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.