Ein Projekt der Technischen Universität München, das vom Bundesinstitut für Sportwissenschaft (BISp) gefördert wurde, kam zu einem ersten, klaren Ergebnis und hat dies nun veröffentlicht: Die Aerosolemission nimmt bei hoher körperlicher Belastung exponentiell zu – und damit steigt beim Sport in Innenräumen auch das Infektionsrisiko.

Ziel des Projektes von Prof. Dr. Henning Wackerhage war es, in geschlossenen Räumen zunächst die Tröpfchen- und Aerosolproduktion bei verschiedenen Belastungsintensitäten bei Ausdauerbelastung und Krafttraining zu messen. Auf Basis dieser Ergebnisse wurde das SARS-CoV-2 Infektionsrisiko anhand von Rechnermodellen in Abhängigkeit von Raumventilation, Raumgröße und Personenzahl unter sportlicher Belastung berechnet.

Zusammenfassend lässt sich so beispielsweise sagen, dass ein simulierter Spinning-Ausdauertrainingskurs das Infektionsrisiko um das Fünffache erhöht im Vergleich zu einer Stunde Krafttraining, wobei von einer infizierten Person im Raum ausgegangen wird. Mit den essentiellen Daten können Handlungsempfehlungen und Schutzmaßnahmen für den Sport in Innenräumen (z.B. Schulsport, Fitnessstudios, Hallenvereinssport) ausgesprochen werden.

Die COVID 19-Pandemie hat den Leistungs- und Breitensport vor große Herausforderungen gestellt. Mit dem derzeitigen Abflauen der Pandemiewelle ist eventuell ein Ende der akuten Pandemiephase erreicht, allerdings sind Ausbrüche von zoonotischen oder ähnlichen Viren auch in Zukunft zu erwarten. Zudem ist die Eindämmung der aerosolabhängigen Übertragung auch in Bezug auf andere Pathogene, die respiratorische Erkrankungen auslösen, wie beispielsweise die Influenzaviren, wichtig. Auch vor diesem Hintergrund ist das Forschungsprojekt von Bedeutung.

Im Folgenden werden ausgewählte Ergebnisse dargestellt, eine detaillierte Darstellung ist der Originalpublikation zu entnehmen.

Aerosolmessungen während Ausdauerbelastung

• Die Emission (Produkt aus Aerosolpartikelkonzentration und Ventilation) von Aerosolpartikeln steigt im Durchschnitt um das 132-fache bei maximaler Belastung an.
• Die Aerosolemission steigt bei Trainierenden im Durchschnitt bis zu einer Belastung von etwa zwei Watt pro Kilogramm Körpergewicht zunächst nur moderat, darüber jedoch exponentiell an.

Aerosolmessungen während Kraftbelastung

• Die Emission von Aerosolpartikeln stieg während eines Satzes von Kraftübungen bei 80 % der maximalen willentlichen Kontraktion (MVC) bis zur Erschöpfung um das 10-fache an.

Berechnung des Infektionsrisikos

• Anhand der experimentell gewonnenen Daten wurde das Infektionsrisiko während eines typischen Ausdauer- oder Krafttrainingskurses berechnet, wobei von einer infizierten Person im Raum ausgegangen wurde. Dabei zeigte sich, dass das Infektionsrisiko für eine Person, die in einem Raum mit einer infizierten Person trainiert, nach einer Stunde Spinning 5-fach höher ist, als nach 80 Minuten Krafttraining.

Weitere Informationen zu Projekten aus dem Forschungsschwerpunkt COVID-19 finden sich hier.

Quellen:
B. Mutsch, M. Heiber, F. Grätz, R. Hain, M. Schönfelder, S. Kaps, D. Schranner, C. J. Kähler, and H. Wackerhage. Aerosol particle emission increases exponentially above moderate exercise intensity resulting in superemission during maximal exercise. Proceedings of the National Academy of Science (2022). DOI: 10.1073/pnas.2202521119

Schumm B, Heiber M, Gratz F, Stabile L, Buonanno G, Hain R, Schonfelder M, Schranner D, Kahler CJ & Wackerhage H: Respiratory aerosol particle emission and infection risk during resistance versus endurance exercise. Submitted in PNAS.