Probiotics and oral health: In vitro and clinical studies

Aino Toiviainen Probiotics and oral health: in vitro and clinical studies University of Turku, Faculty of Medicine, Institute of Dentistry, Periodontology, Finnish Doctoral Program in Oral Sciences (FINDOS-Turku), Turku, Finland Annales Universitatis Turkuensis, Sarja – Ser. D, Medica-Odontologica. Painosalama Oy, Turku, Finland, 2015 Probiotics are used, for example, to prevent and treat diarrhea, allergies and respiratory infections, and there is an increasing interest to use probiotics also for oral health purposes. The most commonly used probiotic bacteria are lactobacilli and bifidobacteria, which are acidogenic and aciduric. From the oral point of view, use of these probiotics may, at least in theory, mean an increased risk of caries. In this thesis, the effects of probiotics on oral microbial composition, acid production of dental plaque and gingival health were studied through in vitro studies and two clinical studies. In a randomized, double-blind and crossover study, 13 healthy adults were allocated into two groups. Half of the subjects first consumed Lactobacillus rhamnosus GG tablets twice a day for two weeks, and after the washout period, L. reuteri tablets twice a day for two weeks. The other half of the subjects used the tablets in reverse order. In another controlled, randomized and double-blind study, 62 healthy adults were allocated into two groups. One group used the test tablets containing L. rhamnosus GG and B. lactis BB-12 and the other group used control tablets without probiotics. The recommendation for the use of the tablets was 4 per day for 4 weeks. Probiotic lactobacilli interfered with S. mutans biofilm formation and the adhesion of S. mutans to saliva-coated hydroxyapatite in vitro. No effect was found in S. mutans levels in the three-species biofilms. In clinical studies, the studied probiotics had no effect on the acid production of plaque. The counts of mutans streptococci and the oral microbial composition remained the same. Tablets containing L. rhamnosus GG and Bifidobacterium animalis subsp. lactis BB-12 did decrease the amount of plaque and gingival bleeding. According to our results, it seems that probiotics have beneficial effects on gingival health. The present results confirmed that probiotics are safe and have beneficial effects on oral health. Since the consumption of probiotics by the general population is steadily increasing, an understanding of the functions of probiotics in the oral cavity has become more important. Keywords: lactobacilli, bifidobacteria, caries, periodontal disease, mutans streptococci, probioticsAino Toiviainen Probiootit ja suun terveys: in vitro ja kliiniset tutkimukset Turun yliopisto, Lääketieteellinen tiedekunta, Hammaslääketieteen laitos, Parodontologia, Suun terveystieteiden tohtoriohjelma (FINDOS-Turku), Turku, Suomi Annales Universitatis Turkuensis, Sarja – Ser. D, Medica-Odontologica. Painosalama Oy, Turku, Finland, 2015 Probiootteja käytetään esimerkiksi ripulin, allergioiden ja hengitystieinfektioiden ehkäisyssäja hoidossa. Kiinnostus niiden käyttöön myös suun terveyden edistämiseksi lisääntyy.Yleisimmin käytetyt probiootit kuuluvat laktobasilleihin tai bifidobakteereihin, joten ne ovat hyviä hapontuottajia ja viihtyvät happamissa olosuhteissa. Suun terveyden kannalta tämä voisi teoriassa tarkoittaa lisääntynyttä riskiä hampaiden reikiintymiselle. Väitöskirjatutkimuksessa selvitettiin probioottien vaikutusta suun mikrobistoon, plakin hapontuottoon ja ienterveyteen laboratoriokokeiden ja kahden kliinisen tutkimuksen avulla. Kliiniset tutkimukset olivat satunnaistettuja kaksoissokkotutkimuksia, joista ensimmäisessä 13 tervettä aikuista jaettiin kahteen ryhmään. Puolet koehenkilöistä käytti ensin Lactobacillus rhamnosus GG -tabletteja kahdesti päivässä kahden viikon ajan ja puhdistusjakson jälkeen L. reuteri -tabletteja kahdesti päivässä kahden viikon ajan. Toinen puoli koehenkilöistä käytti tabletteja päinvastaisessa järjestyksessä. Toisessa kliinisessä tutkimuksessa 62 tervettä aikuista jaettiin kahteen ryhmään. Puolet koehenkilöistä käytti testitabletteja, jotka sisälsivät L. rhamnosus GG- ja B. lactis BB-12 -probiootteja, ja toinen puoli käytti kontrollitabletteja, joista probiootti puuttui. Käyttösuositus oli 4 tablettia päivässä 4 viikon ajan. Laktobasillit vaikuttivat S. mutansin biofilmin muodostukseen ja tarttumiseen syljellä päällystetylle hydroksiapatiitille in vitro. Vaikutusta ei havaittu S. mutansin määrässä kolmen lajin biofilmissä. Kliinisissä tutkimuksissa tutkituilla probiooteilla ei ollut vaikutusta plakin hapontuottoon. Myöskään mutans streptokokkien määrässä tai suun mikrobikoostumuksessa ei havaittu eroja. L. rhamnosus GG- ja Bifidobacterium animalis subsp. lactis BB-12 -probiootteja sisältänyt yhdistelmätabletti vähensi plakin määrää ja ienverenvuotoa. Probiooteilla on tulostemme perusteella ienterveyttä parantava vaikutus. Saadut tulokset tukevat käsitystä siitä, että probiooteilla olisi edullisia vaikutuksia suun terveyteen. Probioottien käytön yleistyessä väestössä on yhä tärkeämpää ymmärtää probioottien toimintaa suuontelossa. Avainsanat: laktobasillit, bifidobakteerit, karies, iensairaus, mutans streptokokit, probiootitSiirretty Doriast