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Von: - Ausgabe 3/2018 Beitrag Nr. 5

Die Entwicklung des oralen Mikrobioms in der frühen Kindheit

Bei 90 Kindern wurde die Reifung der Oralflora von der Geburt bis zu einem Alter von sieben Jahren verfolgt. Den Ergebnissen nach wird die Mundhöhle von Säuglingen sukzessive von Mikroorganismen besiedelt, deren Zusammensetzung mit der Zeit immer komplexer wird. Das Auftreten von Streptococcus cristatus in einem Alter von drei und sechs Monaten war in dieser Studie mit einer höheren Häufigkeit von Karies im Alter von neun Jahren assoziiert.

Begrenzte Kenntnisse über die Entwicklung der Oralflora

Informationen darüber, wie sich das orale Mikrobiom in der frühen Kindheit entwickelt und wie externe Faktoren diesen Prozess beeinflussen sind begrenzt. Bislang wurden keine Longitudinalstudien publiziert, die die Entwicklung des oralen Mikrobioms mit modernen kulturunabhängigen Methoden untersuchen.

Es wird allgemein angenommen, dass Pionier-Keime wie fakultativ anaerobe Streptokokken oder Aktinomyzeten bei der Geburt übertragen werden und durch ihre metabolischen Produkte die Besiedelung mit weiteren Spezies beeinflussen. Mit zunehmendem Alter entwickelt die Oralflora dann eine größere Variabilität und Diversität, bis sie im Alter von etwa zwei Jahren der Oralflora von Erwachsenen entspricht.

Wie verändern Umwelteinflüsse das orale Mikrobiom?

Es gibt Hinweise darauf, dass die frühe Oralflora der mütterlichen sehr ähnlich ist. Später wird sie durch Umweltfaktoren, z. B. Bakterien der Muttermilch oder Antibiotika, und direkte Übertragung von den Eltern verändert. Die Zusammensetzung des oralen Mikrobioms ist für die Kariesentstehung bzw. -prävention von Bedeutung. Azidogene Bakterien, kohlenhydrathaltige Nahrung und genetische Prädisposition können zu einer bakteriellen Dysbiose und Demineralisation des Zahnschmelzes führen: Die frühe Kolonisierung durch kariogene Mikroorganismen wurde mit einer höheren Kariesinzidenz in Verbindung gebracht.

Um den Prozess der Mikrobiomentwicklung und den Einfluss äußerer Faktoren näher zu untersuchen, wurden von 90 Kindern Speichelproben im Alter von 3, 6, 12 und 24 Monaten sowie 7 Jahren gesammelt. Die mikrobielle Zusammensetzung wurde durch Sequenzierung der 16S rRNA charakterisiert und auf Zusammenhänge mit dem Kariesstatus im Alter von neun Jahren, der Ernährungsweise, Antibiotikagebrauch sowie weitere Parameter hin untersucht.

Vielfältigere Besiedelung durch frühe Einführung von fester Nahrung

Die Bakterienzusammensetzung änderte sich im Laufe der Zeit. Besonders mit dem Durchbrechen der Zähne zwischen ein und zwei Jahren nahmen Menge und Diversität der Besiedelung zu. Bei Kindern, die per Kaiserschnitt auf die Welt gekommen waren, war die Diversität mit einem Jahr höher als bei vaginaler Geburt. Auch Kinder, die weniger als ein Jahr gestillt wurden, zeigten eine größere Diversität als voll gestillte Kinder. Ähnliche Beobachtungen wurden von anderen Forschungsteams bei der Analyse des intestinalen Mikrobioms gemacht, das ebenfalls bei nicht gestillten Kindern vielfältiger war. Die größere Vielfalt wurde mit dem Beginn der Aufnahme von fester Nahrung in Verbindung gebracht.

Die Menge der besiedelnden Bakterien ist individuell

Die Bakteriendichte zeigte keine Unterschiede in Abhängigkeit von der Art der Geburt oder der Dauer des Stillens. Auch Zusammenhänge mit der Ernährung, der Einnahme von Antibiotika oder Probiotika, Allergien sowie dem Kariesindex waren nicht zu beobachten. Die Bakteriendichte nahm mit dem Alter kontinuierlich zu, wobei sich zwei Gruppen mit hoher bzw. niedriger Bakteriendichte andeuteten. Über die Zeit blieb die Zugehörigkeit zu einer der Gruppen individuell konstant.

Welche Spezies kommen in der Oralflora von Kindern vor?

Zu allen Zeitpunkten dominierten Streptokokken die Zusammensetzung des oralen Mikrobioms. In den ersten Lebensmonaten waren sie besonders stark vertreten, ihre Abnahme wurde von der Zunahme anderer Arten begleitet.

In den ersten drei Monaten wurde vor allem eine Erstbesiedelung mit Bakterien der Gattungen Streptococcus, Veillonella und Lactobacillus beobachtet. Bei gestillten Kindern blieben die Streptokokken dominanter als bei nicht oder partiell gestillten Kindern. Im Alter von drei bis sechs Monaten kamen die Gattungen Gemella, Granulicatella, Haemophilus und Rothia als konstante Kolonisierer mit einer Häufigkeit von jeweils mehr als 1 % hinzu. Ihr Vorkommen nahm mit zunehmendem Alter weiter auf jeweils bis zu 10 % zu. Gemella und Granulicatella kommen in Dentalplaques vor, so dass mit dem Zahndurchbruch für diese Gattungen neue ökologische Nischen geschaffen werden. Als späte Kolonisierer traten nach dem ersten Lebensjahr die Gattungen Actinomyces, Porphyromonas, Abiotrophia und Neisseria auf.

Die Art der Geburt wirkte sich auf das Vorkommen einzelner Spezies im Alter von drei und sechs Monaten aus. Im Alter von sieben Jahren war nur noch die Gattung Haemophilus häufiger vertreten, wenn die Kinder per Kaiserschnitt auf die Welt gekommen waren. Stillen hatte dagegen einen größeren und langfristigeren Effekt: Mit zwölf Monaten abgestillte Kinder zeigten nach zwei und sieben Jahren eine größere orale bakterielle Diversität.

Die Einnahme von Antibiotika während der ersten beiden Jahren war mit einem häufigeren Auftreten von Prevotella, Actinomyces, Fusobacterium, Veillonella und Lactobacillus im Alter von zwei und/oder sieben Jahren assoziiert.

Die Kariesentwicklung schien in den ersten sieben Lebensjahren nicht mit der bakteriellen Diversität oder der Bakteriendichte in Zusammenhang zu stehen. Allerdings kam bei Kindern, die mit neun Jahren Karies hatten, Streptococcus cristatus bereits im Alter von drei (p = 0,026) und 24 Monaten (p = 0,033) signifikant häufiger vor als bei kariesfreien Kindern.

Fazit

Die Oralflora nimmt nach der Geburt mit der Zeit an Dichte und Komplexität zu. Einige Umweltfaktoren wie die Ernährung oder Antibiotikaeinnahme können diesen Prozess beeinflussen. Die Anwesenheit von Streptococcus cristatus wenige Monate nach der Geburt war in dieser Studie mit einer höheren Häufigkeit von Karies im Alter von neun Jahren assoziiert. Dies zeigt, dass insbesondere im Säuglingsalter wichtige Entwicklungsschritte des oralen Mikrobioms auftreten, die für die Gesundheit auch im späteren Leben von Bedeutung sein kann.

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Dzidic M1,2,3, Collado MC2, Abrahamsson T4, Artacho A1, Stensson M5, Jenmalm MC3, Mira A6; mira_ale@gva.es

1Department of Health and Genomics, Center for Advanced Research in Public Health, CSISP-FISABIO, Valencia, Spain. 2Institute of Agrochemistry and Food Technology (IATA-CSIC), Department of Biotechnology, Unit of Lactic Acid Bacteria and Probiotics, Valencia, Spain. 3Department of Clinical and Experimental Medicine, Division of Autoimmunity and Immune Regulation, Linköping University, Linköping, Sweden. 4Department of Clinical and Experimental Medicine, Division of Pediatrics, Linköping University, Linköping, Sweden. 5Centre for Oral Health, School of Health and Welfare, Jönköping University, Jönköping, Sweden. 6Department of Health and Genomics, Center for Advanced Research in Public Health, CSISP-FISABIO, Valencia, Spain.

ISME J. 2018 Jun 13. doi: 10.1038/s41396-018-0204-z.


IME