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Gesundheit+Medizin

E-Zigaretten verändern die Mundflora

E-Zigarette (Bild: Diega Cervo/ iStock)

E-Zigaretten sind im Trend, denn sie gelten als weniger schädliche Alternative zur normalen Zigarette. Doch die Verdampfer haben auch Nebenwirkungen – unter anderem auf die Bakterienflora in unserem Mund, wie nun Forscher herausgefunden haben. Demnach verändert sich die Artenzusammensetzung dieser Mundmikroben mit dem Dampfen und sie bilden vermehrt schleimige Biofilme. Insgesamt ähnelte die Mundflora gesunder junger Probanden dadurch nach kurzer Zeit der von Patienten mit einer Zahnfleischentzündung, wie die Forscher berichten. Auch erste entzündliche Immunreaktionen waren nachweisbar.

Erfunden hat die E-Zigarette Anfang der 2000er-Jahre ein chinesischer Apotheker – weil er nach einem Hilfsmittel suchte, um sich selbst das Rauchen abzugewöhnen. Um die beim Verbrennen des Tabaks entstehenden Schadstoffe zu vermeiden, erdachte er ein System, bei dem eine nikotinhaltige Flüssigkeit schonend verdampft wird. Typischerweise besteht dieses Liquid größtenteils aus einem Gemisch von Wasser mit Propylenglykol und Glycerin als Trägerstoffen – sie sorgen für den sichtbaren Dampf. Diesem Grundgemisch sind dann je nach Liquid-Typ verschiedene Aromen und unterschiedlich hohe Dosen an Nikotin zugesetzt. Inzwischen erfreuen sich diese Verdampfer wachsender Beliebtheit, so hat Schätzungen zufolge in Deutschland schon jeder achte einmal eine E-Zigarette genutzt. Jüngste Studien legen zudem nahe, dass E-Zigaretten Rauchern tatsächlich beim Abgewöhnen helfen können. Die Erfolgsrate lag mit 18 Prozent immerhin doppelt so hoch wie mit der klassischen Nikotinersatztherapie.

Vergleich von Rauchern, „Dampfern“ und Nichtrauchern

Doch trotz dieser positiven Wirkung können auch E-Zigaretten gesundheitsschädliche Nebenwirkungen haben. So deuten Studien darauf hin, dass der Dampf dieser Geräte potenziell zellschädigende Chemikalien enthalten kann, die eingeatmeten Nikotinabbauprodukte und Aldehyde hemmen zudem die DNA-Reparatur der Zellen und könnten die Entstehung von Krebs fördern, wie unter anderem Versuche mit Mäusen nahelegten. Bereits im Jahr 2016 fanden zwei Forschergruppen zudem Indizien dafür, dass das „Vaping“ auch die Mundschleimhaut angreift und dort zu entzündungsfördernden Immunreaktionen führt. Auf Basis dieser früheren Erkenntnisse haben sich nun Sukirth Ganesan von der Ohio State University in Columbus und seine Kollegen auch die Bewohner unserer Mundhöhle und ihre Reaktion auf das „Vapen“ näher angeschaut. „Die Mundhöhle beherbergt ein offenes mikrobielles Ökosystem mit mehr als 700 Bakterienarten“, erklären die Forscher. Inzwischen wisse man, dass diese Mundflora einen entscheidenden Einfluss auf die Gesundheit von Zähnen und Zahnfleisch hat.

Für ihre Studie nahmen die Wissenschaftler Proben des Zahnbelags in den Zahnfleischtaschen von 123 jungen, gesunden Probanden. „Sie hatten keinerlei Zahnfleischerkrankungen, besuchten alle sechs Monate ihren Zahnarzt und ernährten sich gesund“, erklärt Ganesans Kollegin Purnima Kumar. Unter den Teilnehmern waren 72 Personen, die E-Zigaretten nutzten, 25 Nichtraucher und 25 Raucher. Von den Probanden, die Verdampfer nutzten, hatten 20 zuvor nicht geraucht, 25 waren ehemalige Raucher und 28 praktizierten beides. Über genetische Analysen ermittelten die Wissenschaftler bei allen Probanden die Artenzusammensetzung und Menge der Bakterien, außerdem untersuchten sie, welche Botenstoffe und Entzündungsmarker im und am Zahnfleisch vorhanden waren.

Auf dem Weg zur Paradontitis

Die Auswertungen ergaben deutliche Unterschiede zwischen den drei Probandengruppen – den Rauchern, den Verdampfern und denjenigen, die weder noch nutzten. Demnach ähnelte die Mundflora der E-Zigaretten-Nutzer derjenigen von Menschen, die bereits an Zahnfleischentzündungen leiden, wie die Forscher berichten. Zu den Merkmalen gehörten ein höherer Anteil potenziell gesundheitsschädlicher Bakterienarten, eine höhere Ausschüttung von entzündungsfördernden Botenstoffen durch die Gewebe und auch eine deutlich stärkere Bildung von Biofilmen. Für diese setzen die Bakterien größere Mengen an zähem Schleim frei, in dem sie vor äußeren Einflüssen geschützt sind. „Gesunde harmlose Bakterien im Mund erinnern im Aussehen ein wenig an Popcorn“, erklärt Kumar. „Aber wenn man beginnt, E-Zigaretten zu nutzen, dann sehen sie eher so aus, als wären sie in Beton eingegossen.“ Das aber führe dazu, dass das Immunsystem diese Mikroben nicht mehr als harmlos erkenne und daher eine entzündliche Reaktion auslöse, um sie loszuwerden.

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Indizien für eine solche Entzündungsreaktion fanden die Wissenschaftler bei der Analyse der Botenstoffe. Demnach war sowohl bei den Rauchern als auch bei den „Vapern“ die Menge von Entzündungsbotenstoffen wie Interleukin-2, Interleukin-6 und dem Tumornekrosefaktor Alpha deutlich erhöht. „Das Ausmaß der Entzündungsreaktion bei beiden Gruppen ist gleich, aber die Art der Moleküle und damit auch die Wege, über die Rauchen und E-Zigaretten die Immunreaktion stimulieren, sind völlig anders“, berichtet Kumar. Dennoch gelte für beide, dass sie langfristig zu Paradontitis und im schlimmsten Fall zu Zahnausfall führen können. „Auf molekularer Ebene haben E-Zigaretten-Nutzer bereits begonnen, sich den Veränderungen anzunähern, die wir bei Menschen mit etablierter Parodontitis sehen“, sagt Kumar. Diese Veränderungen in Mundflora und Immunreaktion waren sowohl bei E-Zigaretten-Nutzern zu sehen, die nie zuvor geraucht hatten, als auch bei Rauchern, die auf E-Zigaretten umgestiegen waren. „Wenn man aufhört zu rauchen und dafür aufs Vapen umsteigt, bekommt man nicht die gesunde Mundflora zurück, sondern wechselt auf das bakterielle Profil der E-Zigaretten-Nutzer“, so Kumar. Dies sei auch der Fall, wenn Menschen sowohl Zigaretten als auch E-Zigaretten nutzen.

Ursache sind die Zusatzstoffe der Liquids

Diese Ergebnisse werfen die Frage auf, welche Komponenten in den Verdampferflüssigkeiten für diese Wirkung auf die Mundflora verantwortlich sind. Wie die Forscher feststellten, unterschieden sich die Effekte zwischen den Nutzern nikotinhaltiger und nikotinfreier Liquids kaum. „Das war ziemlich unerwartet, weil Beobachtungen mit Rauchern einen dosisabhängigen Effekt des Nikotins nahelegten“, berichten Ganesan und seine Kollegen. Um mehr zu erfahren, führten sie ergänzende Experimente mit Mundschleimhautzellen in Kultur durch. Diese wurden mit der typischen Bakterienmischung gesunder Menschen beimpft, anschließend leiteten die Forscher den Dampf verschiedener Liquids darüber. Schon nach 24 Stunden zeigten molekulare Analysen, dass die Bakterien mit der Biofilmproduktion begonnen hatten. Gleichzeitig fanden sich Hinweise darauf, dass der Kohlenstoff- und Zuckerstoffwechsel der Mikroben stärker angeregt war. Ganesan und seine Kollegen vermuten daher, dass das Glykol und Glycerin in den Flüssigkeiten von den Bakterien als Nahrung genutzt wird und daher deren Biofilmproduktion und Wachstum anregt. „Selbst ohne Nikotin hat das Vaping demnach einen ziemlich deutlichen Einfluss auf die Bakteriengemeinschaften unseres Mundes“, so Kumar.

Quelle: Sukirth Ganesan (Ohio State University, Columbus) et al., Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.aaz0108

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