Zusammenfassung Mundbakterien wirken sich direkt auf den Krankheitsstatus von Zahnkaries und Parodontalerkrankungen aus. Die dynamische orale Mikrobiota arbeitet mit dem Wirt zusammen, um Informationen und den Status von Immunität und Stoffwechsel durch bidirektionale Kommunikation in der gesamten Mundhöhle und den systemischen Organen widerzuspiegeln. Die Mundhöhle ist eines der wichtigsten Fenster der Interaktion zwischen dem menschlichen Körper und der Umwelt. Die Mikroumgebung an verschiedenen Stellen in der Mundhöhle weist unterschiedliche mikrobielle Zusammensetzungen auf und wird durch komplexe Signale, Wirte und externe Umweltfaktoren reguliert. Diese Prozesse können die menschliche Gesundheit beeinträchtigen oder widerspiegeln , da bestimmte Gesundheitszustände offenbar mit der Zusammensetzung oraler Bakterien zusammenhängen und die Zerstörung der mikrobiellen Gemeinschaft mit systemischen Erkrankungen zusammenhängt. In diesem Aufsatz diskutieren wir neue und spannende Beweise für komplexe und wichtige Zusammenhänge zwischen oralen Mikroben und mehreren systemischen Erkrankungen des Menschen sowie den möglichen Beitrag oraler Mikroorganismen zu systemischen Erkrankungen. Ziel dieser Übersicht ist es, das Interesse an oralen Mikroben im gesamten menschlichen Körper zu steigern und auch das Verständnis über die Rolle oraler Mikroben bei systemischen Erkrankungen zu verbessern. Die mikrobielle Forschung in der Zahnmedizin verbessert möglicherweise unser Wissen über die pathogenetischen Mechanismen oraler Erkrankungen, und gleichzeitig können kontinuierliche Fortschritte in diesem Grenzgebiet spürbare Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben. |
Einführung
Veränderungen der oralen Mikrobiota im Zustand systemischer Erkrankungen erfolgen allmählich und wiederholbar. Daher können orale Mikroben den Gesundheits- und Krankheitsstatus des Menschen in Echtzeit widerspiegeln und sind von großer Bedeutung für die Frühwarnung vor Krankheitsrisiken und die Vorhersage heilender Wirkungen.
In der menschlichen Mundhöhle sind mehr als 700 Arten von Mikroorganismen besiedelt. Das orale Mikrobiom ist eine der wichtigsten und komplexesten mikrobiellen Gemeinschaften im menschlichen Körper und ist auch einer der fünf Forschungsschwerpunkte (Mundhöhle, Nasenhöhle, Vagina, Darm, Haut) des Human Microbiome Project (HMP). Mit dem Abschluss des Human-Mikrobiom-Projekts ist das Verständnis oraler Mikroben tiefer geworden und beschränkt sich nicht nur auf ein besseres Verständnis der Rolle oraler Mikroorganismen bei Karies, Parodontalerkrankungen und anderen oralen Erkrankungen.
Die Entzündung der Parodontitis führt zum Verlust von Bindegewebe und Knochen. Im Bindegewebe in der Nähe des Epithels der Parodontaltasche kommt es zu einer ausgedehnten Infiltration von Entzündungszellen. Es wird allgemein angenommen, dass diese geringfügige Entzündung die Gesundheit des gesamten Körpers beeinträchtigt oder andere systemische Erkrankungen verschlimmert. Daher kann chronische Parodontitis in der Allgemeinbevölkerung eine wichtige Ursache für unsichtbare periphere Entzündungen sein. Parodontitis wird auch als „niedriggradige Systemerkrankung“ bezeichnet und betrifft eine Vielzahl systemischer Erkrankungen.
Insbesondere hat eine Vielzahl von Beweisen gezeigt, dass Bakterien in den letzten zwei Jahrzehnten in engem Zusammenhang mit der Tumorentstehung stehen . Beispielsweise die Rolle des humanen Papillomavirus bei Mundkrebs, Helicobacter pylori bei Magenkrebs, Chlamydia pneumoniae bei Lungenkrebs, Salmonella typhi bei Gallenblasenkrebs, Streptococcus bovis , Bacteroides fragilis und insbesondere der parodontale Erreger Fusobacterium nucleatum bei Darmkrebs. Diese Studien haben zu der möglichen Rolle von Bakterien bei der Tumorentstehung geführt, und nachfolgende Forschungsergebnisse liefern einige unterstützende Beweise.
Immer mehr Belege belegen den Zusammenhang zwischen dem oralen Mikrobiom und systemischen Erkrankungen des Menschen. Dieser Zusammenhang kann auf die Fähigkeit vieler oraler Mikroben zurückgeführt werden, die entzündliche Mikroumgebung zu beeinflussen. Abgesehen von ungünstigen Faktoren wie körperlicher Aktivität steht ein schlechter Mundzustand in engem Zusammenhang mit einem ungesunden Körperindex.
Die klinische und Grundlagenforschung zur Mundgesundheit und zu systemischen Erkrankungen ist zu einem entscheidenden Grenzpunkt geworden. In diesem Artikel untersuchen wir Fortschritte im Zusammenhang zwischen oralen Mikroben und Verdauungskrankheiten, Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Alzheimer-Krankheit, Diabetes, rheumatoider Arthritis und Frühgeburten.
Orale Mikroben und entzündliche Darmerkrankungen
Erwachsene produzieren täglich mehr als 1000 ml Speichel, der fast vollständig in den Magen-Darm-Trakt gelangt.
Daher spielen orale Mikroben als wichtiges Reservoir von Darmmikroben eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der inneren Stabilität des Darmmikroökosystems. Virulente Stämme in der Mundhöhle wandern über den Verdauungstrakt oder das Blut in den Darm und beeinflussen den Verlauf vieler entzündlicher Darmerkrankungen.
Entzündliche Darmerkrankungen (IBD) sind eine globale Krankheit, insbesondere in Industrieländern. Auch in Entwicklungsländern nimmt die Prävalenz von Jahr zu Jahr zu. In China liegt die Prävalenz bei etwa 3,44 pro 100.000 Menschen. Es wird angenommen, dass unspezifische chronisch entzündliche Darmerkrankungen, deren Ätiologie nicht genau geklärt ist, durch genetische und umweltbedingte Faktoren bestimmt werden. Auch das Darmmikrobiom spielt bei IBD eine wichtige Rolle. Gleichzeitig fanden neuere Studien einen Zusammenhang zwischen oralen Mikroben und IBD.
Orale Mikroben und Lebererkrankungen
Es gibt einen signifikanten Unterschied zwischen der Zungenflora von Patienten mit Leberkrebs und gesunden Menschen. Die Mundflora von Patienten mit Leberkrebs ist vielfältiger und die Zusammensetzung der Flora unterscheidet sich erheblich von der von gesunden Menschen. Bacillus, Leptotrichia, Actinomyces und Campylobacter kommen häufiger vor, während Haemophilus, Streptococcus und Pseudomonas weniger häufig vorkommen.
Viele klinische Studien haben gezeigt, dass Parodontitis ein Risikofaktor für eine nichtalkoholische Fettleber ist und P. gingivalis eine wichtige Rolle im Verlauf einer nichtalkoholischen Fettleber spielt. Bei Patienten mit Leberzirrhose wurde eine Invasion oraler Mikroorganismen im Darm festgestellt. Das Eindringen von P. gingivalis in den Darm kann die Zusammensetzung des Darmmikrobioms verändern, die Durchlässigkeit der Darmschleimhaut und die Insulinresistenz erhöhen, zur Ausbreitung von Darmbakterien in die Leber führen und den Triglyceridgehalt im Lebergewebe erhöhen. .
Orale Bakterien und Krebs
Zahlreiche Forschungsergebnisse zeigen, dass orale Mikroben eine wichtige Rolle bei der Tumorproliferation, -invasion und -metastasierung spielen. Orale Mikroorganismen können über einige Zytokine und Signalwege direkt auf das Auftreten und die Entwicklung von Tumoren einwirken oder die Bildung, Verschlechterung und Metastasierung von Tumoren fördern, indem sie die Immunantwort zwischen Tumoren und dem Körper regulieren.
Orale Mikroben, die dabei eine Rolle spielen, können als potenzielle Biomarker für die Untersuchung von Mundkrebs und zur Erkennung der Entstehung von Mundkrebs eingesetzt werden. Ein tiefes Verständnis des Interaktionsmechanismus zwischen oralen Mikroben und Tumoren wird die Entwicklung neuer zielgerichteter Medikamente erleichtern. Dies wird in Zukunft eine große Rolle bei der Diagnose, Behandlung und Prognose von Mundkrebspatienten spielen.
Es wurden Zusammenhänge zwischen Störungen der oralen Mikrobiota und Plattenepithelkarzinomen der Mundhöhle, Speiseröhrenkrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs und Darmkrebs beschrieben.
Orale Mikroben und Herz-Kreislauf-Erkrankungen
Herz-Kreislauf-Erkrankungen beziehen sich auf Erkrankungen des Herzens und des Gefäßkreislaufsystems, einschließlich koronarer Herzkrankheit, Endokarditis und Myokardinfarkt. Atherosklerose (AS) ist ein wichtiger pathologischer Prozess der koronaren Herzkrankheit. Es steht in engem Zusammenhang mit der Proliferation der glatten Gefäßmuskelzellen und den funktionellen Veränderungen der vaskulären Intimalzellen. Die wichtigste pathologische Manifestation von AS ist die Ablagerung von Lipiden auf dem Gefäßendothel großer und mittlerer Arterien, wodurch vereinzelte atherosklerotische Plaques oder Schuppen entstehen, was zu einer Verengung des Arterienlumens führt.
Viele Querschnittstudien, Fallanalysen und epidemiologische Untersuchungen haben ergeben, dass Parodontitis ein wichtiger Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen ist. Das Zahnfleischepithel in den Parodontaltaschen von Patienten mit Parodontitis neigt zum Abbau, was dazu führt, dass Bakterien in das systemische Kreislaufsystem gelangen und zu Bakteriämie oder ektopischer Besiedelung in anderen Organen des Körpers führen.
Mit Parodontitis in Zusammenhang stehende Bakterien können die Immunität des Körpers zerstören, Zellen zur Produktion von Entzündungsfaktoren wie IL-1β, IL-6 und TNF-α anregen und über geschädigtes parodontales Gewebe in den Blutkreislauf gelangen und dort Entzündungen und Gefäßendothelschäden verursachen die Bildung atherosklerotischer Plaques.
Nach der Behandlung der Parodontitis war das C-reaktive Protein , das ein Indikator für die Verbesserung des systemischen Entzündungsstatus ist, im Serum des Patienten signifikant reduziert, und einige andere Entzündungsfaktoren im Serum waren ebenfalls signifikant reduziert. Daher steht der Zustand einer parodontalen Entzündung in direktem Zusammenhang mit den Entzündungsfaktoren im Serum.
Orale Mikroben und Alzheimer-Krankheit
Der Zusammenhang zwischen oralen Mikroben und der Alzheimer-Krankheit hat seit langem die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich gezogen. Forschung und klinische Studien haben einige Hinweise auf den kausalen Zusammenhang zwischen Parodontitis und Alzheimer-Krankheit geliefert. In einer Längsschnitt-Kohortenstudie wurden 152 Probanden im Alter zwischen 50 und 70 Jahren 20 Jahre lang beobachtet . Die Ergebnisse zeigten, dass der Schweregrad der Parodontitis und der Grad der Kognition bei Probanden mit weniger als 10 fehlenden Zähnen in einem umgekehrten Verhältnis zueinander stehen .
Eine weitere Kohortenstudie zur Längsschnittalterung mit 144 Probanden zeigte, dass Menschen mit dem APOE-ε4-Gen und weniger Zähnen einen schnelleren kognitiven Verfall erleiden als Menschen ohne diese beiden Risiken. Darüber hinaus wurde im Rahmen einer Längsschnitt-Kohortenstudie eine 32-jährige Befragung von 597 männlichen Personen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass Zahnverlust, die Tiefe parodontaler Taschen und das Ausmaß des Alveolarknochenverlusts mit kognitiven Beeinträchtigungen zusammenhängen, insbesondere wenn sie über 45 Jahre alt sind.
Es besteht ein wechselseitiger Zusammenhang zwischen chronischer Parodontitis und der Alzheimer-Krankheit. Aufgrund eingeschränkter Beweglichkeit und schlechter Mundhygiene bei Patienten mit Alzheimer-Krankheit begünstigt es die Anhäufung parodontaler Gewebeentzündungen und führt schließlich zum Zahnverlust. Da sich Zahnverlust auf die Ernährung und den Ernährungszustand des Patienten auswirkt, kann er das Gedächtnis des Patienten und andere Funktionen des Nervensystems verschlechtern. Diese wurden in Tierversuchen bestätigt. Daher müssen die Beziehung und der Interaktionsmechanismus zwischen Parodontitis und Alzheimer weiter untersucht werden.
Orale Mikroben und Diabetes
Diabetes ist eine häufige endokrine und metabolische Erkrankung, die durch Insulinmangel, eine beeinträchtigte Funktion der Pankreasinseln oder eine beeinträchtigte biologische Wirkung von Insulin verursacht wird. Diabetes mit schlechter Blutzuckereinstellung ist ein Risikofaktor für Parodontitis, und Parodontitis ist die sechsthäufigste Komplikation von Diabetes.
Im Vergleich zu Nicht-Diabetikern erhöht sich das Risiko einer chronischen Parodontitis bei Diabetikern um das Zwei- bis Dreifache . Die pathologischen Veränderungen von Diabetes können den Beginn und die Entwicklung parodontaler Entzündungen verschlimmern und beschleunigen, und eine wirksame Kontrolle der Parodontitis hat einen grundlegenden Einfluss auf die Blutzuckerkontrolle. Orale Mikroben in den Parodontaltaschen von Patienten mit Parodontitis haben komplexe Wechselwirkungen mit dem menschlichen Immunsystem, was zu einer anhaltenden chronischen Entzündung führt.
Im Vergleich zu nicht-diabetischen Parodontitispatienten hat sich die Gemeinschaftsstruktur des subgingivalen Mikrobioms von Diabetikern und Parodontitispatienten erheblich verändert, und eine Vielzahl von Bakterien zwischen beiden ist unterschiedlich angereichert. Orale Mikroorganismen können eine Insulinresistenz auslösen , indem sie Immunentzündungen und oxidativen Stress im Körper beeinflussen und so den Diabetesprozess beeinflussen. Orale Mikroben können den Beginn und die Entwicklung von Diabetes beeinflussen, indem sie die systemische Immunhomöostase regulieren. Oxidativer Stress ist ein wichtiger Weg für die Immunabwehr des Wirts und die Abtötung von Mikroben.
Bei einer Parodontitis gelangen parodontale Krankheitserreger direkt oder indirekt in den Blutkreislauf, können eine Bakteriämie verursachen und das distale Ende des Körpers besiedeln und so eine systemische Entzündung auslösen. Der durch Parodontitis verursachte systemische Entzündungszustand unterscheidet sich von der direkten Invasion von Bakterien. Als Auslöser einer systemischen Entzündung gelten eher entzündliche und parodontitisbedingte orale Erreger .
Patienten mit Parodontitis weisen erhöhte Werte systemischer Entzündungsmediatoren wie c-reaktives Protein, Pentaxin-3 und Fibrinogen auf. Unter einer aktiven parodontalen Behandlung können diese Biomarker systemischer Entzündungen deutlich herunterreguliert werden. 173Daher kann die veränderte Mundflora von Patienten mit Parodontitis nicht nur den parodontalen Entzündungszustand vermitteln, sondern auch den systemischen Entzündungszustand des distalen Körpers beeinflussen.
Orale Mikroben und rheumatoide Arthritis
Rheumatoide Arthritis ist eine entzündliche Autoimmunerkrankung mit chronischer, symmetrischer polysynovialer Arthritis und extraartikulären Läsionen als hauptsächlichen klinischen Manifestationen. Patienten mit rheumatoider Arthritis leiden häufiger an Parodontitis und gehen häufig mit einer schwereren parodontalen Entzündung einher. Eine wirksame Behandlung von Parodontitis wirkt sich positiv auf die Kontrolle rheumatoider Arthritis aus. Es ist erwähnenswert, dass rheumatoide Arthritis und Parodontitis ähnliche Risikofaktoren haben , wie etwa den Allelpolymorphismus des menschlichen Leukozytenantigens HLA-DRB1 und Rauchen.
Beide weisen ähnliche pathologische Manifestationen auf, wie z. B. chronische Entzündung und Knochenresorption, vermittelt durch IL-1, TNF-α und Matrix-Metalloproteinasen. Daher glauben wir, dass rheumatoide Arthritis und Parodontitis ähnliche immuninflammatorische Ursachen haben können . Da Parodontitis eine immuninflammatorische Reaktion ist, die durch eine orale mikrobielle Infektion hervorgerufen wird, wird spekuliert, dass eine orale mikrobielle Infektion als Umweltfaktor am pathologischen Prozess der rheumatoiden Arthritis beteiligt sein könnte. In den letzten Jahren haben mit der kontinuierlichen Vertiefung der Forschung auch die damit verbundenen Mechanismen der Beziehung zwischen oralen Mikroben und rheumatoider Arthritis immer neue Erkenntnisse gewonnen.
Orale Mikroben und Frühgeburt
Unter einer Frühgeburt versteht man die Entbindung eines Fötus vor der vollendeten 37. Schwangerschaftswoche oder vor dem 259. Schwangerschaftstag.
In diesem Zeitraum geborene Neugeborene mit einem Gewicht von 1000 bis 2499 g und unreifen Körperorganen gelten als Frühgeborene. Ungefähr 35 % der Todesfälle bei Neugeborenen weltweit stehen im Zusammenhang mit Frühgeburten. Selbst wenn Frühgeborene überleben, kann es zu Komplikationen wie geistiger Behinderung, Seh- und Hörstörungen kommen, was die Belastung für Familie und Gesellschaft erheblich erhöht. Allerdings sind die Gründe für eine Frühgeburt unbekannt und es gibt viele Anreize, die ihre Prävention und Behandlung erschweren.
In der Plazenta wurden einige häufig vorkommende orale Mikroorganismen nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass der Mechanismus einer Frühgeburt anhand der oralen Bedingungen schwangerer Frauen untersucht werden kann.
Ergebnisse der metagenomischen Sequenzierung plazentarer Mikrobenproben zeigten , dass die Zusammensetzung des Plazenta-Mikrobioms dem oralen Mikrobiom im Vergleich zu Vagina, Darm und Atemwegen ähnlicher ist. Auf dieser Grundlage wird spekuliert, dass Bakterien in der oralen Mikroökologie die Plazenta besiedeln können und ihre Virulenzfaktoren pathologische Auswirkungen auf die lokale Plazenta haben und eine Frühgeburt auslösen können. Der Unterschied in der Zusammensetzung der oralen Mikrobiota an der Plazentastelle zwischen Frühgeburt und termingerechter Geburt kann zu ungünstigen Schwangerschaftsausgängen wie einer Frühgeburt führen.
Schlussfolgerungen und Perspektiven
Der Zusammenhang zwischen der Struktur und Funktion oraler Mikroben und dem Gleichgewicht zwischen menschlicher Gesundheit und Krankheit wird immer klarer. Die rasante Entwicklung der Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologie und der Bioinformatik-Technologie hat es ermöglicht, die Zusammensetzung oraler Mikroben umfassend zu untersuchen. Da der menschliche Körper ein „Superkomplex“ aus menschlichen Zellen und Mikroorganismen ist, können sich Mikroorganismen als zweites Genom , das die menschliche Gesundheit beeinflusst, im und auf dem menschlichen Körper ansiedeln.
Als wichtiger Teil des menschlichen Mikrobioms ist das orale Mikrobiom systemisch und gemeinschaftsspezifisch.
Allerdings steckt die Erforschung des oralen Mikrobioms im Vergleich zum Darmmikrobiom noch in den Kinderschuhen. Viele Studien haben sich auf die Entdeckung der mikrobiellen Vielfalt konzentriert, und nur wenige haben sich mit den Auswirkungen der Gemeinschaftsfunktion, des genetischen Hintergrunds des Wirts, des Lebensstils und biologischer Funktionsereignisse auf die orale Mikrobiota befasst. Das Fehlen dieser Daten hat das umfassende Verständnis der Menschen über die orale Mikrobengemeinschaft stark beeinträchtigt.
Es gibt noch viele Probleme, die dringend gelöst werden müssen, um biologische Big Data effektiv in klinische Diagnose- und Behandlungsmethoden mit praktischem Anwendungswert umzuwandeln und den Patienten dann effektive, individuelle medizinische Dienstleistungen anzubieten. Die Weiterentwicklung der Metagenomik-Technologie und der Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologie hat das menschliche Verständnis der Beziehung zwischen dem oralen Mikrobiom und systemischen Erkrankungen erheblich erweitert.
Die orale Mikrobiologie hat sich von der Untersuchung der Pathogenität einzelner Bakterien hin zur Beziehung zwischen dem mikroökologischen Gleichgewicht im Mund und systemischen Erkrankungen entwickelt . Das Verständnis der spezifischen Mechanismen, die das mikroökologische Gleichgewicht im Mund aufrechterhalten und regulieren, ist für die Prävention und Behandlung von Munderkrankungen und sogar systemischen Erkrankungen des Menschen von großer Bedeutung.
