Umweltmedizinische Bedeutung von Pyrethroiden

Historisch sind Maßnahmen zur Schädlingsabwehr und Schädlingsbekämpfung seit ca. 2.000 - 4.000 Jahren vor Christus im Orient belegt und schon im bedeutendsten medizin-historischen Dokument des Alten Ägyptens, dem Papyrus "Ebers" finden sich detaillierte Anweisungen zur Bekämpfung bzw. zur Abwehr von Schadorganismen [Levinson & Levinson 1990]. Pestizide Wirkstoffe werden heutzutage in vielfältigen Bereichen eingesetzt (z. B. im Pflanzen- und Vorratsschutz, als Holzschutzmittel, als Hygiene- und Entwesungsmittel, als Arzneimittel, als Tierarzneimittel und im Material- und Textilschutz) und unterliegen somit auch den verschiedensten gesetzlichen Regelungen mit ihren sehr unterschiedlichen Anforderungen.

Bei der Anwendung von Pestiziden in Innenräumen dominieren heute die Pyrethroide bzw. das Pyrethrum, die neben ihrer Verwendung im Pflanzen- und Vorratsschutz, als Arzneimittel und Tierarzneimittel, zum Holzschutz, als Hygiene- und Entwesungsmittel und als Material- und Textilschutzmittel angewandt werden. Neben dem offensichtlichen Einsatz von Pestiziden bei Schädlingsbekämpfungsmaßnahmen bleiben manche Einsatzgebiete dem Verbraucher jedoch eher verborgen. Dies gilt für Textilien und Einrichtungsmaterialien (z. B. Wollteppichen), die vorbeugend mit Pyrethroiden behandelt werden, um einen Fraßschutz gegen Motten und andere keratinfressende, materialvernichtende Insekten zu schaffen.

Im Rahmen einer Auswertung im Auftrag des Umweltbundesamtes zum Umweltsurvey 1998 wurden 4822 18-69-jährige Personen in Deutschland bezüglich der Anwendung von chemischen Schädlingsbekämpfungsmitteln befragt. Hierbei gaben insgesamt 59,2 % der Befragten an, Biozide im Haushalt einzusetzen, wobei in ländlichen Regionen häufiger über einen Einsatz berichtet wurde.

Herkunft / Zusammensetzung

Pyrethrum ist eines der ältesten bekannten natürlichen Insektizide und wird seit Beginn des 19. Jahrhunderts in Mitteleuropa auch im Innenraum angewandt. Es wird aus den getrockneten Blütenköpfen verschiedener landwirtschaftlich angebauter Chrysanthemenarten (z. B. Chrysanthemum cinerariaefolium) extrahiert und aufgereinigt.

Es handelt sich beim Pyrethrum um ein Extrakt aus 6 insektizid wirkenden Estern der Chrysanthemum- bzw. Pyrethrinsäure mit den zyklinischen Ketoalkoholen Pyrethrolon, Cinerolon und Jasmolon (siehe Abbildung 1). Hauptbestandteile des Pyrethrum-Extraktes sind mit ca. 40 % die Pyrethrine gefolgt von den Cinerinen mit 10 % und den Jasmolinen mit 5 %. Größere Anbaugebiete für Chrysanthemen befinden sich aufgrund der klimatischen Gegebenheiten vor allen Dingen in Ostafrika, wo über 90% der Welternte produziert wird.

Chemische Darstellungen des Pyrethrums

Abb. 1: Zusammensetzung des Pyrethrums

Aufgrund der Abhängigkeit von der jeweiligen Weltmarkternte und seinen physikalischen Eigenschaften (z. B. kurze Halbwertszeit durch schnellen Zerfall aufgrund Fotooxidation) wurde schon früh damit begonnen, synthetische Analoga - die Pyrethroide - durch gezielte chemische Strukturveränderungen zu schaffen. Bereits 1947 erfolgte die Synthese des Allethrins, des ersten kommerziell verwertbaren Pyrethroids. 1973 gelang Elliot erstmals die Entwicklung fotostabiler, stärker wirksamer und persistenterer Pyrethroide (Permethrin), die diesen endgültig zum Durchbruch auf dem Weltmarkt für Pestizide verhalfen (Abbildung 2).

Strukturformel für Permethrin

Abb. 2: Strukturformel für Permethrin