Vergleich der funktionellen und biochemischen Auswirkungen von inhalierten Nano- und Mikropartikeln im Mausmodell mit Schwerpunkt auf die räumliche Verteilung und Unterschiede in der Toxizität je nach Partikelgröße
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Die schädlichen Auswirkungen von Feinstaub auf die Gesundheit sind bereits lange
bekannt und seit den 80-er Jahren werden in der EU kontinuierlich Richtlinien für eine
Verbesserung der Luftqualität erarbeitet und überwacht. Dies geschah auf der Basis
von epidemiologischen Studien, die zunächst die Einflüsse von PM10 untersuchten,
dann jedoch erkannt wurde, dass von kleineren Partikel PM2.5 noch schädlichere
Wirkungen ausgehen könnten. Somit werden aktuell Messungen der
Feinstaubbelastung und große epidemiologische Studien in Bezug zu PM2.5
durchgeführt. Durch einige präklinische Studien und wenige epidemiologische
Erkenntnisse erhärtet sich jedoch der Verdacht, dass die schädlichsten systemischen
Auswirkungen durch die kleinsten Partikel, PM0.1 ausgelöst werden, die durch die Luft-
Blut-Schranke in den Kreislauf gelangen und so auch weitere Organe erreichen
können. In dieser Arbeit werden Mikropartikel der Größen 2.16μm und 4.13μm mit
Nanopartikeln der Größe 0.25μm im Hinblick auf ihre räumliche Verteilung nach der
Inhalation im Mausmodell untersucht und molekulare Funktions- und
Inflammationsmarker betrachtet, die Aufschluss auf die schädlichen Auswirkungen
der unterschiedlich großen Partikel liefern können. Die Ergebnisse zeigen, dass
Mikropartikel vorwiegen in der Lunge akkumulieren und dort zu einer lokalen
Aktivierung des Immunsystems mit Entzündungsreaktion führen, die sich jedoch auch
systemisch ausbreiten kann. Nanopartikel dagegen verweilen kürzer in der Lunge und
zeigen dort eine weitaus geringere Immunaktivierung und Inflammation. Jedoch
überwinden sie die Luft-Blut-Schranke und gelangen über den Kreislauf zu weiteren
Organen, wie beispielsweise Herz und sogar in das Gehirn, wo sie zu Inflammation
und Funktionseinschränkungen führen können. Somit verdeutlicht diese Arbeit, dass
bei der Betrachtung von gesundheitlichen Folgen der Feinstaubbelastung eine weitere
Differenzierung zwischen PM2.5 und PM0.1 erfolgen sollte. Sie zeigt die Notwendigkeit
auf, eine standardisierte, flächendeckende Messung von PM0.1 zu etablieren und so
größere epidemiologische Studien zu ermöglichen, die weiteren Aufschluss über den
Einfluss von Nanopartikeln auf die Gesundheit liefern.