Eduscience

Eduscience

Ten „szkodnik” żyje na naszych zębach, pasąc się na słodkich resztkach jedzenia i pleniąc się w naszych ustach niczym chwast.

Jest bakterią, nazywa się Streptococcus mutans i należy do paciorkowców. Doskonale czuje się w ludzkiej jamie ustnej, zwłaszcza na pozostawionych na zębach resztkach pokarmu bogatego w cukry. Pod mikroskopem elektronowym widać, jak gęste kolonie tworzy na powierzchni szkliwa, siejąc prawdziwe spustoszenie – to właśnie ona jest odpowiedzialna za próchnicę i choroby przyzębia.

Niektóre cukry zawarte w naszym pokarmie służą tej bakterii za źródło energii do wzrostu. Uzyskuje ją w procesie fermentacji, jako produkt uboczny syntezy kwasu mlekowego. Tym samym powoduje zakwaszenie jamy ustnej człowieka, co przyczynia się do niszczenia szkliwa i dalszego niszczenia zębów.

Streptococcus mutans z cukrów prostych potrafi wytworzyć wielocukry, z których następnie produkuje śluz. Oblepia tym śluzem szkliwo zębów i żyje w nim w postaci tzw. biofilmu. W razie potrzeby wielocukry ze śluzu rozkłada z powrotem na cukry służące jej za źródło energii. Streptococcus mutans to oczywiście nie jedyna słodkolubna bakteria szkodząca naszym zębom. Jest jednak wyjątkowo chorobotwórcza, wywołuje nawet nowotwory jamy ustnej, a gdy przedostanie się przez uszkodzone dziąsła do krwiobiegu powoduje schorzenia układu krwionośnego.

Czy Streptococcus mutans i jej podobne szkodliwe bakterie towarzyszą człowiekowi od zawsze? Takie pytanie postawili sobie naukowcy. Aby na nie odpowiedzieć, zebrali próbki materiału genetycznego (DNA) bakterii znajdujących się na zębach kilkudziesięciu prehistorycznych szkieletów ludzkich.

Szkielety należały do mieszkańców Europy Północnej żyjących od około 7500 do 400 lat temu. Byli wśród nich ostatni łowcy-zbieracze (szkielety znalezione na terenie Polski) oraz pierwsi rolnicy (szkielety z terenu Niemiec). Łowcy-zbieracze jedli to, co upolowali i zebrali, a ich pokarm był bardziej różnorodny i zawierał bez porównania mniej cukrów, niż pokarm rolników spożywających zasobne w cukry zboża.

Okazało się, że Streptococcus mutans występowała w jamie ustnej człowieka od pradawnych czasów, jako naturalny składnik ludzkiej flory bakteryjnej, jednak u łowców-zbieraczy występowała niezbyt licznie. U rolników natomiast stwierdzono zdecydowany wzrost liczebności słodkolubnych bakterii, wśród których prym wiodła właśnie Streptococcus mutans.

Dalsze badania wykazały, że szkodliwe dla naszych zębów bakterie wraz z rozwojem rolnictwa miały się coraz lepiej i wyparły z ludzkich zębów wiele innych bakterii, nieprzystosowanych do życia w tak słodko-kwaśnym środowisku.

Prawdziwie miażdżącą przewagę nad innymi bakteriami jamy ustnej człowieka przejęła Streptococcus mutans w czasie rewolucji przemysłowej (XVIII wiek). Dzięki bowiem zastosowaniu maszyny parowej zaczęto produkować cukier na przemysłową skalę. Był on od tej pory dostępny niemal dla wszystkich, czemu Streptococcus mutans zawdzięcza swój sukces ewolucyjny.

Chcesz wiedzieć więcej o zębach naszych i naszych przodków? Koniecznie zajrzyj tutaj.

 

Autor:

dr Magdalena Puczko

Instytut Geofizyki PAN

 

Źródła:

Zhu L, Kreth J., Cross S. E., Gimzewski J. K.,  Shi W., Qi F. 2006. Functional characterization of cell-wall-associated protein WapA in Streptococcus mutans. A Journal of the Society for General Microbiology, 152, 2395-404.

Gibbons A. 2013. How sweet it is: genes show how bacteria colonized human teeth. Science, 339, 896-897.

Galeria zdjęć

Zdrowe opalanie, czyli jakie?

Jak długo mogę się dziś opalać? To pytanie zadajemy sobie szczególnie w bardzo słoneczne dni. Czy możliwe jest wyznaczenie czasu opalania, w którym naszemu organizmowi dostarczymy dawkę promieniowania potrzebną do wytworzenia witaminy D3, a jednocześnie…

Czytaj więcej

Wakacyjna lektura dla nauczycieli

Zachęcamy do wpisania na swoją wakacyjną listę lektur dwóch nowych raportów dotyczących edukacji przyrodniczej. To idealne lektury letnie dla tych wszystkich, którzy zainteresowani są nauczaniem STEM oraz wykorzystaniem gier w nauczaniu!

Czytaj więcej