Aerotoxisches Syndrom

Unter dem Begriff aerotoxisches Syndrom werden mögliche Gesundheitsschädigungen diskutiert, die durch Verunreinigung der Atemluft in der Kabine von Passagierflugzeugen ausgelöst werden können. Dabei werden hauptsächlich Probleme in der Zapfluft-Anlage als mögliche Ursache von Verunreinigungen der Atemluft genannt. Airlines und Flugzeughersteller sowie Behörden sprechen inzwischen von sogenannten "Fume Events" oder auch "Smell-Events". Maßgeblich ist jedoch, dass nicht bei jedem solcher Vorfälle unbedingt auch sichtbarer Dunst oder Rauch in Cockpit und Flugzeugkabine auftreten muss.

Das aerotoxische Syndrom gilt als relativ unerforschtes Krankheitsbild, das gegenwärtig noch untersucht wird, obwohl es schon seit dem Ende der 1950er-Jahre bekannt ist. Der Begriff stammt aus dem Jahr 1999 und wurde von dem US amerikanischen Luftfahrtmediziner Harry Hoffman († 2004), dem australischen Toxikologen Chris Winder († 2014) und dem französischen Forensiker Jean Christophe Balouet eingeführt.

Über das aerotoxische Syndrom

Unter dem Begriff "aerotoxisches Syndrom" wird eine Reihe von Symptomen zusammengefasst, die bei Betroffenen nach einem sogenannten "Fume Event" auftreten und klinisch nachweisbar sind. Dazu gehören: Schleimhautreizung, Atemnot, Herzrhythmusstörungen, Kopfschmerzen, Bauchkrämpfe, Muskelschwäche, grippeähnliche Symptome, Störungen des Gleichgewichts und des Ganges, Kribbeln und Taubheitsgefühl. Diese Symptome können, müssen aber nicht sofort eintreten. Sie können sich auch über Tage und Wochen entwickeln oder ganz ausbleiben. Als offizielles Krankheitsbild ist es bisher nicht anerkannt. Hervorgerufen werden soll es durch die Aufnahme durch Einatmung und über die Haut von erhitzten (pyrolysierten) Stoffen aus den Schmiermitteln und Hydraulikflüssigkeiten, die in der Luftfahrt verwendet werden.

Hintergrund

Nahezu alle Verkehrsflugzeuge beziehen die Frischluft für die Kabine mittels einer Zapfluftanlage aus dem Verdichter des Triebwerkes. Zunächst wurde angenommen, dass nur bei fehlerhafter Abdichtung der Lager im Verdichter Ölpartikel pyrolisiert und dann als Dämpfe in den Luftstrom des Triebwerks und von dort über die Zapfluftanlage in die Kabinenluft gelangen können. Inzwischen erkennen jedoch auch Triebwerkshersteller an, dass es kein komplett öldichtes Triebwerk gibt. Insbesondere bei Lastwechseln kann Öl aus den Dichtungen im Inneren des Triebwerkes austreten und erhitzt sich im heißen Luftstrom (Pyrolyse). Nach Ansicht des britischen Luftfahrtingenieurs Graeme Davidson wird der Austritt von geringen Ölmengen auch dadurch begünstigt, dass Triebwerke heute in der Regel länger zwischen den Wartungsintervallen betrieben werden, als es beispielsweise noch in den 80er Jahren der Fall gewesen ist. Dieses Vorgehen wird seitens der Aufsichtsbehörden geduldet, solange die Triebwerke konstant "monitored", also die Leistungsdaten überwacht werden.

Triebwerksöle

Die Triebwerke werden mit einem speziellen Öl geschmiert, aus dem jedoch, wenn es erhitzt wird, hochgiftige bis nervenschädigende Dämpfe entstehen, die unter Umständen ungefiltert in die Atemluft der Passagierkabine gelangen können. Diese enthalten Stoffe wie Phenyl-Naphthylamine und Organophosphate, darunter Trikresyl-Phosphat (TKP, engl: TCP), die von mehreren Toxikologen als hochgefährlich eingestuft wurden. Doch nach Ansicht führender Wissenschaftler, wie dem US-amerikanischen Pharmakologen und Neurobiologen Professor Dr. Mohamed B. Abou-Donia ist nicht das TKP, bzw. sein als toxisch bekannter Bestandteil Triorthokresylphosphat (ToKP) ursächlich für die Symptome und Erkrankungen. Vielmehr geht der Wissenschaftler davon aus, dass erst das chemische "Cocktail" der verschiedenen erhitzten und so veränderten Stoffe zu Schädigungen am menschlichen Organismus führt. Abou-Donia bezieht sich bei seinen Forschungen zum aerotoxischen Syndrom auch auf die Erkenntnisse die er und seine Kollegen seinerzeit im Auftrag des US-Verteidigungsministeriums hinsichtlich der inzwischen als "Golf-Kriegs-Syndrom" anerkannten gesundheitlichen Beeinträchtigungen bei amerikanischen und britischen Kriegsveteranen gewonnen haben. Die Soldaten waren vor ihrem Einsatz im Irak 1991 mit einer Vielzahl von Chemikalien und Präparaten "präventiv" behandelt worden, darunter auch Organophosphaten. Damals wurde festgestellt, dass obwohl die einzelnen Stoffe als unbedenklich angesehen wurden, die Verabreichung in Kombination mehrerer dieser Substanzen und darunter auch Organophosphaten sogar zum Tod der Versuchstiere im Labor führen konnte.

Bluttest (aka "Nebraska-Test")

Geringe Mengen von TKP konnten auch im Blut von Passagieren über ein Abbauprodukt nachgewiesen werden. Dieser Test, der seinerzeit in eine Forschungsprojekt der Universität Nebraska, USA eingebunden war, wird seit 2013 nicht mehr angeboten.

Andere gesundheitsbeeinträchtigende Stoffe

Eine Untersuchung mittels Urinproben von 332 Flugbegleitern und Piloten, die im Auftrag des Instituts für Prävention und Arbeitsmedizin der Deutschen gesetzlichen Unfallversicherung am IPA Institut in Bochum durchgeführt wurde fand keine Abbausstoffe des als toxisch angesehenen ToKP. Daraus wurde geschlussfolgert, dass die berichteten gesundheitlichen Beeinträchtigungen nicht von ToKP ausgelöst werden könnten. Allerdings hat der Würzburger Toxikologie Dietrich Henschler bereits in seinen Studien zu Trikresylphosphat Ende der 1950er Jahre nachgewiesen, dass bei einer Reduktion des giftigen Ortho-Gehalts von TKP die Toxizität der Di- und Mono-ortho Isomere des TKP um das 5- bis 10-Fache ansteigen können. Ungeachtet dessen war aber bemerkenswert, dass in allen genommenen Urinproben signifikant erhöhte Metabolitkonzentrationen für die Organophosphate TBP (Tributylphosphat), TCEP (Tris(2-chloethyl)phosphat) und TPP (Triphenylphosphat) im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung festgestellt wurden. Als "fragwürdig" diskutiert wird daher in der Fachwelt auch die Schlussfolgerung der Autoren dieser Studie, die im Auftrag und unter Beteiligung der Berufsgenossenschaft Verkehr durchgeführt wurde. Ausweislich der hierzu herangezogenen Methodik war es damit gar nicht möglich zu bestimmen, "ob die beiden Isomere des Kresylphosphates aufgenommen, metabolisiert und mit dem Urin ausgeschieden werden"..."Möglicherweise vorhandene Konzentrationen liegen unterhalb der Nachweisgrenze von 1,0 μg/l und sind deshalb mit der vorliegenden Methode nicht zu erfassen".

Filter

Filtersysteme für die Reinigung der Kabinenluft sind zwar inzwischen entwickelt und auch behördlich zugelassen, kommen aber in Passagiermaschinen in der Regel nicht zum Einsatz. Derzeit ist ein solches System nur auf Maschinen des Typs BAe146/AVRO Regional Jet bei der SWISS und auf der Boeing 757 des Frachtunternehmens DHL im Einsatz. Bei größeren Maschinen gibt es offenbar Probleme mit der benötigten Luftdurchsatzmenge in der Passagierkabine.

Forensisch-pathologische Untersuchungen an verstorbenen Besatzungsmitgliedern

Der Fall Westgate

Die forensisch-pathologischen Untersuchungen an der Leiche des im Dezember 2012 in Amsterdam verstorbenen britischen Piloten Richard M. Westgate kamen im Juli 2014 zu dem Schluss, dass auch die schleichende Vergiftung durch anhaltende geringe Dosen von pyrolysierten Organophosphaten zu massiven Gesundheitsbeinträchtigungen führen können. Westgate hatte seinen Körper vor seinem Tod der Wissenschaft vermacht, um so genauere Aufschlüsse über das aerotoxische Syndrom zu gewinnen. Neben dem Absterben von Hirn- und Nervenzellen wurde im Herzmuskelgewebe des Verstorbenen Nachweise für lymphozitäre Mikrokarditis festgestellt. Darunter versteht man Schädigungen des Herzmuskelgewebes (siehe Abb. Westgate Microscopy)

Westgate Microscopy t-lymphocytes

Die an den Untersuchungen beteiligten Forscher und Wissenschaftler führen diese Schädigungen auf die länger anhaltenden Exposition mit pyrolysierten Organophosphaten aus der Atemluft im Flugzeug zurück. Die Untersuchungen sind Bestandteil eines Verfahrens zur Ermittlung der Todesumstände nach britischem Recht unter der Leitung eines Coroners (Leichenbeschauers) ihrer Majestät der Königin. Dieser hat die Kompetenzen eines Untersuchungsrichters und ist von politischen Einflüssen absolut unabhängig. In diesem Fall hat Coroner Stanhope Payne sich am 16. Februar 2015 veranlasst gesehen, sowohl den ehemaligen Arbeitgeber des verstorbenen Piloten (British Airways) als auch die zivile britische Luftfahrtbehörde (CAA) amtlich über seine Erkenntnisse zu informieren und aufgefordert unverzüglich Maßnahmen einzuleiten. Solche Maßnahmen haben das Unternehmen und die Behörde unter Berufung auf industrie-eigene Untersuchungen aus den Vorjahren abgelehnt.

Der Fall Brady

Das gleiche Team von Ärzten und Wissenschaftlern hat bis Sommer 2015 noch weitere, auf unnatürlich Weise verstorbene Besatzungsmitglieder obduziert und in allen Fällen Hinweise auf gleiche Schädigungen des Herzmuskelgewebes gefunden. Andere hierfür zunächst mögliche Ursachen konnten ausgeschlossen werden. Der letzte Verstorbene war der British Airways Flugbegleiter Warren Brady. Hierüber wurde durch Vertreter des Wissenschaftsteams anlässlich einer aufgezeichneten Pressekonferenz in Berlin am 15. Juli 2015 berichtet.

Brady Microscopy

Vorkommen

Die Bundesstelle für Flugunfalluntersuchung (BFU) hat zu derartigen Vorfällen im Jahr 2014 eine als "Studie" titulierte Abhandlung veröffentlicht. Das britische Pendant, die Civil Aviation Authority, hat 2006 1050 Vorfälle von kontaminierter Kabinenluft erfasst, wovon 444 davon auf Flugzeuge des Typs Boeing 757 und 233 weitere auf die BAe 146 entfallen, die damit die am häufigsten betroffenen Flugzeugtypen sind. Außer in den bekannten und bemerkten Fällen (fume event) enthält die Kabinenluft auch im normalen Zustand etwas verdampftes Öl, da geringe Mengen jederzeit in die Zapfluft gelangen können.

Eine parlamentarische Anfrage auf Initiative des BÜNDNIS 90/die Grünen an die Bundesregierung ergab im Januar 2015, dass die offizielle Statistik für Vorfälle mit Kabinenluft in Deutschland von dem Flugzeugtyp Boeing 757 angeführt wird, gefolgt mit einigem Abstand von Airbus-Flugzeugen.

Im April 2015 berichtete die englische Daily Mail, dass es – allein von Dezember 2014 bis März 2015 – 167 von Piloten gemeldete Zwischenfälle mit kontaminierter Kabinenluft gab. Davon waren 12 so ernsthaft, dass die Piloten eine vorgezogene Landung durchführten. In zwei Fällen ging sogar eine Notmeldung voraus. Viele ehemalige Piloten und Mitglieder des Flugpersonals klagen darüber, dass sie durch das Aerotoxische Syndrom Langzeiterkrankungen erlitten haben.

Forschungsprogramm

Die EASA hat die MHH und ein Fraunhofer-Institut mit einer Untersuchung über die Schadstoffbelastung von Kabinenluft beauftragt. Untersucht werden soll die Kabinenluft im Normalzustand und bei „fume events“.

Verschiedenes

Lufteinläufe zur Klimaanlage einer DC-8-63F

• 2001 wurde in Australien die Aviation Organophosphate Information Site (AOPIS) gegründet, in der sich Piloten und Besatzungsmitglieder organisieren, die meinen, an einem aerotoxischen Syndrom zu leiden. Eine weitere Gruppe mit ähnlichen Zielen ist Aerotoxic Association, die auch in Deutschland aktiv ist.
• In der Schweiz ist der Internetdienst Aerotoxic Team ansässig. Hier sind Informationen in Deutsch, Englisch, Holländisch, Französisch und Spanisch verfügbar
• In Australien wurden einer Flugbegleiterin 97.000 Euro Schmerzensgeld gezahlt, nachdem sie Öldämpfen ausgesetzt war und seitdem an Atembeschwerden leidet. In Deutschland ist eine ähnliche Klage anhängig.
• Im August 2010 kündigte die Deutsche Lufthansa aufgrund wachsender Kritik an, dass sie bei ihrem Bordpersonal Urinproben auf das Nervengift TCP untersuchen will.
• Die Douglas DC-8 (außer bei den DC-8-70ern, bei denen teilweise Zapfluft verwendet wird) und die Boeing 787 sind die einzigen Verkehrsflugzeuge, die die Atemluft nicht durch ein Zapfluftsystem einspeisen, so dass eine Kontaminierung der Kabinenluft durch Gase von Triebwerksölen unmöglich ist.
• Am medizinischen Zentrum der Universität von Nebraska hat man das weltweit bisher einzige (Stand Oktober 2012) Verfahren entwickelt, mit dem sich anhand einer Blutprobe nachweisen lässt, ob eine Person TOKP – einer Variante der TCP – ausgesetzt war. Bei dem Kopiloten, der im November 2011 unter starker Übelkeit, Würgereiz und Blutdruckabfall gelitten hatte, wurde TOKP im Blut festgestellt.
• Besatzungen leiden wegen des ständigen Aufenthaltes in trockener Luft vermehrt an Atemwegsproblemen.
• Bisher haben nur die neuen Boeing 787 separate elektrische Kompressoren eingebaut, mit dem Ziel, Gewicht und Kraftstoffverbrauch zu senken. Airbus entschied sich beim Konkurrenzmodell Airbus A350 für die klassische Methode: sie benötige weniger Wartung.
• Am 15. Juli 2015 veröffentlichte der Berliner Luftfahrtjournalist und Filmemacher Tim van Beveren eine über 120 minütige Filmdokumentation unter dem Titel "UNGEFILTERT EINGEATMET - Die Wahrheit über das Aerotoxische Syndrom".

Literatur

• Bearnairdine Beaumont: "The Air I Breathe - It's Classified", 234 Seiten, Selbstverlag, Juli 2015, ISBN 0993302513
• John Hoyte: "Aerotoxic Syndrome: Aviation's Darkest Secret", 272 Seiten, Pilot-Press, Juli 2014, ISBN 0992950805
• Schopfer LM, Furlong CE, Lockridge O: Development of diagnostics in the search for an explanation of aerotoxic syndrome. In: Anal. Biochem. 404. Jahrgang, Nr. 1, September 2010, S. 64–74, doi:10.1016/j.ab.2010.04.032, PMID 20447373. 
• Hale MA, Al-Seffar JA: Preliminary report on aerotoxic syndrome (AS) and the need for diagnostic neurophysiological tests. In: Am J Electroneurodiagnostic Technol. 49. Jahrgang, Nr. 3, September 2009, S. 260–79, PMID 19891417. 
• Abeyratne R: Forensic aspects of the aerotoxic syndrome. In: Med Law. 21. Jahrgang, Nr. 1, 2002, S. 179–99, PMID 12017442. 
• Gross H: ["Aerotoxic syndrome:" danger caused by hydraulic oil in aircraft?] In: Dtsch. Med. Wochenschr. 135. Jahrgang, Nr. 19, Mai 2010, S. p18, doi:10.1055/s-0030-1247682, PMID 20461667. 
• Schwarzer M, Ohlendorf D, Groneberg D A: Aerotoxisches Syndrom. In: Zentralblatt für Arbeitsmedizin, Arbeitsschutz und Ergonomie. 64. Jahrgang, Nr. 2, März 2014, S. 119–121, doi:10.1007/s40664-014-0023-7. 
• Abou-Donia M.B.: Organophosphorus Ester-Induced Chronic Neurotoxicity. In: Archives of Environmental Health. 58. Jahrgang, Nr. 1, 2003, S. 484–497. 
• Carletti et al: Reaction of Cresyl Saligenin Phosphate, the Organophosphorus Agent Implicated in Aerotoxic Syndrome, with Human Cholinesterases: Mechanistic Studies Employing Kinetics, Mass Spectrometry, and X-ray Structure Analysis. In: Chem. Res. Toxicol. 24. Jahrgang, Nr. 1, 2011, S. 797–808. 

Weblinks

• WDR Bericht über das Aerotoxische Syndrom mit Verhaltensregeln nach Bleed-Air Event und weiteren Links (Memento vom 11. Mai 2011 im Internet Archive)
• Bericht in der Fernsehsendung Monitor: Ahnungslose Flugpassagiere - Nervengift in der Kabinenluft? (Memento vom 8. Oktober 2011 im Internet Archive)
• Franziska Badenschier: Aerotoxisches Syndrom, Angst vor Nervengift im Flugzeug, in Zeit Online, Datum: 8. November 2011. Abgerufen am 16. Dezember 2011
• FAZ ('Motor und Technik', 24. Oktober 2012): Toxische Dämpfe oder heiße Luft über den Wolken?
• DIE WELT, 30. Juli 2014: Luft im Flugzeug kann Gehirnzellen töten
• Berit Gründlers: Neue Studie zur Kabinenluft, Giftige Dämpfe häufiger als gedacht, in aerotelegraph.com, Datum: 29. Juli 2014, Abgerufen: 1. August 2014
• Tim van Beveren: Gefährliche Giftschwaden in Passagier-Flugzeugen, in Welt Online, 1. Februar 2010, Abgerufen: 6. August 2014
• Protokoll des Bundesverbandes der Deutschen Fluggesellschaften (BDF)
• Abschlussbericht des Australischen Senats zur Untersuchung BAe 146, 1999-2000 (in Englisch)
• Vorlage von Beweisen über geheimen Absprachen und Kompensationszahlungen wegen kontaminierter Kabinenluft durch den Australischen Senator Kerry O'Brian 2007 (in Englisch)
• Videofilm-Erklärung der Vereinigung Cockpit e.V. wie Ölpartikel in die Atemluft für die Kabine gelangen