Luftverschmutzung kann die menschliche gesundheit durch bakterien veränderungen in der atemwege beeinflussen


Luftverschmutzung kann die menschliche gesundheit durch bakterien veränderungen in der atemwege beeinflussen

Neue Forschung deutet darauf hin, dass Luftverschmutzung kann Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit durch die Veränderung der Bakterien. Es zeigt, dass schwarzer Kohlenstoff, ein wichtiger Bestandteil der Luftverschmutzung, dramatisch verändert, wie Bakterien wachsen und Biofilme bilden, die ihr Überleben in der Auskleidung der Atemwege und ihre Resistenz gegen Antibiotika beeinflussen können.

Die Forscher fanden heraus, dass die Exposition gegenüber schwarzem Kohlenstoff die Zusammensetzung und Struktur der Biofilme von Bakterien, die die Atemwege infizieren, verändert. Dieses Bild zeigt Streptococcus pneumoniae mit schwarzem Kohlenstoff.

Bildnachweis: Universität von Leicester

Die Studie - von Forschern der Universität Leicester im Vereinigten Königreich - erscheint in der Zeitschrift Umweltmikrobiologie .

Das Team schlägt vor, dass die Arbeit wichtige Auswirkungen auf die Behandlung von Infektionskrankheiten haben kann, von denen bekannt ist, dass sie häufiger an Orten mit hoher Luftverschmutzung auftreten.

Der erste Autor Julie Morrissey, Associate Professor für mikrobielle Genetik, sagt, dass die Ergebnisse zeigen, dass die Bakterien, die Atemwegsinfektionen verursachen, durch Luftverschmutzung betroffen sind, was möglicherweise das Infektionsrisiko und die Wirksamkeit der Antibiotika-Behandlung dieser Erkrankungen erhöht."

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ist die Luftverschmutzung der größte Umweltrisikofaktor für menschliche Erkrankungen. Sie schätzen, dass im Jahr 2012 rund 1 von 8 Todesfällen weltweit auf die Belastung durch Luftverschmutzung zurückzuführen sind.

Eine aktuelle Analyse bestätigt auch, dass 92 Prozent der Weltbevölkerung an Orten leben, an denen die Luftqualitätsniveaus die WHO-Grenzen überschreiten.

Black Carbon Effekt auf Bakterien "schlecht verstanden"

Die Verbindung zwischen Partikeln und der menschlichen Gesundheit ist gut etabliert. Die neue Studie betrifft schwarzen Kohlenstoff - ein Hauptbestandteil von Partikeln, die aus der Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Diesel, Biomasse und Biokraftstoffen resultieren.

Zum Beispiel haben Studien gezeigt, dass die Exposition gegenüber schwarzem Kohlenstoff mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Todesfällen verbunden ist und dass schwarzer Kohlenstoff kann auch dazu führen, dass Krankheit durch die Durchführung einer breiten Palette von Chemikalien, variiert in der Toxizität, in den menschlichen Körper.

Allerdings sind, wie Prof. Morrissey und Kollegen bemerken, die Auswirkungen von Schwarzkohlenstoff auf Bakterien, "Organismen, die für die Ökosysteme im Menschen und in der natürlichen Umgebung von zentraler Bedeutung sind, schlecht verstanden".

Für ihre Studie untersuchten sie, wie schwarzer Kohlenstoff Bakterien betrifft, die in der Atemwege leben - das heißt, die Nase, den Hals und die Lunge.

Sie konzentrierten sich auf zwei Bakterien, die Hauptursachen für Atemwegserkrankungen beim Menschen sind und zeigen eine hohe Resistenz gegen Antibiotika: Staphylococcus aureus und Streptococcus pneumoniae . Beide Bakterien befinden sich in der globalen Liste der WHO mit 12 prioritären Pathogenen.

Die Exposition gegenüber schwarzem Kohlenstoff ändert Biofilme

Die Forscher fanden heraus, dass schwarzer Kohlenstoff die Antibiotika-Toleranz ändert S. aureus Biofilme und erhöhte die Fähigkeit von S. pneumoniae Biofilme, um Penicillin zu widerstehen, das vordere Medikament zur Behandlung von bakterieller Pneumonie.

Biofilme bilden sich, wenn Bakterienzellen an Oberflächen kleben und Gemeinschaften bilden, die durch eine schleimige, klebstoffartige Substanz zusammengehalten werden, die sie ausscheiden und sich umgeben. Diese Flächen können lebendes Gewebe wie Herz und Lunge enthalten.

Einmal etabliert, Biofilme verursachen hartnäckige Infektionen, die schwer zu behandeln und extrem resistent gegen Antibiotika sind, sobald sie chronisch sind.

Die Forscher bemerken, dass ihre Ergebnisse zeigen, dass "die Exposition gegenüber schwarzem Kohlenstoff strukturelle, kompositorische und funktionelle Veränderungen in den Biofilmen von beiden induziert S. pneumoniae und S. aureus ."

Schließlich, in Tests auf Mäusen, fanden sie auch, dass schwarzer Kohlenstoff verursacht S. pneumoniae Von der Nase bis zur unteren Atemwege zu verbreiten - ein wichtiger Schritt in der Entwicklung der Krankheit.

Sie schlussfolgern, dass ihre Studie "hervorhebt, dass die Luftverschmutzung einen signifikanten Einfluss auf Bakterien hat, die weitgehend übersehen wurden."

Unsere Forschung könnte ein völlig neues Verständnis dafür vermitteln, wie die Luftverschmutzung die menschliche Gesundheit beeinflusst. Es wird zu einer Verbesserung der Forschung führen, um zu verstehen, wie die Luftverschmutzung zu schweren Atemwegserkrankungen führt und die Umweltzyklen, die für das Leben wesentlich sind, stört."

Prof. Julie Morrissey

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