Lungenentzündung

Feinstaub macht Erregern die Arbeit leicht

23. Mär 2017

Kohlenstoffpartikel in der Luft beeinflusst die Eigenschaften von Pneumokokken-Bakterien. Der Feinstaub erleichtert es den Erregern auch, tief in die Lunge einzudringen und erhöht so das Risiko einer Lungenentzündung. Das englische Forscherteam veröffentlichte seine Ergebnisse in der Fachzeitschrift ‚Environmental Microbiology‘.

Foto: ©Tatiana-Shepeleva/ fotolia

Eine Lungenentzündung wird meist durch eine Infektion mit Bakterien, Viren oder Pilzen ausgelöst. Sehr häufig ist die Bakterienart Streptococcus pneumoniae für die Entzündungsreaktion in der Lunge verantwortlich. Wissenschaftler der Universität Leicester, England, konnten nun in Zellkultur und im Tiermodell zeigen, dass Feinstaub das Wachstum der Bakterienkolonien und die Bildung von Biofilmen beeinflusst. Als ‚Biofilm‘ wird die Schleimschicht bezeichnet, in der sich Mikroorganismen, wie Bakterien, entwickeln und leben.   

In ihren Zellkultur-Experimenten setzten die englischen Wissenschaftler Biofilme der Bakterienarten Streptococcus pneumoniae und Staphylococcus aureus einer Belastung mit Kohlenstoffpartikeln von 30 bis 100 Mikrogramm pro Milliliter Nährlösung aus (Partikelgröße <500 Nanometer). Ohne Feinstaub bildete sich ein dünner, glatter Biofilm. Der Biofilm der Bakterien, die den Kohlenstoffpartikeln ausgesetzt waren, war hingegen deutlich dicker, unregelmäßig und teils sogar löchrig. Auch das Verhalten der Bakterien gegenüber Antibiotika wurde durch die Belastung mit Feinstaub beeinflusst. Die Versuche zeigen, dass Feinstaub einen direkten biologischen Effekt auf die Bakterien hat und ihre Eigenschaften verändern kann, so die Wissenschaftler.

In einem weiteren Experiment am Tiermodell wiesen die Forscher außerdem nach, dass der Feinstaub es den Bakterien erleichtert, weiter in die Lunge vorzudringen. Mäuse wurden Streptococcus pneumoniae Bakterien mit und ohne Feinstaub ausgesetzt. In Tieren mit Feinstaubbelastung konnten die Wissenschaftler die Bakterien nach sieben Tagen auch in den tieferen Bereichen der Lunge nachweisen. Bei Mäusen ohne Feinstaubbelastung blieb der Bakterienbefall auf die Nase beschränkt. Die Forscher nehmen an, dass sich einzelne Bakterienzellen leichter von der Kolonie lösen können, wenn der Aufbau des Biofilms durch den Feinstaub gestört ist. Infolgedessen falle es den Bakterien sehr viel einfacher, in die unteren Atemwege vorzudringen.   

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Feinstaub nicht nur direkt das Lungengewebe schädigen oder Entzündungen hervorrufen kann, sondern auch die Eigenschaften von Krankheitserregern wie Bakterien beeinflusst. Der Feinstaub könne also auch auf diesem Wege negativ auf die Gesundheit wirken und das Risiko für Lungenerkrankungen erhöhen, sagen die Forscher.

Quellen:

Hussey et al.: Air pollution alters Staphylococcus aureus and Streptococcus pneumoniae biofilms, antibiotic tolerance and colonization. In: Environmental Microbiology, 28. Februar 2017

Wie Feinstaub die Entwicklung einer Lungenentzündung fördert. In: Ärzteblatt, 8. März 2017


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