Oxidationsfeld des Menschen Kosmetika beeinflussen unsere chemische Aura

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Nicht nur der Duft eines Menschen wird durch Parfüms und Lotionen beeinflusst, sondern auch die körpernahen chemischen Reaktionen in der Luft. Eine Studie des Max-Planck-Instituts für Chemie hat gezeigt, wie Körperpflegeprodukte das von der menschlichen Haut erzeugte Oxidationsfeld verändern – und so auch die Luftchemie in Innenräumen.

In Innenräumen sind wir von einem unsichtbaren Cocktail chemischer Verbindungen umgeben: Wände, Böden und Möbel gasen aus, beim Kochen oder Putzen entweichen Stoffe in die Luft und je nach Umgebung gelangen auch Schadstoffe von außen nach innen. Ozon (O3) aus der Außenluft kann mit Chemikalien in Innenräumen reagieren und so ein komplexes chemisches Gemisch im Wohnraum erzeugen. Da wir bis zu 90 Prozent unserer Zeit in Innenräumen verbringen, sind wir diesen chemischen Verbindungen über lange Zeiten ausgesetzt.

Im Jahr 2022 entdeckte ein Forschungsteam unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Chemie (MPIC), dass in Innenräumen hohe Konzentrationen von Hydroxyl-Radikalen entstehen, wenn sowohl Menschen als auch Ozon vorhanden sind. Das bedeutet: Menschen erzeugen ihr eigenes Oxidationsfeld und verändern die Luftchemie in Innenräumen in ihrem nahen Umfeld. Aufbauend auf dieser Studie untersuchten Dr. Jonathan Williams und sein Team vom MPIC das vom Menschen erzeugte Oxidationsfeld noch einmal genauer.

Chemie der Raumluft

Die chemische Aura des Menschen: Wie wir mit der Luft um uns reagieren

In der nun veröffentlichten Studie interessierte die Wissenschaftler vor allem, ob sich das menschliche Oxidationsfeld in Innenräumen durch das Auftragen von Körperpflegeprodukten verändert.

„Da das Oxidationsfeld auf die Luft in unserem Atembereich und nahe der Haut einwirkt, beeinflusst es auch die Luft, die wir einatmen und beeinträchtigt unter Umständen sogar unsere Gesundheit. Daher ist es von Bedeutung herauszufinden, welche Wirkung Körperpflegeprodukte darauf haben“, erklärt Gruppenleiter Williams den Hintergrund der neuen Studie.

Experimente und Modellrechnungen zur chemischen Aura

Die experimentellen Arbeiten des Max-Planck-Teams wurden von Modellberechnungen von Manabu Shiraiwa und seinem Team an der University of California (Irvine, USA) sowie von der Gruppe um Donghyun Rim von der Pennsylvania State University unterstützt.

„Unser Team hat einen neuartigen Modellierungsansatz gewählt, um die Konzentration chemischer Verbindungen in direkter Körpernähe in Innenräumen zu simulieren“, berichtet Shiraiwa. „Wir entwickelten dafür ein neues chemisches Model, das die Reaktionen von Ozon mit menschlicher Haut und Kleidung simuliert und zeigt, dass dabei mittelflüchtige organische Verbindungen entstehen.“

„Um die Veränderung des Oxidationsfeldes ringsum die Testpersonen zu simulieren, nutzten wir ein dreidimensionales Computermodell der Strömungsdynamik“, führt Shiraiwas Kollege Rim aus. „Damit konnten wir den Effekt der Körperpflegeprodukte auf die chemischen Vorgänge im unmittelbaren Körperumfeld sehr gut veranschaulichen.“

Cremes und Düfte verändern die chemischen Prozesse im Nahbereich des Menschen

Ohne Körperpflegeprodukte reagiert Ozon mit den Ölen und Fetten auf unserer Haut, besonders mit der ungesättigten Fettsäure Squalen, die etwa zehn Prozent des Talgs ausmacht. Das natürliche Antioxidans schützt unsere Haut und hält sie geschmeidig. Hierbei wird eine Vielzahl chemischer Stoffe freigesetzt, die Doppelbindungen enthalten und dadurch in der Luft mit Ozon weiter reagieren, wodurch erhebliche Mengen von OH-Radikalen entstehen.

In der neuen Studie untersuchte das Wissenschaftsteam zunächst, wie sich das Auftragen von Bodylotion auf die chemischen Vorgänge rings um die Testpersonen auswirkte. Anschließend testeten sie, wie sich durch das Bestäuben der Haut mit Parfüm die chemische Komposition der Innenraumluft veränderte. In beiden Fällen stellten sie fest, dass die OH-Konzentration rund um die Testpersonen verglichen mit der Situation ohne Parfüm oder Creme abnahm.

Wie Kosmetikprodukte die OH-Radikalkonzentration senken

Im Fall von Parfüm erklären die Wissenschaftler den Rückgang von Hydroxylradikalen mit Ethanol, dem Hauptbestandteil von Parfüm. Dieses reagiert mit OH und braucht es auf, da Ethanol während der Reaktion mit Ozon kein weiteres OH produziert.

„Für die Bodylotion können wir den Rückgang von OH-Radikalen auf zwei Wegen erklären“, erläutert Atmosphärenchemiker Williams: „Einerseits reagiert der Cremebestandteil Phenoxyethanol, das als Konservierungsmittel in Kosmetika eingesetzt wird, zwar mit OH, produziert aber bei der Reaktion mit Ozon keine neuen OH-Radikale. Das ist vergleichbar mit dem Ethanol in Parfüm. Die zweite Erklärung ist, dass die Bodylotion die Reaktion von Ozon mit dem Squalen auf unserer Haut verhindert, und so wie eine physikalische Barriere wirkt.“

„Im direkten Vergleich beeinflussen Düfte die OH-Reaktivität sowie ihre Konzentration über einen kürzeren Zeitraum. Demgegenüber hatte Bodylotion einen länger anhaltenden Effekt“, fügt Nora Zannoni hinzu. Sie ist Erstautorin der neuen Studie. Zurzeit arbeitet sie in Italien am Institut für Atmosphärenwissenschaften und Klima in Bologna.

Bedeutung für die Innenraumchemie

Welche Lehren lassen sich nun aus den Erkenntnissen der Wissenschaftler ziehen? Williams sieht darin vor allem ein Argument, die Innenraumchemie näher zu untersuchen. „Wenn wir ein Sofa neu kaufen, wird es vor dem Verkauf auf Schadstoffe geprüft. Doch während wir auf dem Sofa sitzen, verändern wir durch unser Oxidationsfeld die Ausdünstungen des Sofas. Dadurch entstehen neue chemische Verbindungen in unmittelbarer Nähe unserer Atemwege, deren Eigenschaften bisher weitestgehend unbekannt und unerforscht sind“, sagt der Forscher. „Interessanterweise wissen wir nun zudem, dass sowohl Bodylotion als auch Parfüms diesen Effekt abdämpfen.“

Originalpublikation: Nora Zannoni, Pascale S. J. Lakey, Youngbo Won, Manabu Shiraiwa, Donghyun Rim, Charles J. Weschler, Nijing Wang, Tatjana Arnoldi-Meadows, Lisa Ernle, Anywhere Tsokankunku, Gabriel Bekö, Pawel Wargocki, Jonathan Williams: Personal care products disrupt the human oxidation field, Science Advances, 21 May 2025, Vol 11, Issue 21; DOI: 10.1126/sciadv.ads7908

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