Entrevista con Peter Gehr, Profesor de la universidad de Bern, Suiza
Naturalmente Peter Gehr tiene una vista para la población suiza. No obstante, hay informaciónes relevantes para la ciudad de México, D.F. que estan interesantes para la población de la ciudad de México, D.F. Para gente que se interesa en la contaminación del aire en la capital de México. Hay abajo una parte que se relacionar a la vida cerca autorutas que estan usadas mucha. En Englés y Alemán. Aparentamente hay una conexión entre la contaminación del aire y la cantidad de dolencia de Alzheimer. Hasta ahora con no prueba científica, pero es probable y tiene por lo menos el valor de una hipótesis como Peter Gehr, Profesor de histología y anatomia, universdad de Bern, Suiza, supone.
Muy abajo hay una foto de eritrocitos hecho - par Barbara Rothen-Rutishauser - con un microscopio de la retícula usando láser para detectar (Rasterlasermikroskop (laser scanning microscope)). Se puede ver los nanopartículares (verde) como parte de los eritrocitos.
"Nano particles are penetrating the brain
Synthetic nano particle can penetrate tissue and cells and spread all over the body - even into the brain. Professor Peter Gehr of the university of Bern - an international prestigious specialist on tissues - is astonished about the fact that outside of science and public administration almost noone acknowledge the possible health riscs.
Interview: Kaspar Meuli
Does the Swiss population is taking care about the health impacts of nano particles?
Peter Gehr: No, because either people don't have any idea what it is all about or they don't look at it as a problem. Also the possible dangers are not a topic in politics.
Why this carelessness?
Peter Gehr: The nano technology and the with corresponding procedures produced nano particles are intriguing and have already accomplished positive applications like for example advanced materials. That way it is possible to produce very tough and extremely light materials with nanotubes out of carbon. With that material a bicycle frame is a couple of kilogram less heavier.
On the other side there are alarming news - for example about chinese female workers, who shall suffer with lung afflictions because of high concentrations of nano particles at the working place.
Meanwhile it has been shown that the corresponding study had severe defects. As the media captured this topic in December 2009, I thought however now the mood would tip. I assumed that we nano researchers had to justify ourselves because people bother seriously. But the newspaper news did not trigger any greater debate, and the topic was frizzled out within days. People are not even reacting at the moment to the at best dubious sides of artificial nano particles.
Have you as a researcher restrained your concerns too strongly?
Peter Gehr: No, on the contrary. I explain where the dangers are everywhere - in talks with female and male politicians, at public lectures and on panel discussions: If nano particles are not bounded tightly to some material there is a risc to inhale them. Then they can get into the lungs and spread into the whole body. Still we don't know what kind of implications this will have for the health. But the fact alone is problematic that particles penetrate into our body. However, outside of science and public administration it is hardly taking note of this.
Laypersons are obviously irritated about the contradictory judgment about the chances and riscs of that technology.
Peter Gehr: I have also been strongly irritated for about a year. In animal experiments there is proof that nano particles penetrate tissue and cells and can spread through the blood all over the body - even into the brain. Admittedly we still don't know how this exactly is taken place. Since recently it is talked about amongst researchers that nano particles which get into contact with our organism will be covered with a layer of proteins. This is happening at the latest if they get on to the surface film which covers the inner lung surface. We still know little about this so called "Coating" of the particles. Thus it is vague how exactly this is working, if the protein coat in the way of penetration into the cells is being changed and what kind of meaning this has to the functioning of the cells. For my part this is the greatest insecurity regarding the health riscs in contact with nano particles.
What are you saying to studies which immediately suggest themselves that nano tubes out of carbon are as dangerous as asbestos?
Peter Gehr: From filaments of asbestos it is known that they can lead to cancerous changes at the outer lung surface. Now there were animal experiments with synthetic nano tubes which are structured in their dimensions similiar to the filaments of asbestos. During experiments into the abdominal cavity of mice the implemented particles were entitled to lumplike enlargements which are held to be predecessors to cancer. Whereas nano tubes which were not comparable to shape and size with filaments of asbestos did not cause such changes.
Is this result comforting or does exist cause of concern?
Peter Gehr: I have fundamental objections towards nano tubes out of carbon - namely independently from their shape. The imagination to have to inhale nano- or micrometersized tubes causes me to be frightened. We are not that far away from such scenarious.
At a congress for nano technology in Japan recently there were introduced tires which shall give them a higher resistivity with nano tubes out of carbon. Presumed, all cars on the road had such tires, we would have a real problem indeed. The rubber and the therein enclosed nano particles would be rubbed, effloresced and the nanotube out of carbon would be released into the air. This imagination is not that unrealistic.
Our breathing air is already today strained with fine dust. Do these particles operate to our health in a different way than nano particles industrially produced?
Peter Gehr: No, because the main problem during the penetration of solid particles into our organism is their seize. The seize is much more important than the shape or the kind of the material from what they were being produced of - how we could certify at our institute. So called PM10-particles which contain many nano particles are underlying the same physical mechanism. They get bathed and afterwards shifted into the depth towards the lung tissue.
Is fine dust in this way equally as dangerous as artificial nano particles?
Peter Gehr: This is practically the same.
How problematic is the proof of nano particles in the brain?
Peter Gehr: We could show with the most modern microscopes in my laboratory that nano particles break down the air-blood-barrier. Analogly to this they can get also through the blood-brain-barrier into the brain tissue, which has been proven by research colleagues in animal experiments with the aid of radioactive substances. Admittedly it is a matter of tiny amounts but that is still thousands upon thousands of nano particles which penetrate into the brain by that way.
Could this lead to impairment?
Peter Gehr: I know the work of a female colleague who grew up in Mexico City and then has worked in the leading centers of environmental research in the USA. She has examined brains of men who died from Alzheimer. She compared these with the brain tissue of a young male who lived his whole life at a very car-used street in Mexico City and then lost his life through an accident. I will never forget the intriguing parallels of these brain pictures. The same inflammatory changes of the brain manifested in both cases - so called beta-amyloid plaques -, which are being categorized as antecedent of Alzheimer. Very exaggerated, we may conclude from this context that air pollution leads to Alzheimer.
Is this certain?
Peter Gehr: No, at the moment these are hypotheses. But various researchers are arising the question: if environmental pollution could not be one cause of Alzheimer. If this was the case then with the greatest probability by the way of inhalation of particles which got into the blood and surpassed the blood-brain-barrier.
Contact: magazin@bafu.admin.ch Bundesamt für Umwelt BAFU (Federal agency for the environment)"
Synthetische Nanopartikel können Gewebe und Zellen durchdringen und sich im ganzen Körper ausbreiten – sogar im Gehirn. Professor Peter Gehr von der Universität Bern – ein international renommierter Gewebespezialist – ist erstaunt darüber, dass man die möglichen Gesundheitsrisiken ausserhalb der Wissenschaft und Verwaltung kaum zur Kenntnis nimmt.
Interview: Kaspar Meuli
Macht sich die Schweizer Bevölkerung Sorgen um die gesundheitlichen Auswirkungen von Nanopartikeln?
Peter Gehr: Nein, denn entweder haben die Leute gar keine Ahnung, worum es dabei geht, oder sie sehen kein Problem darin. Die möglichen Gefahren sind auch in der Politik kaum ein Thema.
Weshalb diese Unbekümmertheit?
Die Nanotechnologie und mit entsprechenden Verfahren hergestellte Nanopartikel faszinieren und haben auch bereits positive Anwendungen wie zum Beispiel neue Werkstoffe hervorgebracht. So lassen sich etwa mit Nanoröhrchen aus Kohlenstoff sehr robuste und extrem leichte Materialien herstellen. Damit wiegt ein Velorahmen einige Kilo weniger.
Andererseits gibt es auch alarmierende Meldungen, so etwa über chinesische Arbeiterinnen, die wegen hoher Konzentrationen von Nanopartikeln am Arbeitsplatz an schweren Lungenbeschwerden leiden sollen.
Inzwischen hat sich gezeigt, dass die entsprechende Studie schwerwiegende Mängel aufweist. Als die Medien das Thema im Dezember 2009 aufgriffen, dachte ich allerdings, nun würde die Stimmung kippen. Ich ging davon aus, dass wir Nanoforscher uns rechtfertigen müssen, weil sich die Leute ernsthafte Sorgen machen. Doch die Zeitungsartikel lösten keine grössere Debatte aus, und das Thema war innert Tagen versandet. Die Leute reagieren im Moment einfach nicht auf die allenfalls bedenklichen Seiten der künstlichen Nanopartikel.
Halten Sie denn als Forscher zu stark mit Ihren Bedenken zurück?
Nein, im Gegenteil. Ich erkläre überall, wo die Gefahr liegt – in Gesprächen mit Politikerinnen und Politikern, bei öffentlichen Vorträgen und an Podiumsdiskussionen: Wenn Nanopartikel nicht fest in irgendeinem Material eingebunden sind, besteht ein Risiko, dass wir sie einatmen. Dann können sie über die Lunge ins Blut gelangen und sich im ganzen Organismus verteilen. Noch wissen wir nicht, welche Folgen das für die Gesundheit hat. Aber allein die Tatsache, dass Partikel in unseren Körper eindringen, ist problematisch. Ausserhalb der Wissenschaft und Verwaltung wird dies jedoch offenbar kaum zur Kenntnis genommen.
Laien sind wohl auch durch die widersprüchliche Beurteilung der Chancen und Risiken dieser Technologie verunsichert.
Seit gut einem Jahr bin auch ich enorm verunsichert. In Tierversuchen lässt sich nachweisen, dass Nanopartikel Gewebe und Zellen durchdringen und sich via Blut im ganzen Körper ausbreiten können – sogar im Hirn. Allerdings wissen wir noch nicht, wie dies genau geschieht. Unter Forschern wird seit Kurzem darüber gesprochen, dass Nanopartikel, die mit unserem Organismus in Kontakt kommen, von einer Proteinschicht überzogen werden. Das geschieht spätestens dann, wenn sie auf den oberflächenaktiven Film gelangen, der die ganze innere Lungenoberfläche überzieht. Über dieses sogenannte Coating der Partikel wissen wir noch sehr wenig. So ist unklar, wie es genau vor sich geht, ob der Proteinmantel beim Eindringen in die Zellen verändert wird und welche Bedeutung dies für das Funktionieren der Zellen hat. Hier liegt für mich die grösste Unsicherheit bezüglich der gesundheitlichen Risiken beim Umgang mit Nanopartikeln.
Was sagen Sie zu Studien, die nahelegen, Nanoröhrchen aus Kohlenstoff seien so gefährlich wie Asbest?
Von Asbestfasern ist bekannt, dass sie an der äusseren Lungenoberfläche zu krebsartigen Veränderungen führen können. Es gab nun Tierversuche mit synthetischen Kohlenstoffröhrchen, die von ihren Dimensionen her ähnlich strukturiert sind. Bei Experimenten in der Bauchhöhle von Mäusen kam es durch die eingeführten Partikel tatsächlich zu geschwulstartigen Vergrösserungen, die als Krebsvorläufer gelten. Hingegen bewirkten Kohlenstoffröhrchen, deren Form und Grösse nicht mit Asbestfasern zu vergleichen sind, keine solchen Veränderungen.
Ist dieses Ergebnis beruhigend oder besteht Anlass zur Sorge?
Ich habe gegenüber Nanoröhrchen aus Kohlenstoff grundsätzliche Bedenken – und zwar unabhängig von ihrer Form. Die Vorstellung, nano- oder mikrometergrosse Röhrchen einatmen zu müssen, macht mir Angst. Von solchen Szenarien sind wir übrigens gar nicht so weit entfernt. An einem Nanotechnologie-Kongress in Japan hat man kürzlich Pneus vorgestellt, denen Nanoröhrchen aus Kohlenstoff eine erhöhte Widerstandsfähigkeit verleihen sollen. Angenommen, alle Autos wären mit solchen Reifen unterwegs, hätten wir tatsächlich ein Problem. Der Gummi und die darin eingeschlossenen Nanopartikel werden abgerieben, verwittern und die Kohlenstoffröhrchen gelangen in die Luft. So unrealistisch ist diese Vorstellung nicht.
Bereits heute ist unsere Atemluft ja mit Feinstaub belastet. Wirken sich diese Partikel anders auf unsere Gesundheit aus als industriell hergestellte Nanopartikel?
Nein, denn das Hauptproblem beim Eindringen von festen Partikeln in unseren Organismus ist ihre Grösse. Sie ist viel wichtiger als die Form oder Art des Materials, aus dem sie hergestellt sind, wie wir an unserem Institut nachweisen konnten. Sogenannte PM10-Partikel, die viele Nanoteilchen enthalten, unterliegen beim Einatmen alle demselben physikalischen Mechanismus. Sie werden benetzt und dann in die Tiefe gegen das Lungengewebe verschoben.
Ist Feinstaub diesbezüglich also gleich gefährlich wie künstliche Nanopartikel?
Das ist praktisch dasselbe!
Wie problematisch ist der Nachweis von Nanopartikeln im Gehirn?
Wir konnten in meinem Labor mithilfe von modernsten Mikroskopen zeigen, dass Nanopartikel in der Lunge die Luft-Blut-Schranke überwinden. Analog dazu können sie über die Blut-Hirn-Schranke auch ins Gehirngewebe gelangen, wie Forscherkollegen in Tierversuchen anhand von radioaktiven Substanzen nachgewiesen haben. Es handelt sich dabei zwar um verschwindend kleine Mengen, aber das sind doch Abertausende von Nanopartikeln, die auf diesem Weg ins Gehirn vordringen.
Könnte dies zu Schädigungen führen?
Ich kenne die Arbeit einer Kollegin, die in Mexiko City aufgewachsen ist und dann in den führenden Zentren für Umweltforschung in den USA gearbeitet hat. Sie hat Gehirne von Menschen untersucht, die an Alzheimer gestorben sind. Diese verglich sie mit dem Hirngewebe eines jungen Mannes, der sein Leben lang an einer dicht befahrenen Strasse in Mexiko City gewohnt hatte und dann bei einem Unfall ums Leben kam. Ich werde die verblüffenden Parallelen dieser Hirnaufnahmen nie mehr vergessen. In beiden Fällen zeigten sich dieselben entzündlichen Veränderungen des Hirns – sogenannte Beta-Amyloid-Platten –, die als Vorstufe von Alzheimer gelten. Sehr zugespitzt könnte man daraus folgern, die Luftverschmutzung führe zu Alzheimer.
Steht das fest?
Nein, für den Moment sind das Hypothesen. Aber es stellen sich tatsächlich verschiedene Forscher die Frage, ob die Umweltverschmutzung nicht eine Ursache von Alzheimer sein könnte. Wäre dies der Fall, dann mit grösster Wahrscheinlichkeit durch die Inhalation von Partikeln, die ins Blut gelangt sind und die Blut-Hirn-Schranke überwunden haben. Kontakt: magazin@bafu.admin.ch Zuletzt aktualisiert am: 27.08.2010
Minute: 10 Second: 54 Abiertomiento de la Barrera hematoencefálica a las 1000 µW/m² según: Opening of Blood-Brain-Barrier at 1000 µW/m² according:
Salford L.G., Brun A.E., Sturesson K., Eberhardt J.L., Persson B.R.R., Permeability of the blood–brain barrier induced by 915 MHz electromagnetic radiation, continuous wave and modulated at 8, 50 and 200Hz, Microscopy Research and Technique 27 (1994) 535-542 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jemt.1070270608/abstract "Ein Telefonat von zwei Minuten spiegelt sich eine Woche in den veränderten Gehirnströmen des Nutzers wieder. Ein Handy-Telefonierer bemerkt von einem Gewebeschaden erst dann etwas, wenn die Kopfhaut, die sehr wenig Energie absorbiert, sich warm anfühlt. Da das tieferliegende Gehirngewebe jedoch nicht zur Wahrnehmung von Temperaturanstiegen ausgelegt ist, kann der Gewebeschaden zu diesem Zeitpunkt massiv und irreversibel sein." http://www.worldcat.org/oclc/47912469 http://www.icems.eu/docs/Robert_C_Kane.pdf http://www.powerwatch.org.uk/columns/morgan/
Last picture with Before/Antes (Vorher)/after/después comparison:
Minute: 15 Second: 2 Degeneración de las células rojas de la sangre después una irradiación de microondas de tres minutos Degeneration of red blood cells after a microwave irradiation of three minutes
