Bronzezeitliche Zähne aus einer irischen Höhle bergen Geheimnisse über den heutigen Zahnverfall

Skelettreste haben einen verborgenen Schatz beherbergt: eine vollständige Genomsequenz der schädlichen Mundbakterien, die Karies verursachen. Was können wir aus der Vergangenheit lernen?

In einer Höhle in Killurag, Irland, wurden Skelettreste gefunden, die sich als eine Fundgrube für Informationen entpuppten.
In einer Höhle in Killurag, Irland, wurden Skelettreste gefunden, die sich als eine Fundgrube für Informationen entpuppten.

Ein orales Mikrobiom wurde von 4.000 Jahre alten Zähnen aus Überresten in einer irischen Kalksteinhöhle freigelegt. Die Zähne beherbergten noch immer Bakterien, die Zahnfleischerkrankungen verursachen können.

Wissenschaftler entdeckten aus den Überresten ein hochwertiges altes Genom für das Mundbakterium S. mutans, das auch heute noch als eine der Hauptursachen für Karies grassiert. Anhand von Skelettresten, die in der Höhle von Killuragh in der Grafschaft Limerick in Irland ausgegraben wurden, wurde festgestellt, dass die Zahnwurzel eines Mannes aus der Bronzezeit einen Großteil der Bakterien beherbergte. Diese Erkenntnisse sind das Ergebnis einer Arbeit, die kürzlich in Molecular Biology and Evolution von Oxford University Press veröffentlicht wurde.

Eine der Hauptautorinnen der Studie, Lara Cassidy, Assistenzprofessorin am Trinity College Dublin, sagte: "Wir waren sehr überrascht, eine so große Menge von C. mutans in diesem 4.000 Jahre alten Zahn zu finden. Das ist ein rekordverdächtig seltener Fund und deutet darauf hin, dass dieser Mann kurz vor seinem Tod ein hohes Risiko hatte, Karies zu bekommen."

Die Skelettfunde helfen uns, die Ernährungsweise im Laufe der Geschichte zu verstehen

Die in den Zähnen eines Menschen aus der Bronzezeit verborgenen Geheimnisse geben Wissenschaftlern Aufschluss darüber, wie die frühere Ernährung das orale Mikrobiom über Jahrtausende hinweg beeinflusst hat. Die Ergebnisse der Forscher stützen die Vorstellung, dass die Mikrobiome unserer Vorfahren vielfältiger waren als die unserer heutigen Vorfahren - und das, obwohl wir wissen, dass sie eine "eingeschränktere" Ernährung zur Verfügung hatten als die Vielfalt der Lebensmittel, die wir heute in den Supermarktregalen finden.

"Die beiden untersuchten Zähne enthielten recht unterschiedliche Stämme von T. forsythia.", erklärte Iseult Jackson, Doktorandin und Erstautorin der Studie. "Diese Stämme aus einem einzigen alten Mund waren genetisch unterschiedlicher als jedes Paar moderner Stämme in unserem Datensatz, obwohl diese modernen Proben aus Europa, Japan und den USA stammten. Das ist interessant, weil ein Verlust der Artenvielfalt negative Auswirkungen auf die orale Umwelt und die menschliche Gesundheit haben kann."

Mikrobiom des Mundes durch Ernährung stark geprägt

Das Bakterium S. mutans ist in der heutigen Zeit häufig anzutreffen, es ist im oralen Mikrobiom enthalten und der Hauptverursacher von Zahnkaries, die dazu führt, dass wir zum Zahnarzt gehen und eine Füllung bekommen müssen. Im Vergleich zu heute ist dieses Bakterium in der Geschichte extrem selten zu finden, insbesondere in den alten genomischen Aufzeichnungen.

Anhand der Zähne der Antike kann man sehen, wie sich deren Mundgesundheit von der heutigen unterscheidet. Mit dem Aufkommen der Industrialisierung vor Hunderten von Jahren hat die Einführung von Zucker die Art und Weise, wie sich unser orales Mikrobiom heute präsentiert, stark verändert. Auch landwirtschaftliche Praktiken zeigen ihre Spuren in der Geschichte unseres Mikrobioms.

Zucker und Getreide verändern das orale Mikrobiom

Zucker ist überall in unseren Geschäften zu sehen. In England sind fast 90 % der Zahnextraktionen bei Jugendlichen auf Karies zurückzuführen. Um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie groß die Auswirkungen sind, können wir uns an der Abgabe von 2018 orientieren, die Hersteller dazu ermutigt hat, den Zuckergehalt ihrer Produkte zu reduzieren.

Ende 2023 stellten Forscher der University of Cambridge fest, dass die Abgabe der britischen Softdrinkindustrie im Jahr 2018 über 5.500 Zahnextraktionen in diesem Jahr hätte einsparen können. Dies geht aus ihrer Studie hervor, die im BMJ Nutrition, Prevention & Health veröffentlicht wurde.

Es gab einen leichten Anstieg der Zahnkaries mit dem Aufkommen des Getreideanbaus in der Geschichte, und dann einen weiteren deutlichen Anstieg um 1500, der frühen Neuzeit, aber das ist wenig im Vergleich zu heute.

Das orale Mikrobiom hat einen Einfluss auf die Karies, ist aber auch von der Ernährung abhängig.
Das orale Mikrobiom hat einen Einfluss auf die Karies, ist aber auch von der Ernährung abhängig.

Seit dem 18. und 19. Jahrhundert wurde Zucker zu einer "Krankheit des Bürgertums" , denn diese neu eingeführte Zutat war nicht mehr nur den Angehörigen der Oberschicht vorbehalten, sondern ein Luxus- und Prestigegut. Dies führte zum Konzept der "Königlichen Kavitäten".

Mit der massenhaften Produktion von Zuckerrüben in Europa und der industriellen Veredelung von Zucker nach 1850 wurde Zucker durch neue, erschwingliche Produkte zu einem Grundnahrungsmittel der Unterschicht, was gesundheitliche Folgen hatte.

Sehr wenige genomische Sequenzen aus der Zeit vor dem Mittelalter sind vollständig aufgedeckt worden. Daher weiß man nicht viel über die bakterielle Vielfalt des oralen Mikrobioms oder darüber, wie sich ihre Ernährung im Vergleich zu unserer auswirkt.

Genomischer Wert für die Zukunft

Die Forscher konnten feststellen, dass über einen Zeitraum von 750 Jahren dramatische Veränderungen in der oralen "Mikroumgebung" des Mikrobioms zu beobachten waren, als sich die oralen Bakterien seit der Bronzezeit stark veränderten. Dies könnte damit zusammenhängen, dass wir ein weniger vielfältiges Mikrobiom und eine schlechtere Mundgesundheit haben, die sich mit dem Anstieg des Zuckers in unserer Ernährung verschlechtert hat.

Die Studie füllt auch Wissenslücken über die Genomik schädlicher Mundbakterien. Sehr wenige genomische Sequenzen aus der Zeit vor dem Mittelalter sind vollständig aufgedeckt worden. Daher weiß man nicht viel über die bakterielle Vielfalt des oralen Mikrobioms oder darüber, wie sich ihre Ernährung im Vergleich zu unserer auswirkt.

Dennoch sind die Bakterien in unserem Mund nicht immer schädlich, wenn es sich um "gute Bakterien" handelt. Healthline weist darauf hin, dass schädliche Bakterien von Zucker angezogen werden und der Speichel versucht, dies durch die Bildung von Säure zu bekämpfen. Dieser ständige Kampf beansprucht jedoch den Zahnschmelz, was zu Karies führt.

Der Blick in die Vergangenheit erinnert uns einmal mehr an die verborgene Welt der Bakterien in unserem Mund und an die Bedeutung von Ernährung und äußeren kulturellen Einflüssen auf unsere innere Landschaft.