Zucker beeinflusst die Zusammensetzung der Zahnplaque auf unterschiedliche Art. Der komplexe Mechanismus ist nur teilweise bekannt. Beteiligt sind Stoffwechselreaktionen der Plaque-Bakterien und die Speichelsekretion; sie setzen Diffusionsprozesse in Gang und beeinflussen so die Freisetzung von Mineralstoffen aus dem Zahnschmelz und die Pufferkapazität der Plaque. Der Sättigungsgrad der Plaque-Flüssigkeit mit Zahnschmelz-relevanten Ionen (Ca2+, OH-, PO43-, Cl-), gilt als entscheidender Parameter für die Kariogenität. Er ist definiert als Verhältnis der mittleren Ionenaktivität zur scheinbaren Löslichkeitskonstanten des Zahnschmelzes (Normwert: ca. 1). In vitro ließ sich die indirekte Korrelation mit der Demineralisationsrate des Zahnschmelzes nachweisen. Eine besondere Bedeutung scheint dabei der Calcium-Aktivität (= ionisiertes Calcium) zuzukommen.
Die vorliegende Studie prüft die Hypothese, wonach der Sättigungsgrad der Plaque-Flüssigkeit nach Kontakt mit Zucker vom Aktivitätsgrad der Karies (caries activity) (mit)bestimmt wird. Testpersonen sind 3 Gruppen junger Erwachsener (18-22 Jahre) mit unterschiedlichem Kariesbefall: 1. keine kariösen Läsionen, keine weißen Flecke (white spot lesions) an der Zahnoberfläche (Zahnhals) (DMFS = 0; n = 6); 2. kariöse Läsionen, jedoch keine weißen Flecke am Zahnhals (DMFS >=9; n = 7); 3. aktive Karies und 8-28 weiße Flecke am Zahnhals (DMFS >10; n = 9). Plaque wird dreimal entnommen im Abstand von jeweils einer Woche, morgens nüchtern, nachdem die Zähne 48 h lang nicht gereinigt wurden. Die erste Entnahme liefert die Ausgangswerte; vor der 2. und 3. Entnahme wird der Mund jeweils für 1 Min. mit 10 ml einer 5%igen Saccharoselösung intensiv gespült. Plaque wird nach 3 bzw. 7 Min. entnommen von allen Zahnpartien mit Ausnahme der lingualen Seite der unteren Vorderzähne (von Zahnhöcker zu Zahnhöcker). Zur Bestimmung der Plaque-Bakterien (Gesamtflora und S.mutans als prozentualer Anteil) wird eine zusätzliche Probe entnommen.
Die Plaque-Proben werden zentrifugiert; aus einem Teil des Überstands werden pH-Wert und Calcium-Aktivität ermittelt, letztere mit einer Calcium-selektiven Mikroelektrode. Der Rest wird mit destilliertem, deionisiertem Wasser verdünnt zur Bestimmung anorganischer Ionen und organischer Säuren. In einem Teil der Proben wird zusätzlich der Proteingehalt bestimmt.
Der pH-Wert der Plaque-Flüssigkeit der Ausgangsprobe liegt in allen 3 Gruppen im Neutralbereich; er fällt 3 Min. nach Kontakt mit Zucker signifikant ab (p <0,01) und steigt nach 7 Min. in Gruppe 1 und 2 wieder an, in Gruppe 3 fällt er bei 5 der 9 TP weiter ab. Der Gehalt an organischen Säuren (im Wesentlichen Milch- und Essigsäure) steigt 3 Min. nach dem Zuckerkontakt an und fällt dann in allen Gruppen gleichermaßen leicht ab. Lediglich der Anteil an undissozierter Säure ist in Gruppe 3 höher als in den Gruppen 1 und 2.
Die Konzentration von Phosphat und der anderen anorganischen Ionen mit Ausnahme von Calcium bleibt unverändert. Gesamt-Ca und Ca-Aktivität steigen 3 Min. nach Kontakt mit Zu-cker an (p <0,01), Unterschiede zwischen den Gruppen treten erst nach 7 Min. auf mit leichtem weiterem Anstieg der Ca-Aktivität in Gruppe 1 und Abfall in den Grup-pen 2 und 3. Gesamt-Ca ist nach 7 Min. in allen Gruppen etwas niedriger als nach 3 Min., bleibt aber über dem Ausgangswert. Aus den analytisch ermittelten Daten wird der Gehalt an freiem, säure- und phosphatgebundenem und an unbekannte Liganden gebundenem Calcium berechnet.
Der Ausgangs-Proteingehalt der Plaque-Flüssigkeit von 0,90±0,30g/dl steigt nach Kontakt mit Zucker auf 1,41±0,51g/dl (p <0,01); er korreliert direkt mit dem Calciumgehalt und indirekt mit dem pH-Wert. Als mögliche Mechanismen werden die Lösung eines Protein-Calcium-Komplexes, die Freisetzung von Bakterien-gebundenem Calcium und die Auflösung von Calciumphosphat diskutiert.
Die Aktivität von S. mutans ist in Grup-pe 3 signifikant höher als in den beiden anderen Gruppen.
Der Sättigungsgrad der Plaque-Flüssigkeit sowohl mit Gesamt-Ca als auch mit den freien Ca-Ionen (Ca-Aktivität) wird berechnet. In beiden Fällen ist er in der Basis-probe in allen 3 Gruppen >1, d h. die Plaque-Flüssigkeit ist im Nüchternzustand übersättigt mit Zahnschmelz-releventen Ionen. 3 Min. nach Kontakt mit Zucker sinkt der Sättigungsgrad ab, in Gruppe 3 auf <1; nach 7 Min. kehrt er in den Gruppen 1 und 2 nahe zum Ausgangswert zurück, in Gruppe 3 bleibt er niedrig.
Die Studie bestätigt Einzelergebnisse früherer Untersuchungen eines der Autoren. So stimmt die unzureichende Sättigung mit Bausteinen des Schmelzes der Plaque-Flüssigkeit in Gruppe 3 (aktive Karies) mit einem Befund überein, wonach an den weißen Flecken entnommene Plaque-Proben den niedrigsten Sättigungsgrad aufweisen. In anderen Studien wurde eine Korrelation zwischen dem Gehalt an undissoziierten organischen Säuren und der Auflösung von Hydroxyapatit bzw. der Demineralisationsrate von Zahnschmelz festgestellt. Der Zusammenhang zwischen Sättigungsgrad und kariogenem Potential der Plaque-Flüssigkeit nach Kontakt mit Zucker scheint somit gesichert. Details zum pathobiochemischen Mechanismus müssen in weiteren Untersuchungen geklärt werden.