Effect van mondgezondheidsingrediënten op het verworven speekselvlies

Speeksel bevat veel eiwitten en componenten die bijdragen aan filmvorming, en we weten dat speeksel complexe, gestructureerde films op oppervlakken vormt. De mucosale speeksellaag bestaat uit een mobiele speeksellaag en een onbeweeglijke film van speekseleiwitten geadsorbeerd op orale epitheelcellen, de "mucosale pellicle". De speekselfilm is dun (10-100 µm), extreem visco-elastisch en bevordert de smering, beïnvloedt de zintuiglijke waarneming van voedsel in de mond en onderhoudt de mondgezondheid. De schijnbare visco-elastische en coating-eigenschappen van speeksel zijn in feite voornamelijk te danken aan de vorming van een ongelooflijk sterke, visco-elastische film op oppervlakken en grensvlakken. De oplossingsviscositeit van speeksel ligt eigenlijk dicht bij die van water bij hoge afschuifsnelheden, maar de grensvlakviscositeit is meer dan 10.000 keer groter dan die van water, wat de fysische eigenschappen van de speekselfilm als geheel volledig domineert. Deze complexe structuur wordt aangedreven door interacties op moleculaire schaal en wordt verondersteld verantwoordelijk te zijn voor de filmvormende eigenschappen van speeksel. Wat nog onduidelijk is, zijn de fundamentele fysische en moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan de filmvormende eigenschappen van speeksel. Hoewel de stroperige en smerende eigenschappen van speeksel vaak aan mucinen zijn toegeschreven, blijkt dat geïsoleerde mucinen niet dezelfde smerende eigenschappen verlenen als in volledig speeksel. Andere eiwitten zoals statherine zijn betrokken bij het verbeteren van grenssmering. De moleculaire samenstelling van speekseleiwitten en de aanwezigheid van ionen lijken allemaal belangrijk te zijn bij het vormen van de speekselfilm. Parotisspeeksel dat geen mucine bevat, is bijvoorbeeld nog steeds zeer smerend, waarschijnlijk vanwege de zeer visco-elastische oppervlaktelaag.

Het mucosale vlies kan in vitro worden nagebootst door speekseleiwitten op modeloppervlakken te adsorberen om grensvlakfilms te vormen en er is aangetoond dat het zeer smerend is. Er is aangetoond dat de aanwezigheid van polyfenolen de gladheid van deze oppervlaktefilms vermindert en goed correleert met hun sensorische eigenschappen. Bij het Quadram Institute Bioscience (QIB) hebben we meer dan 20 jaar ervaring met het bestuderen van eiwitten op grensvlakken en oppervlakken, in het bijzonder hoe competitieve adsorptie op grensvlakken van eiwitten met oppervlakteactieve stoffen en andere oppervlakte-actieve componenten de samenstelling, structuur en stabiliteit van de interface kan beïnvloeden. en hoe dit de functionaliteit van het systeem als geheel regelt. Dit werd toegepast in een gezamenlijk onderzoek naar speekselfilms op het grensvlak met Kings College London, waar we de zeer visco-elastische aard van de speekselfilm en het cruciale belang van calciumionen bij de vorming ervan aantoonden.

In de aanloop naar dit project heeft het recente postdoctorale (PhD) studentenproject bij QIB aangetoond dat toegevoegd calcium het speekselvlies kan versterken en dat de vorming van het vlies een proces in twee fasen was met kleine, oppervlakte-actieve eiwitten in het primaire stadium, en grotere mucine-eiwitten in het latere stadium. De studie toonde ook aan dat het verlagen van de pH de integriteit van het vlies vermindert, wat ons helpt de rol van het vlies bij het voorkomen van zuurerosie te begrijpen, en dat de toevoeging van verschillende actieve ingrediënten uit tandpasta en mondwater bepaalde eiwitten uit het vlies zou verwijderen, afhankelijk van op het type actieve ingrediënt en het oppervlak waarop het vlies is gevormd. We willen dit project graag uitbreiden om te kijken hoe deze actieve ingrediënten in mondwater en tandpasta de structuur van het vlies beïnvloeden, en of combinaties van deze ingrediënten een bijkomend effect hebben.

Daarom is onze hypothese dat actieve ingrediënten uit tandpasta's en mondspoelingen kunnen worden gebruikt om de structuur van het speekselvlies te beheersen door hun interactie met het oppervlak waaraan het vlies is geadsorbeerd, of met de eiwitten in het vlies zelf.

Als we deze veranderingen in de structuur en eigenschappen van de speekselfilm begrijpen, kunnen we beter begrijpen hoe het vlies en de actieve ingrediënten de tanden beschermen tegen tandbederf en ziekte.