26.04.2010 Lachgas und Stickoxid aus dem Mund

Lachgas und Stickoxid aus dem Mund -
Bakterielle Nitratatmung im menschlichen Zahnbelag

Zusammen mit amerikanischen und belgischen Kollegen fand ein Team vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie heraus, dass Bakterien im menschlichen Zahnbelag mit Nitrat anstelle von Sauerstoff atmen können und dabei auch Lachgas und Stickoxid freisetzen. Bei diesem Denitrifikation genannten Prozess dient ein Salz, das Nitrat, bestimmten Bakterien als Oxidationsmittel bei der Atmung, und übernimmt damit die gleiche Funktion wie der Sauerstoff beim Menschen. Denitrifikation ist für Meere, Seen und Flüsse bereits sehr gut untersucht und konnte nun erstmals für den menschlichen Zahnbelag nachgewiesen werden.

Ausschlaggebend ist nitratreiche Nahrung, wie Blattsalate oder Rote-Beete-Saft, die im Speichel zu extrem hohen Konzentrationen an Nitrat führt, welches dann von den nitratatmenden Bakterien im Zahnbelag umgesetzt wird. Dabei entstehen gasförmige Stoffwechselprodukte wie Stickoxid, Lachgas und Stickstoff. Dass Zahnbelag zu Karies und Zahnfleischentzündungen führen kann, ist nichts Neues. Die aktuelle Veröffentlichung lässt nun weiterhin vermuten, dass es einen Zusammenhang zwischen diesen Erkrankungen und den bakteriellen Stickstoffumsetzungen im Zahnbelag gibt. Stickoxid ist ein bekanntes Signal-Molekül im menschlichen Körper, welches vielleicht auch für die Kommunikation zwischen den Prozessen im Zahnbelag und im Zahnfleisch verantwortlich ist. "Die Mengen an Stickoxid sind physiologisch relevant. Es ist bekannt, dass Stickoxid die Blutgefäße erweitert, so den Blutdruck senkt und zudem als Signalstoff im Nerven -und Immunsystem dient", sagt Dr. Frank Schreiber, der Ansprechpartner der Studie. "Ob das bei der Denitrifikation produzierte Lachgas die Stimmung erhellen kann, ist allerdings eher fraglich", ergänzt Dr. Peter Stief, der ebenfalls an dieser Studie mitgearbeitet hat. Tatsächlich ist die Menge des gebildeten Lachgases zu gering, um bekannte physiologische Funktionen, wie z.B. Betäubung hervorzurufen. So benutzten Zahnärzte in früheren Zeiten deutlich höhere Mengen, um ihre Patienten zu narkotisieren, als im Zahnbelag gebildet wird.

Mediziner wissen schon lange, dass der menschliche Körper von einer Vielzahl von Mikroorganismen besiedelt ist. Intensive Studien über deren tatsächliche Stoffwechselaktivität innerhalb ihres natürlichen Lebensraumes sind jedoch selten. Vielmehr haben Mediziner traditionell versucht, bestimmte Krankheitserreger zu isolieren, um sie dann unter künstlichen Laborbedingungen zu erforschen. Im Gegensatz dazu sieht die Strategie der Meeresforscher vom Bremer Max-Planck-Institut vor, Messmethoden zu entwickeln, mit denen sie direkt im Meeresboden bakterielle Stoffwechselprozesse verfolgen können. Aufmerksam geworden auf diese Techniken ist der US-Mikrobiologe Prof. Paul Stoodley aus Pittsburgh, der sich seit Jahren mit medizinisch relevanten Bakterien beschäftigt. Fasziniert von den Bremer Methoden hat Stoodley den Meersforschern eine interdisziplinäre Kooperation angeboten, um zu untersuchen, ob im menschlichen Zahnbelag ähnliche Prozesse wie im Meeresboden ablaufen. Die Bremer Wissenschaftler verwendeten hierzu eine Kombination aus Mikrosensormessungen, Analysen mit stabilen Stickstoffisotopen und molekularen Methoden zur Erfassung der für die Denitrifikation verantwortlichen Gene.