29. April 2026, 15:55 Uhr | Lesezeit: 8 Minuten

Wenn die Luft zum Atmen dünner wird

Laut dem Bericht „State of the Global Climate 2025“ war der CO₂-Gehalt in der Luft im Jahr 2024 auf seinem Höchststand seit zwei Millionen Jahren.¹ Der Mensch entwickelte sich ursprünglich in einer Atmosphäre mit einem CO₂-Gehalt von etwa 280 bis 300 parts per million (ppm). Doch die Wissenschaftler der Curtin University und der Australian National University weisen darauf hin, dass der durchschnittliche jährliche Anstieg im letzten Jahrzehnt etwa 2,6 ppm pro Jahr betrug, wobei für das Jahr 2024 ein Anstieg von 3,5 ppm verzeichnet wurde. Doch welchen Einfluss hat es auf die Gesundheit des Menschen, wenn sich seine Luft zum Atmen verändert?

Steigt Kohlendioxid im Blut, steigt auch Bikarbonat

Die Grundidee der Autoren lautet: Wenn Menschen über Jahre etwas mehr Kohlendioxid einatmen, könnte sich das in den Blutwerten zeigen. Denn Kohlendioxid wird im Körper unter anderem in Bikarbonat umgewandelt, welches wesentlich an der Stabilisierung des Säure-Basen-Haushalts beteiligt ist. Steigt Kohlendioxid im Blut, steigt auch Bikarbonat.

Bisher gibt es kaum Daten, wie sich eine lebenslange Exposition gegenüber erhöhtem CO₂ auf Menschen auswirken könnte. Die Autoren wollten deshalb prüfen, ob sich in großen Bevölkerungsdaten bereits langfristige Trends erkennen lassen.

Auswertung von Bevölkerungsdaten

Die Daten der Studie stammen aus der NHANES, einer großen, repräsentativen Gesundheits- und Ernährungsstudie in den USA. Bei dieser werden seit 1999 fortlaufend Interviews, körperliche Untersuchungen und Laboranalysen durchgeführt.²

Für diese Analyse nutzten die Autoren NHANES-Daten von 1999 bis 2020. Diese enthielten Datensätze von 7000 Personen über die gesamte Altersspanne von der Geburt bis über 80 Jahre. Pro Erhebungszyklus (alle zwei Jahre) wurden die Serumwerte für Bikarbonat, Calcium und Phosphor entnommen und für jeden Erhebungszeitraum gemittelt.

Diese Mittelwerte verglichen die Autoren mit den atmosphärischen CO₂-Messungen vom Mauna-Loa-Observatorium auf Hawaii. Auf dieser Basis berechneten sie zeitliche Trends und schätzten, wann die beobachteten Trends rechnerisch an die derzeit akzeptierten Grenzen gesunder Blutbereiche stoßen könnten.

Auch interessant: Diesen Blutwert sollte man mindestens einmal im Leben bestimmen lassen

Blutwerte könnten in wenigen Jahrzehnten kritisch werden

Die durchschnittlichen Bicarbonatwerte sind im Untersuchungszeitraum um etwa sieben Prozent gestiegen. Gleichzeitig sind die durchschnittlichen Calciumwerte um zwei Prozent und die Phosphorwerte um sieben Prozent gesunken. Calcium und Phosphor sind ebenfalls am Säure-Basen-Haushalt beteiligt, in dem sie Säuren abpuffern.

Diese Veränderungen verliefen nach Angaben der Autoren parallel zum Anstieg des atmosphärischen CO₂ im gleichen Zeitraum. Als gesunde Bicarbonat-Obergrenze nennen sie für venöses Blut bis zu 30 Milliequivalent pro Liter (mEq/L). Unter der Annahme eines linearen Trends und einer jährlichen Zunahme von etwa 0,34 Prozent würde dieser Wert rechnerisch im Jahr 2076 erreicht. Bei Phosphor wären die unteren Grenzwerte im Jahr 2085, bei Calcium 2099 erreicht.

Mitautor Dr. Phil Bierwirth, ein pensionierter Umweltgeowissenschaftler, betont in einer Pressemitteilung: „Ich glaube tatsächlich, dass das, was wir beobachten, darauf zurückzuführen ist, dass sich unser Körper nicht anpasst. Es scheint, als seien wir an einen bestimmten CO₂-Gehalt in der Luft angepasst, der nun möglicherweise überschritten wurde.“ Und er fügt hinzu: „Der normale Bereich hält ein empfindliches Gleichgewicht zwischen der CO₂-Konzentration in der Luft, unserem Blut-pH-Wert, unserer Atemfrequenz und dem Bikarbonatspiegel im Blut aufrecht.“³

Was das für die Gesundheit bedeuten könnte

Zunächst gibt der Autor und außerordentliche Professor Alexander Larcombe Entwarnung: „Wir sagen nicht, dass die Menschen plötzlich krank werden, wenn wir einen bestimmten Schwellenwert überschreiten.“ Aber: „Dies deutet darauf hin, dass es auf Bevölkerungsebene zu allmählichen physiologischen Veränderungen kommen könnte, und das sollten wir im Rahmen der künftigen Klimapolitik im Auge behalten.“ Insbesondere für Kinder und Jugendliche sind die Erkenntnisse relevant, da sich ihre noch entwickelnden Körper am längsten dem steigenden CO₂-Gehalt ausgesetzt sein werden.

Sollten die beobachteten Trends tatsächlich mit einer langfristig steigenden CO₂-Belastung zusammenhängen, könnten die gesundheitlichen Folgen weitreichend sein. Ein Mehr an Kohlendioxid und Bikarbonat im Körper könnte langfristig Prozesse beeinflussen, die für den Säure-Basen-Haushalt, die Nieren, Blutgefäße, das Nervensystem und die Proteinfunktion wichtig sind. Die Autoren diskutieren unter anderem einen Anstieg von oxidativem Stress, also zellschädigenden chemischen Reaktionen, Störungen der Eiweißfaltung in Zellen, mögliche Gewebeverkalkungen sowie kognitive Beeinträchtigungen und Angstreaktionen.

Sinkende Calcium- und Phosphorwerte sind ebenfalls relevant, weil beide Stoffe für Knochen, Muskeln, Nerven, Herzrhythmus, Energiegewinnung und den Sauerstofftransport unentbehrlich sind. Zu niedrige Werte können unter anderem Muskelkrämpfe, Erschöpfung, Herzrhythmusstörungen und Störungen wichtiger Zellfunktionen begünstigen.

Wichtig ist aber: Diese NHANES-Analyse untersuchte nicht die Zunahme konkreter Krankheitsbilder, sondern beschreibt Bluttrends, die nach Ansicht der Autoren gesundheitlich bedenklich sein könnten.

Experte ordnet Studie ein: „Von gesundheitsgefährdenden Werten sind wir auch in 50 Jahren noch weit entfernt“

Die Studie ist ein Warnsignal dafür, dass der Klimawandel die menschliche Gesundheit weitreichender beeinflussen könnte, als bisher bekannt. Dennoch betonen die Autoren, dass es sich um Schätzungen handelt. Denn das Studiendesign einer Beobachtungsstudie zeigt lediglich Hinweise, kann aber keine Kausalität zwischen ansteigendem CO₂ und sich verändernden Blutwerten beweisen. Andere Einflüsse, die in dieser Studie nicht erhoben wurden, könnten ebenfalls eine Rolle spielen, etwa Veränderungen bei Ernährung, Medikamentengebrauch oder Innenraumluft.

Auch dem Diplom-Biologen und Facharzt für Innere Medizin Enrico Zessin fehlen ein paar Feinheiten bei der Untersuchung, wie er zu FITBOOK sagt. „Die linearen Rückschlüsse der gemessenen Bikarbonat-Konzentration auf das CO₂ erscheinen mir persönlich etwas zu trivial. Was mir in der Studie fehlt, ist die Berücksichtigung anderer Ursachen für den Anstieg des Bikarbonats im Blut.“

Er erklärt weiter, dass selbst ein weiterer Anstieg der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre auf über 500 ppm in den kommenden 50 Jahren nach aktuellem umweltmedizinischem Kenntnisstand kein direktes Gesundheitsrisiko für den Menschen sei. In Innenräumen seien Menschen regelmäßig deutlich höheren CO₂-Werten ausgesetzt. Bei verbrauchter Luft lägen diese häufig bei 800 bis 1500 ppm, was leichte Müdigkeit oder Konzentrationsprobleme begünstigen könne. Erst ab etwa 2000 ppm seien stärkere Effekte wie Kopfschmerzen und eine messbar geringere kognitive Leistungsfähigkeit möglich; arbeitsmedizinisch relevant werde CO₂ laut Zessin vor allem ab etwa 5000 ppm.

Sein Fazit: „Von gesundheitsgefährdenden Werten sind wir auch in 50 Jahren noch weit entfernt.“

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Wie Zessin sich die erhöhten Bicarbonat-Werte erklärt

Neben CO₂ gebe es viele andere Faktoren, die den pH-Wert des Blutes beeinflussen, so der Experte. „Gerade in den letzten Jahrzehnten haben sich durch die industrielle und kulturelle Entwicklung viele Umweltfaktoren verändert.“ Dazu zählten eine zunehmende Luftverschmutzung, veränderte Ernährungsgewohnheiten sowie mehr körperliche Inaktivität. Eine sitzende Lebensweise könne zu flacherer Atmung führen, wodurch weniger CO₂ abgeatmet werde. Verstärkt werde dieses Problem laut Zessin durch verbreitete Erkrankungen wie Übergewicht, metabolisches Syndrom, Niereninsuffizienz und andere Stoffwechselstörungen.

„All diese Einflussfaktoren – und sicher einige andere – haben einen Einfluss auf den pH-Wert in unserem Blut. Bikarbonat übernimmt hier die wichtigste Pufferfunktion. So ist es meines Erachtens logisch nachvollziehbar, dass die Bikarbonat-Konzentration im Blut im Querschnitt der Probanden ebenso erhöht nachweisbar ist.“

Mediziner sieht das Problem an anderer Stelle: „Das Gift ist nicht CO₂, sondern der Mensch und sein Handeln“

Zessin hält die in der Studie genannten CO₂-Konzentrationen nicht für physiologisch relevant. Er erklärt: „Diesen und auch höheren Konzentrationen sind wir im Alltag regelmäßig ausgesetzt. Der menschliche Körper ist durch verschiedene Mechanismen in der Lage, diese Schwankungen zu kompensieren.“ Als Beispiele nennt er unter anderem Veränderungen der Atemintensität und -muster.

Er schlussfolgert: „Ich denke, dass die relevanten gesundheitlichen Risiken am ehesten von unserem Lebensstil und den klimatischen Veränderungen durch die industrielle Entwicklung ausgehen. Das CO₂ selbst wird sicher in anderen Ökosystemen eine stärkere Auswirkung haben als auf das Ökosystem Mensch direkt.“ Sein Fazit: „Um es einfacher auszudrücken: Das Gift ist nicht CO₂, sondern der Mensch und sein Handeln selbst.“