Viren

Spätestens seit der Pandemie Siehe Epidemie. 2020 sind Menschen dafür sensibilisiert, dass neben Schimmelpilzen, Bakterien und Hefen auch Millionen von Viren Viren, abgeleitet aus dem Lateinischen (virus = Schleim, Saft, Gift) werden in der Mikrobiologie genetische Elemente in Form von Nukleinsäuren wie z. B. Influenza, Rhino oder SARS-CoV-2 (besser bekannt unter Corona oder COVID-19) in Innenräumen anzutreffen sind. Neben den Bakterien Der Begriff Bakterien (Bacteria) ist aus dem altgriechischem (bakterion = Stäbchen) abgeleitet und wird in der Mikrobiologie traditionell für alle gehören Viren zu den häufigsten Krankheitserregern bei Menschen. Diese befinden sich in der Raumluft genauso wie auf Oberflächen und können relativ einfach übertragen werden. Ihre Partikelgröße reicht von 5 µm bis 20 nm. Bei idealen Wachstumsbedingungen Siehe Wachstumsvoraussetzungen. mit Temperaturen zwischen 22 °C und 25 °C sowie einer Luftfeuchtigkeit In der Umgebungsluft befinden sich stets mehr oder weniger große Mengen an Wasserdampf. Der Anteil an Wasserdampf kann örtlich und von 35 bis 40 % können diese infektiösen Partikel Feste oder flüssige Teilchen in schwebefähiger Verteilung in Flüssigkeiten oder Gasen. mehrere Stunden überleben und je nach Bedingungen mehrere Meter übertragen werden.

In der Virologie wird zwischen vier verschiedenen Virusarten unterschieden: den DNA- und RNA-Viren, die wiederum in Einzel- oder Doppelstrangviren unterschieden werden. Viele Virusarten besitzen zudem eine Virushülle Die Hülle des Virus ist die äußere Struktur von Viren. Sie besteht aus Fetten und darin eingelagerten Virusproteinen. Die Virushülle , die aus Fetten und darin eingelagerten Eiweißen besteht. Diese erschwert dem Immunsystem Der Begriff Immunsystem ist aus dem Lateinischen immunis (= verschont oder unberührt) abgeleitet. Es ist ein komplexes System zur Abwehr , das Virus zu entdecken und zu bekämpfen. Viren dieser Art (hierzu gehört auch SARS-CoV-2) sind aufgrund des Fettanteils gegenüber Lösungsmitteln wie z. B. Seife oder Spülmittel sehr empfindlich. Infolgedessen ist gründliches Händewaschen einer der effizientesten Maßnahmen gegen Viren.

Im medizinischen Bereich wird zwischen der so genannten Tröpfcheninfektion und der Infektion Unter einer Infektion versteht man das Eindringen eines Mikroorganismus in einen größeren Wirtsorganismus (Makroorganismus), eine Einleitung der parasitischen Lebensweise von über Aerosole unterschieden. In beiden Fällen handelt es sich genau genommen um Bio-Aerosole, deren Übergang fließend sind. Die Größe der virushaltigen Partikel haben unmittelbaren Einfluss auf das Gefährdungspotenzial. Während größere Partikel (> 5 µm) absolut gesehen mehr Viren enthalten und somit potenziell infektiöser sein können, enthalten kleinere Partikel(< 5 µm) tendenziell weniger Viren. Allerdings sinken größere Partikel aufgrund ihres Gewichts schneller zu Boden und stehen infolgedessen nur für einen kurzen Zeitraum für luftübertragene Infektionen zur Verfügung. Aus diesem Grund wurde während der Pandemie zur Reduzierung des Infektionsrisikos eine Abstandsregelung von 1,5 m empfohlen. Kleinere Partikel verbleiben aufgrund ihres geringeren Gewichts länger im Schwebezustand und können somit auch über längere Distanzen und/oder über einen längeren Zeitraum ein Infektionsrisiko darstellen.

Im Gegensatz zu Bakterien und Schimmelpilzen sind Viren bei der Vermehrung auf einen Wirt wie z. B. eine Zelle des menschlichen Körpers (z. B. Schleimhäute, Lunge, weiße Blutkörperchen, Nerven, Leber oder Herzmuskel) angewiesen. Grund hierfür ist die Tatsache, dass ihnen für die Vermehrung unverzichtbare Bestandteile wie z. B. für die Proteinsynthese fehlen. Dem entsprechend kann sich ein Viruspartikel, der sich „nur“ auf einer Oberfläche befindet, nicht vermehren und stirbt, wenn er nicht innerhalb kürzester Zeit durch einen Wirt aufgenommen wird. Steht ein Wirt zur Verfügung, schleusen die Viren ihre eigenen Erbinformationen ein, so dass die befallenen Wirtszellen weitere Viren produzieren und somit die Vermehrung des Krankheitserregers sicherstellen. Wie lange Viruspartikel überleben können, hängt u. a. von der Virusart, dem Feuchtigkeitsgehalt und der Temperatur Die Temperatur (lat. temperare = ins richtige Mischungsverhältnis bringen) ist ein messbares Maß für den Wärmeinhalt eines Stoffes. Die Temperatur sowie zum Teil von den Oberflächen ab. Ein Influenzavirus z. B. überlebt nur ca. 2 Tage, während das SARS-CoV-2 Virus 4 bis 5 Tage und das Norovirus bis zu 7 Tage überleben kann. Des Weiteren wird die Zeit, in der Viren in der Luft infektiös bleiben u. a. durch den Säuregehalt, beeinflusst.

Theoretisch können auch andere Organismen wie z. B. Bakterien die Rolle des Wirtes übernehmen. Allerdings sind nicht alle Viren in der Lage, Bakterien zu infizieren. Einige Viren können auch außerhalb einer Wirtszelle überleben. Diese so genannten Virion oder auch extrazellulären Viruspartikel können sich nur nicht vermehren.

Die Anreicherung infektiöser Partikel ist in Innenräumen aufgrund des beschränkten Luftvolumens generell höher als im Freien. Dem entsprechend besteht in Innenräumen ein höheres Infektionsrisiko, das von zahlreichen Faktoren beeinflusst wird: Anzahl und Aktivität sowie Gesundheitszustand der Personen, Raumvolumen und Luftwechsel sowie Luftströmung Neben der Material- und Luftfeuchtigkeit sowie der Material- und Lufttemperatur gehören übermäßige Luftbewegungen zu den Faktoren, mit denen die Behaglichkeit , Art der vorhandenen Lüftung Lüftung in einem Gebäude ist unentbehrlich. Sie ist eine Grundanforderung an die Nutzbarkeit von Räumen und Gebäuden, die bei der (z. B. Fensterlüftung oder Lüftungstechnik) sowie eingesetzte Filtertechnik, Hygienemaßnahmen sowie hygienischer Zustand z. B. der Klima Der allgemeingebräuchliche Begriff Klima wird je nach Verwendung unterschiedlich definiert. In der Regel wird darunter das Spektrum aller meteorologischen Erscheinungen - und Lüftungstechnik usw. Problematisch sind in dieser Hinsicht vor allem besonders kleine Räume im beruflichen Umfeld, die eine hohe Frequenz haben wie z. B. Toilettenräume, Aufzugskabinen, Gemeinschaftsküchen, Umkleideräume oder kleinere Besprechungsräume. Diese müssen besonders oft gelüftet werden, um die Konzentration virushaltiger Partikel zu reduzieren.

Niesen und Husten, Singen und lautes Sprechen oder Schreien sowie sportliche Aktivitäten führen zu einem vermehrten Ausstoß oder erhöhten Freisetzung von Aerosolen und somit ggf. einer höheren Konzentration infektiöser Partikel. Die ausgeschiedenen Aerosolpartikel verändern sich je nach Umgebungsbedingungen bzgl. ihrer Größe und Zusammensetzung. Bekannt ist, dass diese Partikel beim Übergang aus den Atmungsorganen in die Raumluft in der Regel durch ⁠Verdunstung⁠ des enthaltenen Wassers schrumpfen. Dagegen sind die biochemischen Prozesse, die zur Veränderung derartiger Aerosolpartikel führen, noch nicht abschließend untersucht.

Eine besonders hohe virale Gefahr Die Beurteilung möglicher Gefahren beantwortet die Frage, ob ein Stoff für Mensch oder Umwelt gefährliche Eigenschaften aufweist. Die Klassifizierung gefährlicher geht von Gegenständen aus, die viele Menschen berühren wie z. B. Türklinken, Lichtschalter, Bedienungsknöpfe an Fahrstühlen, Einkaufswagen, Fernbedienungen oder Touchscreens.

In mehreren Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass ein Virus über die gleiche Türklinke zwischen 10 bis 20 Mal übertragen werden kann, während beim Händereichen das gleiche Virus nur 5 bis 8 Mal übertragen wird. Viren auf der Haut bleiben 2 bis 3 Stunden infektiös, während Viren je nach Oberfläche zwischen 5 bis 8 Stunden infektiös bleiben können. Beim Händewaschen sollte besonderes Augenmerk auf den Fingerkuppeln liegen, da diese mit den meisten Flächen Kontakt haben. Des Weiteren sollte man immer bedenken, dass der Kontakt mit einem Virus noch nicht automatisch zu einer Erkrankung führt. Erst, wenn der virale Erreger über die Schleimhäute aufgenommen wird z. B. durch Augenreiben oder in den Mund fassen, wird man krank.

Das Immunsystem besitzt einige Schutzbarrieren, um das Eindringen von Viren zu verhindern. Die Übertragung virushaltiger Partikel kann mittels Tröpfcheninfektion über die Atemluft, aber auch über Blutübertragung oder durch Schmierinfektionen erfolgen. Der genaue Übertragungsweg ist von Virus zu Virus unterschiedlich. Bei der Immunreaktion Bildung von Antikörpern gegen individualspezifische, als Antigene wirkende Eiweißkörper. spielen bestimmte weiße Blutkörperchen eine Rolle. Wurde eine Virusinfektion einmal überstanden, erinnern sich diese Blutkörperchen bei einem erneuten Angriff an den Krankheitserreger und beginnen, schneller und effektiver die Viren mit Antikörpern zu bekämpfen. Die erneute Erkrankung kann dadurch verhindert oder zumindest abgemildert werden.

Bei der Behandlung von viralen Infekten werden zwei Ansätze unterschieden: in den meisten Fällen wie den üblichen Erkältungsviren werden nur die Symptome Der Begriff Symptome ist in Bezug auf Schimmelpilze in Innenräumen mehrfach belegt. Zum einen geht es um die Symptome, die behandelt. In Ausnahmen gibt es auch die Möglichkeit, das Virus selbst zu bekämpfen und somit die eigentliche Ursache zu beseitigen. Mit den so genannten „Virustatika“ wird in den Lebenszyklus der Viren eingegriffen. Einige Präparate unterbinden das Anheften und Eindringen des Virus in die Wirtszelle, andere das Freisetzen und Ablesen des viralen Genoms. Einige Präparate stören die Zusammensetzung des Virus und wiederum andere verhindern die Freisetzung neuer Viren aus der Wirtszelle. In dem Zusammenhang soll noch die Sekundärinfektion genannt werden. Wenn das Immunsystem durch einen viralen Infekt geschwächt wurde, können u. U. auch andere Krankheitserreger wie z. B. Bakterien die Schutzbarrieren des Immunsystems überwinden.

Infolgedessen sind Hygienemaßnahmen immer noch der effizienteste Schutz gegen Viren. Eine regelmäßige Desinfektion Aufgabe der Desinfektion ist das gezielte Abtöten oder Inaktivieren der pathogenen Mikroorganismen. Desinfektionsverfahren können mit verschiedenen physikalischen und chemischen Methoden von Oberflächen in Küchen, Bädern und Toiletten sowie stark frequentierte Oberflächen können das Infektionsrisiko deutlich minimieren. Gleiches gilt für die Hygiene Das Wort Hygiene stammt aus dem Griechischen und bedeutet so viel wie „eine der Gesundheit zuträgliche Kunst“. Es ist von von z. B. Handtüchern. Feuchte Handtücher verlängern die Überlebenszeit von Viren, so dass auch diese regelmäßig ausgetauscht und bei mindestens 60 °C gewaschen werden müssen. Während in privat genutzten Räumen in der Regel jeder Bewohner sein eigenes Handtuch benutzen kann, stellt sich dies in gemeinschaftlich genutzten Räumen wie z. B. Waschräumen von Toiletten in Büros oder Schulen und dgl. als schwierig dar.

Neue Erkenntnisse in der Virusforschung sehen einen unmittelbaren Zusammenhang in der chemischen Zusammensetzung der Raumluft und insbesondere im Säuregehalt der ausgeatmeten Aerosolpartikel. Einige Viren wie z. B. Influenza sind säureempfindlich. Durch die Aufnahme von z. B. Essigsäure, Salpetersäure oder Ammoniak aus der Raumluft wird der pH-Wert Mit dieser Maßzahl wird die Stärke einer Säure oder Lauge bezeichnet, d. h. der pH-Wert sagt aus, wie sauer bzw. der Aerosolpartikel reduziert. Wie schnell dies passiert, hängt u. a. von der Konzentration der Säuremoleküle in der Umgebungsluft und von der Größe der Aerosolpartikel ab. Verschiedene Untersuchungen in einer üblichen Luftqualität von privat genutzten Innenräumen konnte belegt werden, dass der pH-Wert innerhalb von wenigen Minuten auf 4 reduziert werden konnte. Für die Ansäuerung der Aerosolpartikel macht die Forschung vor allem die Salpetersäure verantwortlich, die durch den Abbau von Stickoxiden (Verbrennungsprozesse mit den Abgasen z. B. von Dieselmotoren oder der fossilen Heizungsanlage) entsteht und über den Luftaustausch mit der Außenluft in die Innenräume gelangt. Die Forschung sieht in den Erkenntnissen neue Möglichkeiten der Virusinaktivierung, musste aber gleichzeitig erkennen, dass Viren unterschiedlich säureempfindlich sind. Während die Influenza-Viren durch die Absenkung des pH-Werts auf 4 inaktiviert werden konnten, sprach das SARS-CoV-2 Virus erst bei einem pH-Wert von unter 2 an und gilt damit als säureresistent, da derartige Bedingungen in privat genutzten Innenräumen nicht vorliegen und auch nicht geschaffen werden können. Durch das häufige Lüften der Innenräume werden infolgedessen nicht nur virenbelastete Aerosole nach außen abgegeben, sondern auch saure Bestandteile der Innenraumluft zugeführt.