Feinstaub Gehirnleistung

Einfluss von Feinstaub auf Körper & Gehirn

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Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs und Krankheiten des Atmungssystems: laut dem statistischen Bundesamt gehören diese drei Erkrankungen zu den häufigsten Todesursachen in Deutschland in 2019. Konkret starben 2019 allein an Krankheiten des Atmungssystems rund 67.000 Menschen.

Einer der hauptursächlichen Auslöser für Erkrankungen am Atmungssystem ist Feinstaub – etwas, was uns permanent umgibt und dem wir uns nicht entziehen können. Wie ein deutsch-niederländisches Forscherteam jetzt herausfand, kann eine hohe Feinstaubbelastung in Wohnungen oder Wohngebäuden aber nicht nur zu Atemwegs- und Herzkreislauferkrankungen, sondern auch zu einer signifikanten Minderung der Gehirnleistung führen. Somit wird Feinstaub von der WHO nicht umsonst als ein globaler Umweltfaktor mit der größten Bedrohung für die menschliche Gesundheit eingestuft. Wir möchten uns in diesem Ratgeber mit dieser Thematik auseinandersetzen und die tatsächlichen Auswirkungen auf unsere Gesundheit klären.

Einfluss von Feinstaub auf unsere Gehirnleistung

Das Feinstaub negative Auswirkungen auf Lunge und Herzkreislauf hat, ist bereits seit vielen Jahren bekannt und bewiesen. Ein deutsch-niederländisches Forschungsteam intensivierte Ihre Forschungen auf diesem Gebiet und untersuchte, ob und wie Feinstaub ins Gehirn gelangt und welche Auswirkungen es dort verursacht.

Dazu werteten die Rostocker Professoren Benjamin Aretz und Gabriele Doblhammer zusammen mit einem Neurologen sowie Epidemiologen der Universität Groningen über neun Jahre hinweg Daten von etwa 50.000 Personen im Alter von 18 bis 92 Jahren aus. Alle Studienteilnehmer lebten in drei ausgesuchten Regionen der nördlichen Niederlande, in denen die Feinstaubbelastung vergleichsweise gering ausfällt . Diese Auswahl wurde bewusst vorgenommen, um die Ergebnisse zu verdeutlichen und eine Übertragung auf andere Regionen zu erleichtern. Bei den Probanden wurde neben der Lungenfunktion auch die kognitive Leistungsfähigkeit gemessen und dabei zusätzliche Parameter wie Alter, Geschlecht oder Vorerkrankungen erhoben.

Nach mehr als neun Jahren Forschung kamen die Wissenschaftler im Jahr 2022 zu einem entscheidenden Ergebnis: (ultra)feine Staubpartikel mit einem Durchmesser von unter 2,5 Mikrometer (Ultrafeinstaub ab einem Durchmesser von unter 1,0 Mikrometer) können ins Gehirn gelangen und dort die Leistungsfähigkeit maßgeblich beeinträchtigen. Feinstaubpartikel verringern dabei Durchblutung des Gehirns und können dabei chronische Entzündungen der Gefäße auslösen. Dies beeinträchtigt die Denkleistung nicht nur kurzfristig, sondern schädigt das Gehirn nachhaltig.

Beschwerden, welche zusätzlich zur verminderten Gehirnleistung auftreten können, sind dabei:

  • zunehmende Vergesslichkeit
  • reduzierte Aufmerksamkeit
  • Konzentrationsprobleme
  • Sprachstörungen
  • Gedächtnisverlust

Doch wie gelangt der Feinstaub in unser Gehirn? Der Ansatz der Forscher, den diese „indirekten Pfad“ nennen, stellt die Atmung ins Zentrum der Betrachtung. Feinstaub werden durch das Einatmen in die Lunge geleitet, wodurch auch die Lungenfunktion beeinträchtigt werden kann. Dies hat insofern Auswirkungen auf die Gehirnleistung, da das Gehirn mit weniger Sauerstoff versorgt wird und somit weniger Leistung vollbringen kann. Der zweite Ansatz (direkte Pfad“) geht von ultrakleinen Nanofeinstaubpartikeln aus, die über den Geruchsnerv oder den Blutkreislauf direkt ins Gehirn gelangen und dort für die Minderung der Leistungsfähigkeit verantwortlich sind.

Studien belegen: Einschränkungen von Gehirnleistungen durch Feinstaub

Nicht nur die Ergebnisse der Studie von Benjamin Aretz und Gabriele Doblhammer sprechen von einer Beeinträchtigung der Hirnleistungen durch Feinstaubpartikel. Auch weitere internationale Studien kommen zu ähnlich übereinstimmenden Ergebnissen.

Stefan Künn, Arbeitsökonom an der Universität Maastricht, forscht schon seit Jahren an der Frage, ob und wie sehr Feinstaub unsere Hirnaktivitäten einschränkt. In Künns Studien wurde die Denkleistung von Schachspielern während Turniere in Abhängigkeit zur Luftqualität gemessen. Schach bot sich deshalb besonders gut zur Messung kognitiver Leistungen an, da hier Denkleistungen im Vordergrund stehen, die gut und nachvollziehbar gemessen werden können. Die Studie analysierte dabei beispielsweise mehrerer Kölner Schachturniere über drei Jahren hinweg und erhielt wertvolle Daten von insgesamt knapp 600 Probanden sowie ihre Denkleistung aus über 30.000 Schachzügen. Die Qualität jedes einzelnen Schachzuges ließen die Forscher von einem Schachcomputer bewerten, um zu ermitteln, wie oft die Spieler standardisierte Abweichungen oder sogar Fehler begingen. Gleichzeitig wurde die Luftqualität mittels verschiedener Sensoren gemessen, um verlässliche Daten zur Feinstaubkonzentration im Raum zu erhalten. Das Ergebnis von Künns Schachstudie: stieg die Feinstaub-Belastung um zehn Mikrogramm pro Kubikmeter, stieg gleichzeitig auch die Wahrscheinlichkeit von Fehlern sowie Abweichungen um durchschnittlich 26%. Das Ergebnis stützte die Rostocker Professoren Benjamin Aretz und Gabriele Doblhammer: erhöhte Feinstaubkonzentration beeinflusst unsere Gehirnleistung negativ.

Feinstaub schränkt nicht nur unsere Gehirnaktivität ein, es schadet ihm auch maßgeblich. So untersuchten weitere Wissenschaftler der Universität in Kalifornien im Jahr 2018 den Zusammenhang zwischen Feinstaubbelastung und Alzheimer. Dabei wurden die Gehirne von 203 Bewohnern der äußerst schadstoffbelasteten Stadt Mexico City auf Amyloidablagerungen untersucht.

Amyloidablagerungen gelten als ein Charakteristikum für Morbus Alzheimer. Diese Daten wurden anschließend mit den Daten zur Luftverschmutzung in Beziehung gesetzt. Dabei konnten die Forscher feststellen, dass die Gehirne der Einwohner Mexico Citys eine um 10% erhöhte Amyloid-Konzentration aufwiesen als der Durchschnitt. Damit liegt in Mexico City die Prävalenz von Alzheimer, bei überdurchschnittlich hohen 7,3%. Demnach ergibt sich ein direkter Zusammenhang zwischen Feinstaub und einem erhöhten Risiko einer Alzheimer Erkrankung.

Auch eine Studie, die im Jahr 2015 in Taiwan von Dr. Hong Chen und Kollegen durchgeführt wurde, bestätigt die Ergebnisse der Studie aus den USA. Denn durch seine Untersuchungen konnte Dr. Hong Chen beweisen, dass Menschen, die weniger als 50 Meter von einer großen Verkehrsader entfernt leben, einem 7% höherem Risiko an Demenz zu erkranken ausgesetzt sind, als Menschen die 100 Meter oder weiter entfernt leben.

Was ist Feinstaub?

Als Feinstaub wird ein komplexes physikalisch, chemisches Gemisch aus festen und flüssigen Schwebestoffen in der Luft bezeichnet. Staub ist ein natürlicher Bestandteil unserer Luft und damit überall um uns herum präsent.

Je nach Größe der Staubteilchen spricht man von:

  • Schwebestaub (unter 70 Mikrometer)
  • Feinstaub (unter 10 Mikrometer)
  • ultrafeinem Staub (weniger als 0,1 Mikrometer)

Feinstaub

Feinstaub ist demnach ein Bestandteil des Schwebestaubs, der sich durch seinen besonders kleinen aerodynamischen Durchmesser von unter 10 Mikrometern auszeichnet. Wegen seines äußerst geringen Durchmessers sinkt Feinstaub nicht sofort zu Boden, sondern verweilt eine gewisse Zeit in der Atmosphäre. Dort ist er aber für den Menschen nicht sichtbar, was ihn gefährlich macht.

Feinstaub entsteht einerseits durch natürliche Emissionen wie z.B. Vulkan Ausbrüche oder Waldbrände aber auch bei bestimmten biogenen ⁠Aerosole⁠, wie zum Beispiel Viren, Sporen von Bakterien und Pilzen. Die Hauptursache für Feinstaub bildet jedoch die vom Menschen verursachte Umweltverschmutzung. Zu den wichtigsten vom Menschen verursachten Feinstaubquellen zählen u.a. Kraftfahrzeuge, Kraft- und Fernheizwerke oder Abfallverbrennungsanlagen. In Städten und Ballungsgebieten sind vor allem der Straßenverkehr und Bautätigkeiten die größten Feinstaubverursacher.

Feinstaub Emissionen

Quelle: Umweltbundesamt

Warum Feinstaub so gefährlich ist – Gesundheitlicher Einfluss von Feinstaub

Je nach Größe des Feinstaubs können die gesundheitlichen Auswirkungen unterschiedlich gravierend ausfallen. Denn je kleiner die Feinstaubpartikel sind, desto tiefer gelangen diese in den menschlichen Atemtrankt und desto größer ist auch das Risiko von Erkrankungen. So können beispielweise Feinstaubpartikel bereits ab einer Größe von < 10 µm in die Lunge und mit einer Größe von < 2,5 pm (µm) direkt in die Lungenbläschen gelangen, von wo aus sie in den menschlichen Blutkreislauf übergehen.
Es gibt zudem zahlreiche Studien aus verschiedenen Ländern, die belegen, dass Feinstaub einen Einfluss auf die Kriminalitätsrate in belasteten Regionen hat.

Auch gilt hier: je kleiner die Partikel sind, desto unwahrscheinlicher ist es, dass diese von Reinigungszellen der Lunge erkannt, bekämpft und damit wieder abgeatmet werden.
Grobe Feinstaubpartikel hingegen werden bereits von der Nase abgefangen, was ein tiefes Eindringen in den menschlichen Körper verhindert.

Die WHO sieht die schädigende Wirkung von Feinstaub in Hinblick auf:

  • Infektionen der unteren Atemwege (z.B. Asthma oder Bronchitis)
  • chronisch obstruktive Lungenerkrankungen
  • Lungenkrebs
  • Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie
  • Stoffwechselerkrankungen (z.B. Diabetes) oder
  • Erkrankungen des Nervensystems (z.B. Demenz).

 

Wussten Sie schon, wie Feinstaub diese schweren Erkrankungen verursacht?

Wenn Feinstaubpartikel in den menschlichen Kreislauf gelangen, lösen sie in den menschlichen Zellen Reizungen und Stress aus, was zu Entzündungen führt. Hält dies über einen längeren Zeitraum an, kann es zu Erkrankungen kommen.

Wichtig ist, dass die WHO in Untersuchungen festgestellt hat, dass es keine Feinstaubkonzentration gibt, unterhalb derer keine schädigende Wirkung zu erwarten ist. Somit sind bereits sehr geringe Feinstaukonzentrationen stark gesundheitsschädigend. Dadurch verschärfte die WHO ihre Vorgaben nach 15 Jahren von 10 auf 5 Mikrometer im Jahr 2021.

Laut Umweltbundesamt liegt der Tagesgrenzwert bei 50 Mikrometer je Kubikmeter (50 µg/m3) und sollte nicht öfter als 35x im Jahr überschritten werden. Auch wenn die Feinstaubbelastung in Deutschland stetig von Jahr zu Jahr weiter abnimmt, so wurden diese Grenzwerte immer wieder in Ballungszentren überschritten.

Maßnahmen gegen Feinstaub – Das können Sie gegen Feinstaub tun

Hohe Feinstaubbelastungen in Wohnungen oder Wohnhäusern haben 2019 beim Tod von 1,8 Millionen Menschen weltweit beigetragen. Dagegen stehen Maßnahmen die die Länder, aber auch Sie persönlich entgegenbringen können.

Bundesweite Maßnahmen zur Minderung der Feinstaubkonzentration in der Luft werden mittlerweile vor allem durch die EU vorgegeben, dazu zählt vor allem die Festlegung europaweiter Grenzwerte.

Auch Sie persönlich können mit einfachen und kostengünstigen Maßnahme Ihre Innenraumluft von Feinstaub und anderen Schwebestoffen reinigen: beispielsweise durch Luftreiniger. Als Luftreiniger werden Geräte bezeichnet, welche die Konzentration von Schadstoffen, Partikeln, Gerüchen und Gasen in der Raumluft reduzieren und dadurch die Luft im Innenraum kontinuierlich reinigen.

Damit auch Sie Ihre Luft zuverlässig von Schadstoffen befreien können, sollten Sie beim Kauf eines Luftreinigers unbedingt folgende Punkte beachten:

  • Filterung selbst kleinster Partikel unter 1 pm Mikrometer
  • Setzen Sie auf Hepa oder Plasmafilter
  • Achten Sie darauf, dass Ihr Luftreiniger die Luft weder befeuchtet, erwärmt oder beduftet
  • Hohe Luftwechselrate, für mehrmalige Filterung der Raumluft am Tag (Passen Sie die Luftwechselrate an Ihre Wohngröße an)
  • Geprüfte normierte Werte (Bsp: durch den TÜV oder IUT)
  • Normierter Abscheidegrad der eingesetzten Filtersysteme (hier gilt: je höher desto besser)
  • Moderater Stromverbrauch des Luftreinigers
  • Eigenschall nicht mehr als 20 dB

 

Unser Tipp: Sparen Sie sich den jährlichen Wechsel eines Hepa-Filters und setzen Sie direkt auf abwaschbare umweltfreundliche Plasmafilter.