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Unterschiede im Glykanmuster im Speichel von Kindern mit hoher und geringer Kariesanfälligkeit

Der Speichel von kariesanfälligen Kindern weist eine geringere Verfügbarkeit bestimmter Oligosaccharidstrukturen auf, welche die Adhäsion kariogener Bakterien an der Zahnfläche hemmen können.

Im Zuge der allgemeinen Verbesserung des Kariesstatus tritt die Gruppe der besonders kariesanfälligen Individuen heute deutlicher in Erscheinung. Eine bundesweite Erhebung in Deutschland ergab, dass auf 23% der 8-9jährigen Kinder 82% alle kariösen Zähne in dieser Altersgruppe entfielen. Diese ungleiche Verteilung lässt sich nicht allein mit exogenen Faktoren erklären, sondern deutet auch auf Unterschiede bei den Abwehrfaktoren hin. Einige dieser Abwehrfaktoren behindern die Adhäsion kariogener Bakterien an den Zahnflächen. Bei der Kolonisierung der Zahnflächen interagieren die bakteriellen Adhesine mit Glykanen, die im Pellikel, an der Plaque oder an anderen Bakterien immobilisiert sind. Eine hinreichende Konzentration spezifischer Glykanmuster vermag die bakterielle Adhäsion zu blockieren. Es erscheint denkbar, dass die erheblichen Unterschiede in der Kariesanfälligkeit zu einem gewissen Teil auf Unterschieden im Glykanmuster der Glykokonjugate des Speichels beruhen.

Mit der vorliegenden Studie sollte untersucht werden, ob Kinder mit hoher und geringer Kariesanfälligkeit Unterschiede im Glykanmuster der Oligosaccharidstrukturen des Speichels aufweisen, die als möglicher Faktor für die Kariesanfälligkeit gewertet werden können. Hierfür wurden aus einer repräsentativen Stichprobe von Schulkindern in drei Berliner Stadtbezirken 28 kariesresistente und 32 kariesanfällige Kinder im Durchschnittalter von 9,5-10 Jahren ausgewählt. Von allen Kindern lagen klinische Kariesbefunde im Abstand von 2 Jahren sowie Angaben zur Mundhygiene und zum Gebrauch von Fluoridpräparaten vor. Proben von unstimuliertem und durch Kauen von Paraffinwachs stimuliertem Speichel wurden am Nachmittag nach mindestens einstündiger Nahrungskarenz gesammelt und bis zur Laboranalyse tiefgefroren.

Um die funktionelle Verfügbarkeit typischer Oligosaccharidmuster im Speichel nachzuweisen, wurde ein zuvor von den Verfassern entwickelter Lectin-Inhibitions-Assay eingesetzt. Hierzu werden Mikrotiterplatten mit einem Neoglykoprotein beschichtet und mit der Speichelprobe bebrütet. Kommt es hierbei zu einer Adsorption des Kohlenhydratteils der Speichel-Glykokonjugate an der Mikrotiterplatte, so wird die Bindung des Lectins an das Neoglykoprotein kompetitiv gehemmt. Für den Assay kamen verschiedene Lectine pflanzlicher und tierischer Herkunft zum Einsatz.

Der Speichel von kariesresistenten Kindern wies eine höhere Bindungshemmung gegen Erdnuss-Agglutinin auf als der Speichel von kariesanfälligen Kindern. Dieser Unterschied war signifikant für unstimulierten Speichel sowie nach Ausschluss von Kindern mit sehr hohem Fluoridgebrauch auch für stimulierten Speichel. Für die anderen untersuchten Lectine ließen sich keine Unterschiede in der bindungshemmenden Aktivität des Speichels von kariesanfälligen bzw. kariesresistenten Kindern feststellen.

Anhand der gut untersuchten Bindungseigenschaften des Erdnuss-Agglutinins lässt sich bereits eine grobe Charakterisierung jener Glykanmuster vornehmen, durch die sich der Speichel der kariesanfälligen Kinder von jenem der kariesresistenten Kinder unterscheidet. Zwar ist damit noch nicht belegt, dass es sich bei diesem Unterschied um einen konstitutionellen, wirtsspezifischen Faktor handelt, doch deuten viele Umstände darauf hin. Von einem kariogenen Stamm von Streptococcus mutans konnte zwischenzeitlich ein Lectin isoliert werden, welches eine Bindungsaffinität für die gleichen Glukan-Fraktionen aufweist wie Erdnuss-Agglutinin. Eine zukünftige Strategie zur Kariesprävention könnte darin bestehen, dass Kohlenhydrate mit entsprechenden Bindungseigenschaften extern supplementiert werden, um auf dem Wege einer kompetitive Hemmung die Besiedelung der Zahnflächen durch S. mutans zu verringern. In einem Experiment mit Ratten konnte bereits gezeigt werden, dass der Zusatz von Galactose zu einer kariogenen Nahrung zu einem geringeren Kariesbefall führt.

 


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