Der im Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism veröffentlichte Review Article „Airborne particulates and brain health: The role of PM_2.5 in blood–brain-barrier dysfunction“ fasst die aktuellen Erkenntnisse über den Einfluss von Feinstaub auf die Integrität der Blut-Hirn-Schranke (BHS) zusammen. Fokus sind hierbei die zellspezifischen Reaktionen, die neurovaskulären Funktionsstörungen begünstigen.

Weltweit stellt Luftverschmutzung das größte umweltbedingte Gesundheitsrisiko für den Menschen da. Sie kann nahezu alle menschlichen Organe angreifen und zu schwerwiegenden Gesundheitsschäden führen. Luftverunreinigungen sind u.a. mit einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbunden.

Partikelbelastung in der Umgebung (ambient particulate matter), insbes. Feinstaub und Ultrafeinstaub, ist ebenfalls ein signifikanter Risikofaktor für die Pathogenese neurologischer Erkrankungen. Die neurotoxische Wirkung resultiert hierbei auf der strukturellen und funktionellen Schädigung der Blut-Hirn-Schranke (BHS) und die neurovaskuläre Einheit.

Die BHS ist eine semipermeable Diffusionsbarriere zwischen Blutkreislauf und Hirnsubstanz, die selektiv den Eintritt von Substanzen in das zentrale Nervensystem reguliert. Sie ist damit ein wichtiger Schutzwall, der das Eindringen von potenziell schädlichen Substanzen ins Gehirn, verhindert. Strukturell ist die BHS ein komplexes System verschiedener Zelltypen, u.a. mikrovaskulären Endothelzellen, Perizyten und Astrozyten.

Die Schädigung durch eine Feinstaubexposition erfolgt entweder durch systemische Entzündungen oder durch die direkte Translokation von Partikel in das zentrale Nervensystem. Auf zellulärer Ebene folgt eine endotheliale Dysfunktion, induziert durch oxidativen Stress und die Aktivierung proinflammatorischer Signalkaskaden. Dies resultiert in einer Zunahme der Permeabilität der Barriere, was die Infiltration von Immunzellen und Freisetzung neurotoxischer Mediatoren ermöglicht. Dies führt zur Störung der neurovaskulären Kopplung, was die neuronale Schädigung weiter verstärken kann.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Zusammenhang zwischen Feinstaubexposition und neurodegenerativen Erkrankungen evident ist. Trotz dieser Erkenntnis bestehen Wissenslücken bezüglich der räumlich-zeitlichen Dynamik der Schäden als auch der Synergieeffekte mit vaskulären Vorerkrankungen wie z.B. Diabetes mellitus und Hypertonie. Die Reduktion der umweltbedingten neurologischen Krankheitslast erfordert eine duale Strategie aus präventiven Maßnahmen zur Luftreinhaltung als auch pharmakologische und ernährungsbezogene Interventionen zur Protektion der Integrität der BHS.

Den Review Article finden Sie unter diesem Link:

Airborne particulates and brain health: The role of PM₂.₅ in blood–brain-barrier dysfunction