Orale Ökologie

Wenn Sie das nächste Mal jemanden küssen, denken Sie daran: In Ihrem Mund und im Mund jedes Erwachsenen leben mehr als 400 verschiedene Arten von Mikroorganismen, hauptsächlich Bakterien. Milliarden und Abermilliarden von ihnen wachsen in Schichten, aneinandergedrängt und kuschelig umeinander gewickelt, auf jeder schleimigen Oberfläche, dunklen Ecke und einladenden Ecke. Es reicht aus, um einen Körper dazu zu bringen, die Lippen dauerhaft geschürzt zu halten.

Bei einer Durchschnittstemperatur von etwa 95 Grad, einer speichelbedingten Luftfeuchtigkeit von 100 Prozent und regelmäßigem Nachschub mit Zucker und anderen einfachen Kohlenhydraten – Manna aus dem Bakterienhimmel – bietet der Mund einer solchen Artenvielfalt ein Zuhause, dass man ihn als den . bezeichnen könnte tropischer Regenwald des Körpers. In einem Mund kann die Zahl der Bakterien leicht die Zahl der Menschen auf der Erde übersteigen, sagt Sigmund Socransky, Zahnforscher am Forsyth Dental Center in Boston, Massachusetts. In einem sauberen Mund leben 1.000 bis 100.000 Bakterien auf jedem Zahn Oberfläche. Bei einer Person, die keinen besonders sauberen Mund hat, können auf jedem Zahn 100 Millionen bis 1 Milliarde Bakterien wachsen.

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Diese Geschichte war Teil unserer Januar-Ausgabe 1997



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Diese Fakten sind nützlicher als Futter für Cocktailparty-Geplapper. Ein ganzer Zweig der Zahnforschung ist rund um die orale Ökologie entstanden – die Erforschung der Beziehungen zwischen den Bewohnern dieses winzigen Dschungel-Ökosystems – um die nächste Generation von Waffen im Kampf gegen Zahn- und Zahnfleischerkrankungen zu entwickeln.

Seit 1959, als Wissenschaftler eine Art infektiöser Bakterien isolierten, die die meisten Karies verursacht, konzentrierte sich eine nationale Kampagne zur Reduzierung von Karies auf das Zähneputzen, die Verwendung von Zahnseide und die Zugabe von Fluorid zu Wasservorräten, Zahnpasta und Mundwässern. Fluorid, eine Chemikalie, die in vielen Gegenden der Welt natürlich im Grundwasser vorkommt, verbindet sich schnell mit dem Zahnschmelz, um seine glatte kristalline Oberfläche zu erhalten und Bakterien davon abzuhalten, einen Halt zu finden.

Diese Zahnhygienemethoden haben so gut funktioniert, dass heute 51 Prozent der US-Kinder unter 12 Jahren keine Karies haben. Viele der verbleibenden 49 Prozent haben jedoch schwere Karies, die selbst bei bester Zahnhygiene schwer zu kontrollieren sind. Und andere Probleme fordern Zahnforscher heraus. Parodontitis – eine Infektion des Zahnfleisches, die durch etwa ein halbes Dutzend Bakterienarten verursacht wird – betrifft Millionen Erwachsene und Kinder. Menschen mit Sjögren-Syndrom, einer Autoimmunerkrankung unbekannter Herkunft, die eine starke Austrocknung von Mund, Augen und anderen Schleimhautoberflächen verursacht, haben ernsthafte Probleme mit Karies, ebenso wie viele Menschen, deren Speicheldrüsen nach bestimmten medizinischen Eingriffen nicht mehr funktionieren.

In den letzten 20 Jahren haben es orale Ökologen wie Socransky dank moderner Biotechnologie, einschließlich Gentechnik und Techniken zur Untersuchung anaerober Bakterien, die ohne Sauerstoff leben und die meisten Parodontalerkrankungen verursachen, einige der Organismen identifiziert. Sie haben nicht nur etwa ein Dutzend Bakterienarten lokalisiert, die im Mund leben und Infektionen der Zähne und des Zahnfleisches verursachen können, sondern sie haben auch bedeutende Fortschritte beim Verständnis davon gemacht, wie diese Organismen den Mund besiedeln und wie sie von einer Person zur anderen übertragen werden .

Forscher wenden ihre neuen Erkenntnisse nun an, um Techniken zu entwickeln, die eine Ansiedlung der Organismen von vornherein verhindern oder sie nach der Eingewöhnung mit harmlosen Stämmen oder neuen Antibiotika vertreiben Menschen mit geschwächten Speicheldrüsen, um schädliche Keime aus dem Mund und in das Verdauungssystem zu schleusen, bevor sie an Zähnen und Zahnfleisch haften bleiben können.

Mikroskopisches Ökosystem

Forscher haben festgestellt, dass sich die Mikroorganismen des Mundes zusammen mit der menschlichen Spezies entwickelt haben, wahrscheinlich so lange, wie sie existiert. Im Austausch für das Leben in ihrem tropischen Paradies helfen die meist nützlichen Bakterien dabei, Krankheitserreger abzuwehren, die versuchen, von der Außenwelt in den Mund einzudringen. Zum Beispiel produzieren einige nützliche Bakterien organische Säuren wie Proprion- und Buttersäure, die Organismen töten, die für eine Reihe von Darmproblemen verantwortlich sind.

Doch wenn Menschenbabys auf die Welt kommen, platzen ihre Begrüßungsschreie aus sterilen Mündern. Innerhalb von Minuten bis Stunden werden sie jedoch mit Organismen besiedelt, die bei ihnen bleiben, bis sie sterben, sagt Socransky. Diese Bakterien, Hefen, Viren und Protozoen, von denen die meisten harmlos sind, dringen durch alles ein, was mit dem Mund eines Babys in Kontakt kommt: Luft, Brust, Flaschensauger, Daumen und andere Gegenstände.

Das Wachstum von Organismen im Maul folgt dem klassischen Muster der ökologischen Sukzession – so wie kahles Land schließlich zu dichtem Dschungel wird. Einige Pionierarten siedeln sich zuerst an und schaffen so einen freundlichen Lebensraum für andere Arten, die dann auch einziehen Karies – greift. Während der Pubertät verändert sich die Zusammensetzung des Speichels, so dass noch eine weitere Gruppe von Organismen einwandert und gedeiht. Wenn Menschen das Erwachsenenalter erreichen, beherbergen ihre Münder eine sogenannte Klimax-Gemeinschaft – eine komplexe Gruppe von Organismen, jeder mit seinem eigenen bevorzugten Mikrohabitat.

Obwohl die Ernährung weltweit unterschiedlich ist, haben Zahnforscher die gleichen Organismen im menschlichen Mund gefunden, egal wo die Menschen leben. Einige Arten leben nur auf den Wangen. Andere bevorzugen die Rückseite der Zunge gegenüber der Vorderseite, insbesondere die Gruppe der anaeroben Bakterien, die in den Zungenspalten leben und Schwefelwasserstoff abgeben, den Ursprung des schlimmsten Mundgeruchs. Eine andere Gruppe wird nur am Gaumen überleben. Und die Zähne selbst bieten eine Fülle von Wohnmöglichkeiten – zur Außenwelt offene Oberflächen, Seiten zum hinteren Teil des Mundes, ein Streifen entlang des Zahnfleischrandes und die düsteren, feuchten, sauerstoffarmen Räume zwischen Zahnfleisch und Zahnfleisch Zähne.

Speichel, die erstaunliche Flüssigkeit, die dieses Ökosystem im Gleichgewicht hält, beherbergt eine eigene Ansammlung von Bakterien sowie eine Vielzahl anderer Substanzen. Bicarbonat-Ionen puffern die zahnzerstörenden Säuren, die von schädlichen Bakterien wie S. mutans produziert werden. Phosphat- und Calciumionen übersättigen den Speichel und reparieren kontinuierlich die mikroskopisch kleinen Risse, die durch die Säure der Bakterien in den Zähnen entstehen.

Speichel enthält auch antibakterielle Wirkstoffe wie Lysozym, die Bakterien abtöten, indem sie ihre Zellwände öffnen. Ungefähr 60 Proteine ​​schwimmen im Speichel herum. Einige von ihnen liefern tatsächlich Nährstoffe für das Bakterienwachstum, während andere den Mund schmieren und Bakterien in so großen Klumpen zusammenkleben, dass sie nicht an den Zahnoberflächen haften können und leicht abgewaschen werden können. Speichel enthält sogar antivirale Komponenten. Tatsächlich versuchen Forscher des National Institute for Dental Research, die herausgefunden haben, dass das AIDS-Virus nicht im Speichel lebt, eine Substanz zu isolieren, von der sie glauben, dass sie gegen das AIDS-Virus wirksam sein könnte.

Die Bewohner des Mundes leben die meiste Zeit in mehr oder weniger perfekter Harmonie. Der Kongress sollte Lehren aus dem Mund ziehen, sagt Yolanda Bonta, Leiterin der klinischen Forschung bei Colgate Oral Pharmaceuticals in Piscataway, NJ. auch.

Tatsächlich sind die ökologischen Bedingungen im Mund nie stabil. Menschen stellen ihre Ernährung um, verlieren Zähne, lassen sich Kronen oder künstliche Zähne einsetzen oder nehmen Medikamente ein, die auf bestimmte Mikroorganismen wirken. Beispielsweise verursacht ein Epilepsie-Medikament ein übermäßiges Zahnfleischwachstum, sagt Socransky, und das verändert die Mikrobiota. Auch Bestrahlungen im Kopf-Hals-Bereich zur Krebsbehandlung sowie eine Vielzahl von Medikamenten führen zu einem drastischen Rückgang der Speichelproduktion, wodurch sich Bakterien ausbreiten können.

Nächster Planet wie die Erde

Veränderungen treten auch nach jeder Mahlzeit auf, nach jedem Zähneputzen und Zahnseide, sogar jedes Mal, wenn wir schlucken, da Millionen von Bakterien ihren Halt auf den Zahnoberflächen verlieren und in den Rachen stürzen. Während einer Nachtruhe, wenn die Speichelproduktion fast auf Null sinkt, schwelgen Bakterien wie die Schergen in der Fantasia-Version von Mussorgskis A Night on Bald Mountain in ihrer Freiheit und vermehren sich bis zum Morgengrauen hingebungsvoll.

Reichlich Zucker kann S. mutans in eine rasende Aktivität versetzen. Während einige Stämme von S. mutans natürliche Antibiotika gegen die Bakterien produzieren, die Streptokokken verursachen und wahrscheinlich im Mund von Menschen primitiver Kulturen nützlich waren, veränderte das Übergewicht von raffiniertem Zucker in der modernen Ernährung die Mundlandschaft so drastisch, dass S. mutans ist jetzt eher schädlich als hilfreich. Da es Zucker frisst, produziert S. mutans viel mehr Säure, als der Speichel puffern kann, und der Überschuss frisst die Mineralien des Zahnschmelzes auf. Ohne angemessenes Zähneputzen und Zahnseide wächst Plaque und produziert verkalkte Ablagerungen und ein gemütliches Zuhause für mehr Arten, die mehr Schaden anrichten. Klebrige opportunistische Bakterien greifen in die neu gebildeten Löcher und Spalten und verursachen Karies, und kein Speichelfluss kann sie abwaschen.

Kolonisation verhindern

In den letzten Jahren haben Forscher nicht nur bedeutende Fortschritte gemacht, um zu verstehen, wie sich Bakterien in ihren jeweiligen Nischen ansiedeln, sondern auch bei der Entwicklung von Methoden, um bestimmte schädliche Stämme daran zu hindern. An der University of Alabama School of Dentistry stellte Page Caufield, ein Professor für Oralbiologie, fest, dass Menschen während eines Infektiositätsfensters im Alter von etwa zwei Jahren von S. mutans – den höhlenverursachenden Bakterien – besiedelt werden. Zu dieser Zeit wird S. mutans normalerweise von den primären Betreuern weitergegeben, wahrscheinlich wenn sie Speicheltröpfchen ausspeien, während sie in das Gesicht eines Kindes sprechen, dessen Zähne hervortreten. Das Fenster öffnet und schließt sich, sagt Caufield. Wenn Kinder nicht mit S. mutans infiziert sind, zieht eine andere Bakterienart ein und nutzt diese Nische. Menschen tauschen S. mutans nicht als Erwachsene aus.

Um die Übertragung von S. mutans auf Kinder zu verhindern, werden Caufield und sein Team in Kürze klinische Studien an 250 Müttern beginnen, die besonders schädliche Bakterienstämme in sich tragen. Ihre Zähne werden mit Chlorzoin behandelt, einem antimikrobiellen Zahnversiegelungsmittel, das die Besiedlung von S. mutans während der Infektionsperiode ihrer Kinder bis zu sechs Monate lang wirksam blockieren kann. Die Forscher sagen, dass das Verfahren keine Auswirkungen auf die anderen Bakterien haben wird, die von dem Moment an, in dem sie geboren wurden, den Mund der Babys besiedelten – nützlich oder nicht. Daher hoffen sie, dass die Versuche beweisen werden, dass dies ein sicheres Mittel ist, um 250 Kindern ein Leben frei von den S. mutans-Stämmen zu ermöglichen, die ihre Mütter geplagt haben.

Chlorzoin wird auch in mehreren anderen Ländern klinisch getestet. An der größten klinischen Studie nehmen mehr als 1.300 Kinder im schulpflichtigen Alter in Dundee, Schottland, teil. Die Kinder, bei denen ein hohes Risiko für S. mutans festgestellt wurde, lassen sich über drei Jahre hinweg mehrmals die Zähne mit der Versiegelung bemalen. Die Forscher hoffen, dass dadurch die S. mutans-Populationen auf ein so niedriges Niveau reduziert werden, dass Karies verhindert wird.

Inzwischen wird Chlorzoin, das von Forschern der University of Toronto entwickelt und 1993 in Kanada als verschreibungspflichtiges Medikament zugelassen wurde, bereits von Oralife vertrieben, einem in Toronto ansässigen Unternehmen, das sich mit einer kanadischen Zahnversicherungsgesellschaft zusammengetan hat, um schulen Zahnärzte, Chlorzoin zu verwenden. Die Zahnärzte werden Chlorzoin als Teil eines Programms zur Verhütung von Karies bei Kindern und Erwachsenen mit besonders virulenten Stämmen von S. mutans oder Erkrankungen wie Mundtrockenheit, die Karies verschlimmern, aufnehmen. Wenn sich das Programm als erfolgreich erweist, erwartet Ross Perry, Präsident von Oralife, dass in den USA bald Zahnversiegelungen verwendet werden.

Laut Perry haben etwa 10 Prozent der Nordamerikaner ein hohes Risiko für Karies, während weitere 10 bis 15 Prozent ein mittleres Risiko haben. Der Betrag, der von diesen beiden Gruppen für restaurative Zahnheilkunde ausgegeben wird, macht 60 Prozent der Gesamtausgaben für Zahnheilkunde aus. Durch diese Behandlung über zwei Jahre kann S. mutans reduziert werden, und Erwachsene können ihren Risikofaktor um eine Stufe senken, sagt er. Vor diesem Programm zahlten Versicherungsgesellschaften nie für die Prävention. Sie zahlten immer, nachdem eine Person infiziert war.

Zahnärztliche Impfstoffe

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Martin Taubman und Daniel Smith, Zahnimmunologen am Forsyth Dental Center, haben an einer alternativen Methode gearbeitet, um zu verhindern, dass S. mutans die Zähne von Kindern besiedelt. Die Forscher wissen, dass Menschen im Alter von etwa drei Jahren Antikörper gegen Mutans-Streptokokken (die Bakteriengruppe, die S. mutans enthalten) entwickeln, nachdem die Bakterien ihre Zähne bereits besiedelt haben. Menschen behalten diese Antikörper als Erwachsene, entwickeln aber nie genug, um die Bakterien vollständig auszulöschen. Das Ziel des Teams ist es daher, einen Impfstoff zu entwickeln, der Kindern verabreicht werden kann, bevor ihr Mund von S. mutans besiedelt wird. Auf diese Weise wären die Antikörper bereits vorhanden, wenn die Bakterien sie infizieren.

Ein Impfstoff, den Taubman und Smith bisher entwickelt haben, veranlasst den Körper, Antikörper gegen ein von Mutans-Streptokokken produziertes Enzym zu produzieren. Das Enzym Glucosyltransferase oder GTF spaltet den Zucker in Lebensmitteln in einfachere Zucker - Glucose und Fructose - auf. Das resultierende einfache Zuckermolekül ist kritisch, da es die Substanz ist, an die sich Bakterien binden, wie Staubhasen an Klettverschlüssen. Somit trägt das Enzym dazu bei, eine Bakterienmasse zu erzeugen, die groß genug ist, um andere Kohlenhydrate zu metabolisieren und Milchsäure zu produzieren. Sie bekommen genug Käfer, Sie bekommen genug Säure, Sie produzieren ein Loch, sagt Taubman.

Die vom Impfstoff produzierten Antikörper stören die Stelle des Enzyms, die die komplexen Zucker spaltet, und verhindern, dass sie in die Bestandteile zerlegt werden, an denen sich die Bakterien gerne anheften. Der Impfstoff wurde zunächst an Tieren getestet, die nach der Immunisierung weniger Hohlräume entwickelten. Es wurde dann erwachsenen Menschen verabreicht, deren Immunsystem nachweislich Antikörper produziert.

Taubman und Smith sind dabei, den Impfstoff so zu verfeinern, dass er künstlich hergestellt werden kann – d. h. nicht aus den lebenden Mutans-Streptokokken selbst, sondern aus molekularen Komponenten –, rechnen jedoch nicht sofort damit, ihn an Kindern zu testen, nur weil das Forsyth Dental Center fehlt die notwendige medizinische Infrastruktur. Sie gehen davon aus, mit Zentren zusammenzuarbeiten, die sich auf Impfstoffe für Kinder spezialisiert haben, um ihre Impfstoffe auf diejenigen zu übertragen, die für andere Krankheiten entwickelt wurden.

Forscher entwickeln auch Impfstoffe, um Parodontitis vorzubeugen. Die Wissenschaftler hielten die Aufgabe ursprünglich für entmutigend, da die Krankheit im Gegensatz zu Karies anscheinend die komplexen Interaktionen zwischen vielen Bakterienarten beinhaltet: Einige Bakterien leben in der Zahnfleischtasche – dem Raum zwischen Zahnfleisch und Zähnen – und interagieren mit einer zweiten Set, das den Zahn über der Tasche besiedelt.

Aber Mundökologen haben kürzlich herausgefunden, dass die meisten Parodontalerkrankungen durch nur drei Bakterien verursacht werden können. Eine Art ist für die meisten juvenilen Parodontien verantwortlich, während zwei andere Arten die meisten Infektionen bei Erwachsenen verursachen. An der University of Washington entwickeln Forscher einen Impfstoff gegen eine Bakterienart, Porphyromonas gingivalis, die Erwachsene infiziert. Die Forschung begann vor einigen Jahren, als Roy Page, Professor für Parodontologie an der University of Washington School of Dentistry, einen Impfstoff aus deaktivierten Porphyromonas-Zellen herstellte, die harmlos waren, aber dennoch eine Immunantwort auslösen konnten. Dann fügte er ein Adjuvans hinzu – eine Mischung aus Ölen und anderen Inhaltsstoffen – das dem Antigen hilft, länger zu halten und die Immunzellen reaktionsschneller zu machen – und verabreichte den Impfstoff Makaken.

Da die meisten Tiere normalerweise keine Parodontitis bekommen – die einzige Art, die bei anderen als dem Menschen vorkommt, sind Beagles – wickelte Page Fäden um die Unterseite der Zähne der Affen, um die Ansiedlung von Bakterien zu fördern. Anschließend infizierte er die Affen mit allen Arten von Bakterien, die bei erwachsenen Menschen Parodontitis verursachen. Nach 36 Wochen führte er eine Computeranalyse der Zahnröntgenbilder durch, die vor und nach der Studie gemacht wurden, um den Unterschied in der Knochenzerstörung zu messen, der üblichen Folge einer durch Porphyromonas gingivalis verursachten Zahnfleischentzündung. Die Analyse zeigte, dass eine Kontrollgruppe einen signifikanten Knochenabbau aufwies, während die geimpften Affen praktisch keinen hatten. Die Ergebnisse legten nahe, dass die von den Affen entwickelten Antikörper gegen Porphyromonas auch gegen die anderen Bakterienarten wirksam waren.

Die US-amerikanische Food and Drug Administration fordert, dass Impfstoffe aus spezifischen Proteinen entwickelt werden, die eine Immunantwort auslösen, anstatt aus abgetöteten Zellen, die beim Menschen unangenehme Nebenwirkungen hervorrufen können. Ein wahrscheinlicher Kandidat ist ein Protein auf der Oberfläche von Porphyromonas, genannt Cystin-Protease, das eine Immunantwort auf die Bakterien induziert und keine Nebenwirkungen zu verursachen scheint. Die FDA bevorzugt auch Proteine, die aus reinem Antigen hergestellt werden, d. h. Antigen, das direkt von DNA abgeleitet ist, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass sie Verunreinigungen oder andere Zellkomponenten enthalten, die unerwünschte Reaktionen verursachen können. Zu diesem Zweck arbeitet Page mit Marilyn Lantz, einer Genetikforscherin an der University of Indiana, zusammen, um eine rekombinante Version des Proteins aus reiner DNA für weitere Tests an Affen herzustellen. Wenn wir Schutz vor Cystin-Protease erhalten, sagt Page, werden wir die FDA bitten, klinische Studien zur Sicherheit beim Menschen durchzuführen.

Bakterien verdrängen

Andere neue Forschungen zielen darauf ab, Schadorganismen aus dem Maul zu befreien, die bereits angenehme Lebensräume gefunden haben. An der University of Florida in Gainesville hat der Molekularbiologe und Zahnarzt Jeffrey Hillman mithilfe von Gentechnik einen harmlosen Stamm von S. mutans entwickelt, der die säureproduzierenden Sorten ersetzen wird, die in den meisten Mündern Hohlräume besetzen und verursachen.

In den frühen 1980er Jahren isolierten Hillman und sein Forschungsteam eine Art von S. mutans, die Zucker verstoffwechselt, aber keine Säure als Abfallprodukt produziert. Aber egal, was er und seine Kollegen versuchten – zum Beispiel den ursprünglichen Stamm mit Antibiotika zu beseitigen und die Zähne mit Jod zu bemalen – die S. mutans, die bereits den Mund einer Person besetzten, würden sich nicht bewegen. Sie haben Verstecke, sagt er. Niemand hat einen Weg gefunden, sie vollständig auszulöschen.

Also untersuchte Hillman Hunderte weiterer Stämme von S. mutans, um einen zu finden, der ein antibiotikaähnliches Molekül produzierte, das alle anderen Stämme von S. mutans tötete. Mit Gentechnik hat er es so verändert, dass es keine Säure mehr produziert. Dieser sogenannte Effektorstamm könne Zahnoberflächen besiedeln und einheimische S. mutans auslöschen.

In den nächsten Monaten wird Hillman Versuche an Laborratten beginnen, bei denen der Mund mit den Bakterien infiziert wird. Wenn die Bakterien wie beabsichtigt funktionieren, wird er Versuche am Menschen durchführen. Er geht davon aus, dass Zahnärzte die Bakterien schließlich während einer typischen Reinigung anwenden werden. Theoretisch sollte die neue Sorte den Rest ihres Lebens bei den Menschen bleiben, sagt Hillman. Und da S. mutans normalerweise von der Mutter auf das Kind übertragen wird, wird dieser Effektorstamm auch übertragen und beugt Karies bei den Kindern der Behandelten vor.

Wurzelprobleme

Andere Versuche, anstößige Keime aus ihren komfortablen Behausungen zu vertreiben, zielen auf Bakterien, Hefen und Einzeller ab, die in winzige Ritzen in einem Zahn tauchen, die blut- und nervenreichen Zahnwurzeln infizieren und eispickelartige stechende Schmerzen verursachen. Werden Wurzelinfektionen bestimmter Zähne im Oberkiefer nicht behandelt, können die Bakterien schwere Augeninfektionen bis hin zur Erblindung verursachen. Deshalb werden sie auch Augenzähne genannt, sagt Kathleen Olender, Endodontistin an der University of California-San Francisco Dental School.

Wenn ein Zahn im Unterkiefer schwer erkrankt ist, können die Bakterien in den Rachen wandern und eine sogenannte Ludwig-Angina verursachen, bei der der Kehlkopf so stark anschwellen kann, dass die Person nicht mehr atmen kann, sagt Craig Baumgartner, Vorsitzender der Abteilung für Endodontologie der Oregon Health Sciences University in Portland. Bakterien aus einem Zahn im Oberkiefer können sich auch in den Plexus pterygoideus, einen Ort von Nerven und Blutgefäßen im Gesicht, ausbreiten. Die Bakterien können die Venen ins Gehirn zurückstauen, sagt er, und sogar Demenz verursachen.

Baumgartner sagt, dass Endodontisten diese schweren Infektionen zwar nur gelegentlich in den Vereinigten Staaten sehen, aber in Entwicklungsländern, in denen die Menschen keinen Zugang zu Antibiotika und aggressiver Pflege haben, um infizierte Wurzeln chirurgisch zu entfernen, immer noch häufig sind. Obwohl Wurzelkanalbehandlungen seit Hunderten von Jahren durchgeführt werden und heute etwa 10 Millionen Zähne pro Jahr endodontisch behandelt werden, durften Zahnärzte in den Vereinigten Staaten erst nach der Entwicklung von Antibiotika nach dem Zweiten Weltkrieg Wurzelbehandlungen durchführen weil die bakterielle Infektion in der Wurzel oft schwer einzudämmen war.

Forscher mit dem Ziel, diese Infektionen zu kontrollieren, haben kürzlich acht Bakterienarten identifiziert, die anscheinend die meisten Infektionen in den Zahnwurzeln verursachen. Ihr Ziel ist es, alle Bakterien in einer infizierten Wurzel zu eliminieren, da sie normalerweise steril ist. Da es jedoch ein komplexes Zusammenspiel zwischen den Arten infizierender Bakterien zu geben scheint – ein Nebenprodukt der einen wird von einer anderen als Nährstoff verwendet – glauben Forscher wie Baumgartner von der Oregon Health Sciences University, dass die Identifizierung und Konzentration auf das Abtöten einer oder zweier Arten das Ökosystem so durcheinander bringen, dass der Rest absterben würde. Zu diesem Zweck testen er und andere Forscher nun die Wirksamkeit einzelner Antibiotika an gezielten Bakterienarten.

Speichel nachahmen

Speichel ist vielleicht das effektivste Mittel, um den Mund von schädlichen Bakterien zu befreien. Ohne genügend Speichel erleiden die 2 Millionen Menschen mit Sjögren-Syndrom, das eine starke Austrocknung der Schleimhautoberflächen verursacht, eine Vielzahl von oralen Infektionen. Das gilt auch für Millionen von Menschen, deren Speicheldrüsen durch Bestrahlungen von Kopf-Hals-Krebs, Knochenmarktransplantationen, Chemotherapien oder den mehr als 400 verschreibungspflichtigen und rezeptfreien Medikamenten, von denen berichtet wurde, dass sie Mundhöhlen verursachen, betroffen sind Trockenheit.

Mars im Sonnensystem

Leider hat sich das Bestreben, künstlichen Speichel zu entwickeln, als weitgehend erfolglos erwiesen. Der Hauptgrund ist, dass viele seiner Komponenten noch nicht einmal identifiziert wurden, sagt Philip Fox, klinischer Direktor des National Institute of Dental Research (NIDR). Dazu gehören die viralen und bakteriellen Komponenten sowie die unzähligen Substanzen, die beim Kauen, der anfänglichen Verdauung und beim Schlucken helfen. Die Forscher waren daher weder in der Lage, seine physikalischen und chemischen Eigenschaften zu reproduzieren, noch konnten sie alle Arten identifizieren, in denen es zur Funktion des Mundes als Ökosystem beiträgt.

Bis sie genau sagen können, was Speichel ist, konzentrieren sich NIDR-Forscher wie Fox stattdessen auf andere Optionen. Bei Menschen, die einen Teil ihrer Speicheldrüse behalten haben, haben Forscher Erfolg mit einem Medikament, Pilocarpin, das die Drüse anregt, mehr Speichel zu produzieren. Sie suchen auch nach Möglichkeiten, das Sjögren-Syndrom durch die Verwendung von Steroiden und anderen Medikamenten zu kontrollieren, die darauf abzielen, die Immunantwort zu beruhigen, die die Speicheldrüsen lahmlegt.

Wir versuchen auch, die Speicheldrüse zu rekonstruieren, sagt Fox, indem wir Gentransfertechnologie verwenden, um zu versuchen, eine beschädigte Drüse wiederherzustellen. Bei einer Methode verwenden die NIDR-Forscher Brian O'Connell und Bruce Baum die Standard-Gentransfertechnologie, bei der ein Virus, das eine Zelle infiziert, verwendet wird, um ein Gen zu tragen, das die Zelle dazu veranlasst, eine Substanz zu produzieren, die nicht in ihrer eigenen DNA programmiert ist produzieren. Wenn die Speicheldrüsen durch Strahlung oder Krankheit geschädigt wurden, können Zellen noch vorhanden sein, aber sie sind keine wasserabsondernden Zellen. In Tierversuchen ist es den Forschern gelungen, Gene in Zellen zu übertragen und sie zur Wasserproduktion zu bringen. Fox sagt, dass innerhalb von zwei bis drei Jahren die gleichen Techniken möglicherweise beim Menschen angewendet werden können.

Da das Gebiet der oralen Ökologie noch am Anfang steht und die Ergebnisse der neuen Forschung noch den langen Prozess klinischer Studien durchlaufen müssen, werden die meisten neuen Techniken erst 5 bis 10 Jahre lang das Innere des Mundes der Menschen sehen, sagen Forscher. Bis dahin weist Bonta von Colgate Oral Pharmaceuticals darauf hin, dass, obwohl Sie es sich leisten können, 72 Stunden lang nicht zu putzen, wenn Sie diesen Schwellenwert überschreiten, die Bakterien sich jedoch so stark vermehrt haben, dass die von ihnen produzierte Säure Löcher in die Zähne bohrt . Darüber hinaus können Sie die Plaque möglicherweise nicht entfernen und die infizierten Teile der Zähne wieder gesund machen.

Es ist auch am besten, länger als eine Minute zu putzen, sagt Ernest Newbrun, ein Zahnforscher an der University of California am Department of Oral Biology in San Francisco. Das ist der Aufwand, um die 150 Zahnoberflächen im Mund der meisten Menschen zu reinigen und die Bakterienzahl auf überschaubare und gesunde 1.000 bis 100.000 pro Zahn zu senken.

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