Wirkung von Inhaltsstoffen für die Mundgesundheit auf das erworbene Speichelhäutchen

Speichel enthält viele Proteine ​​und Komponenten, die zur Filmbildung beitragen, und wir wissen, dass Speichel komplexe, strukturierte Filme auf Oberflächen bildet. Die Speichelschicht der Schleimhaut besteht aus einer beweglichen Speichelschicht und einem unbeweglichen Film aus Speichelproteinen, die an oralen Epithelzellen, dem "Mukosahäutchen", adsorbiert sind. Der Speichelfilm ist dünn (10-100 µm), extrem viskoelastisch und unterstützt die Gleitfähigkeit, beeinflusst die sensorische Wahrnehmung von Speisen im Mund und erhält die Mundgesundheit. Die offensichtlichen viskoelastischen und Beschichtungseigenschaften des Speichels sind tatsächlich hauptsächlich auf die Bildung eines unglaublich starken, viskoelastischen Films an Oberflächen und Grenzflächen zurückzuführen. Die Lösungsviskosität von Speichel ist bei hohen Schergeschwindigkeiten tatsächlich nahe der von Wasser, aber die Grenzflächenviskosität ist mehr als 10.000-mal höher als die von Wasser, was die physikalischen Eigenschaften des gesamten Speichelfilms vollständig dominiert. Diese komplexe Struktur wird durch Wechselwirkungen auf molekularer Ebene angetrieben und ist vermutlich für die filmbildenden Eigenschaften des Speichels verantwortlich. Was noch unklar ist, sind die grundlegenden physikalischen und molekularen Mechanismen, die den filmbildenden Eigenschaften des Speichels zugrunde liegen. Obwohl die viskosen und schmierenden Eigenschaften von Speichel oft Mucinen zugeschrieben wurden, scheinen isolierte Mucine nicht die gleichen schmierenden Eigenschaften zu verleihen, wie sie es im gesamten Speichel tun. Andere Proteine ​​wie Statherin sind an der Verbesserung der Grenzschmierung beteiligt. Die molekulare Zusammensetzung von Speichelproteinen und das Vorhandensein von Ionen scheinen für die Bildung des Speichelfilms von entscheidender Bedeutung zu sein. Zum Beispiel ist Parotisspeichel, der kein Mucin enthält, immer noch stark schmierend, wahrscheinlich aufgrund seiner hochviskoelastischen Oberflächenschicht.

Das Schleimhauthäutchen kann in vitro nachgeahmt werden, indem Speichelproteine ​​auf Modelloberflächen adsorbiert werden, um Grenzflächenfilme zu bilden, und es hat sich gezeigt, dass es stark schmierend ist. Es hat sich gezeigt, dass das Vorhandensein von Polyphenolen die Gleitfähigkeit dieser Oberflächenfilme verringert und gut mit ihren sensorischen Eigenschaften korreliert. Am Quadram Institute Bioscience (QIB) haben wir über 20 Jahre Erfahrung in der Untersuchung von Proteinen an Grenzflächen und Oberflächen, insbesondere wie kompetitive Adsorption an Grenzflächen von Proteinen mit Tensiden und anderen oberflächenaktiven Komponenten die Zusammensetzung, Struktur und Stabilität der Grenzfläche beeinflussen kann , und wie dies die Funktionalität des Systems als Ganzes steuert. Dies wurde in einer gemeinsamen Studie über Speichelfilme an der Grenzfläche mit dem Kings College London angewendet, wo wir die hochgradig viskoelastische Natur des Speichelfilms und die entscheidende Bedeutung von Calciumionen bei seiner Bildung demonstrierten.

Im Vorfeld dieses Projekts zeigte das aktuelle Postgraduierten-Studentenprojekt (PhD) am QIB, dass zusätzliches Kalzium das Speichelhäutchen stärken kann und dass die Bildung des Häutchens ein zweistufiger Prozess war, an dem kleine, oberflächenaktive Proteine ​​im Primärstadium beteiligt waren, und größere Muzinproteine ​​im späteren Stadium. Die Studie zeigte auch, dass die Verringerung des pH-Werts die Integrität des Häutchens verringerte, was uns hilft, die Rolle des Häutchens bei der Verhinderung von Säureerosion zu verstehen, und dass die Zugabe verschiedener Wirkstoffe aus Zahnpasta und Mundwasser bestimmte Proteine ​​​​aus dem Häutchen entfernen würde, je nachdem von der Art des Wirkstoffs und der Oberfläche, auf der sich das Pellikel gebildet hat. Wir möchten dieses Projekt erweitern, um zu untersuchen, wie diese Wirkstoffe in Mundwasser und Zahnpasta die Struktur des Häutchens beeinflussen und ob Kombinationen dieser Inhaltsstoffe zusätzliche Wirkungen haben.

Daher ist unsere Hypothese, dass Wirkstoffe aus Zahnpasten und Mundwässern verwendet werden können, um die Struktur des Speichelhäutchens durch ihre Wechselwirkungen entweder mit der Oberfläche, an der das Häutchen adsorbiert ist, oder mit den Proteinen im Häutchen selbst zu steuern.

Das Verständnis dieser Veränderungen in der Struktur und den Eigenschaften des Speichelfilms könnte uns helfen zu verstehen, wie das Häutchen und die Wirkstoffe die Zähne vor Karies und Krankheiten schützen.