Arginin kann die Plaquebildung auf den Zähnen modifizieren und vor Zahnkaries schützen

Arginin kann die Plaquebildung auf den Zähnen modifizieren und vor Zahnkaries schützen

Neue klinische Studie am Menschen beweist, dass die Aminosäure Arginin die Plaquebildung auf den Zähnen modifizieren und so vor Zahnkaries schützen kann.

In einer interessanten Humanstudie von Forschern der Universität Aarhus in Dänemark wurden Zahnbeläge verglichen, die auf maßgeschneiderten Prothesen auf beiden Seiten des Mundes desselben Teilnehmers entstanden waren. Das Team setzte beide Seiten Zucker aus, behandelte jedoch nur eine mit Arginin, um dessen Nutzen zu beurteilen. Ihre Ergebnisse zeigten einen höheren pH-Wert, eine veränderte Biofilmstruktur und eine Reduzierung schädlicher Bakterien, was das Potenzial von Arginin zur Vorbeugung von Zahnkaries unterstreicht.

Durch die Fermentation des Zuckers in unserer Nahrung durch die zahlreichen Bakterien in unserem Mund entstehen Säuren, die unsere Zähne zerstören und Karies bilden. Diese Bakterien leben in Plaque-ähnlichen Gemeinschaften, die als „Zahnbiofilme“ bezeichnet werden. Arginin, eine Aminosäure, die natürlicherweise in unserem Speichel vorkommt, hat sich nachweislich als hilfreich bei der Vorbeugung von Karies erwiesen. Einige nützliche Bakterien verfügen über ein Arginin-Deiminase-System (ADS), das dabei hilft, Arginin abzubauen und Alkali zu bilden, das die Säuren neutralisieren kann. Die erhöhte Verfügbarkeit von Arginin hilft bei der Vermehrung dieser nützlichen Bakterien und hemmt gleichzeitig das Wachstum säureproduzierender Bakterien. Kürzlich durchgeführte Studien außerhalb des menschlichen Körpers zeigten auch, dass die Verfügbarkeit von Arginin die Zusammensetzung von Zahnbiofilmen verändert.

Um diese Erkenntnisse im menschlichen Mund weiter zu beweisen, hat ein Team aus Zahnärzten und Forschern unter der Leitung von Post.doc. Yumi C. Del Rey und Professor Sebastian Schlafer von der Universität Aarhus in Dänemark haben eine klinische Studie durchgeführt und ihre Ergebnisse im veröffentlicht Internationale Zeitschrift für Oralwissenschaft.

Sie rekrutierten 12 Teilnehmer mit aktiver Karies und bereiteten Spezialprothesen vor, die die Ansammlung intakter Biofilme auf beiden Seiten des Kiefers ermöglichen. Die Teilnehmer wurden angewiesen, die Prothesen 5 Minuten lang in eine Zuckerlösung zu tauchen und anschließend 30 Minuten lang destilliertes Wasser (als Placebo) oder Arginin auf jede Seite zu geben. Dies sollte dreimal täglich wiederholt werden, wobei die Argininbehandlung jedes Mal auf derselben Seite erfolgen sollte. „Ziel war es, den Einfluss der Argininbehandlung auf den Säuregehalt, die Bakterienart und die Kohlenhydratmatrix von Biofilmen von Patienten mit aktiver Karies zu untersuchen„, erklärt Sebastian Schlafer, Professor an der Abteilung für Zahnmedizin und Mundgesundheit. Nach 4 Tagen, als sich der Biofilm entwickelt hatte, wurde der Zahnersatz zur detaillierten Analyse entfernt.

Ein spezieller pH-empfindlicher Farbstoff namens „C-SNARF-4“ wurde verwendet, um den Säuregehalt der gesammelten Biofilme an verschiedenen Orten zu analysieren. Mit Arginin behandelte Biofilme zeigten 10 und 35 Minuten nach einer Zuckerbelastung einen deutlich höheren pH-Wert (geringerer Säuregehalt). „Unsere Ergebnisse zeigten Unterschiede im Säuregehalt der Biofilme, wobei die mit Arginin behandelten Biofilme deutlich besser vor einer durch den Zuckerstoffwechsel verursachten Übersäuerung geschützt waren“ sagt die Erstautorin Yumi C. Del Rey.

Anschließend wurden kohlenhydratbindende Proteine, sogenannte Lektine, mit einem fluoreszierenden Farbstoff markiert, um zwei häufige Kohlenhydratbestandteile der Biofilme anzufärben: Fucose und Galactose. Diese Bestandteile machen einen großen Teil der Zahnbiofilme aus und können zur Bildung von „Säuretaschen“ in ihnen beitragen. Bei der Behandlung mit Arginin konnte insgesamt eine Verringerung der Menge an Fucose-basierten Kohlenhydraten festgestellt werden, wodurch der Biofilm möglicherweise weniger schädlich wurde. Darüber hinaus kam es zu einer Veränderung der Struktur des Biofilms, wobei die galaktosehaltigen Kohlenhydrate nach unten hin abnahmen und nach oben zunahmen.

Um außerdem festzustellen, welche Bakterien im Biofilm vorhanden waren, sequenzierten sie alle Bakteriengenome mithilfe einer Technik namens „16S-rRNA-Gensequenzierung“. Allerdings dominierten überwiegend Biofilme, die mit Arginin und Placebo behandelt wurden Streptokokken Und Veillonella Arginin reduzierte deutlich die Mitis/Oralis-Gruppe von Streptokokken, die Säure produzieren, aber keine starken Alkaliproduzenten sind, und erhöhte Streptokokken mit beträchtlichem Argininstoffwechsel leicht, wodurch der pH-Wert verbessert wurde. Insgesamt machte Arginin die Biofilme weniger schädlich, indem es ihren Säuregehalt reduzierte, ihre Kohlenhydratstruktur veränderte und das Mikrobiom in ihnen umgestaltete.

Zahnkaries, die in allen Altersgruppen und Regionen weit verbreitet ist, könnte durch Strategien wie den Zusatz von Arginin in Zahnpasten oder Mundspülungen für Menschen, die anfälliger dafür sind, bekämpft werden. Arginin, eine Aminosäure, die natürlicherweise in unserem Körper produziert wird und in Nahrungsproteinen vorkommt, ist harmlos und könnte sogar bei Kindern Anwendung finden.

Quellen: