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Wissenschaftler haben einen Mechanismus zum Schutz von Bakterien vor Fluorid gefunden
Zuletzt überprüft: 01.07.2025
Wissenschaftler aus Yale (USA) haben molekulare Tricks aufgedeckt, mit denen Bakterien Fluorid entgegenwirken, das in Zahnpasten und Mundspülungen zur Bekämpfung von Karies enthalten ist.
In der Dezemberausgabe von Science Express berichten die Forscher, dass sogenannte Riboswitches (RNA-Abschnitte), die die Genexpression steuern, Fluoridablagerungen erkennen und die Abwehrkräfte der Bakterien gegen deren Auswirkungen aktivieren, zu denen auch die Förderung von Karies gehört.
„Riboschalter sind spezialisierte Detektoren, die Fluorid erkennen“, sagt Henry Ford II, Professor, Leiter der Abteilung für Molekular- und Zellbiologie und leitender Autor der Studie.
Fluorid ist ein Inhaltsstoff vieler Zahnpasten, der die Entstehung von Karies deutlich reduziert. Fluoridhaltige Zahnpasten gibt es seit den 1950er Jahren.
Riboschalter wirken der Wirkung von Fluorid auf Bakterien entgegen. „Wenn sich Fluorid in einer Zelle in toxischen Mengen anreichert, greift der Riboschalter das Fluorid und aktiviert dann Gene, die seine Wirkung blockieren können“, sagte Brecker.
„Wir waren verblüfft, als wir Fluor-bindende Riboschalter entdeckten“, sagte Brecker. „Wissenschaftler hatten argumentiert, dass RNA-Moleküle als Fluorsensoren ungeeignet seien, da Fluor und RNA-Moleküle negativ geladen seien und nicht interagieren sollten. Dennoch fanden wir über 2.000 solcher RNAs in vielen Organismen.“
Durch die Untersuchung von Riboschaltern in zahlreichen Bakterienarten fand das Team heraus, dass es sich bei diesen RNAs um uralte Moleküle handelt und dass viele Mikroorganismen im Laufe ihrer Geschichte gelernt haben, toxische Fluoridkonzentrationen zu überwinden. Auch Bakterien, die im menschlichen Mund gedeihen, besitzen nachweislich Riboschalter, die vor Fluoridtoxizität schützen.
„Zellen sind seit Milliarden von Jahren mit der Toxizität von Fluorid konfrontiert und haben daher entsprechende Mechanismen entwickelt“, so der Autor der Studie. Da diese Abwehrmechanismen nun bekannt sind, könnten Wissenschaftler diese Prozesse möglicherweise manipulieren und Fluorid im Kampf gegen Bakterien wirksamer machen. Wissenschaftler der Yale University haben Proteinkanäle entdeckt, durch die Fluorid aus Zellen gepumpt wird. Blockiert man diese Kanäle, reichert sich Fluorid in Bakterien an und kann so Karies wirksamer bekämpfen.
Fluorid ist das 13. häufigste Element in der Erdkruste. Seine Verwendung in Zahnpasta und Wasseraufbereitung löste vor 60 Jahren eine Kontroverse aus, die bis heute anhält. In Großbritannien und anderen Ländern der Europäischen Union wird Fluorid aufgrund heftiger öffentlicher Opposition in deutlich geringerem Umfang eingesetzt.
Überschüssiges Fluorid hat erhebliche negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit. Fluoridakkumulation entzieht der Blutlymphe Magnesium und fördert die Auswaschung von Kalzium aus dem Knochengewebe, das sich wiederum in Muskeln, Lunge und Nieren ablagert. Fluoridsalze reichern sich in den Knochen an und verursachen Osteochondrose, beeinträchtigen Form, Farbe und Richtung des Zahnwachstums, den Zustand und die Beweglichkeit der Gelenke sowie die Bildung von Knochenwachstum.
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