Aktualisiert: 18.06.2021 - 16:17

Warum das Risiko in Innenräumen höher ist So tief atmen wir Coronavirus-Aerosole in die Lunge ein

Kleinste, feine Tröpfchen nennt man Aerosole. Sie können sich über Stunden, sogar Tage in der Luft halten, wird sie nicht ausgetauscht. Und sie können Coronaviren tragen. Wie tief die über diese feinen Flüssigkeitspartikel in die Lunge geraten, zeigt jetzt ein Forscherteam.

Foto: Getty Images/CROCOTHERY

Kleinste, feine Tröpfchen nennt man Aerosole. Sie können sich über Stunden, sogar Tage in der Luft halten, wird sie nicht ausgetauscht. Und sie können Coronaviren tragen. Wie tief die über diese feinen Flüssigkeitspartikel in die Lunge geraten, zeigt jetzt ein Forscherteam.

Mittlerweile weiß man um die Übertragungsfähigkeit von Aerosolen und bestätigt, dass sie bei der Übertragung des Coronavirus eine signifikante Rolle spielen. Jetzt zeigen Forschende, wie tief Aerosole in die Lunge eindringen können. Das erklärt auch etwas mehr, wie das Coronavirus die Lunge schädigen kann.

Dass "Tröpfcheninfektion" ein irreführender Name sein kann, wissen wir spätestens seit den ersten Monaten der Coronavirus-Pandemie. Der Begriff ist zwar nicht falsch, aber zu ungenau. Denn Tröpfchen, das bedeutet nicht nur große Flüssigkeitstropfen beim Niesen oder Husten, sondern auch feinste Flüssigkeitspartikel. Und die sind so fein, dass sie mitunter über Minuten, Stunden, sogar Tage in der Luft schweben können. Wird ein Raum nicht ausreichend gelüftet, sammeln sie sich an – und wir atmen sie ein. Aber was passiert, wenn wir Aerosole mit Coronaviren einatmen? Das zeigen jetzt die Ergebnisse einer Studie.

Corona-Aerosole einatmen: Tief in die Lunge

Aerosole wurden lange unterschätzt. Mittlerweile weiß man: Coronaviren, aber auch durchaus andere respiratorische Viren, können sich an die feisten Tröpfchen aus der Atemluft anhaften und so in der Luft schweben. Ist kein Luftaustausch vorhanden, kann sich so die Virenkonzentration nach und nach erhöhen, je länger eine infizierte Person im Raum ist. Andere Personen laufen damit Gefahr, dem Coronavirus ausgesetzt zu sein – und je länger sie sich in einem Raum mit virusbehafteten Aerosolen aufhalten, desto mehr Viren atmen sie letztendlich ein.

Wie gefährlich das werden kann, zeigt eine Untersuchung der University of Technology Sydney. Bekannt war bereits, wie virushaltige Aerosole über die oberen Atemwege in den Körper gelangen. Das Virus kann dann einerseits etwa über die Nasenschleimhäute in den Körper eindringen und sich über Körperflüssigkeiten ausbreiten.

Jetzt konnten die Forschenden aus Australien allerdings auch modellhaft zeigen, wie Viren über Aerosole auch in die unteren Bereiche der Lunge gelangen können.

Großteil der Aerosole dringt tief in die Lunge ein

Dazu erklärt Studienleiter Dr. Saidul Islam in einer Universitätsmitteilung erst einmal unser Atemorgan: "Unsere Lungen ähneln Baumzweigen, die sich bis zu 23 Mal in immer kleinere Äste teilen." Die Lunge ist ein sehr komplexes Gebilde. Computersimulationen, die sich der Realität annähern, seien daher sehr schwierig umzusetzen. Für die ersten 17 Äste der Atemwege ist ihnen dies aber nun gelungen.

Je nach Atemfrequenz, also wie oft (und auch tief) eine Person atmet, können sich zwischen 32 und 35 Prozent der Viruspartikel in den ersten 17 Lungenverzweigungen ablagern. Was passiert mit den restlichen Aerosolen? Das ist der Knackpunkt, betont Dr. Islam: "Das bedeutet, dass etwa 65 Prozent der Corona-Aerosole in die tiefsten Regionen unserer Lunge gelangen."

Studie erklärt viele kleine Entzündungsherde in der Lunge

In den tiefen Regionen der Lunge – die Ästchen werden hier immer dünner – befindet sich das Alveolarsystem, das dafür mitverantwortlich ist, dass wir beim Einatmen Sauerstoff aus der Atemluft aufnehmen und unserem Blut zuführen. Zwar geht das Coronavirus hier nicht wie der Sauerstoff auf unser Blut über. Aber es kann in diesen Bereichen der Lunge schwere Schäden anrichten.

Die Folge: Der aufgenommene Sauerstoffgehalt im Blut eines Infizierten sinkt drastisch. Und das passiert beim Coronavirus in vielen Bereichen überall in der Lunge. Das erklärt auch das Phänomen, dass bei Covid-19 in der Lunge viele kleine Entzündungsherde entstehen, statt wie bei normalen Lungenentzündungen vereinzelte größere. Die Lunge bleibt damit lange noch elastisch, so dass Betroffene gar nicht merken, dass sie weniger Sauerstoff aufnehmen. Denn das Atmen fühlt sich anfangs noch recht normal an. An der Atemfrequenz und dem Sauerstoffgehalt des Blutes jedoch lässt sich erkennen, dass etwas nicht stimmt.

Rechter Lungenflügel stärker betroffen

Eine Besonderheit gibt es in der Simulation der australischen Wissenschaftler:innen noch: Im rechten Lungenflügel, vor allem im Ober- und Unterlappen, lagern sich mehr Viruspartikel ab. Der linke Lungenbereich zeigt zwar auch Ablagerungen, aber nicht so viele. Anhanddessen lassen sich dem Forscherteam zufolge die Strömungswege der eingeatmeten Luft durch die verschiedenen Lungenlappen zeigen. Die anatomische Struktur der Lunge sei stark asymmetrisch aufgebaut.

Mit dem Modell lässt sich Dr. Islam zufolge einerseits besser verstehen, wie sich das Coronavirus überträgt und welchen Schaden es in der Lunge anrichten kann. Andererseits könne man mit den Erkenntnissen auch die Therapie von Covid-19 anpassen, etwa Geräte entwickeln, die helfende Medikamente zielgerichtet in die betroffenen Bereiche unserer Atemwege bringen.

Inhalation reicht nämlich möglicherweise nicht: "Wenn Patienten Medikamente inhalieren, wird normalerweise das meiste davon in den oberen Atemwegen abgelagert, und nur eine minimale Menge des Wirkstoffs kann die Zielposition in den unteren Lungen erreichen", erklärt Dr. Islam in der Meldung. Man müsse bei Covid-19 die am stärksten betroffenen Bereiche in den Fokus nehmen – und das sind dem Modell zufolge eben die tiefen Lungenbereiche.

Schutz vor Aerosolen bleibt wichtig

Für die breite Bevölkerung zeigen diese Erkenntnisse allerdings vor allem eines erneut: Geschlossene Räume oder schlecht belüftete Umgebungen, in denen sich mehrere Personen aufhalten, insbesondere über längere Zeiträume, bergen eine gewisse Gefahr. FFP2-Masken können diese Gefahr etwas mindern, dafür müssen sie aber richtig sitzen. OP-Masken bieten Trägern dagegen weniger Schutz. Im Sommer wird die Infektionsgefahr geringer, weil vieles draußen passiert und feinste Tröpfchen zudem schneller trocknen. Insbesondere zum Herbst hin sowie im Hinblick auf die sich ausbreitende, offenbar stärker ansteckende Delta-Variante des Coronavirus sollten Hygienekonzepte aber weiterhin ernstgenommen werden.

Fassen wir zusammen:

  • Abstand schützt vor Tröpfchen und hohen Aerosolkonzentrationen
  • Kurze Aufenthalte in Räumen verringern die Expositionsdauer und senken damit die potentiell eingeatmete Virenmenge
  • FFP2-Masken in Räumen verringern die eingeatmete Virenmenge zusätzlich
  • Lüften senkt die Konzentration der Aerosole
  • Händewaschen schützt vor Schmierinfektion
Darum schützt die AHA+L+C-Formel
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Das zeigt einmal mehr, dass jede Maßnahme ihren Teil dazu beiträgt, die Infektionsgefahr mit dem Coronavirus zu senken. Auch bei niedrigen Inzidenzen darf sie nicht unterschätzt werden – denn nach aktuellem Forschungsstand sind Infizierte schon vor Beginn der Symptome infektiös.

Dazu auch interessant: So verbreitet sich das Coronavirus mit und ohne Maßnahmen.

Studie/Quellen:

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