Gehirnfunktion Studie: Feinstaub beeinträchtigt auch die geistige Leistungsfähigkeit

Feinstaub scheint nicht nur die Lunge zu schädigen, sondern auch direkt und indirekt die Gehirnfunktion. Das ist das Ergebnis einer groß angelegten Studie, die über neun Jahre die Daten von 50.000 Personen auswertete. Die Forscher vermuten, dass die Staubpartikel über zwei Wege in das Gehirn eindringen können.

Rostock –Staub ist ein natürlicher Bestandteil der Luft, der je nach Größe der Staubteilchen, oder Partikel, als Schwebstaub, Feinstaub oder ultrafeiner Staub auftreten kann. Bekanntermaßen können solche Partikel schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben. Forschende der Universitäten Rostock und Groningen sowie des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) haben nun herausgefunden, dass bereits (ultra)feine Staubpartikel mit einem Durchmesser unter 2,5 Mikrometer – zum Vergleich: 100 Mikrometer entsprechen der Dicke eines Haares – die geistige Leistungsfähigkeit des Menschen beeinträchtigen können.

Daten von 50.000 Personen aus Regionen mit geringer Feinstaub-Belastung ausgewertet

Über neun Jahre werteten Benjamin Aretz und Professorin Gabriele Doblhammer vom Institut für Soziologie und Demographie der Universität Rostock gemeinsam mit einem Neurologen sowie Epidemiologinnen der Universität Groningen in den Niederlanden Daten von etwa 50.000 Personen im Alter von 18 bis 92 Jahren aus. Dabei wurden bei den Probanden verschiedene Parameter, wie beispielsweise die Lungenfunktion und die kognitive Leistungsfähigkeit gemessen. Berücksichtigt wurden unter anderem Alter, Geschlecht, Vorerkrankungen und Einkommen.

Das Besondere: Die an der Studie beteiligten Personen lebten in drei ausgesuchten Provinzen der nördlichen Niederlande. „Diese Provinzen waren für uns deshalb so interessant, weil die Feinstaubbelastung dort verhältnismäßig gering ausfällt“, sagt Benjamin Aretz. Der 32-jährige Wahl-Rostocker und gebürtige Bonner, der an der Universität Rostock Soziologie mit Wahlfächern aus der Demografie studierte, forscht jetzt als Doktorand an der Universität Rostock sowie an der Universität Groningen zu Umwelteinflüssen auf die Gesundheit des Menschen.

Feinstaub gelangt wohl über zwei Wege in das Gehirn

Die im Fachblatt Environmental Research veröffentlichte Studie ist eine der bisher wenigen, die einen Einfluss von Feinstaub auf die Gehirnleistungsfähigkeit nachweisen konnte. Dabei erschreckend: Die Wissenschaftler vermuten, dass der Feinstaub vermutlich sowohl von der Lunge, als auch über den Geruchsnerv oder über den Blutkreislauf in das zentrale Nervensystem eindringen könne.

„Die kognitiven Leistungen, also die Funktionsweise und Effektivität des Gehirns, sind einer Vielzahl von Einflüssen ausgesetzt. Unsere Untersuchungen zeigen, dass sich eine Feinstaubbelastung negativ auf unsere kognitiven Fähigkeiten auswirkt. Das sollte uns zu einem umweltbewussteren Handeln führen“, so Professor Michael Heneka, Neurologe und Direktor des Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) an der Universität Luxemburg.

Als ausgewiesener Experte für Neuroinflammation – das ist die Entzündung von Nervengewebe – war Michael Heneka an der im Oktober veröffentlichten Studie beteiligt. Sein Vorschlag: „Zukünftige Untersuchungen sollten testen, ob genetische Grundlagen oder Verhaltensformen wie wenig Sport, falsche Ernährung, wenig geistige Beschäftigung oder Nikotingenuss besonders anfällig für solche Einflüsse machen.“ Darüber hinaus sei zu erforschen, „wie unsere kognitiven Leistungen unter solchen Einflüssen zu schützen sind.“

Zeitweise oder dauerhafte geistige Beeinträchtigung durch Feinstaub

Bei seiner Untersuchung widmete sich das Forschungsteam besonders der Frage, ob es auch unter geringer Feinstaubbelastung zu einer Beeinträchtigung der Gehirnleistung komme. „Deshalb haben wir uns die Wirkpfade des Feinstaubs auf die Gehirnleistungsfähigkeit genauer angeschaut“, erläutert Benjamin Aretz. Wie das untersucht wurde, erklärt er so: „Mittels statistischer Modellierung kann zwischen indirekten und direkten Einflüssen des Feinstaubes auf die Gehirnleistungsfähigkeit unterschieden werden.“

„Wie erwartet“, sagt der Rostocker Forscher, „bremst die Luftverschmutzung die geistige Leistungsfähigkeit.“ Die Forscher gehen von zwei Wirkpfaden des Feinstaubs aus: einem indirekten über die Lunge mit anschließender Schädigung der Gehirnleistungsfähigkeit und einem zweiten direkten Pfad zum Gehirn. Dieser verläuft vermutlich über den Blutkreislauf beziehungsweise den Geruchsnerv und endet im Gehirn.

Die Erkenntnis: Ganz kleine Partikel könnten die Blut-Hirn-Schranke, die ein Eindringen schädlicher Partikel eigentlich verhindern soll, passieren. „Das könnte dann zu einer Schädigung im Gehirn führen“, sagt Benjamin Aretz. „Die Studie zeigt, dass Feinstaub neben der Lunge weitere menschliche Organe direkt erreichen und schädigen kann.“

Eine Beeinträchtigung der Denkleistung könne sich durch zeitweise oder andauernde Probleme der geistigen Leistungsfähigkeit äußern. Typische Beschwerden seien beispielsweise zunehmende Vergesslichkeit, herabgesetzte Aufmerksamkeit, Konzentrationsprobleme, Sprachstörungen, Orientierungsprobleme oder Gedächtnisverlust.

Niedrigere Grenzwerte gefragt

Weil Feinstaub ein großes Gesundheitsrisiko birgt, empfiehlt die WHO niedrigere Grenzwerte. Das bedeute eine Senkung von jetzt 25 auf 5 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft im Jahresdurchschnitt. „Der Umstieg allein auf Elektroautos im Zuge der Energiewende führt nicht zu einer vollständigen Lösung für das Feinstaub-Problem“, gibt Benjamin Aretz zu bedenken. Beim Auto entstehe ein nicht unerheblicher Teil des Feinstaubs durch Abrieb der Bremsen und Reifen.

Luftverschmutzung und gesundheitliche Folgen

Wie Feinstaub die Lunge mit Bleichmittel belastet

Übertragen auf den gesellschaftspolitischen Kontext könne man sagen, dass Feinstaub als ernstzunehmendes Gesundheitsrisiko anzusehen sei. „Er scheint nicht nur die Lunge zu schädigen, sondern auch direkt und indirekt die Gehirnfunktion“, sagt Benjamin Aretz. Damit beeinträchtige Feinstaub die geistige Gesundheit. „Politische Maßnahmen sollten daher in Zukunft darauf abzielen, die Luftschadstoffbelastung vor allem in unserem direkten Lebensumfeld zu reduzieren, da wir dort viel Zeit verbringen“, betont der Rostocker Forscher. Text: Wolfgang Thiel

Originalpublikation: Aretz, B.; Janssen, F.; Vonk, J. M.; Heneka, M.T.; Boezen, H. M.; Doblhammer, G. (2021): Long-term exposure to fine particulate matter, lung function and cognitive performance: A prospective Dutch cohort study on the underlying routes. Environmental Research 201, 1115333. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.111533

* Dr. K. Nölting: Universität Rostock, 18051 Rostock

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