Effect van sigarettenrook op de groei van orale bacteriën

20 augustus 2019

Wat is het effect van sigarettenrook op de groei van twee orale bacteriën? Die vraag stond centraal in de scriptie van de Groningse studenten Fadi Mosa, Max Marselis en Reza Foumani.

Het onderzoek van Fadi Mosa, Max Marselis, Reza Foumani naar het effect van sigarettenrook op de groei van de orale bacteriën Streptococcus mutans en Strepto-coccus sobrinus is één van de vijf genomineerde inzendingen voor de NT-GSK Bachelorscriptie Award 2019. Het onderzoek is gedaan in Groningen en werd begeleid door Chris van Hoogmoed.

Cariës behoort wereldwijd tot de meest voorkomende gezondheidsproblemen. Bij het ontstaan van deze ziekte speelt de orale microflora een rol, waarbij de bacteriesoorten Streptococcus mutans en Streptococcus sobrinus een belangrijke etiologische factor zijn, gezien zij in staat zijn suikers om te zetten in zuren met als gevolg demineralisatie van het tandweefsel. Naast de orale microflora zijn gastheer- en lifestylefactoren ook van invloed op het cariësproces. Hierbij kan men denken aan kennis, poetsgedrag en drink- of eetgewoonten.

Echter, het effect van sigarettenrook als lifestylefactor op het ontstaan van cariëslaesies is maar weinig onderzocht. Gezien wereldwijd ruim 1 miljard volwassenen roken, waarbij de mond wordt blootgesteld aan grofweg 4000 verschillende soorten chemicaliën, is het van belang om het effect van sigarettenrook te onderzoeken op de groei van de cariogene bacteriën die gerelateerd zijn aan het induceren van cariëslaesies.

Doel hiervan is om meer inzicht te krijgen in de groei van cariogene bacteriën in combinatie met sigarettenrook, waardoor mogelijk een meer gerichte antimicrobiële therapie ontwikkeld kan worden. Voor dit onderzoek staat dan ook de vraagstelling ‘Wat is het effect van sigarettenrook op de groei van de cariogene bacteriën S. mutans en S. sobrinus?’ centraal.

Materiaal en methoden

In dit onderzoek werd het effect van sigarettenrook op de groei van de cariogene bacteriën in vitro onderzocht door bacterieculturen van S. mutans en S. sobrinus bloot te stellen aan enerzijds steriele lucht als controlegroep en anderzijds de rook van één, vijf en tien sigaretten als interventiegroepen. De steriele lucht (controle) en sigarettenrook (interventie) werd in eerste instantie, door middel van een opstelling (figuur 1) bestaande uit een gaswasfles aangesloten op een vacuümpomp, door een vloeibaar groeimedium aanwezig in de gaswasfles geleid. Vervolgens werd de bacteriecultuur toegevoegd aan het groeimedium uit de controle- en interventiegroepen. Van de bacteriesuspensies werd de extinctie (E), oftewel optische dichtheid, met behulp van een spectrofotometer ieder uur bepaald in een tijdsbestek van t = 0 tot en met t = 7 en daaropvolgend t = 24 tot en met t = 27, waarbij t in uren werd gemeten. Bacteriële groei vond plaats bij 37°C. Deze experimenten zijn voor iedere bacteriesoort vijf keer herhaald.

De meetresultaten werden uiteengezet in een groeicurve waaruit drie soorten afhankelijke variabelen werden bepaald: de maximale specifieke groeisnelheid (μm), de verdubbelingstijd (td) en de extinctie van de stationaire fase (Estationair), zie figuur 2. De eerste twee uitkomstmaten geven een indicatie over de groeisnelheid van bacteriën, terwijl de laatstgenoemde waarde iets zegt over de grootte van een bacteriepopulatie.

De verzamelde data zijn statistisch geanalyseerd met behulp van de One-Way ANOVA en de post-hoc Independent Samples T-test in IBM SPSS Statistics 25.0. Als significantieniveau werd p < 0,05 voor beide testen gehanteerd.

Deze inhoud is geblokkeerd door uw cookie voorkeuren.

Resultaten

Uit de resultaten in figuur 3a blijkt dat, bij zowel S. mutans als S. sobrinus, μm afneemt naarmate er blootstelling is aan een grotere hoeveelheid sigarettenrook. De blootstelling aan de rook van één sigaret geeft geen significante afname van de μm ten opzichte van steriele lucht, terwijl bij meerdere sigaretten wel een significante afname waar te nemen is. Daarbij is het significante verschil tussen nul en tien sigaretten het grootst. Eenzelfde verschijnsel is waar te nemen bij de td van beide bacteriesoorten in figuur 3b, echter hier gaat het om een toename, waarbij de grootste significante toename in td zich voordoet bij een verschil tussen het gebruik van nul en tien sigaretten. Uit de resultaten in figuur 3c blijkt dat Estationair, net zoals μm significant afneemt bij gebruik van meer sigaretten met het grootste verschil tussen nul en tien sigaretten.

Discussie

De resultaten die volgen uit deze studie laten zien dat er bij beide bacteriesoorten een afname is in μm en Estationair en een toename in td bij blootstelling aan sigarettenrook. Deze verschillen worden groter naarmate een grotere hoeveelheid sigarettenrook wordt gebruikt. De vermindering van de μm geeft aan dat de exponentiële groeisnelheid van de bacteriën afneemt. Daarmee neemt de td toe, wat aanduidt dat de bacteriën meer tijd nodig hebben om zich te verdubbelen. Een lagere Estationair in de groeicurve na blootstelling aan sigarettenrook wijst op een verminderde grootte van de bacteriepopulatie.

Wat precies ten grondslag ligt aan dit inhiberend effect van sigarettenrook op de groei van de onderzochte bacteriën is moeilijk te verklaren, aangezien sigarettenrook tal van verschillende soorten (an)organische componenten bevat. Eerdere studies hebben aangetoond dat nicotine in hoge concentraties een stimulerend effect heeft op de groei van S. mutans, waarmee nicotine als inhiberende stof uitgesloten kan worden. Daarentegen is van verschillende in sigarettenrook aanwezige verbindingen, zoals als fenolische derivaten, metalen, alcohol en amines, aangetoond dat zij een antimicrobiële werking hebben. Het blootstellen van de bacteriën S. mutans en S. sobrinus aan deze middelen, al dan niet in combinatie met elkaar, zou inhiberend kunnen werken op de groei van de bacteriën. Ook zijn er studies die aanduiden dat de tabaksplant Nicotiana een antimicrobiële werking heeft. Echter, om daadwerkelijk vast te stellen welke specifieke componenten voor het inhiberende effect zorgen, is er vervolgonderzoek nodig.

Desalniettemin kan niet geconcludeerd worden dat het inhiberend effect van sigarettenrook invloed heeft op de mate van schade aan het gebit door de cariogene bacteriesoorten. Immers, een verminderde groei van de hoeveelheid bacteriën impliceert niet direct een verminderde metabolische, oftewel cariogene, activiteit van de bacteriën.

Hoewel de bevindingen van deze studie aangeven dat sigarettenrook de groei van de twee onderzochte cariogene bacteriën remt, wordt roken uiteraard niet aanbevolen vanwege het bijzonder aantal gezondheidsrisico’s dat het met zich meebrengt. Echter, de bevindingen kunnen mogelijk gebruikt worden voor het ontwikkelen van een therapie tegen de groei van cariogene bacteriën in de orale microflora in de vorm van een antimicrobieel middel uit sigarettenrookextract, waarbij de negatieve consequenties voorkomend uit enkele (an)organische bestanddelen van sigarettenrook vermeden moeten worden. Uit vervolgonderzoek zal moeten blijken of deze klinische toepassing haalbaar is.

Conclusie

Uit deze studie blijkt dat sigarettenrook een effect heeft op de bacteriegroei van S. mutans en S. sobrinus. Dit effect laat een significante vermindering zien in zowel de groeisnelheid als populatiegrootte van de bacteriën naar mate er een blootstelling is aan de rook van meerdere sigaretten.

0 reacties op Effect van sigarettenrook op de groei van orale bacteriën