Hyperglykämie: Mikrobiom-Verschiebung bei Typ-2-Diabetes

Forschende der Universität Osaka haben Hinweise darauf gefunden, dass bei Menschen mit Typ-2-Diabetes Zucker, der aus dem Blut in den Speichel übertritt und zu einem Anstieg von Glukose und Fruktose im Speichel führt das orale Mikrobiom so verändern kann, dass kariesassoziierte Keime begünstigt würden. Dadurch könne das Risiko für Karies und Plaqueakkumulation steigen. Eine bessere Blutzuckerkontrolle habe diese Effekte den Daten zufolge abgeschwächt.

Die Arbeitsgruppe berichtet, dass Hyperglykämie nicht nur zu erhöhtem Zuckergehalt im Urin, sondern auch im Speichel führen könne. Diese Blutzuckermigration in den Speichel gehe demnach mit einer Verschiebung der mikrobiellen Zusammensetzung und der Stoffwechselaktivität im oralen Biofilm einher.

„Wir haben eine neuartige Methode zur nicht-zielgerichteten metabolomischen Profilierung von Drüsenspeichel entwickelt, die intakte Metabolitenprofile vor der Modifikation durch das orale Mikrobiom bewahrt“, erklärt Studienautorin Masae Kuboniwa. „Dadurch konnten wir die Veränderungen dieser Metaboliten zwischen Blut und Speichel sowie ihre nachfolgenden Veränderungen nach der Exposition gegenüber dem oralen Mikrobiom verstehen.“

Für die Analysen hat das Team Metabolitenprofile aus Speichelproben der sublingualen und submandibulären Drüsen genutzt, um Informationen über den Stoffwechselstatus möglichst ohne den Einfluss vorhandener Bakterien zu erhalten. Diese Proben haben die Forschenden mit Vollspeichel- und Plasmaproben von Personen mit und ohne Typ-2-Diabetes verglichen. Dabei stellten sie fest, dass Hyperglykämie den Übertritt von Fruktose und Glukose aus dem Blut in den Speichel induziert. Über mikrobielle Sequenzierung haben sie anschließend die möglichen Folgen dieser Migration für das orale Mikrobiom beschrieben.

„Der Anstieg dieser Metaboliten im Speichel führte zu Veränderungen im oralen Mikrobiom, wodurch kariogene Bakterien wie Streptococcus mutans vermehrt auftraten und die Häufigkeit gesundheitsfördernder Arten wie Streptococcus sanguinis abnahm, wodurch sich der Stoffwechsel des oralen Biofilms in Richtung Glykolyse und Kohlenhydratabbau verlagerte“, sagt Studienautor Akito Sakanaka. „Diese Verschiebung in der mikrobiellen Population erhöht die Säureproduktion […].“

Wesentlich sei zudem gewesen, dass eine verbesserte Blutzuckerkontrolle den Transfer von Zucker – insbesondere Fruktose – aus dem Plasma in den Speichel reduziert habe. Dadurch habe sich das beobachtete Ungleichgewicht im Mikrobiom abgeschwächt; die Autorinnen und Autoren leiteten daraus ab, dass eine konsequente glykämische Kontrolle auch im Kontext der Kariesprävention relevant sein könnte. Ein Co-Kultur-Biofilm-Experiment mit S. mutans und S. sanguinis habe ergänzend gezeigt, dass der Anteil von S. mutans in einem nährstoffreichen Medium mit Fruktose deutlich zugenommen habe. Das deute darauf hin, dass die Kombination aus Glukose und Fruktose S. mutans unter Co-Kulturbedingungen begünstigen könne.

Die Ergebnisse zeigen Zusammenhänge zwischen glykämischer Kontrolle, Zuckergehalt im Speichel, Mikrobiom-Profil und klinischen Parametern. Ob eine bessere Blutzuckereinstellung tatsächlich das Kariesrisiko verringern kann, müssten Interventionsstudien aber gezielt prüfen.