Studie Niedrige Luftfeuchtigkeit und die Barrierefunktion des Körpers

Niedrige Luftfeuchtigkeit reduziert die
Barrierefunktion des Körpers

Autoren: Eriko Kudo, Eric Song, Laura J. Yockey, Tasfia Rakib, Patrick W. Wong,
Robert J. Homer und Akiko Iwasaki

Originaltitel: Low ambient humidity impairs barrier function and innate resistance against influenza infection

Quellenlink: www.pnas.org/content/early/2019/05/07/1902840116

Veröffentlicht: 13.05.2019


Kurzzusammenfassung



Studienbeschreibung
In gemäßigten Regionen verursachen Influenzaviren saisonale Ausbrüche mit einem Anstieg der Krankheits- und Sterblichkeitsrate in den Wintermonaten. Es ist bekannt, dass trockene Luft in Kombination mit kalter Temperatur die Übertragung von Viren ermöglicht. In dieser Studie stellten wir die Frage, ob die Luftfeuchtigkeit auch die Reaktion des Wirts auf Influenzavirusinfektionen beeinflusst. Hier zeigt die Studie, dass die relative Luftfeuchtigkeit die Anfälligkeit für schwere Erkrankungen nach einer Atemwegsinfektion mit Influenza-A-Virus erhöht. Wir stellten fest, dass das Einatmen von trockener Luft die mukoziliäre Selbstreinigung, die angeborene antivirale Abwehr und die Gewebereparatur beeinträchtigt. Darüber hinaus verschlimmerte sich die Krankheit bei niedriger relative Luftfeuchtigkeit unabhängig von der Viruslast.

Ergebnis
Influenza-A-Viren (IAVs) verursachen weltweit Infektionen, die jährlich zu einer halben Million Todesfällen führen. IAV-Ausbrüche treten in den Wintermonaten in gemäßigten Regionen auf und erreichen ihren Höhepunkt zwischen November und März auf der Nordhalbkugel und zwischen Mai und September auf der Südhalbkugel. Es wird angenommen, dass mehrere Faktoren zu dieser Saisonalität beitragen, einschließlich Schwankungen der Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Überfüllung in Innenräumen und Sonnenlicht- oder Vitamin-D-Exposition. Eine epidemiologische Schlüsselstudie, in der Daten analysiert wurden, die über einen Zeitraum von mehr als 30 Jahren in den Vereinigten Staaten gesammelt wurden, zeigte, dass ein Rückgang der absoluten Luftfeuchtigkeit, der von der relativen Luftfeuchtigkeit und der Temperatur abhängt, am engsten mit dem Anstieg der durch Influenza verursachten Todesfälle zusammenhängt. Experimentelle Studien zeigen, dass niedrige Temperaturen und niedrige Luftfeuchtigkeit die Übertragung von Influenzaviren durch Aerosole ermöglichen, was eine Erklärung für die Saisonalität der Virusübertragung liefert.

Während einer Influenza-Infektion bildet die Atemschleimhautbarriere die erste Verteidigungslinie. Die Schleimschicht, die Oberflächenflüssigkeitsschicht und die Zilien der Oberfläche der Bronchusepithelien fördern die mukoziliäre Immunabwehr von eindringenden Krankheitserregern und Partikeln. Wenn das Virus diese Schichten durchbricht, induzieren die Immunabwehrmechanismen, die durch Erkennung viraler Pathogen-assoziierter Muster ausgelöst werden, die Sekretion von Interferonen, um Genen zu aktivieren die Viren bekämpfen respektive zu blockieren. Wenn es dem Virus gelingt, die angeborene Abwehrschicht zu durchbrechen, wird das adaptive Immunsystem aktiviert um virusspezifische T- und B-Zell-Immunantworten auszulösen.




Studie von Dr. Akiko Iwasaki



Was beeinflusst die Luftfeuchte in unserem Immunsystem
Einfluss der Luftfeuchte auf die Intensität der Infektion

Infizierte Lungen­aveole bei einer
Luft­feuchte von 10 %
Infizierte Lungenaveole bei einer
Luft­feuchte von 50 %
Einfluss der Luftfeuchte auf die Reparatur-Aktivität beschädigter Zellen

Reparatur-Aktivität von infi­zierten Lungen­­aveolen bei einer Luft­feuchte von 10 %
Reparatur-Aktivität von infi­zierten Lunge­n­aveolen bei einer Luft­feuchte von 50 %
Reparatur-Aktivität von infi­zierten Lunge­n­aveolen bei einer Luft­feuchte von 10 %
Reparatur-Aktivität von infi­zierten Lungen­­aveolen bei einer Luft­feuchte von 50 %
2 Fragen an Dr. Akiko Iwasaki
Wie wirkt sich eine ausgeglichene Raumluftfeuchte auf Personen aus, die dem Grippevirus ausgesetzt sind?
Was sind die Schutzmechanismen einer ausgewogenen Luftbefeuchtung?

Wir haben seit Jahrzehnten erkannt, dass Grippewellen hauptsächlich im Winter auftreten, wenn Innenräume geheizt werden müssen. Mögliche Gründe, warum Menschen im Winter an der Grippe erkranken, wurden heftig diskutiert. Erklärungen für diese Saisonalität, die angeführt werden, sind unter anderem die Exposition gegenüber kalten Temperaturen, niedriger Luftfeuchtigkeit in Innenräumen oder auch im Freien, Menschenansammlungen in Innenräumen mit erhöhter Kontakt- oder Tröpfchenübertragung und eine Abnahme des Vitamin D-Spiegels im gesunden Blut aufgrund geringerer Sonneneinstrahlung.

Es ist nicht nur theoretisch interessant, die Ursachen der saisonalen Grippe zu verstehen und daher zu wissen, welche Massnahmen zur Verringerung der damit verbundenen Erkrankungs- und Sterbewahrscheinlichkeit ergriffen werden können. Das Thema ist von enormer Bedeutung, da saisonale Grippeinfektionen weiterhin zunehmen und weltweit jährlich mindestens eine halbe Million Todesfälle verursachen. Die Bereitstellung einer ausgeglichenen Luftfeuchte ist eine Schutzmassnahme, welche die Impfung unterstützt und bei der Millionen von Menschenleben gerettet werden könnten.

Es wurde in dieser Studie aufgezeigt, dass trockene Innenluft die Grippeauswirkungen verstärkt. Es wurde auch nachgewiesen, dass eine Regelung der relativen Luftfeuchte zwischen 40 und 60 Prozent eine virale Infektion minimiert und den Übertragungsprozess erschwert. Dies ist die erste Studie, die die physiologischen Mechanismen hinter den positiven Resultaten aufzeigt, welche durch eine ausgewogene Luftbefeuchtung erzielt werden.