Was hat Luftver­schmutzung mit Covid-19 zu tun?

Luftver­schmutzung über Indonesien und dem indischen Ozean, Oktober 1997. Weiß markiert: von Feuern stammende Aerosole (Rauch) in den unteren Luftschichten. Grün, gelb und rot: darüber liegender Smog in der Tropo­sphäre. Aufnahme: Nasa, Lizenz: Gemeinfrei

Was hat Luftver­schmutzung mit Covid-19 zu tun?

Ist das Risiko, an Covid-19 zu sterben, erhöht, wenn man langfristig verschmutzte Luft einatmet? Ein solcher Zusam­menhang liegt nahe, ist jedoch nicht direkt messbar. Nun wurde in einer Studie erstmals der Anteil der Covid-19-Todes­fälle, der auf Luftver­schmutzung durch Feinstaub zurück­zu­führen sein könnte, länder­spe­zi­fisch ermittelt.

Die heute im wissen­schaft­lichen Fachma­gazin Cardio­vascular Research veröf­fent­lichte Studie schätzt, dass etwa 15 Prozent der weltweiten Todes­fälle durch Covid-19 auf eine langfristige Exposition gegenüber Luftver­schmutzung zurück­zu­führen sein könnten.

Den Autoren des Max-Planck-Instituts für Chemie, der Harvard T.H. Chan School of Public Health, des London Centre for Climate Change and Planetary Health, der Berliner Charité und der Univer­si­täts­me­dizin Mainz zufolge liegt der Anteil der luftver­schmut­zungs­be­dingten Covid-19 Todes­fälle in Europa bei 19, in Nordamerika bei 17 und in Ostasien bei 27 Prozent.

Die Zahlen sind eine Schätzung des Anteils der Covid-19-Todes­fälle, der hätte vermieden werden können, wenn die Bevöl­kerung einer gerin­geren Luftver­schmutzung ausge­setzt wäre, bei der es keine Emissionen aus der Nutzung fossiler Brenn­stoffe und anderen anthro­po­genen d.h., vom Menschen verur­sachten Quellen gäbe.

Dr. Andrea Pozzer vom Mainzer Max-Planck-Institut für Chemie betont, dass der zurechenbare Anteil keinen direkten Zusam­menhang zwischen Luftver­schmutzung und Covid-19-Morta­lität beweist, sondern einen indirekten Effekt, weswegen er und seine Kollegen auch relative Zahlen angeben: „Unsere Schät­zungen zeigen die Bedeutung der Luftver­schmutzung auf Komor­bi­di­täten, also Gesund­heits­fak­toren, die sich gegen­seitig verschlimmern und so tödliche gesund­heit­liche Folgen der Virus­in­fektion auslösen können,“ ergänzt der Atmosphä­ren­for­scher und Erstautor der Studie.

Für die einzelnen Ländern ergeben die Schät­zungen der mit Luftver­schmutzung in Zusam­menhang stehenden Covid-19-Todefälle ein sehr unter­schied­liches Bild: Vergleichs­weise hoch ist der Anteil in der Tsche­chi­schen Republik mit 29, in China mit 27 und in Deutschland mit 26 Prozent. Niedriger ist der Anteil beispiels­weise in Italien (15) oder Brasilien (12). Einstellig sind die Werte für Israel (6), Australien (3) und Neuseeland (1 Prozent). In ihrer Publi­kation geben die Forscher auch die statis­tische Konfi­denz­in­ter­valle ihrer Berech­nungen an, die weltweit bei fünf bis 33 Prozent liegen.

Pozzer, der ebenfalls am Inter­na­tio­nalen Zentrum für Theore­tische Physik in Triest, Italien, forscht, bewertet die Daten wie folgt: „Obwohl unsere Ergeb­nisse Unsicher­heiten aufweisen, wird der Beitrag der Luftver­schmutzung an der Covid-19-Morta­lität klar ersichtlich. Aller­dings wird die tatsäch­liche Sterb­lichkeit durch viele Faktoren beein­flusst, wie beispiels­weise das Gesund­heits­system des Landes.“

Jos Lelieveld, Direktor am Max-Planck-Institut für Chemie und Professor am Cyprus Institute in Nikosia, Zypern, kommen­tiert die Zahlen: „Da die Anzahl der Todes­fälle durch Covid-19 ständig zunimmt, ist es zwar nicht möglich, endgültige Zahlen der Todes­fälle pro Land anzugeben, die auf Luftver­schmutzung zurück­ge­führt werden können. Aller­dings starben beispiels­weise in Großbri­tannien seit Beginn der Pandemie bis Mitte Juni etwa 44.000 Menschen an Covid-19. Wir schätzen, dass der luftver­schmut­zungs­be­dingte Anteil bei 14 Prozent lag, was knapp 6.000 Todes­fällen entspricht. In den USA führten 220.000 COVID-Todes­fälle mit einem Anteil von 18 Prozent zu fast 40.000 Todes­fällen, die auf Luftver­schmutzung zurück­ge­führt werden können.“

Schät­zungen zufolge könnten 15 Prozent der weltweiten Covid-19-Todes­fälle auf verschmutzte Luft zurück­zu­führen sein

„Wenn Menschen verschmutzte Luft einatmen, wandern die sehr kleinen gesund­heits­schäd­lichen Feinstaub­par­tikel von der Lunge ins Blut und in die Blutgefäße,“ erläutert Univ.-Prof. Dr. Thomas Münzel vom Univer­si­täts­kli­nikum Mainz die Wirkung von Luftver­schmutzung auf unseren Körper. „Dort verur­sachen sie Entzün­dungen und starken oxida­tiven Stress, der das Gleich­ge­wicht zwischen freien Radikalen und den Oxida­ti­ons­mitteln stört, die norma­ler­weise Zellschäden reparieren“, so der Direktor am Zentrum für Kardio­logie der Univer­si­täts­me­dizin Mainz und Mitautor der Studie. Dies wiederum schädigt die innere Arteri­en­schicht, das Endothel, und führt zu einer Verengung und Versteifung der Arterien. Auch das Corona-Virus gelangt über die Lunge in den Körper und verur­sacht ähnliche Schäden an den Blutge­fäßen. Es wird daher auch als Endothel­er­krankung angesehen.

„Kommen eine langfristige Exposition gegenüber Luftver­schmutzung und die Infektion mit dem Covid-19-Virus zusammen, dann addieren sich die negativen Gesund­heits­ef­fekte, insbe­sondere in Bezug auf das Herz und die Blutgefäße. Das wiederum führt zu einer größeren Anfäl­ligkeit und einer gerin­geren Wider­stands­fä­higkeit gegenüber Covid-19. Wenn Sie bereits an einer Herzer­krankung leiden, verur­sachen Luftver­schmutzung und Corona­virus-Infek­tionen Probleme, die zu Herzin­farkt, Herzin­suf­fi­zienz und Schlag­anfall führen können“, so der Mediziner Münzel.

„Feinstaub scheint die Aktivität des ACE‑2 Rezeptors auf Zellober­flächen zu erhöhen. Von diesem Rezeptor ist bekannt, dass er an der Art und Weise beteiligt ist, wie Covid-19 Zellen infiziert. Wir haben also einen „Doppel­treffer“: Luftver­schmutzung schädigt die Lunge und erhöht die Aktivität von ACE‑2, was wiederum zu einer verstärkten Aufnahme des Virus durch die Lunge führt“, fügt Prof. Münzel hinzu.

Für ihre Auswertung verwen­deten die Forscher Ergeb­nisse einer US-ameri­ka­ni­schen Epide­mio­logie-Studie, die einen Zusam­menhang zwischen der Covid-19-Morta­lität und der Belastung mit Feinstaub der Größe PM2.5 abgeschätzt hat. So bezeichnet man Partikel mit einem Durch­messer von 2,5 Mikro­metern oder kleiner. Dieser Zusam­menhang wurde wiederum mit chine­si­schen Studien verglichen, die die Feinstaub­be­lastung und den Folgen der SARS-CoV-1-Epidemie in 2003 analy­siert hatten und bestä­tigten, dass in Gebieten mit mäßiger Luftver­schmutzung das Risiko, an der Krankheit zu sterben, im Vergleich zu Gebieten mit relativ sauberer Luft um mehr als 80 Prozent höher war, während in stark verschmutzten Regionen das Risiko doppelt so hoch war. Die Wissen­schaftler schluss­folgern daraus, dass ein Zusam­menhang zwischen Covid-19-Todes­fällen und der langfris­tigen Exposition gegenüber PM2.5 sehr wahrscheinlich ist. Den regio­nalen Anteil der zuzuord­nenden Covid-19-Todes­fälle ermit­telten die Wissen­schaftler mit Hilfe von Daten der globalen Feinstaub­ver­teilung, die sie aus Satel­li­ten­daten, boden­ge­stützten Luftver­schmutzung-Netzwerken und numeri­schen Modellen gewannen.

Da die Ergeb­nisse auf epide­mio­lo­gi­schen Daten der dritten Juniwoche 2020 basieren, planen die Wissen­schaftler eine abschlie­ßende Bewertung der gesamten Daten nach dem Abklingen der Covid-19 Pandemie.

Die Autoren richten in ihrer Publi­kation ein deutliches Plädoyer an die Politik: „Unsere Ergeb­nisse legen nahe, dass die Reduzierung der Luftver­schmutzung selbst bei relativ niedrigen PM2,5‑Werten erheb­liche Vorteile bringen kann. Der hier gezeigte Umwelt­aspekt der Covid-19-Pandemie ist, dass wir verstärkt nach wirksamen Maßnahmen zur Reduzierung anthro­po­gener Emissionen, die sowohl Luftver­schmutzung als auch den Klima­wandel verur­sachen, streben müssen. Die Covid-19-Pandemie wird mit der Impfung der Bevöl­kerung oder mit der Herdenim­mu­nität durch weitrei­chende Infektion der Bevöl­kerung enden. Es gibt jedoch keinen Impfstoff gegen schlechte Luftqua­lität und den Klima­wandel. Der Weg ist die Minderung von Emissionen. Der Übergang zu einer grünen Wirtschaft mit sauberen, erneu­er­baren Energie­quellen wird sowohl der Umwelt dienen als auch die öffent­liche Gesundheit befördern – lokal durch eine besser Luftqua­lität und global durch die Begrenzung des Klimawandels.“

Origi­nal­pu­bli­kation:

Regional and global contri­bu­tions of air pollution to risk of death from Covid-19

Andrea Pozzer, Francesca Dominici, Andy Haines, Christian Witt, Thomas Münzel, and Jos Lelieveld, Cardio­vascular Research, doi:10.1093/cvr/cvaa288

Textquelle: Dr. Susanne Benner, Max-Planck-Institut für Chemie

Bildquelle: (oben) Luftver­schmutzung über Indonesien und dem indischen Ozean, Oktober 1997. Weiß markiert: von Feuern stammende Aerosole (Rauch) in den unteren Luftschichten. Grün, gelb und rot: darüber liegender Smog in der Tropo­sphäre. Aufnahme: Nasa, Lizenz: Gemeinfrei