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Feinstaub und Blei: Wie Luftverschmutzung unser Gehirn nachhaltig schädigt

Neurologische Erkrankungen wie Demenz werden durch Schadstoffe in der Luft besonders zu Beginn und am Ende des Lebens ausgelöst.

Beispiel: Mexiko-Stadt. Diese Stadt hat ungefähr 21 Millionen Einwohner. Die Luft über der Stadt hüllt sich meistens in einen nahezu unsichtbaren, weiß-bräunlichen Dunst, den man kaum riechen kann. Gegen Abend sind aber die Kleidung und die Haut der Menschen mit einem bräunlichen Schleier überzogen.

Die Neurowissenschaftlerin Lilian Calderón-Garcidueñas ist auch Kinderärztin und macht sich gerade deshalb große Sorgen über diese permanente Smog-Lage, denn sie weiß, dass Feinstaub den kleinen Lungen der Kinder arg zu schaffen macht. Dabei quälte sie eine bestimmte Vermutung.

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Deshalb verglich die Ärztin die geistigen Fähigkeiten von insgesamt 55 Kindern, die in der Hauptstadt Mexikos lebten, mit den Fähigkeiten von Kindern aus ländlichen Regionen. Wie vermutet schnitten die Großstadtkinder bei den Tests signifikant schlechter ab.

Die MRT-Aufnahmen (Magnetresonanztomografie) der Gehirne wiesen bei 56 Prozent der Großstadtkinder auf Entzündungsherde im präfrontalen Cortex hin. In diesem Bereich des Stirnhirns werden die Sinneseindrücke bearbeitet, das heißt, hier findet auch das Lernen statt.

Um der Sache noch mehr auf den Grund zu gehen, untersuchte Calderón-Garcidueñas noch die Gehirne von sieben jungen Hunden, die sich ebenfalls in Mexiko-Stadt aufgehalten hatten.

Auch die Mehrzahl dieser Tiere hatte solche Entzündungsherde im Kopf, einschließlich Ablagerungen, die eindeutig dem Feinstaub zuzuordnen waren. Mit einer eindringlichen Warnung verpackt veröffentlichte sie ihre Ergebnisse im Jahre 2008 im „Journal Brain and Cognition“.

Mehrere epidemiologische Studien bestätigen indes: je mehr Feinstaubbelastung in der Luft, desto mehr Demenz in der Bevölkerung. Dieser Aussage zugrunde liegen umfangreiche Daten aus Quebec, London, Nordschweden und Stockholm. In eine Studie des Karolinska-Instituts wurden rund 3.000 ältere Erwachsene (Durchschnittsalter 74 Jahre) einbezogen.

Innerhalb von elf Jahren entwickelten 364 von ihnen eine Demenz. Zwar ist die Luftqualität in Stockholm gar nicht so schlecht, dennoch kam auch die Neurobiologin Giulia Grande zu dem Ergebnis, dass stets die Feinstaubkonzentration der Luft am Wohnort direkt mit dem Risiko, an Demenz zu erkranken, korreliert.

So lässt sich abschätzen, dass europaweit circa 800.000 Demenzerkrankungen pro Jahr auf Luftverschmutzungen zurückzuführen sind.

„Blei macht doof“

Das Schwermetall Blei ist anteilig im Feinstaub enthalten. Ein Grund dafür ist zum Beispiel das Flugbenzin. Blei steckt auch in Gläsern, Kunststoffen, Knöpfen, Farben, Stiften und Modeschmuck. Das Bundesinstitut für Risikobewertung warnte schon vor längerer Zeit, dass die Bleibelastung in Deutschland gerade für kleine Kinder deutlich zu hoch ist, denn das reifende Gehirn wird von Blei besonders geschädigt.

In der Arbeit von Lanphear et al. von 2005 wurde nachgewiesen, dass sich der IQ eines Kindes um fast 7 Punkte verringert, wenn die Bleikonzentration von einem Mikrogramm auf zehn Mikrogramm pro Deziliter Blut ansteigt.

In Deutschland liegt die Bleibelastung von Kleinkindern aufgrund der Ernährung zwischen 1,1 und 3,3 Mikrogramm pro Deziliter Blut. Noch nicht berücksichtigt wurde hier die Blei-Aufnahme über die Atemluft.

Ein paar Punkte im IQ weniger machen vielleicht für den Einzelnen den Kohl nicht fett, aber integriert auf die gesamte Bevölkerung eines Landes ergeben sich daraus riesige Nachteile für eine Volkswirtschaft. Allein der Anteil an Menschen, die wegen massiver kognitiver Einschränkungen permanent finanzielle Hilfe und besondere Förderungen brauchen, steigt ebenso gewaltig an wie die Zahl von Hochbegabten abnimmt.

Als sich die USA endlich zum Verbot bleihaltigen Benzins durchgerungen hatten, nahm dort die Inzidenz an Demenzen tatsächlich deutlich ab.

Auch das Umweltbundesamt beschäftigt sich inzwischen mit der Frage, wie und warum Schadstoffe neurodegenerative Krankheiten auslösen können. Wir wissen heute jedenfalls, dass Blei im Gehirn die Ausbildung und Verstärkung von Synapsen unterbindet.

Nun ist Blei aber nicht der einzige Schadstoff, der unser Gehirn massiv beeinträchtigt. Der Neurowissenschaftler Stephen Bondy (University of California in Irvine) geht davon aus, dass Kupfer, Aluminium und polychlorierte Biphenyle ebenfalls in die gleiche Richtung wirken. Deshalb gab er Mäusen gezielt mit Aluminium belastetes Wasser zu trinken, was für das Trinkwasser in Kanada ein typisches Problem ist.

Daraufhin entwickelten sich Veränderungen in den Gehirnen der Tiere, die typischerweise bei Alzheimer-Patienten zu beobachten sind. Wissenschaftliche Arbeiten über Kupfer haben gezeigt, dass dieses Metall für eine Fehlfaltung von Proteinen verantwortlich ist, wie sie in den Gehirnen von demenzkranken Menschen zu finden ist.

Daraus ergeben sich dann die viel beschworenen Klumpen von Amyloid-Plaques. An der „Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt“ in der Schweiz spricht man in diesem Zusammenhang von den „Ringen des Bösen“.

Aber begeben wir uns noch einmal nach Mexiko-Stadt. Das Wissenschaftler-Team um Barbara Maher (Uni Lancaster) fand dort im Hirnstamm von 186 noch junger Menschen ebenfalls fehlgefaltete Proteine, die sie als Vorboten von Altersleiden wie Demenz oder Parkinson deutete.

Im Umfeld des geschädigten Hirnstamms wurden Feinstaubablagerungen festgestellt, die vornehmlich Mangan- und Nano-Titanpartikel enthielten, deren Ursache sehr wahrscheinlich im Straßenverkehr und im Lebensmittelzusatzstoff E 171 zu finden ist.

Wie kommt das giftige Zeug ins Gehirn?

Bestimmt haben Sie schon von der Blut-Hirnschranke gehört. Diese ist tatsächlich als zuverlässige Barriere zwischen unserem Blut und der Hirnsubstanz installiert. Und dennoch können zum Beispiel Substanzen aus Medikamenten (Stichwort Drogen) und eben auch Schadstoffe bis ins Gehirn vordringen.

Insbesondere kleine, fettlösliche Moleküle können die Schranke leicht überwinden, während zum Beispiel Blei eine Abkürzung findet, denn sehr kleine Partikel steigen via Nase in den Riechkolben auf, von wo aus sie direkt ins Gehirn gelangen.

Gerade dann, wenn eine Störung im Darmmikrobiom vorliegt, dringen mehr Schadstoffe ins Blut ein. Unsere suboptimale Ernährungsweise trägt genau dazu massiv bei und führt nicht selten zu einem „leaky gut“, womit ein durchlässiger Darm gemeint ist.

Was passiert in diesem Fall im Gehirn?

Auf Schadstoffe wie Blei reagieren die Gliazellen, die zum Immunsystem des Gehirns gehören, als wären Bakterien die Eindringlinge. Doch solche Partikel können diese weder töten noch abtransportieren.

Die Gliazellen kämpfen sozusagen permanent gegen Windmühlen, was sich als chronische Entzündung äußert. Die anderen Schadstoffe Aluminium und Kupfer lassen aggressive Radikale entstehen, die zu starkem oxidativem Stress führen.

Es ist eine schleichende Verdummung, denn die Schädigung des Gehirns durch Schadstoffe ist ein eher langsamer, kontinuierlicher Prozess, der aber so irreversibel wie heimtückisch ist. Dass es sich beim Feinstaub nach wie vor um eine völlig unterschätzte Gefahr handelt, darüber hatte ich zum Beispiel im September 2023 berichtet:

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Kleine Anmerkung: Die Sache mit den „5 Wundermitteln“ ist mit Abstand der beliebteste Newsletter, den meine Patienten gerne lesen…

Dieser Beitrag wurde am 03.06.2024 erstellt.

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