Artensterben im menschlichen Mund

26.02.2013

Nach Genanalysen haben sich Bakteriengemeinschaften mit der Entwicklung der Landwirtschaft verändert, seit der industriellen Revolution haben die Karies verursachenden Bakterien die Vorherrschaft übernommen

Kultureller Fortschritt kostet seinen Preis. Verändert werden durch neue Lebensweisen und Techniken nicht nur Gesellschaft, Verhalten und Umwelt, sondern mitunter auch der menschliche Körper. Der passt sich den neuen Bedingungen an oder eröffnet als Wirt neue Möglichkeiten der Kolonisierung. Die Zahl der Mitbewohner des menschlichen Körpers ist bekanntlich weit höher als die Zahl der menschlichen Zellen, Bakteriengemeinschaften unterscheiden sich je nach Individuum und auch nach Lebensweise. Über die Evolution der Mitbewohner ist aber noch wenig bekannt. Einen möglichen Zusammenhang der evolutionären Veränderung der Bakteriengemeinschaften in der Mundhöhle glauben nun australische und britische Wissenschaftler gefunden zu haben, wie sie in der Zeitschrift Nature Genetics berichten.

Unterkiefer einer Frau aus der späten Eisenzeit, auf deren Zähnen sich große Zahnsteinablagerungen finden. Bild: Alan Cooper

Ein Wissenschaftlerteam unter Leitung von Alan Cooper von der University of Adelaide hat DNA von Bakterien sequenziert, die auf dem verkalkten Zahnstein von Zähnen von 34 Skelettfunden in Europa von Jägern und Sammlern der Mittelsteinzeit vor Beginn der Landwirtschaft über die ersten Kulturen, die Landwirtschaft betrieben haben, und der Bronzezeit bis zum Mittelalter erhalten geblieben war. Zahnstein bildet sich, wenn sich der aus einem dichten bakteriellen Biofilm bestehende Zahnbelag (Plaque) durch Einlagerung von Calciumphosphat mineralisiert. Die Bakterien werden im Zahnstein eingeschlossen und können über Tausende von Jahren erhalten bleiben. Daher ist Zahnstein für die Untersuchung der evolutionären Entwicklung der bakteriellen Mitbewohner des Menschen eine wichtige Quelle.

Bekannt ist, dass der Beginn des Verzehrs von Getreide (Weizen und Gerste) in der Jungsteinzeit vor 10.000 Jahren mit einer Zunahme des Zahnsteins und von Karies sowie Parodontitis, die beide durch Bakterien entstehen, einherging. Karies ist mittlerweile endemisch geworden, 60-90 Prozent der Kinder in den Industrieländern haben Karies, Parodontitis haben 5-20 Prozent der erwachsenen Menschen.

Nach der Erfindung der Landwirtschaft und der Sesshaftigkeit vor 10.000 Jahren hat sich nach genetischen Analyse der Wissenschaftler die Zusammensetzung der Bakterien in der Mundhöhle deutlich gegenüber derjenigen der Jäger-und-Sammler-Völker geändert. Durch mehr Stärke, also Kohlehydrate, in der Nahrung, scheint sich die Zusammensetzung der Bakterien in der Mundhöhle geändert zu haben. Während bei Jägern und Sammlern vorwiegend nicht pathogene Clostridia- und Ruminococcaceae-Bakterien im Mundraum lebten, zogen dann die Karies, vor allem Streptococcus mutans, und Parondontitis verursachenden Bakterien (Porphyromonas gingivalis sowie Tannerella- und Treponema-Bakterien) ein.

Die neue Mischung aus pathogenen und nicht pathogenen Bakterienstämmen ist das bis zu Mittelalter ziemlich konstant gewesen. Dann erst wurden, die Wissenschaftler vermuten einen Zusammenhang mit der Industriellen Revolution, die Karies verursachenden Bakterien dominant, breiteten sich wie Unkraut aus und verdrängten andere Bakterien, so dass die modernen oralen mikrobiotischen Ökosysteme im Mund deutlich weniger Diversität zeigen wie in den vorindustriellen Zeiten. Vor allem S. mutans kommt viel häufiger als früher vor. Die erneute Lebensmittelrevolution, bei der mit der Verarbeitung von Getreide und vor allem raffinierter Zucker aus Zuckerrüben und -rohr Mono- und Disaccharide entstehen, die von den Bakterien fermentiert werden. S. mutans gedeiht in einer zuckrigen Umgebung.

Die Wissenschaftler heben hervor, dass die Abnahme der bakteriellen Vielfalt darauf hinweist, "dass in wenigen Jahrhunderten der menschliche Mund ein Ökosystem geworden ist, das substanziell weniger Biodiversität aufweist". Da eine größere Diversität in der Natur generell mit einer höheren Stabilität verbunden ist, sei der moderne Mundraum gegenüber Störungen in Form von unausgewogener Ernährung weniger widerstandsfähig und eher anfällig für die Invasion von pathogenen Bakterien.

Drastisch sagt Cooper: "Der moderne Mund existiert grundsätzlich in einem permanenten Zustand der Krankheit." Und noch drastischer: "Der moderne Mund gleicht einer durch ein Herbizid verwüsteten Landschaft, in die invasives Unkraut in die freien Nischen eindringt." Sollte der Zusammenhang stimmen, dass die kulturellen Fortschritte durch die landwirtschaftliche und später die industrielle Revolution die Artenvielfalt zuerst verändert und dann minimiert haben, dann wäre der Mund ein Spiegelwelt dessen, was durch die Ausbreitung der Menschheit auf dem Planeten geschieht..

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