2017 · Kim — Hemmung von Streptokokken-Biofilm durch Wasserstoffwasser
Kurzfassung
Elektrolysiertes wasserstoffreiches Wasser hemmte die Biofilm-Bildung von Streptokokken in Laborkulturen deutlich, reduzierte die Expression zentraler Biofilm-Gene und verminderte in einem kleinen oralen Spülversuch die Anzahl der Speichel-Streptokokken gegenüber Leitungswasser. Dies ist in erster Linie eine In-vitro-Studie mit einer sehr kleinen humanpilotartigen Komponente — klinische Evidenz zur Prävention von Zahnerkrankungen ist noch nicht belegt.
Kommentar
Orale Bakterienbiofilme — insbesondere von Streptococcus mutans — sind die Hauptursache von Karies und anderen Zahnerkrankungen. Diese Studie verfolgte einen dualen Ansatz: Erstens wurde das Streptokokken-Biofilmwachstum in Laborbedingungen mit und ohne Wasserstoffwasser-Exposition quantifiziert; zweitens wurde gemessen, wie einwöchiges Spülen mit Wasserstoffwasser die Streptokokkenzahl im Speichel von Teilnehmenden beeinflusst. Die In-vitro-Ergebnisse waren eindeutig: Wasserstoffwasser reduzierte Biofilmmasse signifikant und unterdrückte die Expression von Glucosyltransferase-Genen (gtfB, gtfC, gtfI) und Glucan-bindenden Proteinen (gbpC, dblB) — das molekulare Gerüst des Biofilms. Der Speichelspül-Versuch zeigte weniger Streptokokken mit Wasserstoffwasser als mit Leitungswasser. Die menschliche Komponente ist jedoch äußerst klein und vorläufig, ohne klinische Endpunkte (kein Kariesaufkommen, keine Mundgesundheitsparameter). Die antioxidativen Eigenschaften von H₂ könnten oxidativen Stress in oralen Bakterien reduzieren, aber der genaue antibakterielle Mechanismus ist noch nicht geklärt.
Wichtige Zitate
- „Unsere Daten zeigten, dass H-Wasser zu einer signifikanten Verringerung der in-vitro-Biofilmbildung von Streptokokken führte.“ Original (EN): „Our data showed that H-water caused a significant decrease in in vitro streptococcal biofilm formation.“ — zentraler In-vitro-Befund: reduziertes Biofilmwachstum
- „Die mRNA-Expression der Glucosyltransferasen (gtfB, gtfC und gtfI) und der Glucan-bindenden Proteine (gbpC, dblB) war nach 60 Sekunden H-Wasser-Exposition in MS bemerkenswert verringert.“ Original (EN): „The expression level of the mRNA of glucosyltransferases (gtfB, gtfc, and gtfI) and glucan-binding proteins (gbpC, dblB) were decreased remarkably in MS after H-water exposure for 60s.“ — molekularer Mechanismus: Unterdrückung biofilm-bildender Genexpression
- „Unsere Daten legen nahe, dass Mundspülen mit H-Wasser hilfreich bei der Behandlung biofilmabhängiger Zahnerkrankungen sein könnte — einfach und effizient.“ Original (EN): „Our data suggest that oral rinse with H-water would be helpful in treating dental biofilm-dependent diseases with ease and efficiency.“ — vorsichtige klinische Vermutung der Autoren — noch spekulativ bei kleiner Humankomponente
Unsere Einordnung
Primär eine In-vitro-Studie mit einem sehr kleinen und vorläufigen menschlichen Spülexperiment. Die In-vitro-Befunde sind für eine Laborstudie robust: Biofilmreduktion und Genexpressionsunterdrückung auf zwei mechanistischen Ebenen. Die klinische Relevanz ist jedoch vollständig unbewiesen — eine randomisiert-kontrollierte Studie mit klinischen Zahngesundheitsendpunkten existiert nicht. Die menschliche Pilotkomponente enthält keine grundlegenden Angaben zu Teilnehmerzahlen, Verblindung und Kontrollen. Als Machbarkeitsnachweis für potenzielle Mundgesundheitsanwendungen interessant, aber weit von einer klinischen Empfehlung entfernt.
Studiendesign
- Typ: In-vitro-Studie + vorläufiger Humanpilot · Modell: Streptococcus mutans auf Polystyrolplatten (in vitro); humane Mundspülung (Pilot) · H₂-Gabe: elektrolysiertes wasserstoffreiches Wasser
- Ergebnis: signifikante Reduktion der Streptokokken-Biofilmbildung (in vitro); unterdrückte gtf/gbp-Genexpression; verringerte Speichel-Streptokokken-Koloniezahlen nach 1-wöchiger Mundspülung vs. Leitungswasser
Abstract (deutsche Übersetzung)
Ziele: Die Ansammlung oraler Bakterienbiofilme ist der Hauptätiologiefaktor oraler Erkrankungen. Kürzlich wurde gezeigt, dass elektrolysiertes wasserstoffreiches Wasser (H-Wasser) als effektives Antioxidans wirkt, indem es oxidativen Stress reduziert. Neben diesem allgemeinen Gesundheitsnutzen besitzt H-Wasser antibakterielle Aktivität gegen krankheitsassoziierte Mundbakterien. Der Effekt von H-Wasser auf oralen Bakterienbiofilm ist jedoch wenig bekannt. Ziel war es, den Effekt von H-Wasser auf die Streptokokken-Biofilmbildung zu bestätigen. Methoden: In-vitro-Streptokokken-Biofilm wurde nach Kultivierung auf Polystyrolplatten mittels Kristallviolett-Färbung quantifiziert. Der Effekt von H-Wasser auf die Expression von Genen der unlöslichen Glucan-Synthese und der Glucan-Bindung — kritische Schritte der oralen Biofilmbildung — wurde bei MS untersucht. Zudem wurde die Anzahl der Speichel-Streptokokken nach einwöchigem Mundspülen mit H-Wasser und Kontroll-Leitungswasser verglichen. Ergebnisse: H-Wasser bewirkte eine signifikante Reduktion der in-vitro-Streptokokken-Biofilmbildung. Die mRNA-Expression von Glucosyltransferasen (gtfB, gtfC, gtfI) und Glucan-bindenden Proteinen (gbpC, dblB) war nach 60 Sekunden H-Wasser-Exposition deutlich verringert. Einwöchiges Mundspülen mit H-Wasser führte zu signifikant weniger Speichel-Streptokokken als Leitungswasser. Schlussfolgerungen: Die Daten legen nahe, dass Mundspülen mit H-Wasser bei der Behandlung biofilmabhängiger Zahnerkrankungen hilfreich sein könnte.
Original-Abstract (englisch)
OBJECTIVES: The accumulation of oral bacterial biofilm is the main etiological factor of oral diseases. Recently, electrolyzed hydrogen-rich water (H-water) has been shown to act as an effective antioxidant by reducing oxidative stress. In addition to this general health benefit, H-water has antibacterial activity for disease-associated oral bacteria. However, little is known about the effect of H-water on oral bacterial biofilm. The objective of this study was to confirm the effect of H-water on streptococcal biofilm formation. METHODS: In vitro streptococcal biofilm was quantified using crystal violet staining after culture on a polystyrene plate. The effect of H-water on the expression of genes involved in insoluble glucan synthesis and glucan binding, which are critical steps for oral biofilm formation, was evaluated in MS. In addition, we compared the number of salivary streptococci after oral rinse with H-water and that with control tap water. Salivary streptococci were quantified by counting viable colonies on Mitis Salivarius agar-bacitracin. RESULTS: Our data showed that H-water caused a significant decrease in in vitro streptococcal biofilm formation. The expression level of the mRNA of glucosyltransferases (gtfB, gtfc, and gtfI) and glucan-binding proteins (gbpC, dblB) were decreased remarkably in MS after H-water exposure for 60s. Furthermore, oral rinse with H-water for 1 week led to significantly fewer salivary streptococci than did that with control tap water. CONCLUSIONS: Our data suggest that oral rinse with H-water would be helpful in treating dental biofilm-dependent diseases with ease and efficiency.
Quelle & Links
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