Synergie

Ich habe gerade den Artikel von Mark Winston in der New York Times (15. Juli 2014) gelesen, in dem er über die „tausend kleinen Schnitte“ spricht, die die Honigbienen erleiden und die zu einem katastrophalen Rückgang dieser Insekten geführt haben. (Der Artikel ist am Ende dieses Blogs wiedergegeben.) Ich hatte über Synergie nachgedacht und das scheint genau dazu zu passen.

Synergie bedeutet die Interaktion zweier (oder mehrerer) Dinge, die eine Gesamtwirkung erzeugen, die größer oder anders ist als die Summe der Einzelwirkungen. Mit anderen Worten: Wir können das Ganze nicht vorhersagen, indem wir uns nur die einzelnen Teile ansehen. Trotzdem sind wir gefordert, die Auswirkungen von Schadstoffen auf Gemeinschaften zu verstehen und vorherzusagen – während es schon eine gewaltige Herausforderung darstellt, die Wirkung eines einzelnen Schadstoffs auf einen einzelnen Organismus zu verstehen. Es gibt nahezu unbegrenzt viele Variablen, die jede Situation beeinflussen.

Die EPA prüft Chemikalien auf gesundheitsschädliche Auswirkungen, die sie einzeln annimmt. Aber in der realen Welt sind wir jeden Tag einer Vielzahl von Chemikalien ausgesetzt – von Autoabgasen über Kosmetika, Kleidung, Pestizidsprays für die Landwirtschaft oder Moskitos bis hin zu Smog. Die Tatsache, dass diese Belastungen miteinander reagieren und sich gegenseitig giftiger machen können, ist eine neu entstehende Wissenschaft. 1996 wurde die EPA im Rahmen des Food Quality Protection Act (FQPA) zum ersten Mal verpflichtet, die kumulative Pestizidbelastung zu berücksichtigen. Der FQPA erkennt an, dass die reale Pestizidbelastung nicht als einzelne diskrete Belastung mit einem einzigen Pestizid auftritt, sondern als Kombination mehrerer Pestizide gleichzeitig. Beispielsweise zeigen USDA-Daten, dass in den USA verkaufte Äpfel 22 verschiedene Pestizidrückstände enthielten und Pfirsiche 40. [1]

Ich habe gerade den Begriff „Co-Karzinogen“ entdeckt, der die additive oder synergistische Wirkung von zwei oder mehr Wirkstoffen bezeichnet, die zu Krebs führt. Diese „Co-Karzinogene“ müssen selbst kein Karzinogen sein. So wurde beispielsweise in einer Studie der University of Minnesota ein Artikel über die krebsfördernde Wirkung von Capsaicin veröffentlicht – das in Lebensmitteln vorkommt, die scharfe Chilischoten enthalten. Es ist kompliziert – wenn Sie interessiert sind, klicken Sie bitte hier Hier.

Hier ist eine interessante Geschichte:

Im Sommer 1985 führte der 30-jährige Thomas Latimer ein schönes Leben in einem Vorort von Dallas, Texas. Er war ein kräftiger, sportlicher Mann mit einer vielversprechenden Karriere als Ingenieur. An einem bestimmten Samstagnachmittag verbrachte Herr Latimer den Tag damit, den Rasen zu mähen, das Schnittgut aufzusammeln und die Gehwege zu kanten. Nach etwa einer Stunde begann er, sich schwindlig und übel zu fühlen, ein Engegefühl in der Brust und hämmernde Kopfschmerzen zu verspüren. Zehn Tage später ging es ihm noch schlechter und er ging zu seinem Arzt.

In den folgenden sechs Jahren konnte Herr Latimer keinen Sport mehr treiben. Er litt unter Gehirnkrämpfen. Er besuchte 20 verschiedene Ärzte und unterzog sich zahlreichen Tests, um die Ursache seiner Beschwerden zu ermitteln. Seine Symptome stimmten mit einer Organophosphatvergiftung überein, die höchstwahrscheinlich von dem Insektizid Diazinon herrührte, das auf seinem Rasen angewendet worden war. Da seine Symptome jedoch so schwerwiegend waren und die Pestizidmenge, der er ausgesetzt war, so gering war, suchten die Ärzte weiter nach einem komplizierenden Faktor. Nach weiteren Untersuchungen kamen ein Toxikologe, drei Neurologen und zwei Neuroophthalmologen unabhängig voneinander zu dem Schluss, dass das beliebte Magengeschwürmittel Tagamet, das Herr Latimer einnahm, seine Leber geschwächt hatte, wodurch er anfälliger für Pestizidvergiftungen wurde.

Alfredo A. Sudan, Professor für Neurologie und Augenheilkunde an der University of Southern California, der umfangreiche Tests zur Bewertung einer bei Herrn Latimer aufgetretenen Augenerkrankung durchgeführt hat, schätzt, dass die Einnahme eines Medikaments wie Tagamet „eine Person 100- bis 1.000-mal anfälliger für eine Organophosphatvergiftung machen kann.“ [2]

Im Jahr 2001 veröffentlichten Forscher der Abteilung für Pharmakologie und Krebsbiologie der Duke University eine Reihe von Artikeln, in denen sie die synergistischen Effekte von DEET (dem Wirkstoff der meisten Insektenschutzmittel) und Permethrin (ein Pestizid, das häufig in kommunalen Mückenbekämpfungsprogrammen sowie in vielen Haushalts-Insektenvernichtungsmitteln verwendet wird) untersuchten. Ziel der Studien war es, einen möglichen Zusammenhang zwischen Pestiziden und anderen während des Golfkriegs verwendeten Chemikalien und dem „Golfkriegssyndrom“ – einer neurologischen Erkrankung – festzustellen. Als DEET, Permethrin und Pyridostigminbromid (ein Medikament, das von Soldaten als Gegenmittel gegen giftige Kampfgase eingenommen wird) allein verabreicht wurden – selbst in dreimal so hohen Dosen wie die Soldaten –, wurden keine Effekte beobachtet. Aber als die drei Chemikalien in Kombination verwendet wurden, litten die Versuchstiere unter neurologischen Symptomen, die denen der Golfkriegsveteranen ähnelten. [3]

Neurologen nennen drei mögliche Gründe für die synergistischen Effekte, die in den oben genannten Experimenten beobachtet wurden. Erstens untergräbt der Stress, dem die Tiere ausgesetzt sind, wenn sie einer Kombination von Chemikalien ausgesetzt sind, die Schutzfunktion der Blut-Hirn-Schranke, wodurch die Menge der Giftstoffe, die ins Gehirn gelangen können, 100-mal höher ist. Zweitens wird das ausgesetzte Gewebe empfindlicher und empfänglicher für andere giftige Substanzen. Drittens binden bestimmte Chemikalien an Enzyme, die den Körper entgiften, wodurch die Enzyme nicht mehr verfügbar sind, um den Körper vor anderen eindringenden Chemikalien zu schützen. Dr. Goran Jamal, Neurologe am West London Regional Neuro-Science Center des Imperial College of Medicine, zieht folgenden Vergleich: „Es ist, als würde man in London 200 Kriminelle freilassen und die Polizisten abziehen, die normalerweise im Dienst sind. Es wird zwangsläufig zu Schäden kommen.“ [4]

Die Organisation Beyond Pesticides schlägt eine Reihe von Tests vor: Tests auf Wechselwirkungen zwischen in der Landwirtschaft häufig verwendeten Pestiziden, zwischen in der Landwirtschaft verwendeten Pestiziden und Lebensmittelverunreinigungen, auf Pestizide, die häufig im Trinkwasser vorkommen, auf Pestizide und Arzneimittel sowie auf Pestizide, die wahrscheinlich abdriften. Diese Tests sind jedoch wahrscheinlich unrealistisch, sodass der beste Ansatz darin bestehen könnte, die Belastung zu begrenzen – indem man die Belastung begrenzt, begrenzt man auch synergistische Auswirkungen auf die Gesundheit.

Hier ist Mark Winstons Artikel „Our Bees, Ourselves“:

New York Times, Katie Scott

ÜBERALL auf der Welt sterben massenhaft Bienenvölker: Jedes Jahr bricht etwa ein Drittel der Bienenstöcke zusammen, ein Muster, das seit zehn Jahren besteht. Für Bienen und die Pflanzen, die sie bestäuben – sowie für Imker, Landwirte, Honigliebhaber und alle anderen, die dieses wunderbare soziale Insekt schätzen – ist dies eine Katastrophe.

Doch mitten in der Krise kann man auch etwas lernen. Das Bienensterben lehrt uns viel darüber, wie die Menschheit ein ähnliches Schicksal vermeiden kann, das durch die immer schwerwiegenderen Umweltstörungen verursacht wird, denen die moderne Gesellschaft ausgesetzt ist.

Das Bienensterben ist besonders ärgerlich, weil es dafür keine einzelne Ursache gibt, sondern tausende kleine Einschnitte. Die Hauptfaktoren sind die kumulativen Auswirkungen von Pestiziden, die auf den Feldern ausgebracht werden, sowie von Pestiziden, die direkt in die Bienenstöcke eingebracht werden, um Milben zu bekämpfen; Pilz-, Bakterien- und Virusschädlinge und -krankheiten; Nährstoffmängel durch riesige Flächen von Monokulturfeldern, auf denen es an vielfältigen Blütenpflanzen mangelt; und in den Vereinigten Staaten die kommerzielle Bienenhaltung selbst, die die Kolonien stört, indem sie die meisten Bienen mehrmals im Jahr im ganzen Land umherzieht, um die Feldfrüchte zu bestäuben.

Das wirkliche Problem ist jedoch nicht die Menge der Probleme, sondern ihre Wechselwirkungen. Hier können wir eine zentrale Lektion der Bienen lesen, die wir auf eigene Gefahr ignorieren: das Konzept der Synergie, bei der eins plus eins drei oder vier oder mehr ergibt. Ein typischer Bienenvolk enthält Rückstände von mehr als 120 Pestiziden. Für sich genommen stellt jedes davon eine harmlose Dosis dar. Zusammen jedoch bilden sie eine giftige Suppe aus Chemikalien, deren Wechselwirkung die Wirksamkeit des Immunsystems der Bienen erheblich verringern und sie anfälliger für Krankheiten machen kann.

Diese Erkenntnisse liefern den ausgereiftesten verfügbaren Datensatz über Synergien zwischen Pestiziden und zwischen Pestiziden und Krankheiten für jede Spezies. Das einzige Äquivalent beim Menschen ist die Erforschung von Wechselwirkungen zwischen Arzneimitteln. Viele verschreibungspflichtige Medikamente zeigen bei gemeinsamer Anwendung schädliche oder tödliche Nebenwirkungen, insbesondere bei Patienten, die bereits an einer Krankheit leiden. Pestizide haben ebenso starke medizinische Auswirkungen wie Arzneimittel, doch wir wissen praktisch nichts über ihre synergistischen Auswirkungen auf unsere Gesundheit oder ihre Wechselwirkung mit menschlichen Krankheiten.

Das turbulente Bienensterben sollte uns bewusst machen, dass auch unser eigenes Wohlergehen in ähnlicher Weise bedroht sein könnte. Die Honigbiene ist eine bemerkenswert widerstandsfähige Art, die 40 Millionen Jahre lang gediehen ist, und der großflächige Zusammenbruch so vieler Kolonien ist eine klare Botschaft: Wir müssen von unseren Aufsichtsbehörden verlangen, dass sie Studien darüber verlangen, wie sich die Exposition gegenüber geringen Dosen kombinierter Chemikalien auf die menschliche Gesundheit auswirken kann, bevor sie Verbindungen genehmigen.

Bienen liefern auch einige Hinweise darauf, wie wir eine kooperativere Beziehung zu den Leistungen aufbauen können, die Ökosysteme erbringen können. Neben Honigbienen gibt es Tausende von Wildbienenarten, die einen Teil der Bestäubungsleistungen erbringen könnten, die in der Landwirtschaft erforderlich sind. Doch auch wilde Bienen – also Bienen, die nicht von Imkern gehalten werden – sind durch ähnliche Faktoren bedroht wie Honigbienen: starker Pestizideinsatz, Zerstörung von Nistplätzen durch zu intensive Landwirtschaft und ein Mangel an vielfältigen Nektar- und Pollenquellen aufgrund hochwirksamer Unkrautvernichtungsmittel, die die unkultivierten Pflanzen dezimieren, von denen Bienen als Nahrung abhängig sind.

Kürzlich führte mein Labor an der Simon Fraser University eine Studie auf Rapsöl produzierenden Farmen durch, die den enormen Wert der Wildbienen verdeutlichte. Wir fanden heraus, dass die Ernteerträge und damit auch die Gewinne maximiert werden, wenn beträchtliche Ackerflächen unkultiviert bleiben, um wilden Bestäubern zu helfen.

bedeutet eine gesündere, vielfältigere Bienenpopulation, die dann in größerer und aktiverer Zahl auf die bepflanzten Felder nebenan zieht. Tatsächlich würden Landwirte, die ihr gesamtes Feld bepflanzen, etwa 27.000 Dollar Gewinn pro Betrieb machen, während diejenigen, die ein Drittel unbepflanzt lassen, damit Bienen darauf nisten und Nahrung suchen können, auf einem Betrieb ähnlicher Größe 65.000 Dollar verdienen würden.

Diese Logik widerspricht der herkömmlichen Ansicht, dass Felder und Bienen gleichermaßen im Mikromanagement verwaltet werden können. Die aktuellen Herausforderungen, denen Honigbienen und Wildbienen ausgesetzt sind, erinnern uns daran, dass wir zu viel verwalten können. Übermäßiger Anbau, Einsatz von Chemikalien und Lebensraumzerstörung zerstören letztendlich genau die Organismen, die unsere Partner sein könnten.

Und diese Erkenntnis geht über die reine Agrarökonomie hinaus. Der Rückgang der Bienen bietet eine Lehre darüber, wie wir auf die grundlegendsten Herausforderungen reagieren können, vor denen die Menschheit heute steht. Wir können unsere eigenen Bedürfnisse am besten befriedigen, wenn wir ein Gleichgewicht mit der Natur aufrechterhalten – ein Gleichgewicht, das für unsere Gesundheit und unseren Wohlstand ebenso wichtig ist wie für die Bienen. [5]

[1] http://www.beyondpesticides.org/infoservices/pesticidesandyou/Winter%2003-04/Synergy.pdf

[2] Allen, Frank Edward. 1991. Das Leid eines Mannes veranlasst Ärzte, den Zusammenhang zwischen Pestiziden und Medikamenten zu untersuchen. The Wall Street Journal . 14. Oktober.

[3] Abou-Donia, MB, et. al. 1996. Neurotoxizität infolge gleichzeitiger Exposition gegenüber Pyridostigminbromid, DEET und Permethrin: Auswirkungen der chemischen Exposition im Golfkrieg. J. Toxicol. Umwelt. Gesundheit 48:35-56.

[4] http://www.beyondpesticides.org/infoservices/pesticidesandyou/Winter%2003-04/Synergy.pdf

[5] Winston, Mark, „Our Bees, Ourselves“, New York Times, 15. Juli 2014, S. A25