Georg-August-Universität Göttingen Abteilung für Zahnerhaltung, präventive Zahnheilkunde und Parodontologie

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1 Georg-August-Universität Göttingen Abteilung für Zahnerhaltung, präventive Zahnheilkunde und Parodontologie Kommissarischer Direktor: Prof. Dr. R. Mausberg Der Speichel M. Hülsmann Göttingen, 1992 Göttinger zahnärztliche Studienschriften ausschließlich für den studentischen Unterricht und für die zahnärztliche Fortbildung der Universitäts-Zahnklinik Göttingen

2 Inhalt Kapitel Seite Einleitung Der Speichel 2 1 Die Speicheldrüsen 2 2 Speichelbildung 6 3 Speichelmenge 6 4 Zusammensetzung des Speichels 8 5 Funktionen des Speichels Spül- und Räumfunktion Pufferfunktion (Re-) Mineralisation Beschichtung antibakterielle Funktion Andauung der Nahrung posteruptive Schmelzreifung 17 6 Störungen der Speichelsekretion Stress Medikamente Alter Radiatio J¹³¹ chirurgische Extirpation der Speicheldrüsen Sjögren-Syndrom habituelle Mundatmung 19 7 Speicheltests und ihre Bedeutung 19 Literatur 21 1

3 Der Speichel Die Mundhöhle stellt einen Grenzraum zwischen Umwelt und menschlichem Organismus dar und verfügt über ein eigenes ökologisches System. Zähne, Schleimhäute, Mikroorganismen und Speichel stellen die miteinander eng verflochtenen wesentlichen Komponenten dieses Biotops dar. Änderungen in der Zusammensetzung der beteiligten Komponenten können zu schwerwiegenden Folgen für das gesamte ökologische Gefüge der Mundhöhle führen. Positiv ausgedrückt: Die Integrität aller am Aufbau der Mundhöhle beteiligten Komponenten ist die Voraussetzung für die orale Gesundheit! Aufgrund seiner Zusammensetzung und aufgrund der Tatsache, dass er als flüssiges (Transport-)Medium alle Bereiche der Mundhöhle erreichen kann, kommt dem Speichel eine bedeutende Rolle bei der Aufrechterhaltung des ökologischen Gleichgewichtes der Mundhöhle und dem Erhalt der Zahngesundheit zu (Abb. 1). Abb. 1 (Lehmann, 1991) Grundzüge des ökologischen Gleichgewichtes in der Mundhöhle. Der Speichel, die Zähne, die Mikroorganismen und die Schleimhaut sind Partner im Lebensraum Mundhöhle. Sie beeinflussen sich gegenseitig und sind voneinander abhängig sie stehen miteinander im Gleichgewicht (gegenläufige Pfeile). Menge und Zusammensetzung des Speichels spielen dabei eine zentrale Rolle. Vorherrschende Einflüsse sind durch dicke Pfeile (1-5) dargestellt. 1 = wachstumsbegrenzende Wirkung zahlreicher Speichelfaktoren auf die Mikroorganismen. 2 = Mineralstoffgehalt und andere Faktoren des Speichels wirken dem destruktiven Einfluss der Mikroorganismen (4) auf die Zähne entgegen. 3 = verschiedene Speichelfaktoren schützen die Schleimhaut vor schädlichen Einflüssen der Mikroorganismen. 5 = Einfluss potentiell pathogener Mikroorganismen auf die Schleimhaut. Nicht dargestellt sind mögliche negative stoffliche Einflüsse aus dem Speichel auf die Zähne und die Mundschleimhaut. 1. Die Speicheldrüsen Die Speicheldrüsen sind alle ektodermalen Ursprungs und gleichartig aufgebaut (Abb. 2). Sie zeigen im Aufbau eine Gliederung in Läppchen aus Drüsenendstücken. In dem lockeren Bindegewebe der Läppchengrenzen verlaufen Blut- und Lymphgefäße, die Nervenfasern und die Drüsenausführungsgänge. Im Azinussystem vollzieht sich die Bildung der Enzyme und Muzine, im Gangsystem erfolgt die Wasser- und Elektrolytregulation 2

4 Abb. 2 (dtv-atlas der Anatomie Bd.2) Schematisches Bild des Speicheldrüsenaufbaus 1 Seröser Azinus; Prosekretgranula in den apikalen Zellabschnitten 2 Muköser Azinus; gleichmäßige wabige Zytoplasmastruktur mit basal liegendem Zellkern 3 Seromuköser Azinus; endständiger seröser Drüsenanteil 4 Ausführungsgang mit Streifenstück; basale Zytoplasmastreifung durch Auffaltungen der Zellmembranen An der Speichelproduktion sind zahlreiche Speicheldrüsen beteiligt (Abb. 3): Glandula. Gll. = Glandulae. Herkunft des Speichels aus den paarig vorhandenen großen Speicheldrüsen und den kleinen Speicheldrüsen, die meist in das Bindegewebe der Tela submucosa eingebettet sind und über alle Abschnitte des Mundhöhlenbereiche s verteilt sind. Gl. = 3

5 Abb. 3 (Lehmann, 1991) Glandulae parotideae: (Ohrspeicheldrüse), Produktion rein serösen (dünnflüssigen) Speichels, Speichelproduktion nur auf Reizeinwirkung (stimulierter Speichel) Lage: vor dem Ohr auf dem Unterkieferast und dem M. masseter Ende des Ausführungsganges (Ductus parotideus): etwa in Höhe des zweiten Oberkiefermolaren Glandulae submandibulares: (Unterkieferspeicheldrüsen), Produktion mukösen und serösen Speichels, Speichelproduktion nur bei Stimulierung Lage: in der Nische zwischen Unterkiefer und den beiden Bäuchen des M. digastrus Ende des Ausführungsganges: vorderer Mundboden unter der Zunge, gemeinsamer Ausführungsgang mit der Gll. sublingualis Glandulae sublinguales: (Unterzungenspeicheldrüsen), permanente Speichelproduktion (Ruhespeichel), Vorwiegend muköser Speichel Lage: auf dem M. mylohyoideus Ende des Ausführungsganges: gemeinsamer Ausführungsgang mit der Gll. submandibularis kleine Speicheldrüsen: (in der gesamten Mundhöhle verstreut), ständige Produktion von Ruhespeichel, Lage: Lippenschleimhaut (Gll. linguales) Wangenschleimhaut (Gll. buccales) harter und weicher Gaumen (Gll. palatinae) Zunge (Gll. linguales anteriores und Gll. linguales posteriores, Ebner-Spüldrüsen) (Abb. 4). Zusätzlich fließt auch die Sulcusflüssigkeit in den Speichel ein. Die Hauptmenge des Speichels wird von den Glandulae submandibulares (70%) und den Glandulae parotideae (25%) sezerniert. Die Glandulae sublinguales und die übrigen kleinen Speicheldrüsen produzieren zusammen lediglich 5% der Speichelmenge. 4

6 A Die Ohrspeicheldrüse, Glandula parotis A6, größte Mundspeicheldrüse, liegt vor dem Ohr auf dem Unterkieferast und dem M. masseter A5 und dringt mit einem Fortsatz um den Hinlerrand des Unterkieferastes in die Tiefe. Sie überragt unten den Unterkieferwinkel nur wenig und reicht oben bis an den Jochbogen. Bei Bewegungen des Unterkiefers ermöglicht interlobuläres Bindegewebe (Fett) die Verschiebung der Drüsenläppchen gegeneinander. Aus der Drüse tritt vorne der 3-4 mm dicke, 5-6 cm lange Ausführungs gang. Ductus parotideus A3, hervor. Er verläuft unterhalb des Jochbogens über M. masseter und Wangenfettpfropf, durchbricht vor dem M. masseter den M. buccinator und mündet in Höhe des 2. oberen Molaren auf der Papilla parotidea in den Vorhof des Mundes. Häufig liegt dem Gang eine kleine akzessorische Drüse A4 an. Die Parotis wird von der Fascia parotidea umgeben, die sich in die Faszie von M. masseter und M. pterygoideus medialis fortsetzt. AB Die Unterkieferdrüse, Glandula submandibularis A14, liegt in der Nische zwischen Unterkiefer und den beiden Bäuchen des M. digastricus, sie reicht bis zu den Mm. mylohyoideus A11, hyoglossus A12 und sty loglossus in die Tiefe. Der 5-6 cm lange Ausführungsgang, Ductus submandibularis A13, zieht, begleitet von einem hakenförmigen Drüsen fortsatz, um den Hinterrand des M. mylohyoideus A11 auf dessen Oberseite, gelangt dann medial von der Glandula sublingualis A10 nach vorne, häufig vereinigt mit deren Hauptausführungsgang, dem Ductus sublingualis major, und mündet auf der Caruncula sublingualis AB7. Die Drüse wird von einer Organfaszie umhüllt und von dem oberflächlichen Blatt der Halsfaszie und Platysma bedeckt. AB Die Unterzungendrüse, Glandula sublingualis A10, 3-4 cm lang, liegt auf dem M. mylohyoideus A11, sie wirft die Plica sublingualis AB9 auf. Lateral reicht die Drüse bis zur Mandibula, medial bis zum M. genioglossus. Die Drüse besteht aus zahlreichen kleinen mukösen Drüsen, Glandulae sublinguales minores A8, und der vorwiegend mukösen Hauptdrüse, Glandula sublingualis major A10. Durch die Kürze der zahlreichen Ausführungsgänge ist der Transport des zähflüssigen Schleimes erleichtert. Die kleinen Drüsen münden längs der Plica sublingualisa9, andere in den Ductus submandibularis A13. Aus der großen Drüse geht der Ductus sublingualis major hervor, der mit dem Ductus submandibularis zur Caruncula sublingualis AB7 zieht. B Die Zungenspitzendrüse, Glandula lingualis anterior B15, ist eine fast rein muköse Drüse zu 5

7 beiden Selten der Zungenspitze. Abb. 4 (dtv-atlas der Anatomie) 2. Speichelbildung Die Speichelbildung erfolgt in zwei Phasen: Phase: Primäre Sekretion in den Acini der Drusen: Natrium- und Chloridionen treten in das Lumen der Acini und schaffen dadurch einen osmotischen Gradienten, der zur passiven Bewegung von Wasser führt. Phase: in den Speicheldrüsengängen wird die ursprünglich produzierte Flüssigkeit verändert es erfolgt die Resorption und Sekretion unterschiedlicher chemischer Komponenten: Natrium- und Chloridionen werden teilweise reabsorbiert, Bikarbonatund Kaliumionen in die Flüssigkeit sezerniert. 3. Speichelmenge Die tägliche Speichelproduktion des gesunden Erwachsenen beträgt etwa 0,7-0,8 1. Hierbei wechseln Phasen verstärkter Speichelproduktion mit Ruhephasen. In diesen Phasen körperlicher Ruhe wird hauptsächlich relativ dickflüssiger Speichel in geringer Menge produziert. Kommt es zur Stimulation durch bestimmte Reize verändern sich Qualität und Quantität des Speichels: es wird nun ein viel dünnflüssigerer Speichel in größerer Menge produziert (Abb. 5). Arbeitsteilung der Speicheldrüsen. An der Speichelproduktion sind die 3 großen Speicheldrüsen und zahlreiche verstreut liegende kleine Speicheldrüsen beteiligt. Sie produzieren einen teils serösen (dünnflüssigen), teils mukösen (dickflüssigen) Speichel. Ein rein seröser Speichel entsteht in der Ohrspeicheldrüse (Glandula parotidea) und in den Spüldrüsen der Zunge. Der muköse Anteil ist in der Unterzungenspeicheldrüse (Glandula sublingualis) größer als in der Unterkieferspeicheldrüse (Glandula submandibularis). Bei den kleinen Speicheldrüsen nimmt die muköse Sekretion zum Rachen hin zu. Während die Unterzungenspeicheldrüse 6

8 und die kleinen Speicheldrüsen den Hauptanteil des ständig fließenden Ruhespeichels produzieren, ist die Speichelsekretion der Unterkieferspeicheldrüse und der Ohrspeicheldrüse reflektorisch bedingt. Abb. 5 (Lehmann, 1991) Als Stimulantien wirken Geschmacks- und Geruchsempfindungen, Kontakt von Nahrung mit der Mundschleimhaut, Geschmackssensationen (v. a. sauer), Kaubewegungen, Sehen von Nahrungsmitteln etc., aber auch psychische Komponenten (Angst, Stress). Schon der alleinige Gedanke an Speisen ist in der Lage, den Speichelfluss zu stimulieren ("Das Wasser im Munde zusammenlaufen lassen"), bei Angst oder Erregungszuständen (Examen u. ä.) kann der gegenteilige Effekt des "trockenen Mundes" auftreten. Die Fließrate unstimulierten Speichels (Ruhespeichel) beträgt zwischen 0,1 und 0,5 ml/minute, die des stimulierten Speichels zwischen 1,1 und 3,0 ml/minute (Abb. 6). Ohne Stimulation wird über die submandibulären und sublingualen Speicheldrüsen etwa gleichviel Speichel wie über die Parotisspeicheldrüsen sezerniert, bei Stimulation nimmt vor allem die Sekretion über die Parotisspeicheldrüsen deutlich zu. Während siebenstündiger Nachtruhe werden ca. 20 ml Speichel produziert, tagsüber werden ohne Stimulation etwa 20 ml/stunde sezerniert. Bei starker Stimulation (etwa zwei Stunden pro Tag) wird 1 ml Speichel pro Minute produziert. Flow rates of saliva (ml / minute) Unstimulated Stimulated Mean Range Mean Range Whole saliva a Parotid saliva (each gland) Submandibular / sublingual saliva b b a Masticatory Stimulus b Gustatory Stimulus (acid) Tab. 1 (Edgar, 1992) Die normale Sekretionsrate beträgt mindestens 0,7 ml/min, von Oligosialie spricht man bei 0,7 ml/min und weniger, von Xerostomie bei 0,1 ml/min und weniger. Dem Ruhespeichel kommt vor allem die Aufgabe zu, die Weichgewebe der Mundhöhle feucht zu halten Die Kontrolle über den Speichelfluss erfolgt über die parasympathische und sympathische Innervation der Speicheldrüsen. Bei Erkrankungen der Speicheldrüsen oder Vorliegen bestimmter Allgemeinerkrankungen kann die Speichelproduktion gestört oder die 7

9 Zusammensetzung des Speichels geändert sein. Beides hat Auswirkungen auf das ökologische Gleichgewicht der Mundhöhle. 4. Zusammensetzung des Speichels Speichel setzt sich aus den folgenden Stoffgruppen und Bestandteilen zusammen: (Abb. 7 bis 9) Wasser ( über 99%) Mineralstoffe Glykoproteine Spurenelemente Enzyme Puffersubstanzen zelluläre Bestandteile bakterizide Stoffe Immunglobuline fungizide Substanzen freie Aminosäuren Die wichtigsten Stoffgruppen und Bestandteile des Speichels. Dem Gehalt an Wasser. Mineralstoffen, Spurenelementen und Glykoproteinen kommt eine besondere funktionelle Bedeutung zu. 8

10 Abb. 6 (Lehmann, 1991) Darüberhinaus enthält der Speichel abgeschilferte Epithelzellen der Schleimhäute und Nahrungsreste. Proteine: Speichel enthält etwa 200 mg Proteine pro 100 ml, dies sind nur ca. 3% der Glykoproteinkonzentration des Plasmas. Es handelt sich vorwiegend um Enzyme, Immunglobuline, Muzine, Albuminspuren und bestimmte Poly- und Oligopeptide. Unter den Enzymen sind a-amylase, sekretorisches IgA, sowie Lysozym, Lactoferrin und Sialoperoxidase hervorzuheben. Mineralstoffe: Speichel ist eine mit Calcium und Phosphat gesättigte Lösung. Bestimmte Proteine verhindern, dass diese Mineralstoffe an unerwünschten Stellen der Mundhöhle ausgefällt werden. Siliciumspuren fördern die Mineralisation der Plaque zu Zahnstein. Fluoride. Die Fluoridkonzentration des Speichels ist abhängig von der individuellen Fluoridbilanz (Plasmakonzentration und Fluoridzufuhr). Über die Rolle von Magnesium und anderen Spurenelementen besteht noch Unklarheit. 1. Proteins 2. small organic 3. Electrolytes molecules Albumin Lactic dehydroge- Creatinine Ammonia nase ß-glucuronidase Lysozyme Glucose Bicarbonato Carbohydrase Mucins Lipids Calcium Cystatins Nerve growth factor Sialic acid Fluoride Epidermal growth Parotid aggregins Urea Iodide Factor Esterases Peptidase Uric acid Magnesium Fibronectin Phosphatases Non-specific buffers Gustin Proline-rich proteins Phosphates Histatins Ribonucleases Potassium Immunoglobulin A Salivary peroxi- Sodium dases Immunoglobulin G Secretory compo- Sulphates nent Immunoglobulin M Secretory IgA Thiocyanate Kallikrein Serum proteins (trace) Lactoferrin Tyrosine-rich proteins Lipase Vitamin-binding proteins 9

11 Tab. 2: Bestandteile des Speichels (Edgar, 1992) Zusammensetzung der Mundflüssigkeit ( Mischspeichel ); Gehalte in mg/100 ml (nach Jenkins 1978) Stoff(gruppe) Durchschnitt Streuungsbereich feste Bestandteile organische Bestandteile Eiweiß, total Amylase 36 Lysozym 22 IgA 19 IgG 1,4 IgM 0,2 Harnstoff anorganische Bestandteile Calcium 5,8 2,2-11,3 Posphat(P) 16,8 6,1-71 Natrium Kalium Chlorid 50 Thiocyanat Fluorid (µg/ml) 0,01 0,0005-0,02* Homöostatischer Normbereich - identisch mit Plasmawerten (nach Patz 1975 und Ekstrand 1977). Die älteren Werte in der Literatur sind zu hoch. Tab. 3 (König, 1987) 5. Funktionen des Speichels Funktion Beteiligte Speichelkomponenten 1. Spülfunktion Gesamtflüssigkeit 2. Pufferung von Säuren Bicarbonat, Phosphat, Proteine 3. (Re-)Mineralisation Fluorid, Phosphat, Calcium, Statherin 4. Beschichtung Glykoproteine, Mucin 5. Antibakterielle Aktivität Antikörper, Lysozym, Laktoferrin, Laktoperoxidase 10

12 6. Andauung von Nahrung Amylase, Proteasen Tab. 4 (König, 1992) 5.1 Spül- und Räumfunktion Weiterbeförderung zerkleinerter Nahrung und abgeschilferter Epithelzellen der Mundschleimhaut in den Verdauungstrakt Inwieweit dies gelingt, ist u.a. von Art und Zusammensetzung der Nahrung (Löslichkeit) abhängig: gut an den Zähnen anhaftende (klebrige) Nahrung wird nur unvollständig abtransportiert. Auch die vollständige Reinigung der Mundhöhle von Bakterien gelingt nicht. Die Bakterienretention wird durch Anwesenheit von Plaque, Zahnstein, überhängenden Füllungen, Randspalten etc. gefördert. Durch Speichel wird die Nahrung darüberhinaus verdünnt. Von Bedeutung ist diese Funktion im Zusammenhang mit der oralen Sugar-Clearance, d.h. der Geschwindigkeit mit der bestimmte Substanzen wieder aus der Mundhöhle abtransportiert werden (Abb. 7). Schlucken ab. Wie schnell der Zucker aus der Mundhöhle entfernt wird (Zucker- Clearance), hängt wesentlich von der Rate des unstimulierten Speichelflusses und dem Speichelvolumen vor und nach dem Abb. 7 (Lehmann, 1991) 5.2 Pufferfunktion Durch die im Speichel vorhandenen Puffersysteme - Bicarbonat- und Phosphatpuffer - werden die in zahlreichen Nahrungsmitteln (Äpfel, Südfrüchte, Yoghurt usw.) enthaltenen freien Säuren und die bakteriell gebildeten Gärungssäuren neutralisiert. Der normale ph-wert des Speichels liegt um den Neutralpunkt von 7,0 mit Schwankungen von 6,0 bis 7,5. Fällt der ph unter den für den Schmelz kritischen Wert von 5,5, so überwiegt nun die Demineralisation gegenüber der 11

13 Remineralisation. Es kommt zu einem Defizit an Mineralien, die die aus dem Schmelz herausgelösten Ionen ersetzen könnten. Das Resultat ist die kariöse Läsion. Die Puffersysteme des Speichels wirken dem ph-abfall im Speichel entgegen indem sie die Säurewirkung abfangen (Tab. 5). Sekretionsrate, ph-wert und Pufferkapazität von Speichel verschiedener Personen im Alter zwischen 15 und 55 Jahren. Normale und sehr niedrige Werte Ruhe-Speichel Stimulierter Speichel Sekretionsrate ml/min normal 0,25-0, sehr niedrig <0,1 <0,7 ph normal 6,5-6,9 7,0-7,5 sehr niedrig <6,3 <6,8 Pufferkapazität 1) normaler End-pH 4,25-4,75 5,75-6,5 sehr niedriger End-pH <3,5 <4 1): Test nach Ericsson (1959) Tab. 5 (Nikiforuk, G.: Understanding Dental Caries, Karger Vertag, Basel, 1985) Hierfür ist v. a. der Bicarbonat-Puffer verantwortlich. Mit der Speichelstimulation steigt ebenfalls der Bicarbonatgehalt. In Ruhephasen sinkt er wieder ab und die Pufferfunktion wird teilweise von Peptiden und Phosphaten übernommen. Der ph- Wert des Speichels und der Plaque können unterschiedlich sein. Für die Entstehung kariöser Läsionen ist der ph-wert in der Plaque entscheidend. Das Puffersystem der Plaque besteht aus Zellwänden und bestimmten Proteinen der Bakterien sowie Proteinen, Peptiden, Aminosäuren, Phosphaten und organischen Säuren. Aus dem Speichel können Bicarbonat und Phosphat in die Plaque hineindiffundieren. Durch das Enzym Urease kann zudem Harnstoff aus dem Speichel in neutralisierende Ammoniumionen umgewandelt werden. Zusätzlich können bestimmte Aminosäuren durch das Enzym Decarboxylase in neutralisierende Amine umgewandelt werden (Abb. 8). Die Zahnplaque enthält ein umfangreiches Puffersystem zur Säureneutralisation. Es beruht auf Stoffen, die in der Bakterienwand enthalten sind, verschiedenen Proteinen und schwachen organischen Säuren. Durch Enzyme der 12

14 Bakterien entstehen Ammoniumionen und Amine, die ebenfalls Pufferwirkung besitzen. Einige Stoffe mit Pufferwirkung (Bicarbonat, histidinreiche Proteine, Phosphate, Harnstoff) sind zwischen Speichel und Plaqueflüssigkeit frei austauschbar. Abb. 8 (Lehmann, 1991) Die Belastungsfähigkeit dieser letztgenannten Puffersysteme ist jedoch begrenzt und wird beispielsweise durch zweiminütiges Lutschen eines zuckerhaltigen Bonbons bereits überschritten. Andererseits kann die Pufferkapazität durch Stimulation des Speichelflusses erhöht werden. In diesem Zusammenhang gibt es Hinweise darauf, dass das Kauen zuckerfreier Kaugummis nach der Nahrungsaufnahme indirekt einen gewissen karieshemmenden Effekt aufweist durch verstärkte Speichelbildung und damit Erhöhung von Pufferkapazität und oraler Clearance fällt der ph-abfall geringer aus als dies normalerweise der Fall wäre. Die Puffersysteme schützen nicht nur die Zahnhartgewebe, sondern verhindern auch die Schädigung der Schleimhäute durch Säuren aus der Nahrung oder der Plaque. 5.3 (Re-) Mineralisation Die Remineralisation von säurebedingten Entkalkungen an der Zahnhartsubstanz gehört zu den wichtigsten Aufgaben des Speichels. Von Bedeutung ist hierbei das Angebot von Calcium-, Phosphat- und Fluoridionen im Speichel (Abb. 9). gegenüber Kariesattacken Posteruptive Schmelzreifung. Zahlreiche Ionen (Calcium. Phosphat, Magnesium, Fluorid) diffundieren aus dem Speichel in den oberflächlichen Zahnschmelz, dessen Oberflächenhärte dadurch unter gleichzeitiger Abnahme der Permeabilität zunimmt. Die Folge ist eine größere Widerstandsfähigkeit des Zahnschmelzes Abb. 9 (Lehmann, 1991) Die natürliche Fluoridkonzentration des Speichels liegt bei etwa 0,01 mg/ml und ist somit für eine optimale Remineralisation nicht ausreichend. Es bedarf daher einer Ergänzung des Fluoridangebotes z. B. durch Benutzung fluoridierter Zahnpasten. Calcium- und Phosphationen liegen in der Mundhöhle in einer übersättigten Lösung vor, das Angebot ist ausreichend. Das Auskristallisieren in Form ausgefällten Calciumphosphats, bei übersättigten Lösungen chemisch unvermeidbar, wird durch ein Speichelpeptid (Statherin) verhindert. Ohne diesen Stabilisator käme es sofort 13

15 und andauernd zur Bildung von Zahnstein. Das Dissoziations-Gleichgewicht entspricht der folgenden Formel: Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 10Ca PO 4 3 Fällt der ph-wert ab (d.h. Anstieg der H + -Konzentration), werden PO 4 3 -Ionen zu HPO PO 4 -Ionen bilden Wasser. Der Speichel ist in dieser Situation nicht mehr übersättigt und das Gleichgewicht verschiebt sich nach rechts. Wenn der ph-wert hingegen ansteigt, verlagert sich das Gleichgewicht nach links zur Remineralisation, da die Lösung nun wieder übersättigt ist. Der ph-wert, bei dem dieses Gleichgewicht ausbalanciert ist (kritischer ph-wert), liegt bei 5,5. Stimulierter Speichel enthält etwa zehnmal soviel Bicarbonat und dreimal soviel Tatherin wie unstimulierter Ruhespeichel. Die Pufferkapazität des Speichels ist also bei Nahrungsaufnahme (= Stimulation) und damit verbundener Säureproduktion erheblich größer als z. B. während des Nachtschlafs. 5.4 Beschichtung Die Beschichtung der oralen Strukturen mit Speichel und Speichelbestandteilen dient dem Schutz dieser Strukturen. An feuchten Oberflächen (Schleimhäute, Zähne) gleiten Fremdkörper leichter ab, mit Speichel beschichtete Nahrungsbestandteile lassen sich leichter herunterschlucken. Auf der frisch gereinigten Zahnoberfläche bewirken Speichelbestandteile die Ausbildung des Pellicle, das die Säureresistenz der Zähne erhöht. Dieses Pellicle besteht im Wesentlichen aus Glykoproteinen und Lipiden und bildet eine Diffusionsbarriere gegen das Eindringen von Säuren und gleichzeitig gegen den Austritt von Mineralstoffen. Speichelmuzine (große Glykoproteine) überziehen die gesamten Schleimhäute mit einem dünnen Film und schützen so vor Austrocknung und vor Verletzungen. Diese Schicht wirkt darüberhinaus auf den Stoffwechsel der Schleimhäute: durch Reduktion der Schleimhautpermeabilität erschwert der Speichel die Penetration potentiell schädlicher Stoffe aus Speisen und Getränken (Abb. 10). Die gesamte Oberfläche der Mundschleimhaut ist von einer Glykoproteinschicht überzogen. Wasser und kleine Ionen passieren diese Glykoproteinschicht und gelangen in die Schleimhaut; größere Ionen, darunter auch Schadstoffe, werden dagegen 14

16 zurückgehalten. Überschüssiges Wasser und darin gelöste Stoffe (z.b. manche Medikamente) werden über die in der Schleimhaut liegen- den Blut- und Lymphkapillaren abtransportiert. Abb. 10 (Lehmann, 1991) Bei ungestörtem Speichelfluss ist die karzinogene Wirkung bestimmter Substanzen deutlich geringer als bei reduziertem Speichelfluss. Die Muzine verhindern - analog der Magenschleimhaut - die "Selbstverdauung" der Mundschleimhaut durch enzymatische Proteasen. Speichel beschleunigt die Wundheilung durch Kontraktion der Wundränder und Herabsetzung der Gerinnungszeit des Blutes (Alte Bauernweisheit: Bei Rasierwunden - Spucke drauf!) Hinsichtlich der Benetzungsfunktion des Speichels muss das Verhältnis Speichelmenge/Mundoberfläche (ca. 200 cm 2 ) berücksichtigt werden. Ohne Stimulation reicht die Speichelmenge nur zur Ausbildung eines maximal 0,1 mm dicken Speichelfilmes, dessen protektive Kapazitäten natürlich äußerst gering sind. Auch für die Sprachfunktion spielt die Benetzung der Mundhöhlenschleimhaut eine wichtige Rolle. 5.5 Antibakterielle Aktivität (s. a. Tab. 6 und 7) Die antibakterielle Wirkung des Speichels ist nicht sonderlich groß. Ihre Effizienz hängt u. a. davon ab, dass die Bakterienzahl durch Reinigung und Selbstreinigung der Mundhöhle gering gehalten wird. Aus der Sulcusflüssigkeit werden dem Speichel Immunglobuline (IgG und IgM) sowie phagozytäre Zellen zugeführt, die wiederum antibakterielle Stoffe (Lysozym, Lactoferrin, Myeloperoxidase) freisetzen. Das Lactoperoxidase-Thiocyanat-Wasserstoffperoxidsystem ist als eines der wichtigsten antibakteriellen Speichelsysteme anzusehen. Die Lactoperoxidase des Speichels bildet mit Wasserstoffsuperoxid und Isothiocyanat (SCNH) ein komplexes System. Das Isothiocyanat oxidiert zu Hypothiocyanat (OSCN Bakterienzelle eindringen und dort die Glykolyse hemmen kann. Das System ist insbesondere wirksam gegen Lactobazillen und s. mutans. Die Hemmwirkung des Speichels auf Streptokokken und damit eine Blockierung der Glykolyse, kann gezielt durch zusätzliche Wasserstoffperoxidzufuhr erhöht werden (Aktivierung des Lactoperoxidase-Systems). Die Wirkung der Bakterien hängt davon ab, ob sie in ausreichender Menge am Zahn anhaften und dort Kolonien bilden können. Die Immunglobuline vom Typ IgA verklumpen die Bakterien und konkurrieren mit ihnen um Haftplätze am Zahn. Speichelglykoproteine führen spezifisch eine Verklumpung von s. mutans herbei. Lysozym bewirkt die Auflösung von Bakterienzellwänden, Lactoferrin entzieht ihnen das lebensnotwendige Eisen. Speichelperoxidase hemmt die bakterielle Produktion organischer Säuren durch Einwirkung auf die Enzyme des bakteriellen Kohlehydratabbaus. Es konnte in klinischen Studien gezeigt werden, dass bei Patienten mit gestörter Immunabwehr, die keine Speichel-Antikörper bilden können, und Patienten mit reduzierter Lysozymaktivität ein höherer Kariesbefall zu finden war (Abb. 16). Histidinreiche Peptide sind fungistatisch wirksam, IgA und Speichelmuzine antiviral. 15

17 Schutzfunktion (A-C) und potentiell ungünstige Nebenwirkungen (D) von Bestandteilen der Mundflüssigkeit A Günstige Einflüsse auf andere Wirtskomponenten Beschichtung von Geweben und Strukturen der Mundhöhle 1. Epithel geschützt durch (Muko-) Proteine Sekret-Immunglobuline A 2. Zahnhartsubstanzen geschützt durch Organische Pellicle- (Gluko-, Phospho-) Proteine (re)mineralisierende (Ca 2+, HPO 4 2-, F - ) Bicarbonatpuffersystem B Hemmfunktionen gegenüber oralen Mikroorganismen 1. Agglutination durch erleichterte Elimination 2. Hemmung des Bakterienstoffwechsels und wachstums (z.b. Lactoferrin) 3. Lyse von Zellhüllen (z.b. Lysozym) 4. spezifische Immunität (sekretorisches IgA) C Schutz vor (potentiell) destruktiven Nahrungskomponenten 1. Verdünnung von Substrat und schnelle Entfernung ( oral sugar clearence ) 2. Beschichtung und Elimination von Stärkekörnern 3. Neutralisation freier Säuren der Nahrung und bakterieller Gährungssäuren D Unter Umständen schädliche Nebenwirkungen 1. Amylase wandelt unvergärbare Nahrungsstärke lokal in vergärbare Zucker um 2. organische Speichelbestandteile und Spurenstoffe unterhalten immer zumindest parodontal pathogene Minimalflora 3. Speichelionen begünstigen Plaquehaftung und enzymatische Abbauvorgänge Tab. 6 (König, 1987) Übersicht über die wichtigsten spezifischen und unspezifischen Faktoren des natürlichen Abwehrsystems in der Mundhöhle (aus Marsh, P.D.: J. dent. Res. 69 [1989] 1567) Spezifische Abwehrfaktoren Funktion In der Schleimhaut: Intraepitheliale Lymphozyten Zelluläre Barriere gegen eindringende Langerhans-Zellen Bakterien und Antigene Aus den Speicheldrüsen: Hemmt die Adhäsion und den Stoffwechsel der Bakterien Aus dem gingivalen Sulkus: IgA, IgG, IgM Hemmen die Adhäsion der Bakterien Aktivieren das Komplement Leukozyten Phagozytose Komplement Aktivierung von Leukozyten Unspezifische Abwehrfaktoren Funktion Aus dem Speichel: Speichelfluss Wegspülen von Bakterien 16

18 Muzine / Agglutinin Lysozym / Protease Lactoferrin Speichelperoxidase Histidinreiche Peptide Verklumpung von Bakterien Auflösung von Bakterien Entzieht den Bakterien Eisen Hemmt Glykolyse Antibakteriell und antifungal Tab. 7 (Lehmann, 1991) 5.6 Andauung der Nahrung Die Andauung der Nahrung erfolgt durch Speichelamylasen, die v. a. wirksam bei unaufbereiteten Stärkeprodukten sind. Bei der heutigen Nahrungszusammensetzung spielt diese Funktion des Speichels nur noch eine untergeordnete Rolle. 5.7 Posteruptive Schmelzreifung Die Schutzwirkung des Speichels setzt bereits mit dem Zahndurchbruch ein. Im Speichel vorhandene Ionen (Calcium, Phosphat, Magnesium, Fluorid, Spurenelemente) diffundieren in den oberflächlichen Zahnschmelz, dessen Reifung noch nicht vollständig abgeschlossen ist (posteruptive Schmelzreifung). Es kommt zu einer Abnahme der Permeabilität des Schmelzes und zu einer Zunahme der Oberflächenhärte und damit insgesamt zu einer erhöhten Kariesresistenz. Eine besondere Bedeutung kommt hierbei dem Fluorid zu. Die Fluoridkonzentration des Speichels ist von der Fluoridkonzentration im Blutplasma abhängig, kann aber durch zusätzliche Fluoridzufuhr angehoben werden. 6. STÖRUNGEN DER SPEICHELSEKRETION (s. a. Abb. 11 und Tab. 8) Es gibt eine ganze Reihe von Faktoren, die die Fließrate und Zusammensetzung des Speichels stören und verändern können und damit Auswirkungen auf das ökologische Gleichgewicht der Mundhöhle haben. Es sollte aber auch berücksichtigt werden, dass auch bei unveränderter Fließrate die Funktion des Speichels herabgesetzt werden kann: bei unregelmäßiger und übermäßiger Nahrungsaufnahme, vielen (süßen) Zwischenmahlzeiten, sauren Erfrischungsgetränke, mangelhafter Mundhygiene usw. - mit der Folge verstärkter Säureproduktion und Plaquebildung - ist der Speichel nicht mehr in der Lage, dies zu kompensieren. Eine Vielzahl von Faktoren 17

19 kann zu einer Dysfunktion der Speicheldrüsen führen. Die häufigsten Ursachen sind Medikamente, Strahlen- und Chemotherapie sowie die Folgen chirurgischer Eingriffe. Abb. 11 (Lehmann, 1991) Faktoren, die zu einer absoluten Reduktion der Speichelsekretion führen, sind u.a.: 1. Stress: Die Produktion von Adrenalin und anderer Stressoren reduziert den Speichelfluss. 2. Medikamente: Von über 100 häufig genommenen Medikamenten ist bekannt, dass sie die Speichelsekretion hemmen. Hierzu gehören u.a. Psychopharmaka, Antidepressiva, Rauschgifte, Relaxantia, Appetitzügler, blutdrucksenkende Mittel, Antihistaminica, Diuretica, Zytostatika Folgende Medikamente können die Speichelsekretion hemmen: 1. Psychopharmaka (Antidepressiva, Rausch-, gifte, Antipsychotika, Relaxantia) 2. Appetitzügler 3. Blutdrucksenkende Mittel 4. Antihistaminika 5. Diuretika 6. Zytostatika Tab. 8 (Pieper, 1991) 3. Alter: Altern führt nicht per se zur Xerostomie oder zum nennenswerten Rückgang der Speichelfließrate (Ausnahme: Frauen in der Post- Menopause). Dieser dennoch häufig zu beobachtende Rückgang, der bei älteren Menschen oft zum Syndrom des trockenen Mundes führt, ist primär auf einen Rückgang der Mastikationstätigkeit und die damit verbundene zunehmende Atrophie der Speicheldrüsen zurückzuführen. 4. Radiatio (v.a. im Kopfbereich): Bei Patienten, die im Verlauf einer Tumorbehandlung im Kopf-Hals-Bereich radioaktiv bestrahlt werden, ist im Mundbereich eine deutliche Einschränkung der Speichelproduktion festzustellen. Durch die Strahleneinwirkung kommt es zur Atrophie der Drüsengewebe und letztlich zur Fibrose der Speicheldrüsen. Bereits eine Woche nach Beginn der Radiatio geht der Speichelfluss um fast 50% zurück, nach 4 Wochen beträgt er noch etwa 20% des Ausgangswertes. Hierdurch werden die Schutzmechnismen des Speichels massiv beeinträchtigt, u.a. kommt es zur Abnahme der Elektrolytkonzentration, zur Schwächung der Abwehrfunktion der Immunproteine und dem fast vollständigen Absinken des Bicarbonatgehaltes. Dies führt umgehend zu einer deutlichen Zunahme der azidogenen Mikroorganismen in der Mundhöhle. Durch die Xerostomie bedingte Veränderungen der Mundschleimhaut führen darüber hinaus zu einer Änderung in 18

20 den Ernährungsgewohnheiten. Da den Patienten die Nahrungsaufnahme häufig Schmerzen bereitet, nehmen sie überwiegend halbflüssige, kohlenhydratreiche Nahrung zu sich. Beide Mechanismen zusammen führen zu einer drastischen Erhöhung des Kariesrisikos in dieser Patientengruppe. Das klinische Bild der Xerostomiekaries weicht vom üblichen Bild der Karies ab. Bereiche, wie Schneidekanten oder Höckerspitzen, die normalerweise sehr widerstandsfähig sind, werden häufig betroffen. Es treten weiße, opake Schmelzbereiche auf, die sich leicht mit der Sonde entfernen lassen. Darunter findet sich braun verfärbtes, erweichtes Dentin. Multiple kariöse Läsionen treten bereits 3 Monate nach Beginn der Strahlentherapie auf. Diese Patientengruppe bedarf intensivster Prophylaxemaßnahmen (Fluoridgelees, Mundspüllösungen, Fluoridierungsschienen, professionelle Zahnreinigung). Die vollständige Überkronung dieser Zähne - auch als präventive Maßnahme vor Beginn der Strahlentherapie - ist der Füllungstherapie vorzuziehen. 5. J¹³¹: Auch das zur Schilddrüsentherapie eingesetzte Isotop J¹³¹ beeinflusst Struktur und Funktion der Speicheldrüsen. Der Speichel ist während der Therapie radioaktiv. 6. Chirurgische Exstirpation der Speicheldrüsen 7. Sjögren-Syndrom: Symptom-Trias aus trockenem Mund, trockenen Augen und rheumatoider Arthritis. 8. Habituelle Mundatmung: Auch die habituelle Mundatmung, obwohl nicht auf eine Störung der Speicheldrüsenfunktion zurückzuführen, kann zu einer Art lokaler Xerostomie mit allen damit verbundenen Risiken führen. 7. Speicheltests und ihre Bedeutung In der Mundflüssigkeit spiegelt sich, wenn auch nicht unverzerrt, die Zusammensetzung der supragingivalen Plaque wieder. Aus den Randbereichen der Plaque können Bakterien in den Speichel übertreten, insbesondere wenn dies durch Kautätigkeit (Scherkräfte auf die Plaque) gefördert wird. Man hat konsequenterweise versucht, sich diese Tatsache zur Ermittlung des Kariesrisikos zunutze zu machen. Mittels geeigneter Untersuchungssysteme werden die Sekretionsrate, die Pufferkapazität sowie die Anzahl an Lactobazillen und Strept. mutans-bakterien in stimuliertem Speichel bestimmt. Die Sekretionsrate wird bestimmt, indem der Patient 2 Minuten auf einem Stück Paraffinwachs kaut und den gebildeten Speichel in einen Messzylinder ausspuckt. Die Pufferkapazität wird durch ph-wert-messung bestimmt. Die normale Pufferkapazität liegt zwischen ph 5 und 7, eine niedrige Pufferkapazität ist bei Werten kleiner als ph 4 gegeben. Niedrige Sekretionsrate (0,7 ml/min) und niedrige Pufferkapazität bedeuten eine verzögerte Elimination von Bakterien aus der Mundhöhle, eine schlechtere Neutralisierung der Säuren und eine verminderte 19

21 Remineralisation des Schmelzes. Es gibt jedoch nur eine schwache Korrelation zwischen Pufferkapazität und Kariesrisiko. Zur Bestimmung der Lactobazillen- und s. mutans-zahlen werden Systeme (Dentocult, Dentobuff) angeboten, die unter vertretbarem Aufwand (Sammeln stimu- lierten Speichels, Bebrüten, Vergleich mit Standardwerten) die Analyse auch unter Pra- xisbedingungen ermöglichen. Bei Werten von über s. mutans und Lactobazillen ist von einem hohen Kariesrisko auszugehen ("s.mutans-millionäre"), bei Zahlen von unter s. mutans und Lactobazillen ist das Kariesrisiko gering (Abb. 12). Dies sind aber nur Annäherungen, da letztlich entscheidende Faktoren, etwa die Virulenz der bzw. Pathogenität der Keime in diesen Tests nicht erfasst werden können, die gleiche Menge an Keimen pro Milliliter Speichel kann also auch ein ganz unterschiedliches Kariesrisiko bedeuten. Unterschiedlich viele weiße oder transparente Lactobacillus-Kolonien auf den mit Speichel inokulierten Testträgern Dentocult -LB-Nachweisverfahren zur Bestimmung von Laktobazillen im Speichel des Menschen Dentocult -SM- Nachweisverfanren zur Bestimmung von Spreptococ-cus mutans im Speichel des Menschen (S. mutans-kolonien im Bacitracin-Hemmhoft in einem ml Speichel: Klasse 0: Nur vereinzelt S. mutans-kolonien Klasse 1: S. mutans-kolonien < 10 6 Klasse 2: S. mutans-kolonien zwischen Klasse 1 und 3 Klasse 3: S. mutans-kolonien > 10 6 Abb. 12 (a+b) (Gehring, 1988) 20

22 Literatur Examensrelevantes Wissen Lehmann, R.: Ökologie der Mundhöhle. Thieme-Verlag, Stuttgart 1991, S König, K.: Karies und Parodontopathien. Thieme-Verlag, Stuttgart 1987, S Weiterführende Literatur Edgar, W.: Saliva: its secretion, composition and functions. Brit Dent J 172, 305 (1992). Pieper, K., Peters, R.: Orale Prophylaxe bei Xerostomiepatienten mit Aminfluorid- Zinnfluorid. In: Flores-der-Jacoby, L. (Hrsg.): Möglichkeiten der Plaque- und Gingivitisprävention. Quintessenz-Verlag, Berlin 1991, König, K, Goepel, C: Die Bedeutung des Speichels für die Mund- und Zahngesundheit. Zahnärztl Mitteilungen Febr. 92, FDI (Hrsg.): Saliva: Its role in health and disease. Int Dent J 42 (spec. issue) (1992). Mandel, I.: The function of saliva. J Dent Res 66 (spec. issue), (1987). Larmas, M.: Saliva and dental caries: diagnostic tests for normal dental practice. Int Dent J 42, (1992). König, K.: Ursachen der Karies. In: Ketterl, W. (Hrsg.): Praxis der Zahnheilkunde 2. Zahnerhaltung I. 3. Aufl., Urban und Schwarzenberg, München 1992, Ketterl, W.: Diagnose der Karies. In: Ketterl, W. (Hrsg.): Praxis der Zahnheilkunde 2. Zahnerhaltung I. 3. Aufl., Urban und Schwarzenberg, München 1992, Gehring, F.: Mikrobiologische Tests - eine Möglichkeit zur Beurteilung des individuellen Kariesrisikos. Oralprophylaxe 10, (1988). 21