In einer Langzeitstudie an mehr als 2.000 Männern haben US-Forscher untersucht, welchen Einfluss Luftverschmutzung auf die männliche Fortpflanzungsfähigkeit hat. Ergebnis: Einstaub, Ozon und Schwefeldioxid verändern das Erbgut der Spermien nachweisbar.
Ozon, Stickstoffdioxid, Schwefeldioxid, Feinstaub: In unserer industrialisierten Welt ist es mittlerweile so gut wie unmöglich, diesen und andere Luftschadstoffen auszuweichen. Welche Auswirkungen dieses Luftverschmutzungs-Bombardement auf unseren Körper und seine Funktionen hat, ist mittlerweile ausgiebig erforscht.
Umso ungewöhnlicher, dass der Einfluss von Luftschadstoffen auf die nächste Generation im Vergleich dazu bislang nur sehr eingeschränkt untersucht worden ist. Konkret, wie die alltägliche Luftverschmutzung unser Erbgut belastet – und verändert. Denn ungeachtet dessen, wie resilient unsere Körper in Bezug auf Luftverschmutzung auch sein mögen. Über unsere Samen- bzw. Eizellen geben wir diesen Impact unweigerlich an unsere Nachkommen weiter.
Eine der bislang größten Studien zu diesem Thema liefert nun beunruhigende Hinweise. Wie der Guardian berichtet, haben US-Forscher bei Männern, die höheren Luftschadstoffwerten ausgesetzt waren, messbare Veränderungen in der DNA ihrer Spermien festgestellt. Die Ergebnisse wurden beim Kongress der Europäischen Gesellschaft für menschliche Reproduktion und Embryologie in London präsentiert.
Was das Studienergebnis konkret bedeutet, welche Auswirkungen Luftverschmutzung auf die männlichen Spermien hat und was das für die Fruchtbarkeit der betroffenen Männer bedeutet – das muss man über die neue Studie wissen:
Was haben die Forscher genau untersucht?
Das Team um Epidemiologin Carrie Nobles von der University of Massachusetts Amherst begleitete zwischen 2013 und 2017 mehr als 2.000 Männer in Salt Lake City im US-Bundesstaat Utah. Die Teilnehmer gaben zu Beginn und dann nach zwei, vier und sechs Monaten Samenproben ab. Die Forscher ermittelten für jeden Teilnehmer die Belastung durch verschiedene Luftschadstoffe in den drei Monaten vor jeder Probenabgabe – also genau während der Zeit, in der die Spermien heranreifen.
Welche Schadstoffe wurden gemessen?
Die Wissenschaftler erfassten die Belastung durch Ozon, Stickstoffdioxid, Schwefeldioxid und Feinstaub. All das sind typische Bestandteile von Stadtluft, die vor allem aus Verkehr, Industrie und Heizungen stammen. Besonders Ozon und Stickstoffdioxid zeigten den stärksten Zusammenhang mit den beobachteten DNA-Veränderungen.
Wie viele Veränderungen wurden gefunden?
Bei den 1.220 Männern, die nach sechs Monaten eine Probe abgaben, identifizierten die Forscher 39 konkrete DNA-Veränderungen, die mit der Schadstoffbelastung zusammenhingen. Eines der betroffenen Gene namens GNAS wurde bereits in früheren Studien mit schlechterer Samenqualität und Problemen bei der Embryonalentwicklung in Verbindung gebracht.
Können diese Veränderungen an Kinder weitergegeben werden?
Die meisten epigenetischen Markierungen werden in der frühen Embryonalentwicklung gelöscht. Bei manchen Genen bleibt die Prägung jedoch erhalten – man spricht von sogenannten imprinted genes. Theoretisch könnten solche Veränderungen also an die nächste Generation weitergegeben werden und dort die Entwicklung beeinflussen.
Bedeutet das, dass Männer in Städten unfruchtbar werden?
So weit lässt sich aus der Studie nicht schließen. Die Forscher haben einen statistischen Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung und DNA-Veränderungen nachgewiesen. Ob und wie stark diese Veränderungen tatsächlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen, ist noch nicht geklärt. Studienleiterin Carrie Nobles betont, dass weitere Forschung nötig ist, um einen direkten Zusammenhang herzustellen.
Wie bewerten unabhängige Experten die Ergebnisse?
Professor Allan Pacey, Androloge an der Universität Manchester, hält die Studie für methodisch solide. Er warnt aber vor voreiligen Schlüssen: Ob die beobachteten Veränderungen tatsächlich klinisch relevant für männliche Unfruchtbarkeit sind, müsse noch bestätigt werden. Professor Richard Lea von der Universität Nottingham sieht die Arbeit als wichtigen Beitrag zu wachsenden Belegen, dass Luftschadstoffe die Spermienqualität beeinträchtigen.
Gibt es bereits frühere Hinweise auf diesen Zusammenhang?
Ja, bereits 2017 zeigten Studien, dass längerfristige Belastung durch Ozon und Feinstaub negative Auswirkungen auf Schwangerschaften und Spermienqualität haben kann. Die neue Studie geht aber einen Schritt weiter, weil sie konkrete molekulare Mechanismen – nämlich epigenetische Veränderungen – identifiziert.
Was sind epigenetische Veränderungen?
Anders als bei einer klassischen Mutation bleibt die DNA-Sequenz selbst unverändert. Stattdessen werden sogenannte Methylgruppen an bestimmte Stellen der DNA angeheftet. Diese chemischen Markierungen funktionieren wie Schalter: Sie bestimmen, ob ein Gen aktiv ist oder stumm geschaltet wird. Solche epigenetischen Veränderungen können beeinflussen, wie Zellen funktionieren.
Was können Männer mit Kinderwunsch tun, um ihre Spermienqualität zu erhalten?
Individuelle Schutzmaßnahmen sind begrenzt. Experten raten generell zu einem gesunden Lebensstil: nicht rauchen, wenig Alkohol, ausgewogene Ernährung und regelmäßige Bewegung. An Tagen mit hoher Luftverschmutzung kann es sinnvoll sein, intensive körperliche Aktivität im Freien zu vermeiden. Entscheidender wäre jedoch eine Reduktion der Luftverschmutzung insgesamt.
Ist Österreich von diesem Problem betroffen?
Auch in österreichischen Städten wie Wien, Graz oder Linz werden regelmäßig erhöhte Werte bei Stickstoffdioxid und Ozon gemessen – besonders im Sommer und entlang stark befahrener Straßen. Die Grenzwerte der EU werden zwar meist eingehalten, doch die Weltgesundheitsorganisation empfiehlt deutlich niedrigere Richtwerte.
Wie geht es mit dieser Forschung weiter?
Die Wissenschaftler wollen als Nächstes untersuchen, ob die gefundenen DNA-Veränderungen tatsächlich mit konkreten Fruchtbarkeitsproblemen zusammenhängen. Dazu müssten Männer mit diesen Veränderungen über längere Zeit begleitet werden, um zu sehen, ob sie Schwierigkeiten haben, Kinder zu zeugen.
