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Umweltchemie und Ökotoxikologie im Kontext: ESS-Submission Editor - Harald G. Zechmeister



Klimawandel und Malaria. Flächenhafte Modellierung der potenziellen Reproduktionsrate des Malaria-Erregers Plasmodium vivax in Anopheles atroparvus auf Grundlage gemessener und prognostizierter Lufttemperaturen in Niedersachsen (8 pp)
Winfried Schroeder; Hubert Bast; Roland Pesch; Gunther Schmidt; Ellen Kiel
Corresponding author:: Gunther Schmidt

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Background, Aim and Scope:
Ziel und Hintergrund. Die Küstenregionen Niedersachsens sind ehemalige endemische Malariagebiete. Anfang der 1950er Jahre bewirkten u.a. der Einsatz von DDT, die Trockenlegung von Feuchtgebieten sowie verbesserte Hygiene und medizinische Versorgung das Ende der Epidemie. Damit einher ging die Einstellung der Malariaforschung in Deutschland, auch wenn der Vektor der Krankheit, die Anopheles-Mücke, weiterhin in Niedersachsen bis heute vorkommt. Deshalb sollte geklärt werden, ob eine neue autochthone Übertragung des Malariaerregers Plasmodium vivax unter den gegebenen monatlichen Durchschnittstemperaturen möglich ist und wie sich die potenzielle Übertragungsdauer bei einer angenommenen Klimaerwärmung ändern würde.

Materials and Methods:
Methoden. Informationen über die Anopheles Mücke in Deutschland, insbesondere ihre Brutplatzwahl, Lebenserwartung und historische Verbreitung der einzelnen Arten, wurde in der wissenschaftlichen Literatur recherchiert. Zusätzlich wurden Lufttemperaturdaten vom Deutschen Wetterdienst (DWD) und Angaben über aktuelle Anopheles-Funde aus der Datenbank des ehemaligen Niedersächsischen Landesamtes für Ökologie (NLÖ) zur Biologie der Oberflächengewässer beschafft und zusammen mit den Literaturdaten in ein Geografisches Informationssystem (GIS) integriert. Mit Variogramm-Modellen und Kriging-Flächenschätzungen wurden aus den lokalen Lufttemperaturdaten für die in Frage kommenden Sommermonate Flächenkarten für drei Zeitintervalle, 1947 bis 1960, 1961 bis 1990 und 1985 bis 2004 berechnet und mit Kreuzvalidierungen auf Zuverlässigkeit überprüft. Das Übertragungspotential einer Plasmodium vivax-Ausbreitung in Bezug zur monatlichen Durchschnittstemperatur wurde durch Anwendung einer Formel für die Basic Reproduction Rate (R0) ermittelt. Diese gibt die durchschnittliche Anzahl von Zweitinfektionen an, die durch ein einziges infiziertes Individuum verursacht werden, wenn es auf eine potentielle Wirtspopulation trifft, in der jedes Mitglied für den Erreger empfänglich ist.

Results:
Ergebnissse. Die geostatistischen Berechnungen belegen eine Klimaerwärmung für die Temperaturen in Niedersachsen zwischen der 30-jährigen Klimanormalperiode 1961–1990 und den Jahren 1985–2004. Die vom IPCC prognostizierten Szenarien der Klimaerwärmung bilden die Grundlage für die Modellierung der zukünftigen potenziellen Malaria-Risikogebiete Niedersachsens in den beispielhaft ausgewählten Jahren 2020, 2060 und 2100. Für jedes dieser drei Jahre werden jeweils zwei plausible Vorhersagen verwendet: Im Jahr 2020 beträgt der Temperaturanstieg bestenfalls +0,3°C, schlechtestenfalls + 0,9°C, 2060 +0,9°C bzw. +3,3°C und 2100 +1,4°C bzw. 5,8°C. Im Szenario 2020 wurde eine Übertragungsdauer von maximal vier Monaten berechnet. 2100 weist mehr als die Hälfte der Fläche Niedersachsens einen Übertragungszeitraum von Mai bis Oktober auf.

Discussion:
Diskussion. Im Zusammenhang mit den steigenden Monatsmittelwerten der Temperatur wächst auch das Risiko einer Malaria-Übertragung, da die Temperatur in der mathematischen Formel zur Reproduktionsrate die bestimmende Größe darstellt. Demgemäß besteht für Niedersachsen die Gefahr eines erneuten Ausbruchs der Malaria tertiana, sofern weitere Riskofaktoren für eine Einschleppung und Übertragung der Krankheit ausgeblendet werden.

Conclusions:
Schlussfolgerungen. Die berechneten Risikokarten zeigen, dass der größte Teil Niedersachsens eine Übertragungsdauer von zwei Monaten aufweist. Gebiete mit dem höchsten Risiko weisen eine Zeitspanne von drei Monaten auf und befinden sich in den Gegenden um Nordhorn, Hameln und in einer Region die durch die Städte Celle, Hannover, Helmstedt und Wolfsburg begrenzt wird. Genau diese Gebiete stimmen auch mit den im BOG-Archiv dokumentierten Fundorten von Anopheles Larven überein. Das bedeutet, dass wesentliche Vorraussetzungen für eine Malariaübertragung vorliegen, abgesehen vom Erreger selbst. Dieser müsste, da Deutschland nicht zu den endemischen Malariazonen zählt, von infizierten Personen oder Anophelen importiert werden.

Recommendations and
Perspectives:
Empfehlungen und Ausblick. Die vorgestellten Ergebnisse der Pilotstudie sollten Anlass für umfassendere Untersuchungen geben. Denn obwohl die Chancen auf eine neue endemische Malariaepidemie in Deutschland in diesen Zeiten relativ gering scheinen, ist es besser, auf Risiken vorbereitet zu sein, als plötzlich mit dem Unerwarteten konfrontiert zu werden.

19 UWSF (2) 115-122 (2007)

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