Aus Bränden, Auto- oder Industrieabgasen stammender Feinstaub gefährdet die Gesundheit: Er fördert Lungen- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen und möglicherweise auch psychische und neurodegenerative Erkrankungen. Forscher vermuten, dass eingeatmete Feinstaubpartikel auch ins Hirngewebe eindringen – was Barbara Maher von der Lancaster University und ihr Team nun bestätigt sehen: Die Wissenschaftler suchten und fanden im Hirngewebe von 37 Verstorbenen tatsächlich charakteristische magnetische Nanopartikel, die ihrer Ansicht nach eindeutig auf Feinstaubbelastung aus der Umwelt zurückzuführen sind.

Die Magnetitpartikel sind rundlich und deutlich kleiner als die seit einigen Jahrzehnten bekannten Nanopartikel, die im Gehirn vom Körper selbst gebildet werden. Zudem weisen sie Oberflächenstrukturen auf, die darauf hindeuten, dass sie beim Auskühlen nach großer Hitze – wie etwa der in Verbrennungsmotoren – kristallisierten. Sie ähneln damit stark typischen Feinstaub-Aerosolen, die bei hohem Verkehrsaufkommen in Städten vermehrt in Luftanalysen auffallen. Mit ihrer geringen Größe von teilweise deutlich unter 200 Nanometer Durchmesser bleiben die Magnetitkügelchen zudem nicht in der feinmaschigen Blut-Hirn-Schranke hängen, die die Kapillaren des Blutgefäßsystems im Kopf vom Hirngewebe abschottet. Eingeatmete Ultrafeinstaubpartikel könnten deshalb durchaus aus der Lunge über das Blut ins Hirn gelangen. Tierversuche zeigen außerdem, dass solche sehr kleinen Nanopartikel vielleicht auch den direkten Weg aus der Nasenschleimhaut in den Riechkolben des Gehirns nehmen.

Die winzigen Magnetit-Fremdkörper im Gewebe können mit ihrem Eigenschaftenmix aus Magnetismus, wechselnden Oberflächenladungen und einem hohen Redoxpotenzial unvorhersehbare Schäden hervorrufen. Dies beunruhigt auch Mahers Team: Die Forscher vermuten etwa, dass an den eisenhaltigen Nanopartikeln vermehrt Sauerstoffradikale anfallen, was womöglich neurodegenerativen Krankheiten wie der Alzheimerdemenz Vorschub leistet. Tatsächlich gibt es erste Hinweise darauf, dass eine größere Menge von Magnetitpartikeln im Gehirn mit häufigerem Auftreten der Alzheimerkrankheit einhergeht.

Der Zusammenhang zwischen einer höheren Feinstaubbelastung und dem vermehrten Vorkommen von Alzheimer bleibt allerdings auch nach der Studie von Maher und ihren Kollegen noch spekulativ, kommentiert Wolfgang Kreyling, der als wissenschaftlicher Experte das Münchener Helmholtz-Zentrum berät. Zwar wiesen die Forscher in den Gehirnproben Magnetitnanopartikel nach, die gut aus Umweltfeinstaub stammen und sich auch eignen könnten, neurodegenerative Schäden wie bei der Alzheimererkrankung hervorzurufen. Eine lückenlose Beweiskette für dieses Szenario steht aber noch aus, so Kreyling: "Die Suche nach einem ursächlichen Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung und neurodegenerativen Erkrankungen muss also weitergehen."