Sind kleine Kinder verschmutzter Luft ausgesetzt, leiden sie nicht nur unter Atemproblemen. Sie sind auch anfälliger für chronische Entzündungen und gefährliche gesundheitliche Probleme, die mit Entzündungen einhergehen. Außerdem wird die Luftverschmutzung mit negativen Auswirkungen auf die Geburt, einer beschleunigten Zellalterung, einer abnormalen Lungenentwicklung und einer Verringerung der weißen und grauen Gehirnsubstanz in Verbindung gebracht.
Daher ist es wichtig, dass wir die Bedrohung durch verschmutzte Luft nicht aus den Augen verlieren und uns an die wesentlichen biologischen Tatsachen erinnern, die Kinder besonders anfällig machen. Ihr Körper ist noch in der Entwicklung, und sie atmen im Verhältnis zum Körpergewicht mehr Luft ein als Erwachsene.
Hier ist ein Überblick darüber, was wir über verschmutzte Luft und die Auswirkungen der Luftverschmutzung auf Babys und Kinder wissen.
Luftverschmutzung verstehen: Was sind die bekanntesten Schadstoffe?
Zu den Luftschadstoffen gehört eine Vielzahl von schädlichen Stoffen, darunter
- Stickoxide (NO2, NO);
- Kohlenmonoxid (CO);
- schwarzer oder natürlicher Kohlenstoff;
- Ozon (O3);
- polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK);
- Schwefeldioxid (SO2);
- Schwermetall Toxine wie Blei und Kadmium;
- flüchtige organische Verbindungen (VOC), einschließlich der „BTEX“-Chemikalien Benzol, Toluol, Ethylbenzol und Xylol; und
- Feinstaub (PM2,5, PM10).
Der letzte Begriff – Feinstaub – bezieht sich auf die winzigen Partikel, die in Staub, Erde, Ruß und Rauch vorkommen. Diese Partikel können aus allen möglichen Stoffen bestehen und giftige “ Fremdstoffe“ wie Arsen oder Blei enthalten. Die kleinsten Partikel – mit einem Durchmesser von 2,5 Mikrometern – werden oft als „PM2,5“ abgekürzt und gehören zu den gefährlichsten Komponenten der Luftverschmutzung.
Woher stammt diese Luftverschmutzung?
Eine der allgegenwärtigsten Ursachen ist die durch den Verkehr verursachte Luftverschmutzung. Die Verbrennung von Kraftstoff in Autos füllt die Luft mit Feinstaub, der aus schwarzem Kohlenstoff, giftigen Metallen und PAKs besteht. Der Straßenverkehr wirbelt auch Staub auf, der durch die Reibung der Reifen und Bremsen entsteht.
Weitere Quellen der Luftverschmutzung sind Kohlekraftwerke, Kaminöfen, Tierhaltung (einschließlich der Abgase von Gülle), Fracking, Feinstaub (sowohl aus Wüsten als auch aus menschlicher Industrietätigkeit) und Waldbrände.
Auswirkung der Luftverschmutzung auf die Gesundheit vom Kindern
Einige der Auswirkungen sind sehr einleuchtend und leicht nachvollziehbar. Wenn die inhalierten Partikel sehr klein sind – 2,5 Mikrometer oder kleiner – können sie die Schleimhäute der Nasenhöhlen reizen und so eine laufende Nase und Husten auslösen. Darüber hinaus können diese feinen Partikel auch in die Lunge gelangen und dort eine Entzündung verursachen. Die PM2,5-Luftverschmutzung erhöht daher das Risiko von Kindern, an Atemwegserkrankungen zu leiden, und das haben Forscher/innen in Bevölkerungsgruppen weltweit beobachtet.
Um die Feinstaubbelastung in der Luft zu vergleichen, nehmen Wissenschaftler/innen in der Regel Proben und zählen dann die Mikrogramme pro Kubikmeter (μg/m3). Nach den im Jahr 2018 erhobenen Daten wies die indische Stadt Delhi mit durchschnittlich 113,5 μg/m3 die schlechtesten Werte für Feinstaub mit einem Durchmesser von ≤2,5 μm (PM2,5) auf. Am entgegengesetzten Ende des Spektrums liegen die Durchschnittswerte für Städte in der Schweiz bei weniger als 5 μg/m3.
Wie groß ist der Unterschied in der Feinstaubbelastung? In einer Analyse fanden Forscherinnen und Forscher heraus, dass das Risiko für akute Infekte der unteren Atemwege wie Lungenentzündung, akute Bronchitis, Keuchhusten und Grippe bei Kindern um 12 % höher ist, pro 10 μg/m3 Anstieg der durchschnittlichen PM2,5-Konzentration im Jahr.
Weitere Studien haben einen Zusammenhang zwischen PM2,5-Konzentrationen, Lungenfunktion und Asthma festgestellt. Doch das ist nur der erste Eindruck, denn Luftverschmutzung dringt nicht nur in unsere Atemwege und Lungen ein. Es ist möglich, dass einige Partikel – darunter auch „ultrafeine“ Partikel mit einem Durchmesser von nur 0,1 Mikrometern oder weniger – durch das Lungengewebe in den Blutkreislauf gelangen können. Es ist auch möglich, dass Partikel durch das Schlucken in den Verdauungstrakt gelangen können.
Auf diese Weise kann Feinstaub viel mehr als nur die Atemwege eines Kindes beeinträchtigen. Wissenschaftler/innen sind noch damit beschäftigt, die Beweise zu erbringen und die genauen Zusammenhänge zu verstehen. Doch es sieht so aus, als ob Feinstaub zu Entzündungen in der Lunge und im Verdauungstrakt beitragen kann. Diese lokalen Entzündungen können dazu führen, dass das Immunsystem in den „Overdrive“ geht und im ganzen Körper entzündungsfördernde Zytokine freisetzt. Auf diese Weise kann sich die Luftverschmutzung auf viele Organe auswirken, auch auf das Herz und das Gehirn.
Dies erklärt möglicherweise, warum Luftverschmutzung mit einer Vielzahl von entzündungsbedingten Krankheiten in Verbindung gebracht wird, darunter Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes. Zudem können Schadstoffe auch auf anderen Wegen Schaden anrichten, z. B. durch direkte Schädigung der DNA.
Schauen wir uns einige der am besten dokumentierten Folgen der Luftverschmutzung für Babys und Kinder genauer an.
Die Auswirkungen der Luftverschmutzung auf Geburten
Seit mehreren Jahrzehnten verfolgen Studien die Geburten von schwangeren Frauen, die Luftverschmutzung ausgesetzt waren, wobei die Tendenz eindeutig ist. Luftverschmutzung, wie PM2,5 und Schwefeldioxid, wird mit Fehlgeburten, niedrigem Geburtsgewicht und Frühgeburten in Verbindung gebracht.
Wie hoch ist die Auswirkung der Luftverschmutzung auf die ungünstigen Geburtsbedingungen? Bei vielen Babys mag der Einfluss gering sein, doch das hängt natürlich davon ab, wie verunreinigt die Luft tatsächlich ist. Vor ein paar Jahren haben Saskia van der Zee und Kollegen dies relativiert, indem sie das Risiko einer pränatalen Feinstaubbelastung mit dem Risiko einer pränatalen Rauchbelastung durch Zigaretten verglichen. Die Forscherinnen und Forscher berechneten, dass jede Erhöhung der PM2,5-Konzentration um 10 µg/m3 das Risiko einer Frühgeburt um einen Wert erhöht, der ungefähr dem Rauchen von drei weiteren Zigaretten pro Tag entspricht.
Die Auswirkungen der Luftverschmutzung auf die Zellalterung
Wenn schwangere Mütter einer hohen Luftverschmutzung ausgesetzt sind, kann das Blut ihrer Babys Anzeichen von so genanntem oxidativem Stress aufweisen. Die schädlichen Auswirkungen freier Radikale, die dazu neigen, unsere Zellen altern zu lassen. Vor allem Neugeborene, die vor ihrer Geburt einer hohen Luftverschmutzung ausgesetzt waren, haben tendenziell kürzere Telomere. Das sind die sogenannten Puffermoleküle, die unsere Chromosomen umschließen und unsere DNA schützen. Werden Telomere von freien Radikalen beschädigt, verlieren sie einen Teil ihrer Länge, was als Zeichen einer vorzeitigen Zellalterung gilt.
Auswirkungen der Luftverschmutzung auf das Herz-Kreislauf-System
Luftverschmutzung wird mit Herz-Kreislauf-Problemen bei Erwachsenen in Verbindung gebracht, darunter Bluthochdruck, Thrombosen und Schlaganfällen. Und Kinder? Studien deuten darauf hin, dass eine langfristige Belastung durch PM2,5-Belastung mit erhöhtem Blutdruck bei Kindern und vermehrtem Bluthochdruck in Verbindung steht. Zudem vermuten Forscher/innen, dass eine frühe Aussetzung an PM2,5 und andere Formen der Luftverschmutzung Kinder für negative kardiovaskuläre Entwicklungen (wie Thrombosen und Schlaganfällen) im späteren Leben anfällig macht.
Luftverschmutzung und die Darmflora von Babys
Wir haben in unserem Verdauungstrakt ein Ökosystem von Mikroben, und diese Darmflora hat Einfluss auf unsere Gesundheit. Es gibt zum Beispiel Mikrobenarten, die Entzündungen fördern und unser Risiko für Fettleibigkeit, Insulinresistenz und Diabetes erhöhen. Andere wiederum haben positive Eigenschaften und neigen dazu, Entzündungen zu verringern.
Daher ist es sehr interessant, dass sich die Zusammensetzung unserer Darmflora durch Luftverschmutzung verändern kann – einige Mikrobenarten werden weniger, andere mehr. Das wurde in Experimenten mit Nagetieren nachgewiesen, und klinische Studien deuten darauf hin, dass dies auch beim Menschen der Fall ist.
Vor kurzem untersuchten Forscher die Darmflora von 103 gesunden, 6 Monate alten Babys und fanden einen Zusammenhang mit der Luftverschmutzung: Babys, die einer höheren Feinstaubbelastung ausgesetzt waren, wiesen größere Mengen von Dialister und Dorea auf, Mikrobenarten, die mit systemischen Entzündungen in Verbindung gebracht werden. Zudem war eine hohe PM2,5-Belastung mit weniger Phascolarctobacterium verbunden – einer Mikrobe, die Entzündungen lindert.
Auswirkungen auf die Entwicklung des Nervensystems
Die Blut-Hirn-Schranke hilft, das Gehirn vor dem Kontakt mit schädlichen Substanzen zu schützen. Doch manche Schadstoffpartikel sind klein genug, um die Barriere zu durchbrechen. Andere, ultrafeine Partikel (mit einem Durchmesser von höchstens 0,1 Mikrometern) können das Gehirn erreichen, indem sie direkt durch die Nase in den Geruchsnerv gelangen. Luftschadstoffe können auch indirekt Probleme verursachen, indem sie Entzündungen in anderen Teilen des Körpers, wie der Lunge oder dem Verdauungstrakt, auslösen und so eine allgemeine Reaktion des Immunsystems hervorrufen: chronische, systemische Entzündungen.
Welche Folgen hat das? Das ist noch unklar. Studien mit Hirnscans deuten darauf hin, dass die frühzeitige Belastung durch TRAP (verkehrsbedingte Luftverschmutzung) mit einer Verringerung der weißen und grauen Hirnsubstanz verbunden ist. Zudem haben einige Studien gezeigt, dass die Luftverschmutzung im frühen Kindesalter mit kognitiven, emotionalen und Verhaltensproblemen in Verbindung gebracht wird. Doch nicht alle Studien sind sich einig, und der allgemeine Effekt – wenn er denn festgestellt wird – ist ziemlich schwach. Zukünftige Untersuchungen könnten zeigen, dass die Folgen der Luftverschmutzung für die Entwicklung des Gehirns von vielen Faktoren abhängen – unter anderem vom genauen Zeitpunkt der Belastung und von anderen biologischen Parametern des Kindes.
Bildquelle: https://www.pexels.com/de-de/foto/grauer-turm-mit-rauch-bedeckt-3080527/
