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Luftverschmutzung – Feinstaub verschärft Parodontitis
Luftverschmutzung im Mund: Feinstaub der Größe PM2,5 hat bei Mäusen nicht nur die Zungenschleimhaut verändert, sondern auch eine experimentell ausgelöste Parodontitis verschärft. Die Tiere zeigten mehr Entzündungsbotenstoffe, oxidativen Stress und stärkeren Knochenabbau. Ob dieselben Mechanismen beim Menschen eine ähnlich große Rolle spielen, ist noch offen.
São Paulo (Brasilien). Feinstaub mit einem Durchmesser von höchstens 2,5 Mikrometern kann tief in die Lunge gelangen und dort Entzündungsreaktionen auslösen, passiert beim Einatmen aber auch die Mundhöhle. Epidemiologische Studien hatten bereits Zusammenhänge zwischen Luftverschmutzung und Parodontalerkrankungen gefunden, ein direkter experimenteller Nachweis für Veränderungen im Mundgewebe fehlte jedoch weitgehend.
Forscher der Universidade Estadual Paulista (Unesp) um Álvaro Formoso Pelegrin haben nun untersucht, wie PM2,5 auf Zunge und Zahnhalteapparat wirkt. Ihr Ergebnis: Der Feinstaub veränderte das orale Gewebe auch ohne künstlich ausgelöste Parodontitis und verschärfte bereits bestehende Entzündungen. Die Studie spricht deshalb dafür, PM2,5 eher als krankheitsverstärkenden Umweltfaktor denn als alleinige Ursache einer Parodontitis zu betrachten.
Für das randomisierte und verblindete Experiment nutzte das Team 40 männliche BALB/c-Mäuse. Je zehn Tiere atmeten 30 oder 60 Tage lang gefilterte Luft beziehungsweise PM2,5-haltige Außenluft aus São Paulo, die in einer kontrollierten Anlage konzentriert wurde. Anschließend untersuchten die Forscher unter anderem Zunge, Zahnfleisch, Zahnhalteapparat und Lunge mit Gewebeschnitten, biochemischen Tests und Mikro-Computertomografie.
In einem zweiten Versuchsteil lösten sie bei einem Teil der Tiere mit dem bakteriellen Bestandteil Lipopolysaccharid gezielt eine Entzündung am Zahnhalteapparat aus. So ließ sich prüfen, ob Feinstaub eine bereits bestehende entzündliche Belastung zusätzlich verstärkt. Der Anteil des vorhandenen Alveolarknochens diente dabei als primärer Endpunkt, weitere Messungen erfassten Entzündungsbotenstoffe und Marker des oxidativen Stresses.
Schon ohne künstlich ausgelöste Parodontitis hinterließ PM2,5 deutliche Spuren. An Zunge und parodontalem Gewebe fanden die Forscher unter anderem eine stärkere Verhornung, verdickte und ungeordnetere Epithelstrukturen sowie mehr entzündliche Zellansammlungen. Außerdem nahm die Zahl der Mastzellen zu, und mehr dieser Immunzellen hatten ihre entzündungsfördernden Inhaltsstoffe freigesetzt.
Luís Carlos Spolidorio von der Unesp, der die Untersuchung betreute, hebt besonders die Reaktion der Mundschleimhaut hervor.
„Selbst bei Tieren ohne ausgelöste Parodontalentzündung haben wir deutliche Veränderungen der Mundschleimhaut festgestellt, darunter eine Verdickung des Gewebes, das die Zunge auskleidet [Epithel], eine verstärkte Keratinablagerung und eine größere Zahl degranulierter Mastzellen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Mundschleimhaut besonders empfindlich auf die Auswirkungen der Luftverschmutzung reagieren könnte“, erklärt Luís Carlos Spolidorio.
Parallel stiegen in Zunge und Zahnhalteapparat die Konzentrationen mehrerer entzündungsfördernder Botenstoffe, darunter IL-6, TNF-α, CXCL1 und CXCL2. Zugleich waren die Aktivitäten der antioxidativen Enzyme SOD, Katalase und Glutathionperoxidase vermindert, während ein Marker der Lipidperoxidation zunahm. Dieses Muster spricht für ein verschobenes Gleichgewicht zugunsten oxidativer Belastung.
Besonders ausgeprägt war der Effekt, wenn Feinstaub auf eine bereits ausgelöste Parodontalentzündung traf. Die PM2,5-exponierten Mäuse zeigten dann mehr Entzündungszellen und eine stärkere Aktivität knochenabbauender Osteoklasten. In der Mikro-Computertomografie war ihr Anteil erhaltenen Alveolarknochens geringer als bei entzündeten Kontrolltieren, die gefilterte Luft geatmet hatten. Auch Entzündungsmarker und oxidativer Stress waren stärker ausgeprägt.