AMERIKANISCHE STUDIE BESTÄTIGT EINFLUSS VON UV-STRAHLUNG AUF AUSBREITUNG VON COVID-19

AMERIKANISCHE STUDIE BESTÄTIGT EINFLUSS VON UV-STRAHLUNG AUF AUSBREITUNG VON COVID-19

Es mag für viele recht unverständlich oder sogar recht abenteuerlich klingen, dass der UV-index (UVI) das Infektionsgeschehen rund um COVID-19 beeinflusst. Doch neu verfügbare Studien aus den USA, die von der amerikanischen Regierung über das Ministerium für Innere Sicherheit in Auftrag gegeben wurden, zeigen eindeutig einen Zusammenhang zwischen den UVI-Werten und der Lebensdauer von SARS-CoV-2: Mit steigenden UVI-Werten nimmt die mittlere Lebensdauer der Viren ab.Für das Verständnis der Ausbreitung des Coronavirus SARS-CoV-2 und den damit einhergehenden COVID-19-Infektionen spielt die UV-Strahlung eine entscheidende Rolle.

Mithilfe der Studie sollte das Risiko einer Übertragung sowohl für den Innenbereich als auch für den Außenbereich besser eingeschätzt werden. Dabei kam heraus, dass die Infektionsgefahr im Innenbereich zu jeder Jahreszeit in etwa gleich groß ist, da dort das Coronavirus über eine sehr lange Zeit seine infektiöse Struktur behält. Im Außenbereich wird die Übertragung des Virus sehr stark durch die UV-Strahlung beeinflusst. In den Sommermonaten ist die Zersetzungsgeschwindigkeit von SARS-CoV-2 durch die UV-Strahlenbelastung (deren Intensität durch den UV-Index gemessen wird) sehr hoch. Dadurch ist das Risiko einer Übertragung von COVID-19 bei genügend Abstand sehr gering – dies spiegelte sich auch in den sinkenden Infektionszahlen im Sommer wider.

Die Zerfallsrate von SARS-CoV-2 kann man recht gut mithilfe des Rechners auf der Website des US-Ministeriums für Innere Sicherheit (Homeland Security Science and Technology, https://www.dhs.gov/science-and-technology/sars-airborne-calculator) ermitteln: Nimmt man für das Frühjahr einen mittleren UV-Index von UVI = 3 an, dann werden 90 Prozent der Coronaviren in ungefähr 26 Minuten durch das UV-Licht im Außenbereich zerstört. Im Sommer liegt die Zerfallsrate bei einem durchschnittlichen UVI = 7 bei nur noch etwa 9 Minuten, und im Herbst/Winter steigt sie bei einem mittleren UVI = 1,5 auf etwa 74 Minuten. Im Dezember und Januar liegt dann der UV-Index bei UVI = 1 – und die Zerfallsrate steigt auf über 120 Minuten. Das bedeutet konkret: In dieser Jahreszeit ist der Außenbereich fast ebenso gefährlich wie der Innenbereich.

Abb. 1: Halbwertzeit der Zerfallsrate von in Aerosolen vorliegenden SARS-CoV-2-Viren in Korrelation zu den UVI-Werten


Die Untersuchungen der amerikanischen Forscher zeigen sehr klar, dass das Coronavirus SARS-CoV-2 von der UV-Strahlung „angegriffen“ wird. Aus den Untersuchungen, bei denen das Virus-Aerosol der adäquaten Menge an UVA- und UVB-Strahlen ausgesetzt war, die auch für die Messung des UV-Indexes herangezogen werden, geht deutlich hervor, dass die Zersetzung im UVI-Bereich von 4 bis 1 stark abnimmt. Das bedeutet, dass die ansteckende Virenlast bei kleineren UVI-Werten im Aerosol viel länger stabil ist.

Extrapoliert man über den verfügbaren Rechner die Zerfallsdaten für SARS-CoV-2-Viren unter einer UV-Strahlung mit dem dazugehörigen Wert von UVI = 2, dann stellt man fest, dass bei weniger als zwei Minuten Strahlenbelastung schon etwa 2 bis 5 Prozent der Viren nicht mehr in ihrer ursprünglichen Form vorhanden sind.

 

Abb. 2: Zerfallsrate von in Aerosolen vorliegenden SARS-CoV-2-Viren bei einer UV-Strahlung, die einem Wert von UVI = 2 entspricht, in Korrelation zur Bestrahlungsdauer


Der Zerfall der Coronaviren erfolgt über eine photochemische Reaktion, bei der freie Radikale entstehen. Wenn man also ein Aerosol mit 95 Prozent aktiven Viren einatmet, dann ist erstens die Ansteckungsgefahr sehr hoch, und zum anderen atmet man einen erheblichen Anteil an freien Radikalen ein, was zusätzliche Risiken für Folgeerkrankungen nach sich zieht.

 

Die über die Studie der amerikanischen Forscher gefundenen Werte korrelieren auch sehr gut mit der Zahl der täglichen Neuinfizierten in der zweiten Welle, wie man am Beispiel der Regionen Bayern und Italien sieht:

Abb. 3: Korrelation der täglich während der zweiten Welle neu mit COVID-19 infizierten Personen in Bayern und Italien mit den über UV-Strahlung ermittelten Zerfallsraten von SARS-CoV-2-Viren


Hierfür wurde die Zahl der täglichen Neuinfektionen pro einer Million Einwohner gegen die aus der Halbwertzeit ermittelten Zerfallsraten der mit UVA- und UVB-Licht bestrahlten SARS-CoV-2-Viren aufgetragen. Diese Korrelation zeigt deutlich, dass die Zahl der Infektionen – wie zu erwarten – mit steigender Lebensdauer des Virus ebenfalls steigt.

Da der UV-Index direkt mit der Zerfallsrate der SARS-CoV-2-Viren korreliert, kann man auch einen sehr guten Zusammenhang zwischen der Anzahl der täglich Infizierten und dem UVI ableiten.

Abb. 4: Korrelation der täglich während der zweiten Welle neu mit COVID-19 infizierten Personen in Bayern und Italien mit den zum Zeitpunkt der Infektion herrschenden UVI-Werten

Dass die UVI-Werte derart gut mit der Anzahl der täglich Infizierten korrelieren, zeigt deutlich, dass das Infektionsgeschehen sich auch sehr stark im Außenbereich abspielt.

Die hohe Zerfallsrate bei UVI-Werten im Bereich von UVI > 4 ist ein deutlicher Nachweis für die sehr geringe Ansteckungsgefahr im Außenbereich im Sommer


Literatur-Referenz:

National Biodefense Analysis and Countermeasures Center, Operated by Battelle National Biodefense Institute for the US Department of Homeland Security Science and Technology Directorate, Frederick, Maryland, USA (Michael Schuit, Shanna Ratnesar-Shumate, Jason Yolitz, Gregory Williams, Wade Weaver, Brian Green, David Miller, Melissa Krause, Katie Beck, Stewart Wood, Brian Holland, Jordan Bohannon, Denise Freeburger, Idris Hooper, Jennifer Biryukov, Louis A. Altamura, Victoria Wahl, Michael Hevey, Paul Dabisch): Airborne SARS-CoV-2 Is Rapidly Inactivated by Simulated Sunlight, The Journal of Infectious Diseases, Volume 222, Issue 4, 15 August 2020.

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