Luftverschmutzung verändert Fett und Muskeln bei älteren Erwachsenen

Menschen gehen meist davon aus, dass Lebensgewohnheiten über Körperfett und Muskelmasse entscheiden. Wer sich ausgewogen ernährt, aktiv bleibt, sieht das normalerweise auch in den Werten einer Körperanalyse. So betrachten es die meisten Menschen – und die meisten Ärztinnen und Ärzte.

Forschende, die ältere Erwachsene in fünf spanischen Städten begleiteten, ergänzten diese Rechnung um einen Faktor, den zuvor niemand erfasst hatte: Luftverschmutzung.

Eine bestehende spanische Studie

Die Ergebnisse stammen von einem Team unter Leitung von Ariadna Curto, Umweltepidemiologin am Gesundheitsforschungsinstitut der Balearen (IdISBa). Curto und ihre Kolleginnen und Kollegen mussten dafür nicht bei null beginnen.

Sie ergänzten PREDIMED-Plus, eine spanische Studie, die ursprünglich untersuchen sollte, ob mediterrane Ernährung und Bewegung Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei älteren Erwachsenen verlangsamen können, um Daten zur Luftverschmutzung.

An der Studie nahmen 1,454 Freiwillige im Alter von 55 bis 75 Jahren teil. Sie hatten Übergewicht und ein metabolisches Syndrom – eine Kombination aus erhöhtem Blutzucker, Bluthochdruck und ungünstigen Cholesterinwerten.

Fünf Städte im Blick

Die Freiwilligen lebten in fünf spanischen Städten: Pamplona, León, Palma, Reus und Barcelona. Die stärkste Luftbelastung wurde in Barcelona registriert.

Für jede Wohnadresse schätzte das Forschungsteam die Belastung durch drei verbreitete städtische Schadstoffe: PM2.5-Feinstaub, Stickstoffdioxid und Rußkohlenstoff. Der größte Teil der Rußkohlenstoffbelastung stammt aus Dieselmotoren.

Anschließend gingen die Forschenden einen Schritt, den viele Studien zur Luftverschmutzung auslassen. Statt die Teilnehmenden lediglich zu wiegen, luden sie sie zu DXA-Untersuchungen ein – derselben Bildgebung, die auch zur Bestimmung der Knochendichte eingesetzt wird.

Jede Person wurde zu Beginn sowie nach einem und nach drei Jahren untersucht. Die Scans unterscheiden Fettgewebe von fettfreier Masse und zeigen zugleich, wo beides im Körper gespeichert ist.

Mehr Fett, weniger Muskulatur

Sowohl nach einem als auch nach drei Jahren gingen stärker belastete Luftwerte mit messbaren Veränderungen einher.

Menschen mit höherer Schadstoffbelastung wiesen einen größeren Anteil an Gesamtkörperfett und weniger fettfreie Masse auf – also Knochen-, Organ- und Muskelgewebe, das den alternden Körper leistungsfähig hält.

Frühere Untersuchungen deuteten bereits in dieselbe Richtung. Eine Studie mit nahezu 1,700 Frauen verband PM2.5 und Stickstoffdioxid über die Zeit mit mehr Fettmasse und weniger fettfreier Masse.

Die spanischen Ergebnisse erweitern dieses Bild auf ältere Erwachsene, die bereits mit Übergewicht und metabolischem Syndrom leben.

Ruß aus verkehrsreichen Straßen

Ein Schadstoff fiel besonders auf. Menschen in Gebieten mit höherer Rußkohlenstoffbelastung verloren über drei Jahre ungefähr 2.2 Pfund (1 Kilogramm) fettfreies Gewebe, obwohl sich bei Ernährung und Bewegung keine Unterschiede zeigten.

„Das Leben in Gebieten mit höheren Konzentrationen war mit einem Verlust von nahezu einem Kilogramm fettfreier Masse über drei Jahre verbunden“, sagte Curto.

PM2.5 und Stickstoffdioxid zeigten dieselbe Tendenz, allerdings schwächer. Diese Reihenfolge passt zu den bisherigen Vermutungen der Forschenden über Rußkohlenstoff.

Die Partikel sind winzig und mit Rückständen aus der Dieselverbrennung behaftet. Zudem sind sie klein genug, um in den Blutkreislauf zu gelangen; Tierstudien brachten sie dort mit Entzündungen in Verbindung, die weit über die Lunge hinausreichen.

Bauchfett bei Menschen unter 65

Der neuartigste Teil der Arbeit beruht auf einem Ergebnis, das das Team als Premiere hervorhob. Zuvor hatte keine Untersuchung geprüft, ob Außenluftverschmutzung das viszerale Fett verändert – das tief im Bauchraum liegende Fettgewebe um Leber und Darm.

Anders als Fett direkt unter der Haut setzt es entzündungsfördernde Signale frei und wird in Übersichten zu Risiken für Herzkrankheiten und Diabetes regelmäßig genannt.

„Der Effekt zeigte sich nur bei Teilnehmenden unter 65 Jahren, was darauf hindeutet, dass Schadstoffe eine stärkere Ansammlung von viszeralem Fett bei jüngeren Erwachsenen begünstigen könnten, deren Fettgewebe noch wachsen kann“, sagte Dora Romaguera, die leitende Autorin der Studie.

Die Fettspeicherung scheint stärker auf Luftverschmutzung zu reagieren, solange dieses System noch aktiv wächst. Ab einem bestimmten Alter könnte sich das tiefe Bauchfettdepot bereits stabilisiert haben.

Was die Scans nicht zeigen können

DXA-Aufnahmen zeigen, was sich verändert hat, können aber nicht erklären, warum dies geschah.

Feinstaub und Ruß aus dem Straßenverkehr sind klein genug, um in den Blutkreislauf einzudringen. Tierstudien brachten sie mit Entzündungen, gestörter Blutzuckerregulation und Veränderungen bei der Fettspeicherung in Zusammenhang.

Ob diese Kette erklärt, was bei den Freiwilligen geschah, können die Daten nahelegen, aber nicht beweisen.

Die Autorinnen und Autoren betonen diesen Punkt ausdrücklich. Sie behaupten nicht, dass Luftverschmutzung die Körperveränderungen verursacht hat. Dennoch entwickelten sich beide über Jahre parallel – über Alter, Geschlecht, Ernährung, Bewegung und Einkommen hinweg – und dieser Zusammenhang blieb bestehen, nachdem die Forschenden diese Faktoren berücksichtigt hatten.

Eine spezifische Bevölkerungsgruppe

Alle 1,454 Freiwilligen hatten bereits ein metabolisches Syndrom und Übergewicht. Daher müssen die Ergebnisse nicht in gleicher Weise auf gesündere Erwachsene übertragbar sein.

Auch war die Auswertung nicht eigens für die Untersuchung von Luftverschmutzung konzipiert worden: Die Forschenden legten sie über Daten, die für eine separate Herz-Kreislauf-Studie erhoben worden waren.

Bislang hatte niemand Veränderungen des tiefen Bauchfetts bei älteren Erwachsenen erfasst, die ihr gewöhnliches Leben in mehreren Städten führen.

Das spanische Team dokumentierte diese Veränderungen bei realen Menschen über einen Zeitraum von drei Jahren und erfasste sie in Pfund und Prozentwerten.

Eine separate Studie mit fast vier Millionen US-Veteranen hatte PM2.5 bereits mit Gewichtszunahme verknüpft. Die aktuelle Arbeit ergänzt, wo sich dieses Gewicht ansammelt und was es an Muskelmasse kostet.

Wohin diese Ergebnisse führen könnten

Für Ärztinnen und Ärzte werfen die Befunde eine neue Frage auf, wenn Menschen mit metabolischem Syndrom Ernährungs- und Bewegungsempfehlungen befolgen, aber dennoch Muskelmasse verlieren.

Für die Stadtplanung erweitern die Ergebnisse die gesundheitliche Bedeutung von Luftverschmutzung über Asthma und Lungenerkrankungen hinaus.

Das Muster bei Unter-65-Jährigen hinterlässt den Forschenden außerdem ein präziseres Rätsel: Warum verschmutzte Luft einige Körper offenbar verändert, während andere Menschen, oft ein Jahrzehnt älter, weniger betroffen zu sein scheinen.