Jancke , Mathias: Speichelglykane als Adhäsionsfaktoren bei rasch fortschreitender Parodontitis


I

Aus dem Institut für Laboratoriumsmedizin und Pathobiochemie
(Leiter: Prof. Dr. med. E.Köttgen)
in Zusammenarbeit mit der
Abteilung für Parodontologie und Synoptische Zahnmedizin
Zentrum für Zahnmedizin
(Leiter Prof. Dr. med. Dr. med. dent. J.-P. Bernimoulin)
der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

Dissertation
Speichelglykane als Adhäsionsfaktoren bei rasch fortschreitender Parodontitis

zur Erlangung des akademischen Grades
Doctor medizinae dentariae (Dr. med.dent.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

von Herrn Mathias Jancke geb. am 06.04.1959 ,
in Frankfurt/Main


II

Dekan: Prof. Dr. med. Joachim W. Dudenhausen

Gutachter:
1. PD Dr. Andreas Kage
2. Prof. Dr. Günter Siegel
3. Prof. Dr. Michael Noack

Datum der Promotion: 21. Januar 2002


III

Zusammenfassung

Glykane aus exokrinen Drüsen stellen ein Schutzsystem der Schleimhautoberflächen dar, indem sie an mikrobielle Adhäsine binden und dadurch Einfluß auf die mikrobielle Besiedelung und Invasion des Wirtes nehmen. 11 Patienten mit rasch fortschreitender Parodontitis (RPP) wurde über jeweils 20 Minuten in Ruhe und unter adrenerger Belastung Speichel aus den großen Speicheldrüsen entnommen und in einem kompetitiven Lektinbindungsinhibitionstest auf die Bindungsfähigkeit an 8 verschiedene Planzenlektine untersucht. Patienten mit RPP zeigen ein anderes Verteilungsmuster der antiadhäsiven Glycane als die Kontrollgruppe. Sie zernieren u.a. aus den Unterkieferdrüsen konstant signifikant mehr Glykane mit endständigen Mannosegruppen, aus der Parotis dagegen nur unter adrenerger Stimulation. Dies zeigt die unterschiedliche Funktion der Drüsen bei der Beeinflussung des Milieus in der Mundhöhle als auch einen unterschiedlichen Erregungszustand des Schleimhautschutzsystems bei Erkrankten und Kontrollen. Aus den Ergebnissen können sich diagnostische Aspekte für das Risiko und den Aktivitätszustand einer parodontalen Erkrankung ergeben.

Schlagwörter:
rasch fortschreitende Parodontitis, Speichelglykane, Lektine, mikrobielle Adhäsion.


IV

Abstract

Glycans from exocrine glands create a defense system of the mucosal surfaces by binding to microbial adhesins and interfering with colonisation and invasion of the host. Saliva from 11 patients with rapidly progressive periodontitis (RPP) was collected over a period of 20 minutes each in rest and during adrenergic stimulation. The samples were tested for binding properties to 8 different plant lectins by a competitive lectin binding inhibition test. A pattern of anti-adhesive glycans different from the control group is secreted in patients with RPP. The latter constantly secrete significantly more glycans with terminal mannose from the mandibular glands. In the parotis this is only the case during adrenergic stimulation. This demonstrates the different purpose of the glands in maintaining the oral milieu as well as different states of activity of the mucosal defense system in RPP patients and controls. Diagnostic aspects for risk and activity of periodontal diseases can be drawn from these findings.

Keywords:
rapidly progressive Periodontitis, salivary glycans, lectins, microbial adhesion.


Seiten: [I] [II] [III] [IV] [V] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [48] [47] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131]

Inhaltsverzeichnis

TitelseiteSpeichelglykane als Adhäsionsfaktoren bei rasch fortschreitender Parodontitis
Widmung
1 Einleitung
1.1Ätiologie der Parodontitis
1.1.1Bakterielle Aspekte
1.1.1.1Plaquebildung
1.1.1.2Parodontalpathogene
1.1.2Wirtsfaktoren.
1.2Speichel
1.2.1Speichelproteine
1.2.2Glykoproteine des Speichels
1.2.3Innervation der Speicheldrüsen
1.2.4Steuerung der Glykoproteinsynthese
1.3Adhäsion versus Antiadhäsion
1.3.1Lektine
1.4Arbeitshypothese
2 Material und Methode
2.1Auswahl der Probanden
2.1.1Minimalwerte
2.1.2Maximalwerte
2.1.3Kontrollen
2.2Probenentnahme
2.2.1Apparatur
2.2.2Vorgehensweise
2.3Probenverarbeitung
2.4Statistik
3 Ergebnisse
3.1Speichelmenge
3.2Lektinbindung
3.2.1Vergleich RPP mit Kontrollen in Ruhe und unter körperlicher Belastung
3.2.1.1Lektin Anguilla Anguilla Agglutinin, spezifisch für alpha1-2 gebundene Fucose
3.2.1.2Lektin Concanavalin A, spezifisch für Trimannosylstrukturen
3.2.1.3Lektin Galanthus Nivalis Agglutinin, spezifisch für entständige Mannosereste
3.2.1.4Lektin Griffonia Simplicifolia Agglutinin, spezifisch für terminales alpha-N-Acetyl-Galaktosamin bzw. terminale Galaktose
3.2.1.5Lektin Weizenkeim Agglutinin, spezifisch für 1,4 beta-D-N-Acetyl-glukosamin
3.2.2Veränderungen durch körperliche Belastung innerhalb der Gruppen
3.2.2.1Lektin Anguilla Anguilla Agglutinin, spezifisch für alpha-1-2 gebundene Fucose
3.2.2.2Lektin Concanavalin A, spezifisch für Trimannosylstrukturen
3.2.2.3Lektin Galanthus nivalis Agglutinin, spezifisch für endständige Mannosereste
3.2.2.4Lektin Griffonia Simplicifolia Agglutinin,spezifisch für alpha-N-Acetyl-Galaktosamin bzw. terminale Galaktose
3.2.2.5Lektin Sambucus Nigra Agglutinin, spezifisch für terminale alpha-2,6 gebundene Sialinsäure
3.2.2.6Lektin Weizenkeim Agglutinin, spezifisch für 1,4 beta-D-N-Acetyl-glukosamin
4 Diskussion
4.1Grundlagen der Untersuchung
4.1.1Parodontitis als Modell
4.1.2Auswahl der Probandengruppe
4.1.2.1Präpubertäre Parodontitis
4.1.2.2Juvenile Parodontitis
4.1.2.3Erwachsenenparodontitis
4.1.2.4Rasch fortschreitende Parodontitis
4.1.3Speichel als Medium
4.1.4Gewinnung der Speichelproben
4.1.5Wertung der Apparatur zur Speichelgewinnung
4.2Wertung der Ergebnisse
4.2.1Speichelflußrate
4.2.2Lektinbindung
4.2.2.1Parotissekrete
4.2.2.1.1Bindungsfähigkeit an das Lektin AAA
4.2.2.1.2Bindungsfähigkeit an die Lektine ConA und GNA
4.2.2.1.3Bindungsfähigkeit an das Lektin SNA
4.2.2.1.4Bindungsfähigkeit an das Lektin VVA
4.2.2.1.5Bindungsfähigkeit an das Lektin WGA
4.2.2.2Sekrete der Gll. submandibulares/sublinguales
4.2.2.2.1Bindungsfähgkeit an das Lektin AAA
4.2.2.2.2Bindungsfähigkeit an das Lektin PNA
4.2.2.2.3Bindungsfähigkeit an die Lektine ConA und GNA
4.2.2.2.4Bindungsfähigkeit an das Lektin GS1
4.2.3Aussagekraft der Ergebnisse
4.2.4Vergleichende Betrachtung der Drüsen
Bibliographie Literaturverzeichnis
Anhang A Anhang
A.1Materialien und Geräte für die Untersuchung
A.1.1Laborgeräte und Instrumente
A.1.2Puffer
A.1.3Lektine
A.1.4Standards und Beschichtungen
A.1.5Färbung
Abkürzungsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis
Danksagung
Lebenslauf
Selbständigkeitserklärung

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Aus Edgar 1992 ( 30 )
Tabelle 2: Zahnfleischtaschentiefen der RPP-Patienten
Tabelle 3: Zuordnung der Kontrollen zu den erkrankten Probanden
Tabelle 4: Verwendete Pflanzenlektine und die an sie jeweils spezifisch bindenden Kohlenhydratstrukturen
Tabelle 5: Beschichtung der Mikrotiterplatten mit der für das jeweilige Lektin spezifischen Kohlenhydratstruktur und verwendete Standardlösung zum Vergleich mit der Inhibitionswirkung der Speichelprobe.
LAP=Lektinassay-Puffer, BSA=bovines Serumalbumin, PBS=Phosphatpuffer
Tabelle 6: Gemessene Speichelmengen in Gramm (=Milliliter) über eine Entnahmedauer von 20 Minuten
Tabelle 7a: Vergleich der gemessenen Speichelflußraten der Parotis mit Angaben aus der Literatur
Tabelle 8: Vergleich der gemessenen gemeinsamen Speichelflußraten der Gll. submandibulares und Gll. sublinguales mit Angaben aus der Literatur
Tabelle 9: Vergleich der gemessenen Gesamtspeichelflußraten mit Angaben aus der Literatur

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Substitution von Mannose im Golgyapparat und Synthese komplexer Glykanstrukturen
Abbildung 2:Röntgenstatus einer 26 jährigen Patientin mit rasch fortschreitender Parodontitis
Abbildung 3: Intraorale Bestandteile der Speichelsaugeranlage
Abbildung 4: Unterdruckbox mit Probengefäßen
Abbildung 5: Speichelentnahme in Ruhe
Abbildung 6: Speichelentnahme auf dem Fahrradergometer
Abbildung 7: Prinzip des kompetitiven Lektinbindungsinhibitionstests. Aus Seemann 1996 ( 132 )
Abbildung 8: Schematische Darstellung der Raumaufteilung einer Mikrotiterplatte im kompetitiven Lektin-Inhibitionstest (LW = Leerwert in Probenpuffer). Jede Probe wurde in vier Verdünnungen gemessen, jede Verdünnung als Doppelmessung in zwei Wells.
Abbildung 9: Meßwertgrafik. OD = Optische Dichte, % std. = Prozent vom Standard
Abbildung 10: SPSS Grafik 1: Anteile an der Gesamtspeichelmenge in Ruhe
Abbildung 11: SPSS Grafik 2: Anteile an der Gesamtspeichelmenge unter körperlicher Belastung
Abbildung 12: SPSS Grafik 3
Abbildung 13: SPSS Grafik 4
Abbildung 14: SPSS Grafik 5
Abbildung 15: SPSS Grafik 6
Abbildung 16: SPSS Grafik 7
Abbildung 17: SPSS Grafik 8
Abbildung 18: SPSS Grafik 9
Abbildung 19: SPSS Grafik 10
Abbildung 20: SPSS Grafik 11
Abbildung 21: SPSS Grafik 12
Abbildung 22: SPSS Grafik 13
Abbildung 23: SPSS Grafik 14
Abbildung 24: SPSS Grafik 15
Abbildung 25: SPSS Grafik 16
Abbildung 26: SPSS Grafik 17
Abbildung 27: SPSS Grafik 18
Abbildung 28: SPSS Grafik 19
Abbildung 29: SPSS Grafik 20
Abbildung 30: SPSS Grafik 21
Abbildung 31: SPSS Grafik 22
Abbildung 32: SPSS Grafik 23
Abbildung 33: SPSS Grafik 24
Abbildung 34: SPSS Grafik 25
Abbildung 35: SPSS Grafik 26
Abbildung 36: SPSS Grafik 27
Abbildung 37: SPSS Grafik 28
Abbildung 38: SPSS Grafik 29

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Mon Mar 25 12:16:49 2002