Kinder, eine besondere Risikogruppe? Gerhard Heinemeyer Fachbereich Chemikalienbewertung BgVV, Berlin

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1 Kinder, eine besondere Risikogruppe? Gerhard Heinemeyer Fachbereich Chemikalienbewertung BgVV, Berlin

2 Was ist Risiko?,2,18 Wahrscheinlichkeit,16,14,12,1,8,6,4,2 Exposition Worst case Sicherheitsabstand Margin of Safety NOAEL Toxische Wirkungen -972, Konzentration in Umgebungsluft

3 Was beeinflusst das Risiko? Toxische Eigenschaften Charakteristisch für jeden einzelnen Stoff Unveränderbar Der Mensch reagiert auf die Wirkungen unterschiedlich, auf Grund genetischer Besonderheiten, aber auch entwicklungsund damit altersabhängig

4 Was beeinflusst das Risiko? Exposition Verhalten Anwendungsmodalitäten chemischer Produkte Altersbedingte Verhaltensmuster Physiologie Körpergewicht, Körperoberfläche, Lungenoberfläche, Atemvolumina Toxikokinetik

5 Risiko Das Risiko einer gesundheitlichen Beeinträchtigung wird hauptsächlich durch die Exposition bestimmt!

6 Risiko Exposition Üblicherweise werden Risikobewertungen auf Erwachsene bezogen Risiken bei Kindern? Wodurch unterscheiden sich Kinder von Erwachsenen?

7 Wodurch unterscheiden sich Kinder von Erwachsenen? Körperliche Entwicklung Gewicht, Oberfläche, Atemvolumina Toxikokinetik Toxikodynamik Organspezifität Entwicklung der Organsysteme Verhalten Essen Spielen

8 Üblicherweise werden toxische Dosierungen auf das Körpergewicht bezogen (g/kg) Arzneimitteldosierungen bei Kindern i.d.r. relativ höher als bei Erwachsenen

9 Ist das Körpergewicht eine gute Bezugsgröße? Körpergewicht vs. Körperoberfläche

10 Volumen und Oberfläche eines beliebigen Körpers verhalten sich grundsätzlich nicht linear zueinander 8 7 Oberfläche Volumen

11 KO / KG,7,6,5,4,3 Körperoberfläche und Körpergewicht OF =,239 * H,417 * Gew,517,2, Alter (Jahre) Bestimmung der Körperoberfläche nach Crawford et. al.

12 Kinder vs. Erwachsene (Gewicht oder Oberfläche?) ,8 1,6 1,4 1,2 1,8,6,4,2 NG 1J E Körpergewicht Körperoberfläche

13 Dermale Resorption Konzept Der Inhalt eines auf der Haut befindlichen Volumens wird innerhalb einer festgelegten Zeit zu einem bestimmten Ausmaß resorbiert. Das Volumen hat eine Fläche, die der Hautoberfläche entspricht und laut TGD* eine hypothetische Dicke von,1 cm hat * Technical Guidance Document

14 Schätzung dermale Expo Erwachsener vs. Kind, 1 kg Badezusatz, Konzentration im Wasser 1 µg/cm³ Erwachsene Kind KG (median) 6 kg 1 kg KO 14. cm² 44 cm² Schichtdicke (TGD),1 cm,1 cm Vol. an Haut 14 cm³ 44 cm³ ext. Expo 14 µg 44 µg Res. Quote 5% 5% resorbiert 7 µg 22 µg Expo 11,6 µg/kg 22 µg/kg Bei Bezug auf das Körpergewicht resultiert eine Überschätzung

15 Inhalative Exposition Atemzeitvolumina? Respiratorische Oberfläche?

16 Kinder vs. Erwachsene Atemvolumen pro Gewicht oder Oberfläche? ml ml/kg ml/m² 9 35 Erwachsene 8 3 Neugeborenes VK RK TR Ohne Bezug VK RK TR Bezug auf Körpergewicht VK RK TR Bezug auf Körperoberfläche

17 Atemzeitvolumen m³/d ,4 m³/d 2,9 m³/d Neugeborenes Erwachsener 1 1/2 Jahre

18 Kinder vs. Erwachsene Atemzeitvolumen / KG oder KO? m³/d/kg (KG) m³/d/m² (KO) m³/d/m² (AO),5,45,4,35,3,25,2,15,1, ,3,25,2,15,1,5 Körpergewicht Körperoberfläche Alveolaroberfläche

19 Unterschiede Kinder/Erwachsene - inhalative Exposition Benzol - Konzentration in Atemluft: 4,6 µg/m³ (95. Perzentile, in Kindergärten in NRW gemessen*) Erwachsene Kinder KG 6 kg 1 kg AZV 13 m³/d 2,9 m³/d Expo 59 µg/d 13,34 µg/d Res-Quote 5% 5% Int. Expo 29,5 µg/d 6,7 µg/d,49 µg/kg/d,67 µg/kg/d 21, µg/m²/d 19,1 µg/m²/d Schreiner, Wetzel, Kirbach, Umweltmed Forsch Prax 6, 21,

20 Kinder vs. Erwachsene Toxikokinetik / - dynamik Die Aufnahme, Verteilung und Elimination von Stoffen ändert sich altersentsprechend Die Wirkung von Stoffen ändert sich im Kindesalter entwicklungsbedingt

21 Alter und Kinetik Verteilungsvolumen von Coffein, Kinder vs. Erwachsene 4 1,2 2, E 1,8 2 1, K l,6,4,2 l/kg 1,5 l/m²

22 Clearance von Coffein, Kinder (6 mo) vs Erwachsene K ml/min E ml/min/kg ml/min/m²

23 Dosis, mit der eine konstante Konzentration von Theophyylin erreicht wird, altersbezogen d 1-2 mo 4-18 mo Dosis in mg 16 mo-4 yr Erw d 1-2 mo 4-18 mo 16 mo- 4 yr Dosis in mg/kg Erw d 1-2 mo 4-18 mo 16 mo- 4 yr Dosis in mg/m² Erw Aranda, 1984

24 Körpergewicht vs. Körperoberfläche Bezug auf das Körpergewicht führt in der Regel zu einer relativen Überschätzung der Exposition bei Kindern Bezug auf die Körperoberfläche führt zu ähnlichen Werten bei Kindern wie Erwachsenen. Toxikodynamik (Stoffwirkungen)?

25 Toxische Risiken bei Kindern Verhalten

26 Verhaltensmuster, die die Exposition modulieren Wie beeinflussen Kinder ihre Exposition? Spielen, Essen Aufenthalt im und außerhalb des Hauses Krabbelkinder: Aufnahme von Staub Kleinkinder: Essverhalten, Kontamination der Nahrung durch Spielen mit dem Essen Haustiere

27 2 Hand-zu-Mund-Kontakt bei Kindern (< 12 Monate) 15 1 total mouthing time [minutes] 5 age group [months] frequency of hand/object to mouth contact per day Steenbekkers, 21

28 Hand-zu-Mund Kontakt Adsorption von Staub beim Krabbeln (Innenraum) Adsorption von Boden beim Spielen (aussen, z.b. Sandkasten) Essen Spielen mit Haustieren

29 Example Route-Specific Exposure Rate Profile for an Individual using SHEDS Longitudinal Macro-activity Approach Stochastic Human Exposure and Dose Simulation Model /min] ug bedroom sleeping living room playing lawn playing car In-transit daycare learning Exposure Rate [ etc... indoor home indoor home outdoor lawn Macro-activities?? indoor daycare Time (min) (Presented by H. Ozkaynak at the workshop children and pesticides, Berlin 21)

30 Orale Exposition bei Kindern Beispiel Staubaufnahme (M St ) 9 mg/d Exp = C St * M St / KG od KO J 4-6 J 6-9 J 1-14 J Erw Ausschuss für Umwelthygiene der AgLMB

31 Orale Exposition von Permethrin Kinder vs. Erwachsene Exposition / KO (µg/m²) Expo/KO Expo/KG,25,2,15,1,5 Exposition / KG (µg/kg), Erw. Alter (Jahre)

32 Kinder vs. Erwachsene (1) Körperoberfläche von Kindern relativ größer als bei Erwachsenen Bei Bezug der Exposition auf das Körpergewicht eher Überschätzung bei Extrapolation von Erwachsenendaten auf Kinder Für inhalative Exposition auch Alveolaroberfläche miteinbeziehen Daten zur Exposition

33 Kinder vs. Erwachsene (2) Toxikokinetik Kinder eliminieren im Allgemeinen Stoffe schneller als Erwachsene Ausnahmen: Frühgeborene, Neugeborenenphase Folge: Stoffe, bei denen die Toxizität durch den Stoff selbst verursacht ist, sind geringer toxisch als bei Erwachsenen ( Dosis geringer) Stoffe, die wirksame Metaboliten haben, sind toxischer als bei Erwachsenen ( Dosis höher)

34 Kinder vs. Erwachsene (3) Effekte Die Entwicklung der jeweiligen Zielorgane toxischer Wirkungen verläuft unabhängig voneinander Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass die Organe während dieser Phasen besonders vulnerabel sind und irreversible Effekte nicht ausgeschlossen werden können

35 Sind Kinder empfindlicher als Erwachsene? Kinder sind eine andere Spezies direkte Vergleich mit Erwachsenen sind nicht angebracht aus Vorsorgegründen sollte eine höhere Empfindlichkeit immer angenommen werden, sofern nicht das Gegenteil gezeigt wird.

36 Vergleich eher über Körperoberfläche als über Körpergewicht

37 Verhältnis KG, KO und AO bei Kindern und Erwachsenen Quotient Erwachsene/Kinder KG KO AO