Quartäre Ammoniumverbindungen (QACs) werden seit Jahrzehnten breit als Desinfektionsmittel eingesetzt und finden sich in Reinigungsprodukten, Sprays sowie weiteren Alltagsanwendungen. Trotz ihrer geringen Flüchtigkeit können sie aerosolgebunden in die Atemwege gelangen. Parallel dazu bestehen Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen QAC-Exposition und Atemwegserkrankungen wie Asthma oder chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD).
Eine in 'Environmental Science & Technology' veröffentlichte experimentelle Studie aus den USA untersuchte die Toxizität von QACs in Abhängigkeit vom Expositionsweg. Ziel war es, die Rolle der inhalativen Aufnahme für systemische Konzentrationen und pulmonale Schäden zu klären.
Vergleich von Inhalation und oraler Aufnahme im Mausmodell
Im Mausmodell wurden zwei häufig verwendete QACs – Benzalkoniumchlorid (BAC) und Didecyldimethylammoniumchlorid (DDAC) – mittels oropharyngealer Aspiration verabreicht und mit einer oralen Aufnahme verglichen. Untersucht wurden Letalität, Lungenschädigung sowie resultierende Blutkonzentrationen.
Inhalative Aufnahme verursacht ausgeprägtere Lungenschäden als orale Exposition
Die inhalative Exposition führte zu einer deutlich erhöhten pulmonalen Toxizität: Im Vergleich zur oralen Aufnahme waren sowohl waren sowohl das Ausmaß der Lungenschädigung als auch die Letalität um etwa den Faktor 100 erhöht. DDAC war dabei toxischer als BAC.
Männliche Tiere reagieren empfindlicher
Zusätzlich wurden geschlechtsspezifische Unterschiede beobachtet. Männliche Tiere reagierten empfindlicher auf die inhalative Exposition als weibliche und wiesen niedrigere mediane LD50-Werte (1,2 vs. bis zu 2,2 mg/kg) und damit eine nahezu doppelt so hohe Letalität auf. Auch im Einzeldosis-Experiment traten signifikant mehr Todesfälle bei männlichen Tieren auf (p < 0,05).
Inhalation mit humanrelevanten Blutkonzentrationen vergleichbar – Übertragbarkeit noch unklar
Bemerkenswert ist zudem, dass inhalative QAC-Dosen, die zu relevanten Lungenschäden führten, Blutkonzentrationen von 1–150 nM erzeugten, die im Bereich in Humanstudien gemessener Konzentrationen liegen. Dies stützt nach Angaben der Autoren die Hypothese, dass die inhalative Exposition eine relevante Eintrittspforte für QACs in den menschlichen Organismus sein kann.
Für die klinische Einordnung bleibt zu klären, in welchem Ausmaß diese Befunde auf den Menschen übertragbar sind. Weitere Studien sind erforderlich, um Expositionsniveaus, Dosis-Wirkungs-Beziehungen und potenzielle Langzeiteffekte beim Menschen präzise zu charakterisieren.
