Teilnehmer beim Belastungstest in einem Raum mit sauberer Luft, während ein Gerät die Belüftung und die Aerosolpartikelkonzentration misst.
(Foto: Katharina Knödlseder)
Viele Krankheitserreger werden über die Ausatmung verbreitet. Ein Forschungsteam will deshalb wissen, ob und wie sich die Menge von Aerosolen in der ausgeatmeten Luft in verschiedenen Bevölkerungsgruppen unterscheiden. Die Studie zeigt vor allem bei einem Faktor klare Ergebnisse.
Während der Corona-Pandemie war es eine wichtige Frage: Wie viele Aerosole stoßen Menschen verschiedenen Alters mit der Atemluft aus? Einer Studie zufolge emittieren ältere Menschen zwei- bis dreimal so viele Tröpfchen mit der ausgeatmeten Luft wie jüngere Menschen. Diese Aerosole könnten mitunter Krankheitserreger wie Viren oder Bakterien enthalten, schreibt eine Gruppe um Benedikt Schumm von der Universität der Bundeswehr München in Neubiberg in den "Proceedings" der US-Nationalen Akademie der Wissenschaften ("PNAS").
"Die Übertragung von Krankheitserregern wie Sars-CoV-2, Grippe- oder Schnupfenviren über die Luft durch Aerosolpartikel spielt eine wichtige Rolle bei der Ausbreitung von Infektionskrankheiten", schreiben die Autoren. Sie wollten herausfinden, wie sich die Menge der Aerosole zwischen Ruhezustand und sportlichen Übungen unterscheidet und welche Rolle Alter, Geschlecht und Körper-Masse-Index (BMI) spielen. Dazu maßen sie mit einer neuen Methode bei jeweils 40 gesunden Frauen und Männern im Alter von 20 bis 39 Jahren und von 60 bis 76 Jahren die ausgeatmete Luft und die darin enthaltenen Aerosole.
Mehr als doppelt so hoch bei Älteren
Am deutlichsten fiel der Altersunterschied ins Gewicht: Im Ruhezustand war die Konzentration der Aerosolpartikel bei den Älteren im Durchschnitt dreimal höher als bei den Jüngeren. Bei körperlicher Anstrengung steigerte sich die Menge der ausgeatmeten Aerosolpartikel bei Jüngeren demnach bis zum 50-Fachen und bei Älteren bis zum 40-Fachen des Werts im Ruhezustand. Auch bei der höchsten erreichbaren sportlichen Leistung war die Konzentration bei den Älteren noch mehr als doppelt so hoch wie bei den Jüngeren.
Das Geschlecht spielte dagegen eine untergeordnete Rolle: Im Ruhezustand wies die Atemluft älterer Frauen zwar durchschnittlich mehr Aerosole auf als die Atemluft älterer Männer. Ältere Männer hatten jedoch ein um 24 Prozent größeres Atemvolumen als ältere Frauen. Jüngere Männer bewegten sogar 61 Prozent mehr Atemluft als jüngere Frauen. Weil das höhere Volumen der Männer die höhere Aerosolkonzentration der Frauen ausglich, ergab sich kein bedeutsamer Unterschied beim Aerosolausstoß zwischen den Geschlechtern derselben Altersgruppe. Auch der Körper-Masse-Index konnte keine individuellen Unterschiede erklären.
Merkmal der Lungenalterung
Die Entstehung der Aerosole geht unter anderem auf das ständige Zusammenziehen und Öffnen der kleinen Atemwege in der Lunge beim Atmen zurück. "Der Zyklus ist mit dem periodischen Aufreißen des die Schleimhaut bedeckenden Flüssigkeitsfilms verbunden, was zur Bildung von Aerosolen führt", erklären Schumm und Kollegen. Ein erhöhter Ausstoß von Aerosolpartikeln sei ein bisher nicht beschriebenes Merkmal des Alterns der menschlichen Lunge.
Die Forscher maßen zudem die Größenverteilung der Aerosolpartikel: Die war bei Älteren im Vergleich zu Jüngeren zu größeren Partikeln hin verschoben. Aerosole älterer Menschen könnten also potenziell mehr Krankheitserreger transportieren, folgert das Team: "Dies sind wichtige Informationen für die Planung von Eindämmungsmaßnahmen, insbesondere für Indoor-Sportanlagen bei Infektionswellen oder zukünftigen Pandemien."