Kältebedingte Asthmaverschlechterungen bei Kindern: Besser verstehen dank neuer Ergebnisse aus Biomarker-Forschung

Viele Eltern von Kindern mit Asthma wissen, dass es einen Zusammenhang zwischen niedrigeren Umgebungstemperaturen und Exazerbationen gibt. An eindeutigen wissenschaftlichen Belegen für diesen Zusammenhang fehlte es bislang jedoch.

In einer neuen Studie unter der Leitung von Linchen He von der Lehigh University in Bethlehem/Pennsylvania (USA) haben Forschende Biomarker verwendet, um den Zusammenhang zwischen niedrigen Temperaturen, oxidativem Stress und Asthmaexazerbationen zu erklären. He erklärt: „Unsere Ergebnisse legen nahe, dass eine Exposition gegenüber niedrigeren Temperaturen den oxidativen Stress in der Nasenhöhle erhöhen kann, was wiederum die Asthmasymptome bei Kindern verschlimmert. Durch das Verständnis dieses Signalweges und eines damit verbundenen Biomarkers ebnen diese Ergebnisse den Weg für zukünftige Forschungen zur effektiven Entwicklung personalisierter Asthmamanagementstrategien für Kinder.“

Hes Team führte eine Panel-Studie mit 43 asthmakranken Kindern im Alter von fünf bis 13 Jahren durch und untersuchte diese an vier Terminen im Abstand von zwei Wochen. Bei jedem dieser Termine nahm man Proben von Nasenflüssigkeit, Urin und Speichel und untersuchten diese auf Biomarker für oxidativen Stress. Die Wissenschaftler analysierten die Proben dann auf den Gehalt an Malondialdehyd (MDA), einem bekannten Biomarker für oxidativen Stress.

Der Körper setzt MDA als Nebenprodukt des Prozesses frei, bei dem freie Radikale Lipide in Zellmembranen angreifen. Diese Angriffe führen zum Zerfall der Membranen und MDA wird in Körperflüssigkeiten wie Speichel, Urin und Nasenflüssigkeit freigesetzt. Erhöhte MDA-Werte im Speichel, Urin und in der Nase gelten als Indikator für erhöhten oxidativen Stress in der Mundhöhle, im Kreislaufsystem beziehungsweise in der Nasenhöhle.

Die Studienautoren verglichen anschließend diese Messwerte mit den Asthmasymptomen der Kinder und nutzten dafür den Childhood Asthma Control Test (CACT). Der CACT-Test basiert den Angaben von Erziehungsberechtigten und den Kindern selbst zu Symptomen.

Die Forschenden analysierten Daten aus einem Zeitraum, in der die Außentemperaturen zwischen 7 und 18 °C lagen. Während dieses Zeitraumes war ein Temperaturabfall von 2 °C signifikant mit einer um 47 bis 77 Prozent höheren MDA-Konzentration in der Nase und einer um sechs bis 14 Prozent höheren MDA-Konzentration im Urin verbunden.

Diese Ergebnisse stimmen laut den Wissenschaftlern mit einer früheren Studie überein, in der festgestellt wurde, dass eine Exposition gegenüber niedrigeren Temperaturen das Nasenepithel schädigen kann, was zu verstärkten Entzündungen und einer verminderten Immunität gegenüber infektiösen Bakterien und Viren in der Nasenhöhle führt. Die erhöhte Entzündungsreaktion in der Nasenhöhle wiederum kann freie Radikale erzeugen, die Lipide und Proteine ​​schädigen können, was zu einem höheren oxidativen Stress in der Nase führt.

Darüber hinaus kamen die Wissenschaftler in ihren statistischen Analysen zu dem Schluss, dass nasales MDA 14 bis 57 Prozent der Zusammenhänge zwischen der Exposition gegenüber Kälte und schlechteren CACT-Werten teilweise vermittelte oder erklärte. Die Ergebnisse legen nahe, dass ein höherer oxidativer Stress in der Nasenhöhle Schleimhautreizungen in den unteren Atemwegen auslösen kann, was Atemwegssymptome zur Folge hat.

Die Autoren machen auch darauf aufmerksam, dass die Nasenhöhle das Hauptportal für Luftschadstoffe ist, über das sie in den menschlichen Körper gelangen. Ihre früheren Untersuchungen hatten ergeben, dass eine höhere Exposition gegenüber Luftschadstoffen auch signifikant mit höheren nasalen MDA-Werten verbunden war. Die Ergebnisse der früheren und aktuellen Studien zeigen, dass nasales MDA ein empfindlicher Biomarker für diese Asthma-Auslöser ist.

Insgesamt, so erklärten die Wissenschaftler, seien „mehr Anstrengungen erforderlich, um zu verstehen, wie dieser Biomarker effektiv in personalisierte Asthmamanagement-Strategien für Kinder integriert werden kann.“ Sie betonen auch, dass die Aussagekraft der Ergebnisse der aktuellen Studie aufgrund der Stichprobengröße, nicht gemessener Umwelteinwirkungen (z. B. Aeroallergene) und begrenzter Schwankungen der Temperaturbelastung während des Untersuchungszeitraums begrenzt sei. „Wir empfehlen weiterzuforschen, um diese Ergebnisse zu bestätigen und mögliche Mechanismen zu untersuchen, die dem Zusammenhang zwischen Temperaturbelastung, oxidativem Stress und Asthmaverschlimmerung zugrunde liegen“, sagt He.