Aerosole

Coronavirus in Aerosolen: Wie gefährlich kann Atemluft werden?

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Coronaviren übertragen sich über die Atemluft. Wir erklären, warum Experten jedoch geteilter Meinung über die Rolle von Aerosolen sind.

Berlin. Seit dem Ausbruch und der rasenden Ausbreitung des neuartigen Coronavirus beschäftigen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vor allem mit einer Frage: Wie verbreitet sich Sars-CoV-2 genau – und welche Rolle spielt eine Übertragung über die Atemluft?

Coronaviren werden nach zwar hauptsächlich durch Tröpfchen übertragen. Dabei gelangen Erreger beim Niesen, Husten oder Sprechen in die Luft und an die Schleimhäute anderer Menschen in der unmittelbaren Umgebung. Im Kampf gegen die Ausbreitung des Virus gilt deshalb mancherorts eine Mundschutzpflicht. Etwa in Geschäften, Bussen und Bahnen. In geschlossenen Räumen jedoch scheint auch die Ansteckungsgefahr durch so genannte Aerosole relativ hoch zu sein, sind sich Expertinnen und Experten mittlerweile einig.

Coronavirus: So funktioniert die Übertragung über die Atemluft

Aerosole sind feinste flüssige Teilchen, die nur wenige Mikrometer groß sind und beim Ausatmen mit geöffnetem Mund in großer Zahl entstehen. Die virushaltigen Partikel spielen bei der Ansteckung mit dem neuartigen Coronavirus eine Rolle. Darüber, wie groß diese ist, sind sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler jedoch uneins. Wir beantworten die wichtigsten Fragen.

Inwiefern unterschieden sich Aerosole von anderen Tröpfchen?

Die Schwebeteilchen aus Sprühnebel sind nicht größer als fünf Mikrometer, also 0,005 Millimeter, und entstehen bereits beim Sprechen. Muss ein Erkrankter husten oder niesen, „fallen die Tröpfchen im Vergleich zu einem Aerosol ziemlich schnell zu Boden“, weil sie schwerer sind, sagt Friedemann Weber, Professor für Virologie an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Aerosole halten sich deutlich länger in der Luft als größere Tröpfchen.

Warum ist eine Ansteckung mit dem neuartigen Coronavirus in geschlossenen Räumen wahrscheinlicher?

Erste Hinweise auf eine Infektion über Aerosole lieferte ein Vorfall aus dem Nordwesten der USA. Bei einer Chorprobe steckten sich dort rund drei Viertel der anwesenden Chormitglieder – 45 von 60 Teilnehmern – mit dem neuartigen Coronavirus an. Und das, obwohl sie auf Umarmungen zur Begrüßung verzichtet und den empfohlenen Abstand zueinander die ganze Zeit über gewahrt haben sollen.

„Diese Chorprobe kann ohne Weiteres als sogenanntes Superspreader-Event bezeichnet werden, also eines dieser Ereignisse, welche die Ausbreitung der Pandemie massiv beschleunigen“, erklärt Weber. Vor allem in geschlossenen Räumen oder in solchen mit unzureichender oder gar fehlender Lüftung sei die Wahrscheinlichkeit einer Ansteckung durch Aerosole höher.

Das bestätigt mittlerweile auch das Robert-Koch-Institut (RKI) in einer Erläuterung zur Corona-Ansteckungsgefahr. Und erklärt: „Durch die Anreicherung und Verteilung der Aerosole ist unter diesen Bedingungen das Einhalten des Mindestabstandes ggf. nicht mehr ausreichend.“ Heißt: In schlecht oder nicht belüfteten Räumen erhöht sich selbst die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung durch Aerosole über eine Distanz von mehr als zwei Metern.

„Auch wenn die Menge an Viren in der Atemluft eines Einzelnen mit circa zehn bis 10.000 Partikeln nicht besonders groß zu sein scheint, kann die von einem Infizierten ausgeatmete Luft genügend lebensfähige Viren enthalten, um andere anzustecken“, erklärt auch der Virusforscher Andreas Dotzauer von der Universität Bremen. Und je mehr Infizierte sich über einen längeren Zeitraum an einem Ort aufhalten, desto höher die Virenzahl – und damit die Gefahr einer Verbreitung.

Inzwischen sind weltweit mehrere Fälle mit zahlreichen Infizierten in Chören dokumentiert worden. Offenbar können infizierte Sängerinnen und Sänger durch das Singen besonders viele Aerosole produzieren. Denn wer sehr tief einatmet, erhöht die Produktion der virushaltigen Partikel in der Lunge.

Durch die Vibration der Stimmbänder erfolgt zusätzlich eine Aerosol-Produktion im oberen Bereich der Atemwege, wie Gerhard Scheuch, Präsident der Internationalen Gesellschaft für Aerosole in der Medizin, der Deutschen Presseagentur bestätigt.

Wie lange können Coronaviren in Tröpfchen in der Luft schweben und überleben?

Laut einer Studie, die im renommierten Fachmagazin „New England Journal of Medicine“ (NEJM) erschienen ist, können Coronaviren, die über Aerosole transportiert werden, bis zu drei Stunden lang durch die Luft schweben – und dann eingeatmet werden. Dabei blieben die Erreger über die gesamte Zeit infektiös.

Auf seiner Website betont das Robert-Koch-Institut (RKI) jedoch, es handele sich bei diesem Experiment um „eine künstliche mechanische Aerosolproduktion, die sich grundlegend von hustenden/niesenden Patienten mit Covid-19 im normalen gesellschaftlichen Umgang unterscheidet“. Heißt: Die Studie fand unter Laborbedingungen in einem weitestgehend sterilen, luftstillen Raum statt.

Tatsächlich nimmt die Infektiosität der Erreger mit der Zeit ab, „unter realen Bedingungen beispielsweise durch hohe Luftfeuchtigkeit oder Sonneneinstrahlung“, sagt der Gießener Virologe Weber. Denn Viren seien UV-anfällig, ihre Erbsubstanz wird durch UV-Strahlen zerstört. Deshalb kann der derzeitige sommerbedingte Temperaturanstieg seiner Meinung nach durchaus dazu beitragen, Coronavirus-Infektionen zurückzudrängen.

Reichen aktuelle Abstandsregeln und Maskenpflicht aus, um sich vor einer Ansteckung durch Aerosole zu schützen?

Mitte Juli veröffentlichten Forscherinnen und Forscher um Michael Klompas von der Harvard Medical School eine Analyse, in der sie zu dem Schluss kommen, dass die Virusübertragung mittels Aerosolen nicht der dominante Weg der Verbreitung sein könne. Ihrer Meinung nach müsste eine infizierte Person in diesem Falle deutlich mehr Menschen anstecken, als aktuell der Fall ist.

Wenn Aerosole der Hauptübertragungsweg wären, betonen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in ihrer Studie, reichten aktuell geltende Vorgaben wie zwei Meter Abstand oder die Maskenpflicht nicht aus, um Ansteckungen zu vermeiden. Denn anders als dicke Tropfen oder Speichel würden Aerosole nicht schnell zu Boden sinken und sogar medizinische Masken durchdringen.

Dennoch: „Untersuchungen zeigen, dass ein chirurgischer Mund-Nasen-Schutz die ausgeatmeten Coronaviren herausfiltert“, so Virusforscher Dotzauer. Das belegt auch eine aktuelle Studie von Forschern der Universität Hongkong. Sie konnten nachweisen, dass die Virenzahl von Personen mit Krankheitssymptomen durch das Tragen chirurgischer Gesichtsmasken zumindest verringert wird.

Herkömmliche Mund-Nasen-Bedeckungen aus einfachem Stoff sind vermutlich nicht so effektiv, können die Virenzahl aber ebenfalls verringern, so Dotzauer. Grundsätzlich helfe es bei der Eindämmung der Pandemie, Mund und Nase zu bedecken - mit Effekt sowohl beim Ein- und Ausatmen, schreiben auch Forscherinnen und Forscher aus Massachusetts.

Wie gefährlich ist es, einem Jogger beim Spazieren zu nahe zu kommen?

Für Menschen, die im Windschatten einer joggenden Person laufen, ist der empfohlene Sicherheitsabstand von zwei Metern unzureichend. Zu diesem Ergebnis kam ein Forscherteam aus den Niederlanden und Belgien.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass beim Ausatmen Tröpfchen in einer Luftwolke zurückbleiben, die bis zu 25 Meter lang sein kann. Gleichzeitig mache es einen großen Unterschied, ob man sich nur kurz im Windschatten eines infizierten Sportlers aufhält, weil man diesen beispielsweise überholt, oder aber über Stunden, wie es etwa bei einer Fahrradtour der Fall wäre.

Obwohl auch diese Studie unter Laborbedingungen durchgeführt wurde, hält Dotzauer die Schlussfolgerungen der Aerodynamiker durchaus für richtig. Es sei wichtig, dass Sportler nicht unmittelbar hintereinander herlaufen und ausreichend Abstand zueinander einhalten. Schon allein deshalb, weil sie wegen der körperlichen Anstrengung schneller und heftiger Luft holen, dementsprechend also auch mehr Viren ausscheiden.

Zudem würden sie häufiger durch den Mund statt durch die Nase atmen, wodurch „Viren weiter in den Raum abgegeben werden“. Für Personen, die keinen Sport treiben, reicht ein Abstand von zwei Metern hingegen aus.

Wie hoch ist die Gefahr einer Ansteckung durch Schmierinfektion?

Klompas und sein Team von der Harvard Medical School betonen in ihrer Veröffentlichung auch, dass das Virus ebenfalls über Schmierinfektionen übertragen werden kann. Zum Beispiel durch Händeschütteln oder Türgriffe. „Die potenzielle Fähigkeit von Viren, sich in geschlossenen Umgebungen über mehrere Mechanismen weit und schnell unter eng stehenden Gruppen zu verbreiten, sollte nicht unterschätzt werden“, heißt es dort.

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