierung der Teilnehmerinnen über ganz Bayern verteilt wird dabei angestrebt. Die Vorteile dieses neuen Systems liegen auf der Hand:

  • Fremdstoffgehalte aktueller Schadstoffe in der Muttermilch erleichtern die zeitnahe Einschätzung der Belastungen und Risiken für Säuglinge.
  • Fremdstoffgehalte aktueller Schadstoffe in der Muttermilch ergänzen die in anderen Umweltmedien erhobenen Informationen und vervollständigen somit den Umweltindikatorsatz.

Mit BAMBI 2007/2008 wurden erste Schritte in diese Richtung getan:

Literatur zum Thema Muttermilchuntersuchungen

  • Fürst, P. 2001. Organochlorine pesticides, dioxins, PCB and polybrominated diphenylethers in human milk in Germany in the course of time. Organohalogen Compounds 52, 185–188.
  • Fürst, P. 2006. Dioxins, polychlorinated biphenyls and other organohalogen compounds in human milk. Levels, correlations, trends and exposure through breastfeeding. Mol Nutr Food Res 50 (10), 922–33
  • Gordon, B., Mackay, R., Rehfuess, E: Inheriting the World: The Atlas of Children`s Health and the Environment. WHO, Geneva (2004), 37.
  • Kersting, M., Alexy, U., Rothmann, N.: Fakten zur Kinderernährung, Hans Marseille Verlag GmbH, München, (2003), 21–22.
  • Malisch, R., and van Leeuwen, F. X. R. (2003). Results of the WHO-coordinated exposure study on the levels of PCB, PCDDs and PCDFs in human milk. Organohalogen Compounds 57, 60–65.
  • Marquardt, H. und Schäfer, S.: Lehrbuch der Toxikologie, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, 2. Auflage (2004), 704–705.
  • Meironté, D., Noren, K., Bergman, A: 1999. Analysis of Polybrominated Diphenyl Ethers in Swedish Human Milk. A Time-Related Trend-Study, 1972-1997. J Toxicol Environ Health, Part A, 58, 329–341.
  • Patandin, S., Dagnelie, P., Mulder, P., de Coul, E., van der Veen, J., Weisglas-Kuperus, N., Sauer, P: 1999. Dietary Exposure to Polychlorinated Biphenyls and Dioxins from Infancy until Adulthood: A Comparison between Breast-feeding, Toddler, and Longterm-Exposure. Environ. Health Perspectives 107(1), 45–51.
  • Raab, U., Preiss, U., Albrecht, M., Shahin, N., Parlar, H., and Fromme, H. 2008. Concentrations of polybrominated diphenyl ethers, organochlorine compounds and nitro musks in mother's milk from Germany (Bavaria). Chemosphere 72(1), 87–94.
  • Smith, D. 1999. Worldwide trends in DDT levels in human breast milk. Int J Epidemiol 28, 179–188.
  • Solomon GM and Weiss PM. 2002. Chemical contaminants in breast milk: time trends and regional variability. Environ Health Perspect 110(6), 339–347.
  • Umweltbundesamt. 2004. Umweltbedingte Gesundheitsrisiken. Was ist bei Kindern anders als bei Erwachsenen?
  • Umweltbundesamt. 2005.Rückstände von Flammschutzmitteln in Frauenmilch aus Deutschland unter besonderer Berücksichtigung von polybromierten Diphenylethern (PBDE).
    http://www.apug.de/archiv/pdf/Abschlussbericht_2005_Flammschutzmittel.pdf (PDF, 260 KB)
  • Vieth, B., and Heinrich-Hirsch, B. 1999. Trends der Rückstandsgehalte in Frauenmilch der Bundesrepublik Deutschland – Aufbau der Frauenmilch- und Dioxin-Humandatenbank am BgVV. Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin.
  • Vieth, B., Herrmann, T., Mielke, H., Ostermann, B., Päpke, O., and Rüdiger, T. 2004. PBDE levels in human milk: the situation in Germany and potencial influencing factors – a controlled study – body burdens and dietary intake. Organohalogen Compounds 66, 2643–2648.
  • World Health Organization (WHO). 1998. Assessment of health risk of dioxins: re-evaluation of the Tolerable Daily Intake (TDI). Geneva, Switzerland,1–29
  • World Health Organization (WHO): WHO Biomonitoring of Human Milk for Persistent Organic Pollutants (POPs)
    http://www.who.int/foodsafety/areas_work/chemical-risks/pops/en/

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