Analyse von 18 Mercaptursäuren in Urinproben der Deutschen Umweltprobenbank — Schließung der Datenlücke beim Human-Biomonitoring flüchtiger organischer Verbindungen in Europa

Warum alltägliche Luftverschmutzung in unserem Körper landet

Die meisten von uns denken an Luftverschmutzung als etwas „draußen“ auf der Straße oder in der Nähe von Fabriken, doch ein großer Teil davon passiert leise unsere Lungen, unsere Nahrung und unsere Wohnungen und gelangt in unseren Körper. Diese Studie verfolgte chemische Spuren im Urin, die von einer Gruppe häufiger Luftschadstoffe und rauchbedingter Substanzen stammen, bei jungen Erwachsenen in Deutschland über mehr als zwei Jahrzehnte und zeigt, wie sich unsere tägliche Exposition verändert hat und warum sie nach wie vor relevant ist.

Unsichtbare Schadstoffe durch den Körper verfolgen

Die Forschenden konzentrierten sich auf flüchtige organische Verbindungen, eine breite Gruppe von Chemikalien, die leicht aus Verkehr, Industrie, Tabakrauch und sogar einigen Lebensmitteln in die Luft verdampfen. Viele dieser Verbindungen, etwa Benzol oder 1,3-Butadien, sind dafür bekannt, DNA zu schädigen oder andere schädliche Wirkungen zu haben. Sobald sie in den Körper gelangen, versucht die Leber, sie sicherer zu machen, indem sie sie in kleine, wasserlösliche Moleküle umwandelt — sogenannte Mercaptursäuren — die mit dem Urin ausgeschieden werden. Durch die Messung dieser Mercaptursäuren können Wissenschaftler rekonstruieren, wie viel der ursprünglichen Schadstoffe Menschen ausgesetzt waren, ohne jede einzelne Gas- oder Dampfform in der Umwelt verfolgen zu müssen.

Was die Umweltprobenbank Deutschland uns sagen kann

Die Umweltprobenbank Deutschland lagert tiefgefrorene Urinproben sorgfältig ausgewählter Freiwilliger zusammen mit detaillierten Informationen wie Geschlecht, Alter und täglichem Urinvolumen. Dieses langfristige Biobank-Archiv erlaubte dem Team, in der Zeit zurückzugehen und 360 Volltages-Urinproben zu analysieren, die von 20- bis 29-jährigen Erwachsenen zwischen 2000 und 2021 gesammelt wurden. Untersucht wurden 18 verschiedene Mercaptursäuren, die mit 14 Ausgangsschadstoffen verknüpft sind, mithilfe empfindlicher Massenspektrometriemethoden und strenger Qualitätskontrollen, sodass selbst winzige Mengen zuverlässig gemessen werden konnten.

Wer exponiert ist und wie sich das geändert hat

Die Ergebnisse zeigten, dass 14 der 18 Mercaptursäuren in nahezu jeder Probe vorkamen, was bestätigt, dass die Exposition gegenüber einem Gemisch flüchtiger Schadstoffe weit verbreitet ist — selbst bei Menschen ohne besondere berufsbedingte Risiken. Zugleich waren die Konzentrationen alles andere als konstant. Bei acht der Marker, einschließlich solcher, die mit Acrylonitril, Benzol und 1,3-Butadien verbunden sind, sanken die durchschnittlichen Mengen zwischen 2000 und 2021 um etwa ein Fünftel bis die Hälfte. Ein großer Teil des Rückgangs ereignete sich zwischen 2010 und 2015 und flachte danach ab, was nahelegt, dass sauberere Luftvorschriften und weniger Passivrauchen einen starken Einfluss hatten, weitere Verbesserungen jedoch langsamer voranschreiten.

Unterschiede zwischen Männern, Frauen und Rauchern

Die Studie förderte auch klare Unterschiede zwischen Gruppen zutage. Männer scheiden generell höhere Mengen der meisten Mercaptursäuren aus als Frauen, selbst wenn das gesamte Urinvolumen berücksichtigt wird. Das weist auf Unterschiede in Lebensstil, Arbeitsumfeldern und in der Art und Weise hin, wie männliche und weibliche Körper Chemikalien verarbeiten. Raucher zeigten für mehrere Marker, die mit Tabakrauch in Verbindung stehen — insbesondere für einen mit Acrylonitril verknüpften Marker — deutlich höhere Werte. Auch das Körpergewicht, zusammengefasst im Body-Mass-Index, spielte eine Rolle: Personen mit höheren Werten wiesen tendenziell höhere Konzentrationen vieler Marker auf, was Zusammenhänge zwischen Ernährung, Stoffwechsel und Exposition nahelegt.

Was diese Ergebnisse für die öffentliche Gesundheit bedeuten

Da viele der Ausgangschemikalien hinter diesen Urinmarkern als möglicherweise oder eindeutig krebserregend oder reproduktionstoxisch gelten, sind selbst geringe Expositionen über die Lebenszeit von Bedeutung. Die ermutigende Nachricht ist, dass die Gesamtwerte mehrerer Schlüsselmarker bei jungen Erwachsenen in Deutschland zurückgegangen sind, vermutlich ein Spiegelbild saubererer Luft und reduzierten Passivrauchens. Die universelle Präsenz von Mercaptursäuren, das häufige Überschreiten gesundheitsbasierter Referenzwerte bei einigen Markern sowie die deutlichen Unterschiede nach Geschlecht, Rauchen und Körpergewicht zeigen jedoch, dass weiterhin bedeutende Risiken bestehen. Die Autorinnen und Autoren plädieren dafür, das Biomonitoring breiter und regelmäßig wiederholt in repräsentativen nationalen Erhebungen durchzuführen, um diese unsichtbaren Schadstoffe zu überwachen, realistische Referenzwerte festzulegen und politische Maßnahmen besser zu steuern, die darauf abzielen, die alltägliche Exposition für alle zu verringern.

Zitation: Pluym, N., Burkhardt, T., Weber, T. et al. Analysis of 18 mercapturic acids in urine samples from the German Environmental Specimen Bank—tackling the data gap in the human biomonitoring of VOCs in Europe. J Expo Sci Environ Epidemiol 36, 490–503 (2026). https://doi.org/10.1038/s41370-026-00838-x

Schlüsselwörter: flüchtige organische Verbindungen, Human-Biomonitoring, Urinmetaboliten, Umweltbelastung, Passivrauchen