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Was sind negative Luftionen (NAIs)?
NAIs sind negativ geladene Gasionen, die durch verschiedene Quellen wie Sonnenlicht, kosmische Strahlung, pflanzliche Energiequellen und andere natürliche und künstliche Quellen gebildet und produziert werden und auch als negative Ionen kleiner Partikelgröße bekannt sind. Sie machen etwa 10–20 % des Gehalts an atmosphärischen negativen Ionen aus 1 .
NAIs sind wichtige Indikatoren für die Luftqualität. Hohe Konzentrationen finden sich häufig in natürlichen Umgebungen wie Wäldern, Wasserfällen und Stränden 2 . In diesem Artikel soll ein Überblick über die Forschung zur Entstehung, Verteilung und biologischen Funktion von NAIs sowie deren Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit gegeben werden.
Generierung von NAIs
NAIs werden hauptsächlich auf drei Arten generiert 3 . Erstens entstehen sie, wenn freie Elektronen in der Atmosphäre, die durch kosmische Strahlung, ultraviolette Strahlung und andere Energiequellen freigesetzt werden, von Luftmolekülen eingefangen werden. Zweitens entstehen NAIs in Umgebungen mit Wasserfällen, Wellen und Regenstürmen, in denen negative Ladung durch Luftströme aus Wassernebel abtransportiert wird. Schließlich setzen die „Spitzenentladung“ und die Photosynthese von Pflanzen freie Elektronen frei, die sich mit Sauerstoff- oder Wassermolekülen verbinden, um NAIs zu bilden 4 .
Räumliche und zeitliche Muster der NAI-Konzentration
Die Konzentration von NAIs in der Atmosphäre schwankt je nach Zeit, Wetter und Standort 5 . In Studien wurden höhere Konzentrationen am Morgen und in der Nacht, niedrigere am Nachmittag und Schwankungen zwischen den Jahreszeiten festgestellt, wobei die Werte im Sommer und Herbst höher und im Winter relativ niedriger sind 6 . Darüber hinaus korreliert die Konzentration von NAIs positiv mit der Höhe 7 und negativ mit der Luftverschmutzung 8 .
Biologische Funktionen von NAIs
Es wurde festgestellt, dass NAIs potenzielle biologische Funktionen aufweisen, wie z. B. die Regulierung der Funktion des Atmungssystems, Sedierung, Hypnose, Hypotonie, Regulierung der Stimmung, neurologische Funktion, Stoffwechsel und endokrine Funktion 9 . Ihre potenziellen gesundheitlichen Vorteile werden in den folgenden Unterabschnitten erörtert.
Herz-Kreislauf-Gesundheit
Untersuchungen haben ergeben, dass NAIs den Sympathikus wirksam hemmen und den Parasympathikus aktivieren können 10 . Diese Regulierung der autonomen Nervenfunktion kann Herzfrequenz und Blutdruck anpassen 11 .
Atmungssystem
Die Inhalation hochkonzentrierter NAIs kann die Lungenfunktion verbessern, den Stoffwechsel regulieren und Asthmasymptome behandeln 12 . Jüngste Studien haben gezeigt, dass NAIs den Blutdruck und die Herzfrequenz deutlich senken und die Hochfrequenzleistung des HRV-Spektrums erhöhen können 13 .
Psychische Gesundheit
Die Exposition gegenüber hochkonzentrierten NAIs kann die Schwere von Depressionen, psychischem Stress und Angstzuständen verringern und so das Wohlbefinden verbessern 14 . Allerdings sind die Belege für diese Effekte immer noch nicht eindeutig und es scheint an eingehender mechanistischer Forschung beim Menschen zu mangeln 15 .
Omics-basierte Studien zu NAIs
Jüngste technologische Fortschritte im Bereich der Omics, einer umfassenden Reihe von Techniken zur Erforschung der Rollen, Beziehungen und Wirkungen der verschiedenen Arten von Molekülen, aus denen die Zellen eines Organismus bestehen, haben eine globale und sensible Identifizierung molekularer Veränderungen ermöglicht, die für die Überwachung von NAIs relevant sind Belichtung 16 .
Abschluss
Untersuchungen zu NAIs haben gezeigt, dass sie potenzielle gesundheitliche Vorteile haben, insbesondere in Bezug auf die Herz-Kreislauf- und Atemwegsgesundheit sowie das psychische Wohlbefinden. Allerdings sind die Mechanismen, die diesen Vorteilen zugrunde liegen, noch nicht vollständig geklärt und es bedarf weiterer Forschung, insbesondere unter Verwendung moderner Omics-Techniken. Darüber hinaus sind NAI zwar ein natürlicher Bestandteil der Atmosphäre und werden häufig mit sauberer, gesunder Luft in Verbindung gebracht, ihre Konzentrationen können jedoch durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst werden, darunter Umweltverschmutzung, Wetter und Standort. Daher ist auch weitere Forschung erforderlich, um zu verstehen, wie sich diese Faktoren auf die potenziellen gesundheitlichen Vorteile von NAIs auswirken könnten.