6. Diskussion

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Die Menge pathogener Keime im Mundraum ist entscheidend von äußeren Eingriffen in Form von Zahnpflegemaßnahmen abhängig. Wird die Mundhygiene unterlassen, erhöht sich die orale bakterielle Belastung, der Körper reagiert mit einer Gingivitis (Löe 1965) und das Risiko der Ausbreitung der Infektionskrankheiten Karies und Parodontitis steigt (König 2000). Der Mundraum ist für Bakterien als Lebensraum prädestiniert. Grund dafür ist das feuchte, nährstoff- und nischenreiche orale Milieu, in welchem der Speichel eine Schlüsselrolle einnimmt (Koop 1990). Die Bakterien besitzen die Fähigkeit dieses Milieu zu nutzen. Sie adhärieren mittels ihrer spezifischen Lektine - kohlenhydratbindende Proteine oder Glykoproteine nicht-immunologischer Herkunft - an orale Oberflächen und bilden durch das interbakterielle Zusammenleben einen schützenden Biofilm. Der menschliche Körper wehrt sich mit Hilfe von ´host-defence-Faktoren´ gegen die bakteriellen Angriffe und beeinflusst somit das Ausmaß der bakteriell induzierten Erkrankung. Körpereigene Produkte, die der Protektion und Abwehr dienen, werden mittels des Sulkusfluids (Cimasoni 1983) und vor allem des Speichels (Whelton 1996) in die Mundhöhle transportiert. Bei pathologischer Reduktion oder dem Erlöschen der Speichelproduktion, z.B. auf Grund einer Bestrahlungstherapie (Anderson et al. 1981, Ballagh et al. 1994, Someya et al. 2003), gerät das ´host-defence-System´ aus dem Gleichgewicht. Die speichelvermittelte Adhäsion und Antiadhäsion nimmt ab, was z.B. das rein mechanische Wegschwemmen der Bakterien durch das orale Sekret reduziert (Kayser et al. 2001). Entzündung und Karies haben es unter diesen Bedingungen wesentlich leichter, sich im Mundraum zu manifestieren.

Zu den oralen Abwehrmechanismen zählen unspezifische antibakterielle Schutzfaktoren und dort im Besonderen Speichelmuzine (König 2000). Diese Glykane werden in den Speicheldrüsen produziert und sind in der Lage, über ihren Glykoproteinanteil die lektinvermittelte Adhäsion der Bakterien an die oralen Oberflächenstrukturen, an das ´Pellicle´ oder auch an andere Bakterien kompetitiv zu hemmen (Gibbons & van Houte 1975, Tabak et al. 1982, Levine et al. 1985). Kage et al. stellten die Vermutung auf, dass sich hinter dieser frühzeitigen antibakteriellen Abwehr des Körpers ein Mechanismus benannt als ´first line of defence´ verbirgt (Kage et al. 1995). Die Glykananzahl und -zusammensetzung unterliegt genauso wie die Speichelmenge sowohl genetisch determinierten, endogenen als auch exogenen Einflüssen. Die Oligosaccharidstruktur des Glykokonjugats wird in ihrer Synthese im Rahmen des ´processing´ über die Aktivierung spezifischer Glykosyltransferasen und Glykosidasen reguliert (Stryer et al. 2003). Ubiquitäre Enzyme, wie z.B. für die N-Glykosylierung, kommen im Wechsel mit individuell exprimierten, beispielsweise wie im Rahmen der O-Glykosylierung bei Blutgruppenantigenen, zum Einsatz. Eine große Variationsbreite beim biologischen Zusammenbau der Gesamtstruktur ergibt sich durch das Ausgangssubstrat und durch die Vielzahl der Monosaccharide sowie der Enzyme als Angriffspunkte während der Synthese. Die Beeinflussung durch exogene Faktoren haben viele Studien untersucht: Beispielsweise zeigte sich, dass die Gabe von β-adrenergen Rezeptorenblockern über längere Zeit eine Reduktion der Gesamtproteinkonzentration im Speichel bewirkt haben (Ryberg et al. 1989) sowie Glukokortikoide das Glykosylierungsmuster des Speichels durch Sialyltransferaseaktivität verändern (Biol et al. 1991, Coughlan & Breen 1995). Auch der biologische Rhythmus oder Hormone bedingen die Glykanproduktion (Dawes 1996).

Im Bereich des Intestinaltraktes haben Untersuchungen bereits erbracht, dass als externer Reiz das Cholera-Toxin in der Lage ist, auf die Sekretion der dortigen Drüsen über einen intramuralen Reflex einzuwirken (Jodal et al. 1993). Als Übertragung auf das orale System wäre demzufolge eine reflektorische Glykokonjugatproduktion auf einen bakteriellen, so genannten externen Reiz hin denkbar. Um diesen oralen intramuralen Reflex nachzuweisen, müssen die Glykane möglichst in einer natürlichen, konstanten Ausgangsmenge vorliegen und sollten bei ihrer Synthese wenig durch außergewöhnliche Reize stimuliert werden. In dieser Arbeite wurde das Ziel angestrebt, ein allgemeingültiges Bild aufzuzeigen, das durch ein bewusstes Auswahlverfahren möglichst frei von pathologischen Merkmalen, familiären Häufungen und individuellen, prägnanten Habits ist. Diese Arbeit bildet den Versuch, mögliche Zusammenhänge zwischen quantitativen Unterschieden Lektin-spezifischer Speichel-komponenten der unterschiedlichen Speicheldrüsensekrete im Verlauf einer zunehmenden bakteriellen Belastung im Mundraum darzustellen. Die Untersuchung wurde nach Art einer experimentell induzierten Gingivitis- bzw. Periodontitisstudie gestaltet, in welcher auf Mundhygiene bewusst für mehrere Tage verzichtet wird. Dieser Methode bedienten sich bereits andere Studien erfolgreich, um z.B. die reaktiven Schleimhautunterschiede zwischen jüngeren und älteren Patienten zu erforschen (van der Velden et al. 1985), das Verhalten von Serumimmunglobulinen und S-IgA einzuordnen (Schencker et al. 1993), natürliche Zähne mit Implantaten bezüglich entstehender Gingivitits und ´peri-implant´-Mucositits zu vergleichen (Pontoriero et al. 1994, Zitzmann et al. 2001), die unterschiedliche Gingivareaktion von Rauchern und Nicht-Rauchern mittels verändertem S-IgA-Gehalt zu erklären (Lie et al. 2002) oder die reaktive Speichelkonzentration bezüglich Cystatin zu erkunden (van Gils et al. 2003).

6.1. Auswahl der Probanden

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Bei der Auswahl der Probanden wurde versucht, Faktoren, die die Speichelproduktion beeinflussen, zu reduzieren. Hormone und Medikamente können die Sekretionsrate entscheidend verändern. So fand man z.B. unterschiedliche Speichelsekretionsraten von Männern und Frauen (Bergdahl 2000), allgemeine Unterschiede der Speichelzusammen-setzung während der Schwangerschaft (Laine et al. 1988), und abweichende Speichel-sekretionsraten bei Insulin-pflichtigen Diabetikern (Kjellmann 1970). Daher wurde für diese Studie Wert auf eine allgemeinmedizinische Gesundheit gelegt und eine Auswahl ausschließlich männlicher Probanden getroffen, um den Faktor der hormonellen Erkrankungen sowie der monatlichen Hormonschwankungen zu minimieren.

Eine ausgewogene Lebensführung war erwünscht. Dem Konsum von Nikotin, welcher nicht nur die Speichelzusammensetzung, sondern auch die Bakterienflora im Mundraum verändert (Heintze 1984), dem Drogenmissbrauch und einem Alkoholabusus durften die Probanden nicht anhängen (Kintz 2002, Fucci 2003, Friedland 2003, Swift 2003). Obgleich nur wenige Beweise für den Einfluss von verschiedenen diätetischen Ernährungsformen auf die Speichelzusammensetzung vorliegen (Dawes 1970, Johansson & Birkhed 1994; Johansson et al. 1994), mussten die Probanden prophylaktisch eine ausgewogene Ernährungsweise zusichern.

Ebenso wurden lokale Faktoren des Mundraumes, die auf eine primär erhöhte Bakterienzahl hindeuteten, berücksichtigt. Parodontopathien, Mundschleimhauterkrankungen und kariöse Läsionen waren ein Ausschlusskriterium zur Teilnahme an dieser Studie. Alle Probanden zeigten eine gute Mundhygiene. Da die Plaqueakkumulation bei einem vollbezahnten im Vergleich zu einem reduzierten Gebiss unterschiedlich ist, wurde in Anbetracht der später durchzuführenden Hygienestaten der Anspruch an eine Mindestanzahl von 24 Zähnen gestellt. Zudem lassen Untersuchungen vermuten, dass auch die Zahnanzahl einen bedingten Einfluss auf den Stimulationszustand der Drüsen inne hat: ein reduziertes Gebiss weist eine geringere Sekretionsrate auf (Bergdahl 2000).

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Differierend zu histologischen Untersuchungen scheint das Lebensalter keinen Einfluss auf eine veränderte Speichelsekretion zu besitzen (Dawes 1996). Bei Ratten stellte man hingegen einen altersabhängigen Unterschied des Glykanmusters fest (Kousvelari et al. 1988). Zur Sicherheit wurde in dieser Studie eine möglichst geringe Altersdifferenz der Probanden angestrebt. Letztendlich ergab sich bei den 22- bis 37-jährigen ein Altersunterschied von 15 Jahren mit einem Meridian von 27,8 Jahren.

Ein genetischer Polymorphismus und der biologische Rhythmus beeinflussen den Speichel in seiner Zusammensetzung und seine Sekretion, ohne dass auf sie eingewirkt werden kann. Diese interindividuelle Diskrepanz muss bei ´in vivo´-Studien akzeptiert und bei der Betrachtung der Ergebnisse bedacht werden.

6.2. Vorbereitung der Probanden

Die Probanden mussten ein hohes Maß an Initiative und Selbstdisziplin mitbringen, um ein Gelingen der Studie zu ermöglichen. Ein intensives Einführungs- und Aufklärungsgespräch sowie Zeit zur Entscheidungsfällung vor der Einwilligung zur Studiendurchführung stellten notwendige Grundvoraussetzungen dar. Der Studienablauf war übersichtlich strukturiert. Um circadiane und circannuale Rhythmen, welche erwiesenerweise ebenfalls Einfluss auf die Speichelproduktion, -menge und -flussrate nehmen (Whelton 1996), einzudämmen, sollten alle Probanden in aufeinanderfolgen Terminen, an gleichen Tagen, jeweils um 18:00 Uhr vorstellig werden. Studien haben gezeigt, dass die Speichelsekretion nachmittags signifikant höher ist als am Morgen (Nederfors & Dahlof 1993). Die Aufnahme der Nahrung und das Trinken von koffein-, teein-, zucker- und säurehaltigen Getränken sollte ab drei Stunden vor Versuchsbeginn unterbleiben, um direkte nutritive Einflüsse auf die Speichelmenge und - sekretion zu minimieren (Dawes 1996). Nach einer allgemeinanamnestischen und oralen Eingangsuntersuchung begann die Studie jeweils an einem Mittwoch, dem so genannten Tag „x“. Nach einer weiteren Kontrolle zwei Tage später, Tag „x+2“, führten die Probanden am Abend des fünften Tages ihre gewohnten Mundhygienemaßnahmen zum vorerst letzten Mal aus. Von der Durchführung einer professionellen Zahnreinigung zu Beginn der Studie bzw. an Tag „x+4“ wurde bewusst abgesehen, da ein unbeeinflusstes, physiologisches, realitätstreues Milieu im Mundraum gewünscht wurde, welches mit seiner individuellen Reaktion auf die veränderte Mundhygiene betrachtet werden sollte. Es war nicht beabsichtig, eine künstliche Vergleichbarkeit aus einem Optimalmilieu heraus zu erzielen. Ab dem sechsten Tag, Tag "x+5", enthielten sich alle Probanden jeglicher Mundhygiene für die folgenden acht Tage. Um gewohnheitsmäßigen Handlungen vorzubeugen, wurden die Freiwilligen gebeten, die häuslichen Zahnbürsten am Kontrolltag "x+5" zur Verwahrung auszuhändigen. Während der Phase der steigenden bakteriellen Belastung auf Grund der Vernachlässigung der Mundhygiene erschienen die Probanden zu drei Untersuchungsterminen. In Anbetracht der angestrebten Beurteilung der Speichelkonzentration und -sekretion in Abhängigkeit zur oralen bakteriellen Entwicklung fiel die Auswahl der Termine auf das Ende des ersten Tages "x+5", da zu diesem Zeitpunkt nach der ´Pellicle´-Bildung die Anlagerung der Bakterien an die Zahnoberflächen eingesetzt hat. Eine weitere Kontrolluntersuchung wurde in der Phase, in der laut Studien gramnegative Bakterien in der Plaque dominieren (Gibbons & van Houte 1975, Socransky et al. 1977, Theilade et al. 1982), ausschließlich am Ende des neunten Tages, Tag "x+8", durchgeführt, um den zeitlichen Aufwand der Freiwilligen zu begrenzen. Den Abschluss bildete der Termin am letzten Tag der Mundhygieneabstinenz, Tag "x+13", an dem die Plaque bereits in die so genannte vierte Phase eingetreten ist und eine komplexe Struktur angenommen hat.

6.3. Validität der Untersuchung

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Um eine reflektorische Veränderung der Speichelproduktion auf Grund der steigenden bakteriellen Belastung nachzuweisen, wurden sowohl klinische als auch labortechnische Untersuchungen erhoben. Der klinische Teil beinhaltete nach der Aufnahme des Zahnstatus regelmäßige Kontrollen des Plaquewachstums und des gingivalen Entzündungsgrades. Daran anschließend wurde den Probanden drüsenspezifisch Speichel im unstimulierten und nachfolgend im stimulierten Zustand abgenommen. Laboruntersuchungen des Speichels dienten der Bestimmung der Speichelmenge und der Sekretionsrate, sowie der Charakterisierung und Quantifizierung der Glykokonjugate.

6.3.1. Validität der klinischen Untersuchung

Zur Sicherung der Validität ermittelte stets der gleiche Behandler den Plaque- und gingivalen Entzündungsstatus an Hand von international anerkannten Indices. Somit wurden interindividuelle Diskrepanzen, die stets bei der Durchführung, z.B. in Form von differierenden Sondierungsintensitäten und Gradeinteilungen auftreten können, innerhalb der Studie weitestgehend ausgeschlossen. Die Ergebnisse gab die gleiche Person direkt am Behandlungsstuhl in einen Computer ein. So konnten Übertragungsfehler durch das Ansagen und Notieren von Befunddaten auf ein Mindestmaß reduziert werden. Die Untersuchungsbedingungen gestalteten sich bezogen auf die instrumentelle Ausstattung optimal. Eine zahnärztliche Einheit mit heller Lichtquelle und einem Luftbläser sowie ein oberflächenverspiegelter Mundspiegel und eine Parodontalsonde dienten der zuverlässigen Befundaufnahme. Die Apparatur zur Speichelabnahme wurde stets an die gleiche zahnärztliche Einheit angeschlossen und die Speichelsauger stets von derselben Person in einer routinemäßig ausgewählten Reihenfolge im Mundraum platziert bzw. aus ihm entfernt. Die Applikation der Zitronensäure auf der Zunge des Probanden erfolgte ebenfalls durch einen Behandler mit konstanter Handhabung. Um sicherzustellen, dass die gesamte gewonnene Speichelmenge aus den Silikonschläuchen der Apparatur in die Auffanggefäße gelangte, wurde nach Ablauf der Speichelabnahmezeit vor dem Ausschalten der zahnärztlichen Einheit eine zweiminütige Leerlaufzeit eingehalten.

6.3.2. Validität der labortechnischen Untersuchung

Die Speichelmenge wurde mit Hilfe einer digitalen, geeichten Waage sogleich nach dem Ende der klinischen Untersuchungen ermittelt. Das standardisierte, gemittelte Leergewicht der Probengefäße wurde an jedem Versuchstag zur Sicherheit kontrolliert und vom Messergebnis subtrahiert.

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Nach der Abfüllung des gewonnenen Sekrets in „Greiner“-Röhrchen diente beim Transport der Proben eine Kühlbox angefüllt mit Trockeneis der Minimierung der Einflüsse von Proteasen und Glykohydrolasen aus den Speicheldrüsen. Im Anschluss erfolgte das Einfrieren des Speichels bei – 80°C bis zur labortechnischen Untersuchung.

Um ein hohes Maß an Standardisierung und Reproduzierbarkeit bei den Analysen zu gewährleisten, kamen soweit möglich kommerzielle Reagenzien zum Einsatz. Wenn der Erwerb solcher Reagenzien nicht gegeben war, erfolgte eine eigene Herstellung in ausreichender Menge, um bei allen Versuchen aus derselben Charge arbeiten zu können. Für die Biotinylierung der Lektine war dies notwendig. Es kamen gereinigte, standardisierte kommerziell erhältliche pflanzliche Lektine zum Einsatz, die eine charakteristische Bindungsspezifität besitzen.

In Vorversuchen wurde eine Speichelverdünnung von 1:7,5 ermittelt. Nach Abschluss der durchgeführten labortechnischen Untersuchungen repräsentierte diese Speichelverdünnung wie erwartet gültige Werte und fand demzufolge Verwendung bei der statistischen Auswertung.

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Zur Sicherung der Pipettierqualität und Fehlerminimierung bei der Erstellung von Verdünnungsreihen wurden alle Messungen in doppelter Ausführung vollzogen. Wichen die Vergleichswerte um mehr als 25% voneinander ab, wurde dies als ein so genannter Ausreißerwert gedeutet und als ´missing value´ in die Auswertung eingerechnet. Zur Kontrolle, ob die beobachteten Messwerte durch eine unspezifische Bindung hervorgerufen wurden, lief parallel auf jeder Mikrotiterplatte die Messung eines Leerwertes mit. In das entsprechende Well wurde anstelle einer Speichelprobe oder eines Standards lediglich Verdünnungspuffer eingebracht. Als Ergebnis zeigten sich ausschließlich schwindend geringe Werte, denen keine Bedeutung zugesprochen werden musste. Ihre Ursache kann in der Existenz unspezifischer Bindungen begründet liegen. Es war nicht möglich alle Messungen zeitlich parallel auszuführen. Um nicht durch Schwankungen den Lektinvergleich zu beeinflussen, wurden alle Proben von zwei Probanden bezogen auf alle Lektine stets gemeinsam gemessen. Auf einer Mikrotiterplatte fanden die Ruhe- oder Reizspeichelproben eines Probanden aller Untersuchungstage Platz, die jeweils mit einem Lektin beschickt wurden. Somit war die Ermittlung einer möglichst genauen Veränderung der Lektinbindungskapazität gewährleistet.

6.4. Methodik der klinischen Untersuchungsparameter

Zur Bestimmung des Plaquewachstums und des gingivalen Entzündungsgrades stehen eine Reihe von Methoden zur Auswahl. Die Plaque kann z.B. nach ihrer Lokalität, ihrer Dicke, ihrer Schichtung, ihrem Alter und ihrem prozentualen Anteil bezogen auf die vorhandenen Zähne beurteilt werden. Bezüglich der gingivalen Entzündung gibt das Erscheinungsbild der Gingiva in Farbe, Form und Blutungsneigung oder das Sulkusfluid mit seiner Fließrate eine Orientierung.

Um das Plaquewachstum im Versuchsverlauf zu dokumentieren, wurde ein modifizierter Index nach QUIGLEY & HEIN (= QH) ausgewählt (Quigley & Hein 1962). Er bietet mit seiner Einteilung in sechs Grade die Möglichkeit einer sehr detaillierten Differenzierung der flächenhaften Plaqueverteilung. Es wurden vier Zähne pro Quadrant, welche vor Studienbeginn als bei allen Probanden vorhanden und somit identisch eruiert wurden, im Studienverlauf kontrolliert. Die variable Betrachtung von lingualen Zahnflächen im zweiten und vierten Quadranten sowie vestibulären im ersten und dritten ergab einen generellen Überblick über die orale Situation. Als Modifikation des Tests zeigte sich eine Handhabung bezüglich der Durchführung innerhalb dieser Studie als unumgänglich: Zur Bewertung der Plaquemenge wurde auf das Anfärben mit einem Plaquerevelator verzichtet, da eine darauffolgend notwendige Entfernung der Farbzonen mit dem Versuchsziel nicht zu vereinbaren war. Diese Änderung brachte aber unter Zuhilfenahme des zahnärztlichen Luftbläsers durch temporäre Trocknung und bessere Visualisierung der Zahnglattflächen keine Probleme bezüglich der Plaque-Klassifizierung im Sinne des QH mit sich.

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Ergänzend wurde für die Ermittlung der gingivalen Entzündungsneigung der Papillen-Blutungs-Index (= PBI) nach MÜHLEMANN & SON ausgewählt (Mühlemann & Son 1971). An den Zähnen, an denen die QH-Messungen durchgeführt wurden, erfolgte auf der entgegengesetzten vestibulären oder lingualen Seite des Zahnes unter Einbeziehung der mesialen Zahnfleischpapille das Sondieren des gingivalen Sulkus. Somit lag unabhängig von der Zahnzahl des einzelnen Probanden eine einheitliche Zahl von Messwerten vor. Aus der Blutungsstärke ergab sich jeweils ein Wert zwischen 0 und 4, welcher entsprechend addiert und durch die untersuchte Zahnanzahl dividiert in der statistischen Auswertung der Einordnung des im Mundraum vorliegenden Entzündungsgrades diente. Studien belegen, dass gingivale Entzündungen durch das leichte Provozieren von Blutungen mittels dentaler Sonden mit einer höheren Zuverlässigkeit nachgewiesen werden können, als durch rein visuell beobachtete Entzündungszeichen (Greenstein et al. 1981).

Für die Kombination der Anwendung dieser Indices sprach eindeutig die mögliche Beurteilung der buccalen und lingualen Glattflächen der Zähne durch den QH sowie die nachvollziehbaren Rückschlüsse auf die Interdentalräume, die sich aus den Messungen des PBI ergeben. Beide korrelieren mit der ansteigenden Bakterienanzahl im Mundraum und stellen einen statistisch verwertbaren, absoluten Zahlenwert nach Aufsummierung der beobachteten Einzelwerte pro Zahn und Division durch die betrachtete Zahnanzahl dar.

6.5. Methodik der Speicheluntersuchung

6.5.1. Methodik der Speichelgewinnung

Speichel kann auf verschiedenste Weisen dem Mundraum entnommen werden. Um eine detailliertere Aussage über die Glykankonzentrationen sowie über die Potenz der großen Speicheldrüsen hinsichtlich ihrer Möglichkeiten, Glykokonjugate bereitzustellen, machen zu können, ist das Sammeln von drüsenspezifischen Speichelproben erforderlich. Der auf diese Weise gewonnene Speichel bleibt von Inhaltstoffen des Mundmilieus, d.h. z.B. Enzymen anderer Herkunft, Bakterien und deren Zerfallsprodukten, weitgehend unbeeinflusst. Für die drüsenspezifische Entnahme kommen relativ aufwendige, spezielle Apparaturen zur Anwendung. Die Gewinnung von reinem Parotis-Sekret konnte schon 1910 von CARLSON & CRITTENDEN mit Hilfe eines speziell entwickelten Geräts verwirklicht werden (Carlson & Crittenden 1910). Eine ähnliche, 1916 von LASHLEY beschriebene Apparatur ist mit geringen Modifikationen noch heute gebräuchlich (Lashley 1916). Der Kollektor besteht aus zwei konzentrischen Hohlräumen in einer flachen Metall- oder Kunststoffschale. Der innere Hohlraum ist über einen Schlauch mit dem Sammelbehälter verbunden und wird auf das Ostium des Stenon’ Ganges platziert. Der äußere Hohlraum hält mittels applizierten Unterdrucks den Kollektor an der Wangenschleimhaut fest. Die Gewinnung des Submandibularis- /Sublingualis-Sekrets bereitet auf Grund der anatomischen Gegebenheiten größere Probleme. 1955 wurde von SCHNEYER eine Weiterentwicklung des ´Segregators´ von PICKERRILL vorgestellt, die es ermöglichen sollte, die Sekrete der Glandula submandibularis und der Glandula sublingualis getrennt aufzunehmen (Schneyer 1955; Pickerill 1919). Der Kollektor musste für jeden Probanden individuell angefertigt werden, um der anatomischen Schwankungsbreite Rechnung zu tragen. Dass es durch Unterteilung der Kammern tatsächlich gelang, die Sekrete der beiden Drüsen zu trennen, darf allerdings bezweifelt werden. Individuelle anatomische Verhältnisse sorgen teilweise schon vor Austritt der Sekrete in die Mundhöhle für eine Mischung, und die Ostien der Ducti liegen häufig sehr dicht beieinander (Rohen 1997). SCHNEYERS Apparatur wurde häufig zur Grundlage von Weiterentwicklungen genutzt, die einen besseren Halt im Mundboden (Wolf 1964), eine universelle Einsatzfähigkeit des Kollektors bei einer größeren Probandenzahl (Truelove 1967) oder eine Reduzierung der Störanfälligkeit durch Schluckbewegungen (Stephen 1978) zum Ziel hatten. Seit 1986 ist eine kommerziell hergestellte Anlage für die Gewinnung von Mundbodensekreten erhältlich, die durch bewegliche Teile den individuellen anatomischen Verhältnissen angepasst werden kann (Coudert et al. 1986). Aber trotz allem wird stetig an Weiterentwicklungen gearbeitet, um vor allem die Praktikabilität, die Effektivität und den Komfort für den Patienten zu optimieren (Wolff et al. 1997). Von einer Trennung des Sekrets der Glandula submandibularis von dem der Glandula sublingualis ist jedoch nicht mehr die Rede.

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In dieser Studie kam eine im Rahmen einer Dissertation im Zentrum für Zahnmedizin, Campus Virchow-Klinikum der Charité - Universitätsmedizin Berlin, speziell angefertigte Apparatur zum Einsatz (siehe 4.2.2.2; Jancke 2002), die durch ihre Flexibilität und individuelle Einsetzbarkeit die akkurate, separate Entnahme von Speichel der Glandula parotidea und der Glandulae submandibulares /-linguales ermöglichte. Eine unkomplizierte und einfache Handhabung bedingte eine rasche und trotz allem präzise Positionierung der Sauger im Mundraum, die von den Probanden als nicht unangenehm beurteilt wurde. Weder ein Auslösen des Brechreizes noch Probleme bei der Atmung traten auf. Während der Entnahme des Speichels war zu beobachten, dass der Zungenrand und der Mundboden von einem zähen, mukösen Film überzogen blieben. Es bildeten sich jedoch keine Speichelansammlungen im Mundboden aus, und das Frenulum labiale zeigte sich in einem trockenen Zustand. Es kann somit davon ausgegangen werden, dass der Speichel aus den großen Drüsen des Mundbodens vollständig abgesaugt wurde und keine Mischung von links und rechts stattfand. In Bezug auf den Parotis-Speichel konnte ein blasenfreier Entnahmevorgang beobachtet werden, und die Wangenschleimhaut deutete auf einen vollständigen Kollektionserfolg hin. Der sich abzeichnende muköse Film auf der Schleimhaut war ein Indiz für das Sekret der kleinen Mundschleimhautdrüsen, welches in dieser Untersuchung nicht aufgefangen wurde. Praktisch ist es sehr schwierig, eine repräsentative Menge an Speichel der kleinen Drüsen auf Grund ihrer individuellen Ausführungsgänge und ihrer unregelmäßigen Verteilung innerhalb der Mukosa zu sammeln (Söderling 1989). Jedoch liegen mittlerweile Studien vor, welche belegen, dass mit Hilfe neu entwickelter Apparaturen eine für chemisch analytische Zwecke ausreichende Menge an Speichel der Glandulae minores gesammelt werden kann (Boros et al. 1999).

Neben der grundsätzlichen Separation des Speichels nach seiner drüsenspezifischen Herkunft wurde zusätzlich die Gewinnung von Ruhe- und Reizspeichel unterschieden. Die Menge der zur Verfügung stehenden antiadhäsiv wirkenden Speichelparameter wurde während der Ruhephase ermittelt. Nachfolgend sollte die Potenz der Drüsen zur Stimulation und kurzfristigen Bereitstellung auf Grund eines aktiven äußeren Einflusses betrachtet werden. Um einen kontrollierten, systematisierten, direkten Vergleich über die Menge an Speichelglykokonjugaten der verschiedenen Speicheldrüsen während der Ruhe- und Reizphase zu erhalten, wurde in der vorliegenden Studie Speichel vor und nach gustatorischer Stimulation mit 2%iger Zitronensäure über eine zeitliche Periode von jeweils 20 Minuten entnommen. Bei einer reinen Steigerung der Flüssigkeitssekretion ist grundsätzlich eine Verdünnung der Konzentrationswerte der Glykane des Ruhespeichels im Reizspeichel zu erwarten (Grönblad 1982).

6.5.1.1. Ruhespeichel

Die Abnahme von unstimuliertem Speichel stellt sich genaugenommen als unmöglich dar, da der Speichelfluss stets irgendeiner Art von Stimulation unterliegt (Kerr 1961).

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Zur Gewinnung des so genannten unstimulierten Speichels existieren im Wesentlichen vier Methoden (Kerr 1961; Navazesh 1993):

KERR erwähnte in seinen Untersuchungen nochmals explizit, dass der bei den verschiedenen Methoden im Munde zurückbleibende Restspeichel jeweils unterschiedlich groß ist (Kerr 1961). In dieser Studie kam auf Grund der Verwendung der beschriebenen Apparatur zum Aufsammeln des Speichels die so genannte ´suction method´ zum Einsatz. Alle anderen Techniken der Speichelkollektion bieten nicht die Möglichkeit der Protektion vor oralen Bakterien und ihren Einflüssen auf die Speichelkomponenten sowie die Option der akkuraten Trennung der verschiedenen Drüsensekrete.

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Zur optimalen Gewinnung des Ruhespeichels wurden die Probanden angewiesen, drei Stunden vor Kontrollbeginn keine Nahrung mehr zu sich zu nehmen. Auf diese Weise wurde versucht, sowohl die Speichelproduktion als auch den Flüssigkeitshaushalt auf ein möglichst vergleichbares Maß einzustellen. Bei der Speichelentnahme selbst wurden die Freiwilligen angehalten, eine entspannte Körperhaltung im Stuhl der zahnärztlichen Einheit einzunehmen und sich aller Mund- sowie Körperbewegungen zu enthalten. Zusätzliche Stimuli sollten auf ein Mindestmaß reduziert werden, so dass sich neben der cholinergen Stimulation durch die oral platzierte Apparatur ein möglichst physiologischer Ruhespeichel ergeben konnte. Um für eine Untersuchung eine mengenmäßig ausreichende Anzahl von Proben zu gewinnen, ist es notwendig, den Speichel über mindestens 15 Minuten zu sammeln (Dawes 1969). Zur Sicherstellung der für die labortechnischen Messungen notwendigen Speichelmengen wurde die Versuchsreihe auf eine 20minütige Abnahmezeit ausgelegt. Des Weiteren bestand bei diesem vergleichsweise langen Zeitraum zu einem hohen Maß die Gewähr, dass sich die Stimulation in der Speichelzusammensetzung niederschlagen würde. Es entstanden für die jeweiligen Speicheldrüsen in der Mehrzahl relativ umfangreiche Proben von mehreren Millilitern.

6.5.1.2. Reizspeichel

Im Rahmen einer nicht-invasiven Stimulation des Speichelflusses können die mastikatorische und die gustatorische Methode eingesetzt werden und kommen auch zu einem sehr hohen Prozentsatz in Studien zur Anwendung (Navazesh 1993).

Beim erst genannten mastikatorischen Verfahren kaut der Proband auf einem standardisierten Stück Paraffin. Nach zweiminütigen Kaubewegungen wird der Mund von Speichel entleert, um danach unter fortgesetztem Kauen und zwischenzeitlichem Ausspucken über eine definierte Zeitspanne eine rein stimulierte Speichelmenge sammeln zu können. Diese Methode bot sich für die Untersuchungsreihe einerseits auf Grund der sich im Mund befindenden Sauger an den Drüsenausführungsgängen nicht an, und andererseits war im Versuchsaufbau auch das Anliegen an die Probanden gestellt, ab dem Tag „x+5“ sich unter anderem des Kaugummi-Kauens zu enthalten. Der provozierte Abrieb der gewünschten Plaque sollte vermieden werden. Dieser Anspruch war demzufolge auch für die Art der Speichelstimulation zu stellen.

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Die gustatorische Methode bedient sich einer 1-6%igen Zitronensäure, die in standardisierter Menge in festen Intervallen auf die Zunge getropft wird. Neben Salz kann ebenfalls Zucker als variierender Stimulus zur Anwendung gebracht werden. Tierstudien haben gezeigt, dass bei habitueller unilateraler Mastikation die Speichelsekretion der Drüse der beanspruchten Seite höher ist als die der Bolus fernen (Anderson et al. 1985). Auch Humanstudien haben dies zumindest bezogen auf die Glandula parotidea bestätigt (Losso et al. 1997). Um diesen Sachverhalt der einseitig erhöhten Stimulation der Drüsen zu vermeiden, ist bei drüsenspezifischer Speichelabnahme die zentral auf die Zungenmitte applizierbare Zitronensäure zu präferieren. Die leichte Handhabung und die Effektivität bedingten zusätzlich die Entscheidung, in dieser Studie eine 2%ige Zitronensäurelösung zur Erzeugung des Reizspeichels zu verwenden. Außerdem handelt es sich bei dieser Art der Flussratenerhöhung um die häufigste Anwendung in Studien (Duran et al. 1998), so dass eine gute Vergleichbarkeit mit anderen Veröffentlichungen resultiert. Die „standardisierte Menge“ der applizierten Zitronensäure differiert jedoch trotz allem von Studie zu Studie. Auch wurde in dieser Studie z.B. die Zungenmitte zu Beginn des 20minütigen Abnahmeintervalls einmalig mit einer stets gleichen Menge Zitronensäure beschickt, hingegen z.B. TENOVUO für die „gustatorische Methode“ eine regelmäßige Applikation einer bestimmten Menge von Zitronensäure alle 30 oder 60 Sekunden angibt (Tenovuo 1989). Des Weiteren besteht bei dieser Stimulationsmethode - handelt es sich nicht um drüsenspezifisch aufgefangenen Speichel wie in dieser Untersuchung - eine Versetzung der gewonnenen Speichelprobe mit Zitronensäure. Dies kann beispielsweise bei der Bestimmung der Pufferkapazität von Bedeutung sein und ggf. eine unkontrollierte Veränderung von Speichelkomponenten bedingen (Navazesh 1993).

Weitere Ursachen, die einen erhöhten Speichelfluss zur Folge haben, gelang es so gut wie möglich zu minimieren. Die Zitronensäure wurde bei Raumtemperatur gelagert, um einen unkontrollierbaren und schwer vergleichbaren Kältestimulus auszuschließen (Dawes et al. 2000). Ein olfaktorischer Reiz wurde vermieden; auch ein Würgereiz bzw. gar ein Erbrechen traten bei keinem Probanden in Erscheinung. Es ist bekannt, dass eine gesteigerte Kauaktivität zu einer Vergrößerung der Speicheldrüse führt (Johnson & Sreebny 1982). Individuelle Größenunterschiede der Drüsen konnten in dieser Studie keine objektive Betrachtung finden, nur eine möglichst gleichwertige Ernährungsform der Probanden, d.h. z.B. der Ausschluss eines reinen Rohkostkonsums, wurde angestrebt.

Folglich war es in dieser Studie auch nicht möglich, die tatsächlichen Sekretionsleistungen des Drüsengewebes zu ermitteln, da hierfür die sezernierte Menge pro Zeiteinheit in Relation zum Drüsengewicht gesetzt werden müsste (Dawes 1996). Bei ´in vivo´-Untersuchungen humaner Speicheldrüsen kann auf letzt genannte Größe nicht zurückgegriffen werden. Als wichtig für die Beurteilung der Belastbarkeit und der Leistungsfähigkeit der einzelnen Drüsen hat sich in Abhängigkeit der produzierten Speichelmenge die Berechnung der Sekretionsrate erwiesen. Diese ergibt sich aus der sezernierten Menge (in ml) bezogen auf die Zeit (in min) und ist demzufolge in der vorliegenden Studie entsprechend der Glandula parotidea und den Glandulae submandibulares /-linguales rechts sowie links im unstimulierten und stimulierten Zustand über einen Zeitraum von 20 Minuten errechnet worden. Schwankungen der Sekretion innerhalb der 20minütigen Abnahmeperiode sind auf diese Weise nicht beurteilbar.

6.5.2. Methodik der Bestimmung der Glykanstrukturen

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Die Analysierung von Glykanstrukturen kann grundsätzlich unter der Betrachtung physiko-chemischer oder funktioneller Gesichtspunkte erfolgen.

Die physiko-chemische Analytik bietet mit Hilfe der hochauflösenden NMR- (= ´nuclear magnetic resonance´) Spektroskopie (Dua et al. 1986, Montreuil 1984) und der MALDI-TOF- (= ´matrix assisted laser desorption ionisation – time of flight´) Massenspektroskopie (Kimura et al. 1996, Melo et al. 1997, Sato et al. 1998) bzw. einer Kombination verschiedener Verfahren, wie z.B. der enzymatischen Degradation, die Möglichkeit, ab einer bestimmten Menge des zu identifizierenden Glykans seine Struktur sehr detailliert aufzuklären. Nachteilig stellt sich jedoch die im Labor sehr aufwendige Separierung und Isolierung der Glykane von den Glykokonjugaten dar. Des Weiteren lassen sich aus heterogenen Proben nicht alle Glykane bestimmen, und direkte Aussagen über die Funktion, die Syntheseprozesse sowie die Bindung an ein Lektin sind nicht ableitbar.

Mittels der funktionellen Analysemethode können die Biosynthese und der Metabolismus von Glykanstrukturen nachvollzogen werden. Es kommen in ´in vitro´-Untersuchungen Radioisotop-markierte Kohlenhydrate zum Einsatz, wobei die Menge der einzelnen nicht-markierter Saccharide in den Kulturen reduziert und durch Isotop-markierte Monosaccharide ersetzt wird (Gilleron et al. 1990). ´In vivo´ ist dieses Verfahren auf Grund seiner hohen Radioaktivitäts-dosen und des raschen biologischen Metabolismus nicht geeignet. Außerdem ist die Lokalität der eingebrachten markierten Monosaccharide innerhalb des Glykans nicht bestimmbar, und eine Aussage über die Bindung an ein Lektin ist demzufolge nicht möglich. Eine ältere, funktionelle Methode, mit der die Glykane charakterisiert und strukturell identifiziert werden können, ist die Hämagglutination. Lektine mit bekannter Spezifität binden an komplementäre Oberflächenglykane von Erytrozyten, so dass bei Aggregation die Struktur der Glykane nachvollzogen werden kann.

▼ 78 

Abgeleitet von den vorgestellten Methoden bietet sich zur exakteren Glykanbestimmung ein Test mit analogem Verlauf zur inhibitorischen Hämagglutination, nach dem Prinzip eines „kompetitiver ELISAs“, an. Er simuliert in stark vereinfachter Form die bakterielle Adhäsion an orale Oberflächen. Als „Lektinbindungs-Inhibitionstest“ ist dieser Test 1989 von KAGE et al. entwickelt und benannt worden (Kage et al. 1989). Die genauen Prinzipien und Abläufe werden in Kapitel 4.3.2.1 beschrieben. Durch die Verwendung verschiedener Lektine mit bekannter Bindungsspezifität ist es möglich, über das Ausmaß der Bindungshemmung im Vergleich mit einem Standard bekannter Struktur, auf die Struktur und die Qualität der entsprechenden Oligosaccharidanteile zu schließen. Mit Hilfe einer Biotinylierung der Lektine analog dem Prinzip markierter Antikörper in einem ELISA gelingt eine Quantifizierung mit dem Streptavidin-Peroxidase-Detektions-System. Der Test hat sich bei der Analyse der Bindungsspezifizierung zwischen Lektinen und Glykanen in charakterisierender und quantifizierender Hinsicht als effektiv erwiesen und gewährt mit einer hohen Sensitivität einen Konzentrationsnachweis bis in den Mikrogramm-Bereich. Hinsichtlich des zu untersuchenden Speichels ist es möglich, Proben mit einem Volumen ab 100 µl zu verarbeiten. Im Vergleich bereitet das Pipettieren von Proben im Milliliter-Bereich jedoch weniger Schwierigkeiten, als die Verarbeitung aus Überständen sehr kleiner, zentrifugierter Proben. Dieser „Lektinbindungs-Inhibitionstest“, ein funktionelles Analyseverfahren zur Konzentrationsmessung der Glykokonjugate, fand in der durchgeführten Studie seine Anwendung.

6.6. Ergebnisse

6.6.1. Speichelmenge

ATKINSON belegte 1993, dass sich gewonnene Speichelmengen anhand ihres Gewichts genauer quantifizieren lassen als durch die Bestimmung ihres Volumens (Atkinson 1993). Das spezifische Gewicht von 1 g/cm³ ist rechnerisch einfach in die Einheit ml/min übertragbar. Die in dieser Studie erzielten, normal verteilten Speichemengenlwerte liegen in ihren Darstellungen in diesen Einheiten berechnet als Mittelwerte vor, um den Vergleich mit anderen Daten der Literatur direkt zu ermöglichen. Sowohl für die kalkulatorische Gesamtspeichelmenge als auch für die Speichelflussraten der einzelnen Drüsen sind international sehr unterschiedliche Angaben ermittelt und veröffentlicht worden. Dies ist gewiss auf interindividuelle Unterschiede der Sekretionsleistung (Birkhed & Heintze 1989), auf die in Kapitel 3.4.3 erläuterten, den Speichelfluss beeinflussenden Faktoren sowie auf die Methode der Speichelgewinnung selbst (siehe Kapitel 6.5.1) zurückzuführen. Die Tabellen 15, 16 und 17 geben eine Übersicht über die Speichelflussraten bezogen auf die Glandula parotidea, die Glandulae submandibulares
/-linguales bzw. den kalkulatorischen Gesamtspeichel, welche unabhängig voneinander veröffentlicht wurden. Die in den einzelnen Studien herausgearbeiteten Speichelmengen-unterschiede bezüglich des Alters, des Geschlechts, der Entnahmemethoden, der Tageszeit, der kariogenen Tendenz, etc. fanden bei der Auflistung keine Beachtung. Zum Vergleich sind die jeweils durchschnittlichen Gesamtwerte der ersten beiden interventionsfreien Untersuchungstage (siehe Tabelle 13 und 14) dieser Arbeit an das Ende des entsprechenden Abschnitts angefügt.

Tabelle 15: Übersicht über Ruhe- und Reizspeichelmengen der Glandula parotidea

Autor

Jahr

Parotis

– Ruhespeichel in ml/min -

Parotis

– Reizspeichel in ml/min-

Stimulations-methode

Münzel

1976

0,05 (je Seite)

3-20facher Ruhewert:

Ø 0,3-0,7 (je Seite)

-

Shannon et al.

1973

-

1,0

Grapefruit-Drop

Mason et al.

1975

-

1,5

Zitronensäure

Baum

1981

-

0,713-0,955 (je Seite)

2% Zitronensäure

Heft

1984

0,044-0,056 (je Seite)

0,619-0,843

2% Zitronensäure

Suber et al.

1984

-

0,32-0,36

Zitronensäuredrops

Jancke

2002

0,25 (beide Seiten)

0,25

Fahrradergometrie

Drews

2005

0,10-0,13 (je Seite)

0,20-0,22 (je Seite)

2% Zitronensäure

▼ 79 

Tabelle 16: Übersicht über Ruhe- und Reizspeichelmengen der Glandulae submandibulares
/-linguales

Autor

Jahr

Gl.submand./-ling.

– Ruhespeichel in ml/min -

Gl.submand./-ling.

– Reizspeichel in ml/min-

Stimulations-methode

Dawes

1969

0,26 (beide Seiten)

< 3 (beide Seiten)

Zitronensäuredrops

Ericson et al

1972

-

0,8

1% Zitronensäure

Münzel

1976

0,5

2-3facher Ruhewert

-

Pederson

1985

0,012-0,073 (je Seite)

0,085-0,282 (je Seite)

Zitronensäuredrops

Jancke

2002

0,39 (beide Seiten)

0,25 (beide Seiten)

Fahrradergometrie

Drews

2005

0,20-0,23 (je Seite)

0,31-0,36 (je Seite)

2% Zitronensäure

Tabelle 17: Übersicht über Ruhe- und Reizspeichelmengen des Gesamtspeichels

Autor

Jahr

Gesamtflussrate

– Ruhespeichel in ml/min -

Gesamtflussrate

– Reizspeichel in ml/min-

Stimulations-methode

Shannon & Frome

1973

0,32

1,7

Kaugummi

Anderson et al.

1974

0,39

-

-

Münzel

1976

0,33-0,5

-

-

Ericsson & Hardwick

1978

0,25-0,35

1,0-3,0

Paraffin-Kaugummi

Navazesh & Christensen

1982

0,47-0,52

1,15

2,64

2,38

Zitronensäurepapier

Zitronensäuredrops

Gummibasis-Kaugummi

Kashket et al.

1983

-

1,0-2,0

Paraffin-Kaugummi

Heintze et al.

1983

0,31

1,6

Paraffin-Kaugummi

Ben-Aryeh et al.

1984

0,25-0,52

1,28-1,66

2% Zitronensäure

Ewe

1987

0,5

2,3facher Ruhewert

2facher Ruhewert

7,4facher Ruhewert

Kauen

Geruch

Zitronensäure

Wang

1998

0,33

1,89

Paraffin-Kaugummi

Seemann

2001

0,40

0,75-0,97

Paraffin-Kaugummi

Jancke

2002

0,74

0,70

Fahrradergometrie

Drews

2005

0,64-0,68
u.V., da Ggl.minores nicht berücksichtigt

1,02-1,12
u.V., da Ggl.minores nicht berücksichtigt

2% Zitronensäure

Die in dieser Studie gemessenen Speichelmengenwerte gleich welcher Drüse lagen - wie die Übersichten zeigen - jeweils in einem Bereich, den auch andere Autoren ermittelt haben. Sie sind somit als realistisch einzuordnen. Auf Grund der gut einsehbaren und erreichbaren Austrittsöffnung des Ductus parotideus stellt sich die Gewinnung des Parotissekrets als leicht durchführbar und erfolgreich dar. Dies spricht für die Vergleichbarkeit der Ergebnisse aus unterschiedlichen Studien. Für die Glandula parotidea im Ruhezustand wurde eine geringfügig höhere Menge gemessen. JANCKE, der mit der gleichen Apparatur arbeitete, erzielte fast identische Mengenwerte (Jancke 2002). Dies könnte auf die direkte Platzierung der Parotis-Sauger der Apparatur auf den Ausführungsgängen und einen somit ungewollt reflektorisch gesetzten Reiz zurückzuführen sein. Andererseits besteht bei anderen Abnahmemethoden im Gegensatz zu der hier durchgeführten die Gefahr von Speichelverlusten und einer im Mund persistierenden Restspeichelmenge, die das Ergebnis reduzieren und nachteilig verfälschen kann. Bezogen auf den Reizspeichel der Glandula parotidea zeigten sich hingegen im Vergleich zu anderen Untersuchungen, die ebenso mit einer 2% Zitronensäure als Stimulus arbeiteten, niedrigere Werte, obgleich der Stimulationsfaktor Δ stets eine erfolgreiche Stimulation mittels seiner Ergebnisse Δ > 1 reflektierte. Das erzielte Ergebnis kann mit einem vergleichsmäßig geringeren Stimulus - weniger Zitronensäure in Bezug auf Menge und Frequenz - erklärt werden. Insgesamt zeichnete sich eine individuelle Schwankungsbreite ab, da einzelne Probanden trotz des niedrigen Mittelwertes bis zu 0,45 ml/min Speichel allein auf einer Seite der Glandula parotidea sezernierten.

▼ 80 

Trotz der für die Kollektion ungünstigeren Anatomie der im Mundboden gelegenen, von der Zunge bedeckten Ausführungsgänge der Glandulae submandibulares /-linguales gewährte die in dieser Studie verwandte Apparatur eine Aufnahme mit einem hohen Maß an Vollständigkeit. Eine Verunreinigungen sowie Beeinflussungen des Speichelsekrets durch das Mundmilieu war ausgeschlossen. Die gewonnenen Speichelmengenwerte liegen im Vergleich zu anderen Autoren im mittleren Bereich. Eine vorhandene Grundstimulation bedingt den Ruhewert und die Applikation der Zitronensäure ruft eine eindeutige Steigerung der Sekretion um ca. 50% hervor, so dass diese Ergebnisse als realistisch einstufbar sind.

In der Literatur findet man als Richtwerte, dass die Glandula parotidea anteilsmäßig mit ca. 30% und die Glandulae submandibulares /-linguales mit 70% an der Gesamtspeichelmenge beteiligt sind (Sreebny 1996). Dieses Verhältnis ist auch in dieser Studie nachgewiesen worden. Durch die Stimulation stieg der Anteil des Parotissekrets auf 41% an den Vergleichstagen an. Das bedeutet, dass die Glandula parotidea in dieser Untersuchungsreihe auf stimulierende Reize in einem größeren Maße als die Glandulae submandibulares /-linguales reagiert. Es ist bekannt, dass die Glandula parotidea als phylogenetisch junge Drüse auf Reizungen relativ stärker anspricht als die Glandulae submandibulares /-linguales. Dies ist mit ihrer schnellen Anpassungsfähigkeit an neuronale Impulse zu erklären (Jancke 2002).

Die Mengen des Gesamtspeichels differieren in der Literatur weit mehr als die der einzelnen Drüsen. Laut NAVAZESH haben die verschiedenen Sammelmethoden zwar keinen gravierenden Einfluss auf das Ergebnis (Navazesh 1982), aber die differierenden Stimulationsmethoden weisen doch einen erkennbar unterschiedlichen Effekt auf. Personen, die auf einen Stimulus mit hoher Sekretion reagieren, müssen nicht unbedingt die gleiche Speichelproduktion auf einen anderen Reiz hin aufweisen (Ericson 1969). So zeigt sich der Ruhespeichelwert dieser Studie als durchschnittlich hoch, was ggf. auf die Grundstimulation durch die Apparatur zur Speichelkollektion zurückgeführt werden kann. Trotz allem bleibt genügend reaktiver Spielraum für die einzelnen Drüsen, auf einen sekretorisch wirksamen Reiz mit einer Steigerung zu reagieren, wie es der Stimulationsfaktor zeigt. Die Reaktionsfähigkeit einer Drüse auf einen initiierten Stimulus ist mit Hilfe des Stimulationsfaktors Δ kontrollierbar. Dieser kann bei bekanntem Ruhe- und Reizspeichel berechnet werden:

▼ 81 


Die Zitronensäure, die laut Literatur einen sehr starken Stimulus bildet (Ewe 1987), bewirkt auch in dieser Versuchsreihe eine eindeutige Erhöhung der Speichelmenge. Die hier gefundene Sekretionssteigerung ist dem mittleren Bereich zuzuordnen, was durch die ausschließlich einmalige Applikation der Säure binnen eines relativ langen Zeitintervalls von 20 Minuten bedingt sein kann. Dies ist möglicherweise im Sinne einer initialen Stimulation, die sich während dieser 20 Minuten langsam wieder reguliert, zu deuten. Zitronensäure provoziert eine sehr rasche und kurzlebige Speichelreaktion (Duran et al. 1998).

In dieser Studie zeigt sich sowohl die Reaktionsfähigkeit der Glandula parotidea als auch die der Glandulae submandibulares /-linguales als gegeben. Mit einem Mittelwert von 0,57 (siehe Tabelle 26) ist eine Steigerung der Speichelflussrate auf Grund der Stimulation nachgewiesen. Alle Versuchstage ergaben jeweils signifikante Werte beim Vergleich vor und nach Stimulation.

▼ 82 

Tabelle 18: Übersicht über die gemittelten Stimulationsfaktoren aller Tage bezogen auf alle Drüsen

 

Mittelwert
(± Std.abw.)

Minimalwert

Maximalwert

Stimulationsfaktor Δ

0,57 (± 0,11)

0,33

0,84

Im Verlauf der Studie deutete sich nach Aussetzen der Mundhygiene eine signifikant ansteigende Speichelsekretion an (siehe Abbildung 14, 15 und 16). Im stimulierten Zustand ergaben die Messungen für den kalkulatorischen Gesamtspeichel einen signifikanten Anstieg von den Tagen „x“, „x+2“ und „x+5“ zum letzten Untersuchungstag „x+13“. Der Ruhespeichel zeigte eine Augmentation von Tag „x+5“ und „x+8“ zu Tag „x+13“. Für die Glandula parotidea bestätigten sich diese Ergebnisse ausschließlich im Vergleich des Tag „x+5“ mit dem Tag „x+13“ im stimulierten Zustand. Die Balkengraphik für die Glandulae submandibulares
/-linguales hingegen zeigen eine Vielzahl von Signifikanzen für den Sekretionsanstieg im Versuchsverlauf: im unstimulierten Zustand von Tag „x“, „x+5“ und „x+8“ zu Tag „x+13“ sowie im stimulierten Zustand von Tag „x“, „x+2“ und „x+5“ zum abschließenden Versuchstag.

Eine reduzierte Speichelsekretion kann als Resultat vieler verschiedener Krankheitsprozesse auftreten. Autoimmune Erkrankungen, Strahlentherapien, Diabetes, Hypertonie, Depressionen, Dehydratation, Medikamenten- bzw. Drogenkonsum stehen in dieser Studie außer Frage. Es ist bei Untersuchungen im Zusammenhang mit der oralen Zufriedenheit, dem Geschmack im Mundraum und der Speichelmenge eine signifikante Korrelation zwischen Hyposalivation und der Unzufriedenheit mit dem Geschmack ermittelt worden (Ikebe et al. 2002). Obgleich die Probanden zu Beginn der Studie ein unangenehmes orales Empfinden angaben, konnte eine temporäre Speichelmengenreduktion ca. 20 Stunden nach der letzten Zahnpflege nicht signifikant ermittelt werden. Im Vergleich äußerten die Probanden am Ende der Studie, sich an die Situation im Mundraum gewöhnt zu haben und problemlos noch einige Tage mit der Mundhygieneabstinenz fortfahren zu können.

▼ 83 

Im Studienverlauf ergab sich bei ansteigendem Bakterien- und Plaquewachstum inklusive der sich entwickelnden Gingivitis, welche für diese Studie an Hand der klinischen Merkmale der signifikant steigenden PBI- und QH-Werte nachgewiesen wurden, eine erhöhte Speichelmengensekretion. MASON & CHISHOLM erkannten bereits 1975 ebenfalls eine z.T. exzessive Speichelsekretion bei akuten Entzündungsbedingungen im Mund (Mason & Chisholm 1975), worunter auch eine akute Gingivitis bzw. Parodontitis zu verstehen ist. Somit ist die in dieser Arbeit beobachtete gesteigerten Sekretionsrate in klarem Zusammenhang mit der bewusst erzeugten bakteriellen Veränderung des Mundmilieus zu deuten. Es ergibt sich allein aus der erhöhten Speichelmenge eine größere Spülwirkung des Speichels im Sinne der körpereigenen Abwehr.

6.6.2. Glykosylierung

Der Speichel nimmt auf Grund seiner mannigfaltigen Aufgaben im oralen System, wie z.B. der Befeuchtung aller Oberflächen, der Neutralisation von Säuren, der Remineralisation der Zähne, der beginnenden Aufspaltung von Nahrungsbestandteilen, seiner Spülfunktion oder seines Dienens als Gleitmittel beim Schluckvorgang, eine zentrale Stellung ein (Whelton 1996). Besonders hervorzuheben ist jedoch die Möglichkeit des menschlichen Organismus, mittels der Bestandteile des Speichels bakterielle Angriffe abzuwehren (Hay & Boowen 1996). Die Mundhöhle ist durch ihr natürliches Milieu prädestiniert für die Okkupation und die Expansion von Mikroorganismen (König 2000). Speziell der Adhäsion und späteren Invasion von Bakterien wirken Speichelmuzine entgegen (Tabak et al. 1982). Auf den Zelloberflächen des menschlichen Körpers befinden sich genetisch determinierte Kohlenhydratsequenzen in Form von Glykokonjugaten, d.h. Glykoproteinen oder auch Glykolipiden. Ein Beispiel für diese Strukturen sind die Blutgruppenantigene. Auch im Speichel kommt es zur Expression solcher Sequenzen, die bei einer mittleren Proteinkonzentration von 100 mg/ml unter Ruhebedingungen ca. 60 g Speichelglykoprotein pro Tag ausmachen. Sie besitzen entsprechend ihres spezifischen Aufbaus die Fähigkeit, an bakterielle Lektine zu binden und somit die bakterielle Adhäsion an andere Strukturen oder auch die interbakterielle Aggregation zu hemmen. Die Ergebnisse des in dieser Studie durchgeführten „Lektinbindungs-Inhibitionstests“ deuten auf eine Existenz der Lektin-spezifischen Glykokonjugate im untersuchten Speichel hin. Farbintensitäten innerhalb der Testreihe zeigten Adhäsionen zwischen Lektinen und Speichelbestandteile auf und belegten die unterschiedlichen Potentiale der möglichen Hemmung. Die Fähigkeiten des Speichels, abhängig von der Konzentration seiner reaktiven Glykankomponenten adhäsiv oder antiadhäsiv zu wirken, sind eng miteinander verwoben. So zeigten Studien, dass primär bei steigender Konzentration der Glykokonjugate die Adhäsion gefördert, ab einem bestimmten Maß jedoch die Adhäsion immer fortschreitend gehemmt wurde (Seemann 1996). Eine lineare Beziehung zwischen der Glykankonzentration und der Schutzwirkung des Speichel existiert somit nicht. Trotz allem stellt die antiadhäsive Potenz dieser im Speichel gelösten Glykokonjugate - im Weiteren auch Lektin-Rezeptoren genannt - ein wichtiges Maß zur Beurteilung der ersten körpereigenen Barriere dar. Diese ´first line of defence´ müssen die Bakterien überwinden, bevor sich im weiteren Verlauf u.a. auch Karies oder Parodontitis manifestieren können.

6.6.2.1. Adhäsion versus Antiadhäsion

Im Mund stellen bakterielle Keime neben den Faktoren „Wirt“, „Substrat“ und „Zeit“ einen der vier wichtigen Komponenten für die Karies und Parodontitisentstehung dar (König 2000). Eine grundlegende Voraussetzung für die Besetzung einer ökologischen Nische ist das Vermögen der Keime, an Oberflächen adhärieren zu können, bevor sie im Mundraum durch den Speichelstrom hinweggeschwemmt werden. Für die Adhäsion der Bakterien ist grundsätzlich eine Spezifität ihrer Lektine in Bezug auf die oralen Oberflächenstrukturen notwendig. Für die oralen Oberflächenelemente, die von den Bakterien zur Adhäsion genutzt werden, muss daher gelten, dass sie in ihrer Struktur durch endogene oder exogene Einflüsse nicht verändert werden und an eine feste Phase gebunden sind. Wären sie frei im Medium gelöst, käme es zu einer Bindung des Lektins ohne die Adhäsion des Keims an die Zieloberfläche (Beachey 1981; Carlen et al. 1996). Um so geringer der freie Anteil von Speichelkomponenten ist, desto größer zeigt sich die Wahrscheinlichkeit, dass die oralen Mikroorganismen an die ´Pellicle´-Bestandteile adhärieren. Die daraus resultierende reziproke Schlussfolgerung macht sich der im Labor durchgeführte „Lektinbindungs-Inhibitionstest“ zu nutze (Kage et al. 1995): je mehr Glykokonjugate mit bestimmten bindungsfähigen Glykanstrukturen im Speichel zur Verfügung stehen, desto geringer ist die mögliche Oberflächenadhäsion der Bakterien mittels ihrer Lektine (siehe Kapitel 4.3.2.1). Durch das Maß der bakterieller Adhäsion kann die Empfänglichkeit bzw. die Resistenz eines Individuums gegenüber Karies gesteuert werden (Stenudd et al. 2001). Die gleiche Folgerung könnte auch auf das Krankheitsbild der Parodontitis übertragen werden.

▼ 84 

In anderen Studien ist auffällig geworden, dass einige Lektin-Rezeptoren in ihrer Konzentration bei Personen mit gesteigerter Kariesaktivität bzw. vorhandener RPP erhöht sind (Seemann 1996; Carlen et al. 1998; Jancke 2002). Somit entwickelte sich die Annahme, dass Glykokonjugate auf Grund ihrer Bindung an bakterielle Lektine eine antiadhäsive Abwehrfunktion innehaben, die eine Art „Kariesresistenz“ und/ oder „Parodontitisschutz“ darstellt.

Ginge man davon aus, dass eine gleichbleibende Konzentration verschiedenster Glykokonjugate im Speichel vorzufinden ist, wäre bei gesteigerter Flüssigkeitssekretion eine Verdünnung der Konzentration zu erwarten. Die Wahrscheinlichkeit, dass Glykane mit Lektinen interagieren, würde sinken, und folglich käme es zu einer Verminderung des Adhäsionsschutzes der oralen Oberflächen. Gleiches würde gelten, wenn die Glykankonzentration gleich bleiben und die Zahl der bakteriellen Lektine im Mundraum zunehmen würde, wie es bei mangelnder Mundhygiene der Fall ist. Durch die experimentelle Gingivitis ergibt sich ein erhöhtes Risiko einer bakteriell initiierten Erkrankung.

6.6.2.2. Mundhygiene und Glykosylierung

Das Maß Lektin-spezifischer Bestandteile des Speichels in dieser Studie sollte in Abhängigkeit der Mundhygiene und somit der bakteriellen Belastung im Mundraum betrachtet werden. Zu diesem Zweck wurde eine experimentelle Gingivitis erzeugt. Anhand der QH- und PBI-Werte erfolgte eine Kontrolle und Einschätzung der intraoralen, bakteriellen Entwicklung. Die Mukosa schützt wie auch die Haut als funktionelle Barriere mittels Desquamation ihrer oberflächlichsten Schicht den Organismus vor eindringenden Noxen (Madison 2003). Dieser Schutzmecha-nismus existiert an festen Oberflächen nicht, so dass sich auf den Zähnen ein deutliches Plaquewachstum entwickelt. Nach dem Aussetzen der Mundhygiene konnte auch in dieser Untersuchung eine solche proliferierende Plaquebildung beobachtet werden. Die gemessenen Werte des QH stiegen ab Tag „x+5“ signifikant an, was sich bis zum letzten Untersuchungstag konstant fortsetzte. OFEK et al. haben nachgewiesen, dass eine Adhäsion von Pathogenen an die Schleimhaut, an dieser eine Entzündung hervorrufen (Ofek et al. 1977). Obgleich sich die Mundschleimhaut während dieser Studie im allgemeinen klinisch nicht auffällig veränderte, zeichnete sich im Bereich der Gingiva am Übergang zu den Zähnen und zum gingivalen Sulkus, eine deutliche Entzündung ab. Dies drückte sich auch in der signifikanten Zunahme der PBI-Werte ab Tag „x+5“ bis hin zu Tag „x+13“ aus. Demzufolge war in dieser Studie die Umsetzung des Modells der experimentellen Gingivitis erfolgreich. Die bewusst herbeigeführte „künstliche Krankheitsinitiierung“ bildet die Grundlage dafür, das Ausmaß, die Reaktivität und die Flexibilität der Glykosylierung im Speichel in Abhängigkeit der bakteriellen Augmentation zu untersuchen.

▼ 85 

In Studien, die dieser Untersuchung vorausgingen, wurde beobachtet, dass die Glykosylierung im Speichel unterschiedlicher Probanden differiert. Forschungen an unserem Institut, Abteilung für Zahnerhaltung und Präventivzahnmedizin des Zentrums für Zahnmedizin, Campus Virchow-Klinikum, Charité - Universitätsmedizin Berlin, haben erbracht, dass bei einem stark Karies belasteten Gebiss weniger Lektinrezeptoren spezifisch für das Lektin ´PNA´ und mehr für das Lektin ´SNA´ im Speichel vorhanden sind (Seemann 2001). Des Weiteren wurden auch Patienten mit einer ´rapid progressiv periodontitis´ untersucht, die einen erhöhten Ruhekonzentrationswert an Lektinrezeptoren für das Lektin ´AAA´ aufwiesen (Jancke 2002). Bezüglich der Fragen, in welchem Maß welche Drüse welche Art von Glykosylierung durchführt, und in wie weit die Drüsenproduktion vom Mundmilieu abhängt bzw. das Mundmilieu von der Drüsenproduktion, geben bislang keine Studien Aufschluss. Daher zeigt und interpretiert diese Arbeit die Änderung des Verteilungsmusters der Lektinrezeptoren im Speichel beim Übergang vom gesunden zum initiiert kranken Mundmilieu.

6.6.2.3. Mögliche Ursachen für Unterschiede im Glykosylierungsmuster

Speichel kann einen unterschiedlichen Gehalt an Glykokonjugaten aufweisen (Cohen & Levin 1989). Beim Vergleich von Ruhe- und Reizspeichel, der sich als Folge auf bestimmte mechanische, gustatorische oder olfaktorische Stimuli ergibt (Dawes 1987), veränderte sich die Glykankonzentration neben der erhöhten Speichelsekretion nicht in gleichem Maße (Kage 2000, Jancke 2002). Die Speichelmenge und die Gesamtglykokonjugatkonzentration verlaufen bezüglich ihrer Entwicklungen und Schwankungen nicht linear. Dies lässt eine reduzierte oder vermehrte Produktion und Exozytose von Glykanen vermuten. Des Weiteren zeigt eine detaillierte Betrachtung der verschiedenen Glykanstrukturen im Speichel ein differierendes Konzentrationsverhalten, sowie auch Messungen von Speichel verschiedener Individuen einen unterschiedlichen Anteil an vieler Art von Glykanen belegen (Seemann 1996, Jancke 2002).

Diese Unterschiede der Glykanstrukturen im Speichel können auf einer vermehrten Produktion von Glykoproteinen bzw. Glykolipiden beruhen oder durch eine unterschiedliche Glykosylierung auftreten. Als Ursache dafür kommen folgende Einflussmechanismen in Betracht:

▼ 86 

Es muss als Voraussetzung gelten, dass keine krankhaften Prozesse der Speicheldrüsen bzw. andere systemische Erkrankungen vorliegen, die verändernd auf die natürliche Glykanstruktur des Speichels einwirken.

6.6.2.3.1. Genetische Einflüsse

Die interindividuellen Unterschiede in der Kohlenhydratstruktur sezernierter Glykane stellen einen Selektionsmechanismus dar, durch den der Oragnismus Einfluss auf die Zusammensetzung der oralen Mikroflora nehmen kann (Jensen et al. 1992). Diese Differenzen zwischen Individuen ergeben sich aus einer genetischen Prägung, welche die Struktur des Protein-Grund-Gerüsts, die Mengen der zur Verfügung stehenden Substrate und das Vorhandensein von Glykosyltransferasen beeinflussen. Diese Komponenten bilden die Grundlage für die weitere Entwicklung von Glykokonjugaten (Kornfeld & Kornfeld 1985). Abhängig von der Aktivität der Glykosyltransferasen tritt das ´posttranslational processing´ in Kraft, welches endgültig über die Struktur der später sezernierten Glykane entscheidet. Hinter diesem Prozess verbergen sich mehrere aneinander gereihte Syntheseschritte, wie Sulfatierung, Phosphatierung und Glykosylierung, die jeweils aufs Neue einen Angriffspunkt für Modifikationen des Glykosylierungsmusters bilden. Fehlen z.B. bestimmte Glykosyltransferasen, können gewisse Schritte in der Glykosylierung nicht ablaufen, und es kann beispielsweise zu veränderten Glykosylierungsmustern auf Erythrozytenoberflächen und von Glykokonjugaten exokriner Drüsen kommen. Ein Beispiel hierfür bilden die so genannten Individuen vom ´non-secretor´-Typ, bei denen die Blutgruppen-spezifischen Glykokonjugate nicht exprimiert werden und somit auch im Speichel fehlen. Individuen vom ´secretor´-Typ weisen ihre spezifischen antigenen Strukturen auf den Erythrozytenoberflächen auf und sezernieren ihr Blutgruppenantigen mit in den Gesamtspeichel. Speziell die Sekrete der Glandulae minores zeigen im Verhältnis hohe Konzentrationen an Blutgruppen-spezifischen Substanzen (Ferguson 1999). Spezifisch für die Blutgruppe B ist als terminaler Speichelglykananteil D-Galaktose, für die Blutgruppe A N-Acetyl-Galaktosamin und für die Blutgruppe 0 Fucose. Welche Bedeutung demzufolge u.a. die Blutgruppe hat, kristallisierte sich in ´in vitro´-Untersuchungen heraus: Speichel von Probanden der Blutgruppe B weist eine höhere Aggregationswirkung für S.mutans auf als Speichel der Blutgruppe A (Ligtenberg et al. 1990b). Auf Grund dieses Zusammenhangs und unter dem Aspekt des ´secretor´-Status ergibt sich für die Blutgruppe B, dass ´non-secretor´ durchschnittlich einen höheren Kariesbefall als ´secretor´ zeigen (Holbrook & Balckwell 1989).

▼ 87 

Bestimmte Eigenschaften der Drüsen sind genetisch determiniert, so z.B. auch ihre Reaktivität auf stimulierende Reize. Die verschiedenen Drüsen, welche gemeinsam den Gesamtspeichel sezernieren, reagieren nicht gleichmäßig auf eine Stimulation. Es ist z.B. bekannt, dass die Proteinkonzentration des Glandulae submandibulares /-linguales-Speichels im Vergleich zur Glandula parotidea bei einer erhöhten Speichelflussrate, d.h. nach einer erfolgten Stimulation, abnimmt (Dawes 1974). Bei den in dieser Studie analysierten Glykanen hat sich das Verhältnis der Konzentrationen der Glykokonjugate ausschließlich für die Lektinrezeptoren spezifisch für ´SNA´ und ´AAA´ nach erfolgter Stimulation zu Gunsten der Glandula parotidea verschoben. Betrachtet wurden die Ausgangstage, an denen die Probanden ihrer gewohnheitsmäßigen Mundhygiene nachgingen. Dieses Ergebnis belegt, dass es auch Glykane gibt - in diesem Fall spezifisch für die Lektine ´PNA´, ´GS1´und ´VVA´ - für die die allgemein gültige Aussage von DAWES nicht gilt. Nicht nur die verschiedenen Drüsen reagieren unterschiedlich, sondern auch die Sezernierung der verschiedenen Glykane differiert. Für die Reaktivität der verschiedenen Drüsen ist der genetisch determinierte Mechanismus der neurotransmittergesteuerten Innervation der Drüsen verantwortlich. Das Mengenverteilungsmuster der sezernierten Glykanstrukturen unterliegt dieser zentral beginnenden und gesteuerten Regulation und ist vom interindividuellen Schwankungen in Bezug auf Reaktivität, Funktionalität und Intensität des neuralen Systems abhängig.

6.6.2.3.2. Externe, enzymatische Einflüsse

Die Speichelglykokonjugate entfalten nicht nur durch unterschiedliche Synthesewege innerhalb der Drüsen ihre große strukturelle Vielfalt, sondern werden auch durch dynamische Prozesse in der Mundhöhle in ihren Glykosylierungsmustern modifiziert (Levin et al. 1987). Diese strukturelle Modulation der Glykanstrukturen wird primär durch bakterielle Enzyme vermittelt, deren Effekte die bakterielle Kolonisation beeinflussen können (Cohen & Levin 1989). Einige Bakterien der Plaque aber auch Entzündungszellen aus dem Sulkusfluid, wie z.B. polymorphkernige Granulozyten, produzieren z.B. Neuraminidasen (Beighton & Whiley 1990, Kitawaki et al. 1983). Diese sind in der Lage, terminale Sialinsäuren, welche bindungsspezifisch für ´SNA´ sind, abzuspalten; es kommt durch diese Demaskierung u.a. zu einer vermehrten Exposition von Galaktosylresten, die charakteristisch an die Lektine ´PNA´, ´GS1´ und ´VVA´ binden. KITAWAKI et al. konnten zeigen, dass der Gehalt an Neuraminidase im Speichel positiv mit dem Grad der Mundhygiene korreliert (Kitawaki et al. 1983). Weitere Studien demonstrierten, dass bei schlechter Mundhygiene weniger durch Neuraminidasen abspaltbare Sialylreste im Speichel zu finden sind (Childs & Gibbons 1988). Im Gegensatz dazu hält die Speichelperoxidase die Integrität von sialylierten Glykoproteinen aufrecht, in dem sie vor der Decarboxilierung der Sialylreste durch Wasserstoffperoxid schützt (Cohen & Levin 1989). Auch Stoffe aus der Nahrung und Medikamente sind in der Lage, die Glykosylierungsmuster zu beeinflussen und zu verändern. Es gibt Anlass zu der Vermutung, dass nicht nur chemische Einflüsse, sondern auch Temperaturschwankungen, die u.a. beim Konsum kalter Substanzen in der Mundhöhle auftreten können, den strukturellen Aufbau von Glykokonjugaten und ihre Bindungsfähigkeiten beeinflussen. ´In vitro´-Studien in unserem Institut haben gezeigt, dass Glykane und Lektine weniger stark in niedrigeren Temperaturbereichen und optimal bei Körpertemperatur ihre Bindungen eingehen (Schmidt-Westhausen 2000).

6.6.2.3.3. Regulatorische Einflüsse

Neben genetischen, externen und enzymatischen Einflüssen sind auch reaktive Veränderungen möglich. Das bislang vorgestellte Modell umschrieb die Wirkung der Glykokonjugatmenge und -struktur auf die bakterielle Adhäsion an feste, orale Oberflächen. Denkbar wäre aber auch der gegenläufige Ansatz, dass die Bakterien durch ihre Invasion, durch den Kontakt mit der Mundschleimhaut die Reaktivität der Speicheldrüsen beeinflussen. Daraus könnte sich regulatorisch eine Erhöhung des Mukus, eine veränderte Synthese der Glykokonjugate und folglich eine reaktive Modifizierung der Glykanmenge und des Glykanmusters ergeben. Bis das spezifische Immunsystem im Sinne der körpereigenen Abwehr auf bakterielle Reize reagiert, vergeht einige Zeit. Eine reflektorische Reaktion der Speicheldrüsen auf vermehrte Mikroorganismen im Mundraum könnte auch als unspezifische Abwehr im Sinne eines vorgeschalteten Schutzmechanismus, einer ´first line of defence´, agieren. Auf welcher neuronalen Ebene diese Steuerung abläuft, ist nicht geklärt. Vergleichbar der oralen Schleimhaut sind die nasale und die intestinale. Eine bakterielle Belastung der Nasenschleimhaut löst ein Laufen der Nase aus; die Mukusproduktion wird angeregt. Eine Exposition der nasalen Schleimhaut mit dem Lektin ´ConA´ hat eine gesteigerte Sekretion mit gleichzeitigem Auftreten von reaktivem Niesen, Jucken und Laufen der Nase ergeben (Freed 1982). Auch wurden bereits reaktive Steigerungen der Mukusproduktion auf die Exposition der Mukosa hin mit potentiell schädlichen Substanzen, wie z.B. das Cholera Toxin (Jodal et al. 1993), nachgewiesen. Der sich dahinter verbergende Regelmechanismus wird in der Literatur als ´intramural reflex´ (Liewellyn-Smith 1987; Lundgren et al. 1988; Jodal et al. 1993) oder ´mucotractive effect´ (Freed 1982) bezeichnet. Möglicherweise wird dieser Mechanismus über afferente c-Fasern vermittelt. Bezogen auf die in dieser Studie hinterfragten Speicheldrüsenreaktionen könnte der Effekt einer durch Bakterien erhöhten Mukusproduktion zumindest eine reduzierte Lektin-Adhäsion an die körpereigenen Oberflächen ermöglichen.

6.6.2.4. Lektin-spezifische Glykokonjugate der Glandula parotidea versus Glandulae submandibulares /-linguales

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Die Fähigkeit der Glandula parotidea und der Glandula submandibularis Glykane, die mit Lektinen interagieren, zu produzieren, ist vielfach nachgewiesen (Whelton 1996, Procter 1998). In dieser Arbeit wurden erstmals die Konzentrationen verschiedener Lektinrezeptoren im Speichel und deren Entwicklung während einer künstlichen Krankheitsinitiierung drüsenspezifisch untersucht. Die Ergebnisse des kalkulatorischen Gesamtspeichels – so tituliert, da die Sekrete der Glandulae minores in die Untersuchung nicht einflossen – wurden denen der phylogenetisch jungen Glandula parotidea und separat denen der Glandulae submandibulares /-linguales vergleichend gegenübergestellt. Die Glandula submandibularis und die Glandula sublingualis ähneln sich in Ihrer Struktur und ihren Sekretionsmechanismen sehr, was auf die enge embryonale Entwicklung der beiden Drüsen zurückzuführen ist (Pinkstaff 1993). Sie werden daher in dieser Studie gemeinsam betrachtet.

6.6.2.4.1. Bindungsfähigkeit von ´PNA´

Die Bindungsspezifität des Speichels bezüglich des Lektins ´PNA´ ergab im unstimulierten Zustand für die Glandulae submandibulares /-linguales signifikant abfallende Aktivitäten von Tag „x+2“ und „x+5“ zu Tag „x+13“. Das bedeutet für den β–Galaktose-1,3-N-Acetyl-Galaktosamin-Rezeptor, welcher dementsprechend im Vergleich mit der Ohrspeicheldrüse hauptsächlich in den Unterkiefer- und Unterzungendrüsen produziert wird, dass das Niveau der Konzentration bei einer Augmentation von Bakterien in der Mundhöhle abnimmt. Orientiert man sich an Ergebnissen anderer Studien, so publizierte SEEMANN, dass Kinder, die vermehrt unter Karies leiden, eine signifikant verminderte Glykokonjugatkonzentration spezifisch für ´PNA´ im Vergleich zu kariesfreien Kindern im Gesamtspeichel aufweisen (Seemann 2001). Diese Erkenntnis korreliert mit den ermittelten Werten der vorliegenden Untersuchungsreihe: Die Entwicklung des gesunden Mundmilieus hin zur bakteriell bedingten Erkrankung kann einen erhöhten Kariesbefall nach sich ziehen, so dass letztendlich ein erniedrigter Peanut Agglutinin-spezifischer Glykokonjugatspiegel im Mundraum analysierbar ist. Da sich eine grundlegende Änderung der Glykanstrukturen durch enzymatische oder genetische Einflüsse für diese Studie nicht erschließt, lassen die gemessenen Bindungen im Speichel vermuten, dass die Reduktion der ´PNA´-Rezeptorproduktion zumindest der Glandulae submandibulares /-linguales reflektorisch aus einer erhöhten bakteriellen Belastung im oralen System resultieren könnte.

Für die Unterkiefer-/ Unterzungendrüsen wurden des Weiteren beim Vergleich vor und nach Stimulation signifikante Konzentrations- und Sekretionsratenzunahmen für die Tage „x+5“ sowie „x+8“ bzw. „x+2“, „x+5“, „x+8“ sowie „x+13“ errechnet. Somit steigt bei Reizung der Drüsen nicht nur die Speichelmenge an. Es verschiebt sich unabhängig davon der Gehalt an Glykanen im Speichel und abhängig davon auch deren Sekretionsrate. Diese Ergebnisse lassen auf eine separate Steuerung von Flüssigkeitsmenge und Exozytose der Glykokonjugat-haltigen Sekretgranula in den Drüsenzellen schließen. Geht man davon aus, dass durch die Stimulation die Drüse sowohl in ihrer Sekretionsleistung als auch in gleichem Maß in ihrer Glykokonjugatsynthese und -sezernierung angeregt wird, könnten sich Ergebnisse, welche Reduktionen von Glykankonzentrationen wie im Falle von β–Galaktose-1,3-N-Acetyl-Galaktosamin belegen, nicht ergeben. Auch haben separate Studien mit verschieden langen Stimulationsintervallen unterschiedliche Reaktionen der Glandulae submandibulares
/-linguales in Bezug auf Glykankonzentrationen ergeben: Es wurden neben steigenden u.a. ebenfalls abfallende sowie auch gleichbleibende Konzentrationen gemessen (Becerra et al. 2003). Das durch die gustatorische Stimulationsmethode aktivierte vegetative Nervensystem gibt Anlass zur Vermutung, dass auch der cholinerge Weg eine unabhängige Synthese- und Sekretionsveränderungen innerhalb der Drüse bedingt.

▼ 89 

Der durch hohe Kariogenität ausgezeichnete Keim S.mutans besitzt ein Oberflächenprotein spezifisch für terminale Galaktosylreste. Eine Senkung der neugebildeten Plaquemenge gegenüber einer Kontrollgruppe lässt sich durch mehrmalige tägliche Spülungen mit 9%iger Galaktoselösung bedingen (Nagata et al. 1982). S.mutans adhäriert dabei an lösliche Strukturen, bevor sich eine Anlagerung an das ´Pellicle´ vollziehen kann. Auch S.sanguis besitzt auf seiner Oberfläche ein Galaktose-spezifisches Lektin, dessen Bindung an PRP kompetitiv sowohl durch Galaktose (= Gal) als auch durch N-Acetyl-Galaktosamin (= GalNAc) hemmbar ist (Shibata et al. 1980, Nagata et al. 1983). Die Untersuchungen dieser speziellen Bakterien zeigen, dass Lektine in der Lage sind, auch an von der bindungsspezifischen Struktur leicht abweichende Glykane zu binden. Für die gleiche Effektivität sind jedoch höhere Konzentrationen notwendig. Die Blockierung der Lektine durch Glykane reduziert sich abhängig von ihrer Struktur und Komplexizität (Murray 1982). Für das Beispiel der Galaktose bedeutet das eine verminderte Blockierung von βGal1,3NAcGal über 1,3NAcGal zu Gal, und folglich ein höheres Potential der interbakteriellen Aggregation sowie der bakteriellen Adhäsion an humane Oberflächenstrukturen. ´PNA´ aggregiert mit dem sehr spezifischen β–Galaktose-1,3-N-Acetyl-Galaktosamin, dessen Antiadhäsionswirkung hoch eingeschätzt werden darf. Bei einem Konzentrationsrückgang dieser Struktur im Speichel während einer erhöhten oralen bakteriellen Belastung bedeutet dies einen Verlust der Effektivität des ´PNA´-spezifischen Antiadhäsionsschutzes.

6.6.2.4.2. Bindungsfähigkeit von ´GS1´

Signifikante Ergebnisse zeichneten sich drüsenabhängig für die Bindungsfähigkeit bezüglich des Griffonia simplicifolia Agglutinins ab. Im Gegensatz zur Glandula parotidea, bei der durch die Messungen keine Bindungen gegenüber dem Lektin ´GS1´ nachgewiesen werden konnten, ergab sich ein signifikanter Anstieg der Konzentration von Tag „x+2“ zu Tag „x+8“ für den Reizspeichel der Glandulae submandibulares /-linguales (siehe Abbildung 18). Des Weiteren zeigte sich eine signifikante Zunahme der Sekretionsrate von Tag „x“ zu Tag „x+5“. Obgleich ´GS1´ eine Bindungsspezifität für α–N-Acetyl-Galaktosamin (= GalNac) aufweist, somit dem GalNAc-spezifischen ´PNA´ ähnelt, zeigte der Speichel kein äquivalentes Bindungsverhalten gegenüber diesen beiden Lektinen während einer künstlichen Krankheitsinitiierung. Während sich für ´PNA´-Rezeptoren eine generelle Reduktion abzeichnete, deuteten die Messungen der ´GS1´-Rezeptoren auf einen tendenziellen Anstieg nach dem Aussetzen der Mundhygiene hin. Allein der Vergleich dieser beiden Lektine ´PNA´ und ´GS1´ macht deutlich, dass es kein allgemeingültiges Verhalten der Speichelglykane gibt. Auch gibt es keinen Anhalt für die Existenz eines linearen Verhältnisses zwischen der jeweiligen Speichelmenge und der Glykankonzentration bzw. Sekretionsrate.

Andere Studien auf diesem Gebiet haben erbracht, dass bei unter einer ´rapid progressiv parodontitis´ leidenden Patienten der Gehalt an ´GS1´-Rezeptoren erhöht ist (Jancke 2002). Dieses Ergebnis korreliert mit der durchgeführten Untersuchung, bei der eine Augmentation der Bindungsfähigkeiten des Speichels gegenüber dem Lektin ´GS1´ ermittelt wurde. Möglicherweise führt eine gesteigerte Synthese und/ oder Sekretion der ´GS1´-Rezeptoren dazu, dass während einer bakteriellen Prolieferation diese ´GS1´-spezifischen Speichelbestandteile im Rahmen einer reflektorischen Abwehrreaktion exprimiert werden können.

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Im Vergleich des Ruhespeichels mit dem Reizspeichel sind signifikante Konzentrationszunahmen für ´GS1´-Rezeptoren an den Tagen „x+8“ und „x+13“ ermittelt worden. Gleiches ergab sich für die Sekretionsraten, wobei hier zuzüglich ein Anstieg bei Tag „x“ nachweisbar war. Diese Ergebnisse erweisen sich nicht konform zu vergleichbaren Studien, bei denen keine Steigerung durch Stimulation mittels Fahrradergometrie zum Einsatz kam (Jancke 2002). Gustatorische Reize hingegen scheinen eine Konzentrationssteigerung von Lektinrezeptoren mit terminalem α–N-Acetyl-Galaktosamin zu bedingen. Der Grund ist wohl in den unterschiedlichen Innervationswegen zu suchen. Wird das vegetative Nervensystem durch eine gesteigerte körperliche Bewegung aktiviert, bildet Acetylcholin den Überträgerstoff an der präganglionären Membran, jedoch erfolgt die postganglionäre Weiterleitung über Katecholamine, und es ergibt sich für die Speicheldrüsen eine β–adrenerge Stimulation (Silbernagel & Dispopoulus 2003). Durch Geschmack, Berührung und Geruch laufen hingegen über das vegetative Nervensystem Afferenzen nach zentral, von wo aus elektrische Impulse die Nerven ausschließlich zu einer efferenten cholinergen Weiterleitung und Stimulation der Speicheldrüsen veranlassen (Silbernagel & Despopoulus 2003). So zeigte sich, dass bei einer Aktivierung via cholinergem Weg im Gegensatz zur Übertragung mittels Katecholaminen die Speicheldrüsen mit einer Sekretionsratensteigerung in Bezug auf ´GS1´-Rezeptoren reagierten.

6.6.2.4.3. Bindungsfähigkeit von ´VVA´

Obgleich das Vicia villosa Agglutinin auch eine Bindungsspezifität zu terminalen Galaktosaminen, in diesem Fall zum 1,3-N-Acetyl-Galaktosamin, besitzt, erbrachten die Untersuchungen in dieser Studie für dieses Lektin keine verwertbaren Ergebnisse. Im Glandulae submandibulares /-linguales-Speichel deuteten sich geringste Konzentrationen und Sekretionsraten bei einer kleinen Anzahl von Probanden an, welche sich nicht im Entferntesten signifikant zeigten.

Dieses Bindungsverhalten gegenüber ´VVA´ steht im Wiederspruch zu anderen Studien, die das Vorhandensein von ´VVA´-Rezeptoren im Speichel postulieren. Es handelt sich in den veröffentlichten Untersuchungen häufig laut deren Angaben um Gesamtspeichel. In der hier durchgeführten Studie wurde jedoch drüsenspezifischer Speichel direkt von den Drüsenausführungsgängen abgenommen. JANCKE ermittelte bei einer drüsenspezifischen Speichelgewinnung Werte (Jancke 2002), die mit der vorliegenden Arbeit vergleichbar sind. Demzufolge käme dieser Unterschied der drüsenspezifischen Abnahme als Grund in Betracht, warum keine Werte in Bezug auf ´VVA´-Rezeptoren messbar waren. Die Glandulae minores, welche in dieser Studie nicht betrachtet wurden, enthalten im Verhältnis zu ihrer geringen Sekretionsmenge sehr hohe Anteile an Proteinen (Ferguson 1999). Bei der Betrachtung des Speichels aller Drüsen wäre somit eine Verschiebung hin zu erhöhten Werten an ´VVA´-Rezeptoren denkbar. Des Weiteren kann vermutet werden, dass mit Sialinsäure maskierte terminale 1,3-N-Acetyl-Galaktosamine auch erst nach Kontakt mit Neuraminidase und somit Abspaltung des Sialylrestes in Erscheinung treten (siehe Kapitel 6.6.2.4.4). Die sich in geringsten Mengen andeutenden ´VVA´-spezifischen Speichelbindungen im Bereich der Glandulae submandibulares /-linguales lassen sich durch eine geringe Expression von ´VVA´-Rezeptoren aus den Drüsen deuten.

6.6.2.4.4. Bindungsfähigkeit von ´SNA´

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Im untersuchten Speichel wurde eine sehr hohe Bindungsfähigkeit des Speichels zu Sambucus nigra Agglutinin gemessen, die auf ein sehr frequentes Auftreten von ´SNA´-spezifischen terminalen Sialinsäuren hindeutet. Die Konzentrationen der Glandulae submandibulares
/-linguales waren signifikant höher als die der Glandula parotidea. Im Versuchsverlauf zeigte sich nach Stimulation ein signifikanter Anstieg von Tag „x+2“ zu Tag „x+13“. Bei Betrachtung der Sekretionsrate zeichnete sich neben einem statistisch signifikanten Anstieg von Tag „x+2“ zu Tag „x+13“ auch eine Zunahme von Tag „x+5“ zu Tag „x+13“ im Ruhezustand ab. Ebenso konnten für die addierten Speichelmengen der Glandulae majores nach Stimulation signifikante Zunahmen der Sekretionsraten von Tag „x“, „x+2“ und „x+5“ zu Tag „x+13“ belegt werden.

Es gilt als allgemein anerkannt, dass sich ein großer Anteil von Sialinsäuren unter den Monosacchariden der Speichelmuzine befindet (Herp et al. 1988). Demzufolge können die bereits an den Ausgangstagen dieser Studie gemessenen hohen Konzentrationswerte von ´SNA´-Rezeptoren als realistisch eingeordnet werden. In der Literatur wurden bereits mehrfach Untersuchungen bezüglich des Sialinsäureverhaltens im Krankheitsfall beschrieben. Z.B. zeigten sich bei Gesunden im Vergleich zu unter Gingivitis erkrankten Individuen mehr mit Sialylresten behaftete Gingivazelloberflächen (Davis & Gibbons 1990). SEEMANN fand heraus, dass bei Kindern mit starkem Kariesbefall eine auffällig erhöhte Bindungsspezifität für das Lektin ´SNA´ im Speichel messbar ist (Seemann 2001). Er interpretierte diese erhöhte Bindungsinhibition gegenüber ´SNA´ als ein mögliches Zeichen einer gesteigerten Mukus- und somit Sialinsäureproduktion als Reaktion auf eine erhöhte Plaquebelastung. Diese Auslegung geht mit den Ergebnissen dieser Arbeit konform, welche bei ansteigender Keimzahl im Mundmilieu, bei Formierung von Plaque - folglich einer Erhöhung des Karies- und Parodontitisrisikos - eine Zunahme der ´SNA´-spezifischen Glykane erkennen lassen.

Der Effekt der Stimulation zeichnete sich bei den Glandulae submandibulares /-linguales durch eine signifikante Erhöhung der Konzentration vom Ruhe- zum Reizspeichel an Tag „x+8“ ab. Zuzüglich ergab sich für die Sekretionsrate eine Signifikanz an Tag „x+5“. Diese ermittelten Werte belegen, dass die Drüsen trotz des sehr hohen Ausgangswertes ihre Sekretion an bindungsfähigen ´SNA´-Rezeptoren noch steigern können. Eine maximale Reaktionsfähigkeit der Drüsen ist nicht erkennbar. Die bereits geäußerte Annahme, dass die Aktivierung der Synthese- und Sekretionsmechanismen der Drüsen unabhängig von der Flüssigkeitssekretion gesteuert werden, lassen auch die für die ´SNA´-Rezeptoren ermittelten Werte erneut vermuten.

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Das durch eine Erkrankung modifizierte Mundmilieu steht unter einem veränderten bakteriellen Einfluss (König 2000). Bakterien besitzen das Vermögen, Neuraminidasen produzieren zu können. Mittels dieser Enzyme können terminal sialylierte Strukturen angegriffen und abgespalten werden, was eine Konsequenz für die weitere Reaktivität der demaskierten Struktur mit sich bringt. Untersuchungen haben ergeben, dass an orale Oberflächen, die mit Neuraminidasen behandelt wurden, z.B. weniger S.sanguis bindet (Childs & Gibbons 1988). An die demaskierten, differierenden terminalen Bindungen adhärieren hingegen vermehrt parodontalpathogene Keime wie Porphyromonas gingivalis und Actinobacillus actinomycetemcomitans (Childs & Gibbons 1988). Dies bedeutet, dass durch die Abspaltung der Sialinsäuren die Adhäsion bestimmter Bakterienspezies an feste Phasen verhindert und die anderer Spezies gefördert wird. Ebenso bewirkt die Abtrennung dieser Sialylreste neben einer Erhöhung des bakteriellen Nahrungsreservoirs effektiv auch eine erhöhte Anzahl von freien Sialylsäuren im Speichel. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit freier Lektin-Glykan-Bindungen, und es ergibt sich nachfolgend ein vermehrter Abtransport der Bakterien mit dem Speichelstrom. Für den in dieser Studie untersuchten drüsenspezifischen Speichel gilt allerdings, dass er den Mundraum vor der Abnahme noch nicht erreicht hat, d.h. bislang kein bakterieller Einfluss stattfand. Es darf auf Grund der präferierten Bindung von Lektinen an komplexe Strukturen davon ausgegangen werden, dass es sich nicht um freie Sialinsäuren, sondern um komplex gebundene handelt. Die hohen ´SNA´-spezifischen Werte in dieser Untersuchung sind Neuraminidase-unabhängig, rein synthese- sowie sekretionsbedingt.

6.6.2.4.5. Bindungsfähigkeit von ´AAA´

Über das Lektin Anguilla anguilla Agglutinin und seine Bindungsfähigkeit zu Speichelkomponenten sind in der Literatur bislang sehr wenige Untersuchungen zu finden. Bei den in dieser Versuchsreihe durchgeführten drüsenspezifischen Messungen weisen die reinen Konzentrationswerte im Vergleich der Glandulae majores auf einen höheren Anteil an ´AAA´-Rezeptoren in den Glandulae submandibulares /-linguales hin. In Abhängigkeit der Speichelmenge erbrachten alle großen Speicheldrüsen signifikante Werte für ´AAA´-Rezeptoren. Es existiert somit ein Anhalt auf terminale Fucosereste im Speichel. Im unstimulierten Zustand zeigten sowohl die Sekretionsraten des kalkulatorischen Gesamtspeichels zwischen den Tagen „x+8“ und „x+13“ eine signifikante Steigerung als auch die Messungen der Glandulae submandibulares /-linguales vom Tag „x+5“ sowie vom Tag „x+8“ zum letzten Untersuchungstag „x+13“. Gleiches Verhalten der ´AAA´-Rezeptorkonzentration ist nach erfolgter Stimulation auch für die Glandula parotidea zu erkennen, denn nach Anregung der Speichelsekretion wiesen die Sekretionsraten des kalkulatorischen Gesamtspeichels von Tag „x+8“ zu Tag „x+13“ und der Glandula parotidea von Tag „x+5“ und Tag „x+8“ zu Tag „x+13“ signifikante Zunahmen der Bindungsspezifität zu ´AAA´ auf. Signifikant erhöhte ´AAA´-Rezeptorkonzentrationen der Glandulae submandibulares /-linguales wurden in anderen Arbeiten bei Patienten, die an einer ´rapid progressive periodontitis´ leiden, im Vergleich zu Gesunden gemessen (Jancke 2002). Diese Erkenntnis lässt sich gut mit dem Resultat der hiesigen Untersuchung vereinbaren, dass sich in Abhängigkeit zur Speichelsekretion vom Gesunden zum Erkrankenden eine Erhöhung der ´AAA´-Rezeptorkonzentration entwickelt.

Beim Vergleich der Konzentrationen von ´AAA´-spezifischen Lektinrezeptoren vor und nach Stimulation ergaben sich Speichelmengenabhängig vielfach signifikant ansteigende Werte. Im Sekret der Glandula parotidea zeichnete sich diese Entwicklung für die Tage „x“, „x+5“, „x+8“ und „x+13“ ab, hingegen die Glandulae submandibulares /-linguales nur an Tag „x+8“ mit diesem Ergebnis aufwartete. Ähnlich verhielt sich die Sekretionsrate nach Addition des Speichels der Glandulae majores, die am letzten Versuchstag, Tag „x+13“, eine signifikante Zunahme aufwies. Andernorts wurden signifikante Zunahmen der ´AAA´-Rezeptoren ausschließlich für gesunde Probanden, die keine Parodontitis zeigten, unter β–adrenerger Stimulation angegeben (Jancke 2002). Dieses Ergebnis kann gemäß der durchgeführten Untersuchung nicht als Unterscheidungsmerkmal von Gesunden und Kranken bestätigt werden, da mehrfach nach erfolgter künstlicher Krankheitsinitiierung signifikante Sekretionsratenanstiege durch Provozierung der Speichelsekretion ermittelt wurden.

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Der Lektinrezeptor spezifisch für Anguilla anguilla Agglutinin ist die terminale α1,6 gebundener Fucose. Um eine Struktur mit einem terminalen Fucoserest handelt es sich ebenfalls bei dem Oberflächenantigen der Blutgruppe 0, so dass bei möglicher Exprimierung der blutgruppenspezifischen freien Antigene im Speichel auch diese Bindungen mit bakteriellen Lektinen eingehen können (Ligtenberg et al. 1990b). Das Vorhandensein solcher für ´secretor´ typischen Blutgruppenstrukturen in einer Studie könnte das Ergebnis verfälschen. Eine Grundkonzentration von Fucose im Speichel könnte auf dem ´secretor´-Status in Kombination mit der Blutgruppe 0 beruhen. Da jedoch in dieser Studie kein Blut der Probanden abgenommen wurde und somit keine ´secretor´-Bestimmung stattfand, kann diesbezüglich keine definitive Aussage getroffen werden. Es darf jedoch bei der Expression der Antigenstrukturen im Speichel von einem frequenten Niveau im Speichel ausgegangen werden, welches sich an jedem Versuchstag in gleichem Maße in den ermittelten Ergebnissen niederschlagen müsste. Der plötzliche Anstieg der Sekretionsratenwerte bezüglich der Fucosebindung im Verlauf dieser Untersuchungsreihe wäre jedoch mit dem ´secretor´- Model nicht zu erklären, und darf daher auf eine Steigerung der ´AAA´-spezifischen Glykokonjugatfraktion zurückgeführt werden.

6.7. Schlussfolgerung

Die vorliegende Arbeit hat primär das Ziel, die Reaktion des Körpers auf einen bakteriellen Anstieg im Mundraum durch die Betrachtung der Gykokonjugatkonzentration zu analysieren. Bei gesunden Probanden wurde künstlich eine Krankheit durch Vernachlässigung der Mundhygiene provoziert. Die Existenz eines körpereigenen Abwehrsystems im Sinne einer ´first line of defence´ soll erörtert werden. Bakterien sind in der Lage mittels ihrer Lektine, an orale Oberflächen zu binden. Diese Adhäsion erfolgt über an die feste Phase angelagerte Glykane. Besitzen die Bakterien keine weiteren Virulenzfaktoren, können sie eine protektive Wirkung für die Mukosa darstellen, indem sie die Adhäsion anderer in einem höheren Maß pathogen wirkender Keime verhindern. Dieses positive Vermögen spezifischer Kleinstlebewesen wiegt den meist krankheitsinitiierenden Effekt der Anlagerung bakterieller Keime an die oralen Flächen allein jedoch nicht auf. Über eine bestimmte Kaskade, welche neben den „Mikroorganismen“ auch von den Faktoren „Wirt“, „Substrat“ und „Zeit“ abhängt, entwickelt sich Plaque und somit unter Umständen die beiden häufigsten Zivilisationskrankheiten Karies und/ oder Parodontitis.

Großen Einfluss auf die Entstehung der Plaque im fördernden und hemmenden Sinn hat der Speichel. Er wird von den Glandulae majores und minores abgesondert und dient den Glykokonjugaten als Trägermedium. Seine mannigfaltigen Funktionen im Mundraum bedingen das physiologische Milieu ausschlaggebend mit. In dieser Studie hat sich erwiesen, dass die Speichelmenge auf einen Anstieg der Bakterienanzahl im Mund reagiert. Sowohl die Glandula parotidea als auch die Glandulae submandibulares /-linguales produzieren ab dem ersten Tag der Krankheitsinitiierung reflektorisch mehr Speichel. Der Körper reagiert mit einer erhöhten Spülfunktion auf die orale Belastung und bringt somit u.a. auf rein mechanische Weise eine Wirtsabwehr zum Einsatz.

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Wichtig ist auch das Vermögen der Drüsen, auf externe Reize reagieren zu können. Das vegetative Nervensystem wurde in dieser Arbeit an allen Untersuchungstagen mittels einer gustatorischen Stimulation angeregt, und sowohl vor als auch nach Unterlassung der Mundhygienemaßnahmen besaßen die großen Speicheldrüsen das Vermögen, ihre Sekretion zu erhöhen. Die Glandula parotidea ist als phylogenetisch jüngere Drüse auch bei den künstlich Erkrankten verstärkt in der Lage, auf einen Reiz zu reagieren. Das bedeutet, dass trotz einer erhöhten Speichelsekretion eine Reserveaktivität der Drüsen vorhanden ist, die durch Modifikationen des Speichels das Mundmilieu neuen Situationen anpassen kann.

Gleiches gilt nicht nur für die Flüssigkeitssekretion sondern auch für die Synthese und Sekretion von Glykokonjugaten. Unabhängig von dem Verhalten der einzelnen Glykane im Versuchsverlauf, zeigten vor allem ´PNA´, ´GS1´ und ´SNA´ eine stark erhöhte Konzentration nach cholinerger Innervation der Drüsen. Es war weder bei der Glandula parotidea als bei den Glandulae submandibulares /-linguales eine maximale Synthese bzw. Sekretion zu erkennen, d.h. die Drüsen scheinen auch im Rahmen von Erkrankungen im Mundraum nicht an ihre Belastbarkeitsgrenzen zu stoßen. Mittels freien Lektin-Glykan-Bindungen wird die Adhäsion der Mikroorganismen an orale Strukturen inhibiert. Neben Bakterien und seltener auftretenden Toxinen kann u.a. auch die Anlagerung von Candida albicans an die Mundschleimhaut gehemmt werden.

Des Weiteren zeigten die Untersuchungen, dass die Glandula parotidea und die Glandulae submandibulares /-linguales in Bezug auf die Synthese und Sekretion von Glykanen im Vergleich zur Flüssigkeitssekretion des Speichels separaten Steuermechanismen unterliegen. Das Verhältnis der Speichelmenge zur Glykankonzentration änderte sich Lektin-spezifisch im Versuchsverlauf. Die Sekretion von protektiven Molekülen und von Flüssigkeit muss innerhalb der Speicheldrüsen zwar unabhängig aber synchronisiert ablaufen, um einen glykanvermittelten Adhäsionsschutz zu gewährleisten.

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Diese Untersuchungsreihe hat sich zum ersten Mal mit dem Gehalt von bestimmten Glykokonjugaten bei einer akuten Keimzunahme im Mundraum befasst. Lektin-Glykan-Interaktionen bewirken eine Adhäsion, aber auch vor allem eine Antiadhäsion der Bakterien an orale Oberflächen. Die Glykankonzentration am Übergang vom „Glykan als Schutzfaktor der oralen Oberflächen“ zum „Glykan als Pathogenitätsfaktor“ gilt es noch zu definieren. Die Konzentrationen der einzelnen Glykokonjugate können daher nicht in ein lineares Verhältnis mit der protektiven Potenz gesetzt werden. Auffällig sind nach Aussetzen der Mundhygienemaßnahmen folgende Glykane geworden:

Die sich im Versuchsverlauf gezeigten Verschiebungen der prozentualen Anteile der unterschiedlichen Lektin-spezifischen Rezeptoren sprechen für einen bakteriellen Einfluss auf die Glykokonjugatnsynthese bzw. für eine Reaktion des Organismus auf eine bakterielle intraorale Veränderung. Da die Glykane auf Grund ihrer inhibierenden Adhäsion zu verschiedensten oft pathogenen Mikroorganismen eine für den menschlichen Körper protektive Wirkung aufweisen, darf von einer Existenz einer primären Abwehrreaktion ausgegangen werden. Diese ist dem verzögert einsetzenden Immunsystem vorgeschaltet und wird als ´first line of defence´ bezeichnet. Auf das veränderte Mundmilieu reagieren die Drüsen mit einer mengen- und konzentrationsmäßig veränderten Sekretion. Es zeichneten sich Effekte sowohl für die Glandula parotidea als auch für die Glandulae submandibulares /-linguales ab, so dass beide Drüsen diesem Reflexmuster unterstehen. Welcher Form diese Reflexe sind, bleibt weiter zu untersuchen. Adäquat zu anderen Schleimhäuten des Körpers ist ein c-Faser geleiteter ´intramural reflex´ gut vorstellbar.

6.8. Perspektiven

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Auf Grund der protektiven Wirkung der Speichelglykokonjugate für das orale System resultiert aus einer konstitutiven Speichelreduktion oder auch nur aus einem temporären Verlust des relativen Adhäsionsschutzes auf Grund veränderter Speichelkomponenten ein erhöhtes Risiko in Bezug auf pathogeninduzierte Erkrankungen. Folglich ist die detaillierte Erkenntnis über die Strukturen der spezifischen Glykokonjugate und über die ihre Synthese sowie Sekretion beeinflussenden Faktoren aus Karies- und Parodontitis-präventiver Sicht von wertvoller Bedeutung. Neben den bislang bekannten bakteriellen Lektinen, wie u.a. ´PNA´, ´GS1´, ´VVA´, ´SNA´ und ´AAA´, mit ihren spezifischen Rezeptoren, bedarf es weiterer Forschung, welche Glykokonjugatstrukturen für die Antiadhäsion welcher Keime verantwortlich sind. Auch die Reaktivität und die enzymatischen Einflüsse einzelner Bakterienspezies auf die Lektinrezeptoren sind weit über die Neuraminidaseaktivität zu hinterfragen.

Bislang gibt es keine Studien, die sich mit dem Ausmaß der unabhängigen Glykanproduktion der Speicheldrüsen in Abhängigkeit zum oralen Milieu beschäftigen. Da aber gerade das Verhalten dieser Strukturen eine wichtige Abwehrfunktion des Körpers bildet, sollten diesem Gebiet weitere Forschungsarbeiten gewidmet werden. Z.B. bleibt es herauszufinden, ob das Glykansynthesevermögen der Drüsen im Alter sinkt, wo doch die Inzidenz der Parodontopathien mit dem Alter steigt. Auch sollte der Stellenwert der Glandulae minores, die mittels ihrer multiplen Ausführungsgänge die Mukosa direkt mit ihrem mukösen Sekret benetzen, bezüglich der Glykokonjugateinflüsse erfasst werden.

Den Muzinen mit ihren Glykananteilen als körpereigene Bestandteile sind bislang keine negativen Wirkungen auf den Organismus nachgewiesen worden. Demzufolge wäre ihr Einsatz bzw. der Einsatz ihrer Produkte als therapeutischer Schutz bei Infektionen und Entzündungen der Mundschleimhaut sowie bei Patienten mit hohem Karies- und/ oder Parodontitisrisiko denkbar. Auch im Bereich der immer wichtiger werdenden oralen Prophylaxe bietet sich der Einsatz von spezifischen, löslichen Glykanen als physiologischer Protektionsfaktor an.


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13.04.2006