Luftfeuchte und Atemwegsinfekte

Infektionen der Atemwege, beispielsweise durch Grippe- oder Coronaviren, werden nahezu ausschließlich von Mensch zu Mensch in Innenräumen übertragen. Die Luftfeuchtigkeit beeinflusst dabei das Infektionsrisiko. Häufigster Ansteckungsweg ist die Luftübertragung im Nahbereich über Tröpfchen und im Fernbereich über Aerosole: Viren werden von einem anderen Menschen eingeatmet und über die Schleimhäute der oberen Luftwege aufgenommen. Je nach Größe der Partikel spricht man von einer Tröpfchen- oder Aerosolübertragung. Aufgrund ihrer geringen Größe sind Aerosole besonders leicht. Virenbeladene Aerosole können sich über eine erhebliche Zeitspanne in der Luft ausbreiten. Die relative Luftfeuchte hat einen direkten Einfluss auf die Reichweite, Schwebefähigkeit und die Infektiosität der Aerosole.

 

Gesundheit Symptome Gesunde Gebäude Kosten/Nutzen Referenzen/Best Practice Medizinische Studien Partner FaQ

 

Geringstes Infektionsrisiko bei 40 bis 60 % Luftfeuchte

Die Luftfeuchtigkeit spielt eine große Rolle für das Schwebeverhalten von virenbeladenen Aerosolen. Anders als bei größeren und schwereren infektiösen Tröpfchen, die nach dem Husten oder Niesen innerhalb weniger Sekunden zu Boden sinken, können die leichteren und kleineren Aerosole stundenlang in der Luft schweben. Aerosole bestehen im Wesentlichen aus Wasser, gelösten Salzen und Eiweißen. Bei einer relativen Luftfeuchte von unter 40 % verlieren Aerosole ihren Wasseranteil und vertrocknen. Es entstehen trockene Aerosole, die kleiner und leichter sind und länger durch den Raum fliegen können. Im Vergleich zu feuchten Aerosolen sind sie durch den geringeren Wasseranteil außerdem weniger klebrig und haften weniger untereinander. Durch Luftströme und Bewegungen der Raumnutzer werden trockene Aerosole dadurch auch schneller wieder von Oberflächen aufgewirbelt und weiterverbreitet.

 

 

Viren leben länger in trockener Luft

Zusätzlich zum Schwebeverhalten hat die Luftfeuchtigkeit auch gravierende Auswirkungen auf die Infektiosität der Keimtröpfchen. Unter 40 % relativer Luftfeuchte trocknen die Aerosole so stark aus, dass die enthaltenen Salze auskristallisieren. Dadurch werden die Viren konserviert und bleiben länger infektiös. Beim Einatmen lösen sich die auskristallisierten Salze in den feuchten Atemwegen wieder auf. Die immer noch ansteckungsfähigen Viren werden auf der Schleimhaut des Atemtraktes freigesetzt und können Infektionen auslösen. Ist die relative Luftfeuchte im optimalen Bereich zwischen 40 und 60 % verdunstet der Wasseranteil der Aerosole nur so weit, dass sich die Salzkonzentration ohne Auskristallisierung stark erhöht und die darin enthaltenen Viren inaktiviert werden können.

 

Die Überlebensdauer von Viren

Die Immunabwehr der Schleimhäute

 

Feuchte Schleimhäute schützen besser

Der Mensch ist Angriffen von Viren und Bakterien nicht schutzlos ausgeliefert. Die Funktionsfähigkeit unseres Immunsystems entscheidet darüber, ob wir krank werden und wie schnell der Genesungsprozess ist. Im Atemtrakt schützen uns die Schleimhäute durch ihre Selbstreinigungsfunktion vor Infektionen. Die Schleimhäute besitzen auf ihrer Oberfläche feine Flimmerhärchen, die sich in einem dünnflüssigen Sekret (Sol-Schicht) frei bewegen. Darüber liegt eine klebrige Gel-Schicht, auf der ein Großteil der eingeatmeten Viren, Bakterien und Luftschadstoffe haften bleiben. Solange die Flimmerhärchen frei beweglich sind, transportieren sie den Schleim zusammen mit den Mikroorganismen in Richtung Kehlkopf, wo er verschluckt oder ausgehustet werden kann. Mit sinkender Luftfeuchtigkeit verliert jedoch der Abtransport der Krankheitserreger an Wirksamkeit.

Bei geringer Luftfeuchte wird der Sol-Schicht Wasser entzogen. Die Flimmerhärchen werden zunehmend niedergedrückt und verlieren ihre Beweglichkeit. Die zunehmende Viskosität der Schleimhäute führt zu einer Blockade des Schleimflusses und das Infektionsrisiko durch in die Schleimhautzellen eindringende Viren steigt. Sinkt die relative Luftfeuchte auf 20 % kommt der Selbstreinigungsprozess komplett zum Stillstand. Untersuchungen zeigen, dass die höchste Transportgeschwindigkeit und damit das geringste Ansteckungsrisiko bei 45 % relativer Luftfeuchte erreicht wird.

Selbstreinigung der Schleimhäute bei unterschiedlicher, relativer Luftfeuchte

 

Geringe Immunabwehr bei trockener Luft

Zusätzlich wirken bei zu trockener Luft zwei weitere Mechanismen direkt auf die Immunabwehr und setzen unser natürlich angeborenes Immunsystem außer Kraft. Einerseits führt das Einatmen sehr trockener Luft zu einer Schädigung der Epithelzellen und beeinträchtigt die Reparatur der Atemwegsepithelien (Lungenzellen). Diese sind eine physische Barriere unterhalb der Schleimschicht, die verhindert, dass Viren in die Wirtszelle eindringen. Zweitens kann eine geringe Luftfeuchte die Bildung von Interferon im Lungengewebe mindern. Interferone lösen als Botenstoffe die Produktion von Eiweißen (antivirale Gene) aus, die eingedrungene Viren bekämpfen und dadurch die Virusvermehrung stoppen.

 

Aus der Praxis: Luftbefeuchtung und Stimme

 

Kurzfassung "Fraunhofer-Studie" hier als Download