Aus der Klinik für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde in Zusammenarbeit mit der Abteilung für Orofaziale Prothetik und Funktionslehre des Medizinischen Zentrums für Zahn-, Mund-, und Kieferheilkunde Direktor: Prof. Dr. med. Boris A. Stuck des Fachbereichs Medizin der Philipps-Universität Marburg Qualitative und quantitative Untersuchung des Riech- und Schmeckvermögens von Zahnprothesenträgern Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der gesamten Humanmedizin dem Fachbereich Medizin der Philipps-Universität Marburg vorgelegt von Marius Wolke aus Salzkotten Marburg, 2023 Angenommen vom Fachbereich Medizin der Philipps-Universität Marburg am: 07.02.2023 Gedruckt mit Genehmigung des Fachbereichs Medizin Dekanin: Prof. Dr. rer. nat. Denise Hilfiker-Kleiner Referentin: Prof. Dr. med. Silke Steinbach-Hundt 1. Korreferent: Prof. Dr. med. dent. Ulrich Lotzmann Für meine Mutter Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis ........................................................................................ 6 Tabellenverzeichnis ............................................................................................ 7 Abkürzungsverzeichnis ...................................................................................... 7 1 Einleitung .................................................................................................... 8 1.1 Ziel der Arbeit ....................................................................................... 8 1.2 Anatomische und physiologische Grundlagen ................................... 11 1.2.1 Anatomie der Nase ........................................................................ 11 1.2.2 Lokalisation, Aufbau und Funktion des Riechepithels ................... 13 1.2.3 Weg des Duftstoffes zum Rezeptor ............................................... 15 1.2.4 Physiologie der Riechrezeptoren ................................................... 15 1.2.5 Bulbus olfactorius .......................................................................... 16 1.2.6 Olfaktorischer Kortex ..................................................................... 16 1.2.7 Riechstörungen ............................................................................. 18 1.3 Anatomie und Physiologie des Schmeckens ..................................... 21 1.3.1 Anatomie und Lokalisation der Schmecksinneszellen ................... 21 1.3.2 Aufbau der Schmeckknospen ........................................................ 23 1.3.3 Die Schmeckrezeptoren ................................................................ 23 1.3.4 Zentrale Verarbeitung von gustatorischen Reizen ......................... 25 1.3.5 Schmeckstörungen ........................................................................ 28 1.4 Zahnprothesen ................................................................................... 31 1.4.1 Epidemiologie – Prävalenz von Zahnlosigkeit ............................... 31 1.4.2 Anatomische Veränderungen infolge von Zahnlosigkeit ................ 32 1.4.3 Haltemechanismen von Zahnprothesen ........................................ 33 1.4.4 Aufbau und Herstellung von Zahnprothesen ................................. 34 1.4.4.1 Konventionelles Herstellungsverfahren ................................... 34 1.4.4.2 Digitale Herstellungsverfahren (CAD/CAM)............................. 35 2 Methoden und Untersuchungsablauf ........................................................ 37 2.1 Teilnehmer ......................................................................................... 37 2.1.1 Die „Sniffin‘ Stick“-Test-Batterie .................................................... 40 2.1.2 Subtest Riechschwelle mittels „Sniffin‘ Sticks“ .............................. 41 2.2 Schmecktest ...................................................................................... 45 2.3 HNO-Fragebogen............................................................................... 47 2.4 Statistische Auswertung ..................................................................... 47 3 Ergebnisse ................................................................................................ 48 3.1 Riechvermögen mit und ohne Prothese ............................................. 48 3.2 Schmeckvermögen mit und ohne Prothese ....................................... 49 3.3 Einfluss der erhobenen Patientenmerkmale auf das Testergebnis .... 51 3.4 Ergebnisse des HNO Fragebogens ................................................... 53 3.5 Korrelation der Selbsteinschätzung (VAS) mit den Werten der Riechschwellentestung und den Schmecktestwerten ........................ 55 3.6 Vergleich der Ergebnisse des Riechschwellentests mit Normdatenkollektiv von Hummel et al. 2007 ...................................... 57 3.7 Vergleich der Ergebnisse des Taste Strips-Tests mit Normdaten von Mueller et al. 2003 und Landis et al. 2009 ......................................... 58 4 Diskussion ................................................................................................. 60 4.1 Mögliche Ursachen für Änderungen des Schmeckvermögens bei Zahnprothesenträgern ........................................................................ 60 4.1.1 Orale Temperaturveränderungen durch Zahnprothesen ............... 60 4.1.2 Auswirkungen von Zahnprothesen auf das trigeminale System .... 62 4.1.3 Zahnprothesen als räumliche Barriere zwischen Stimulus und Rezeptor ........................................................................................ 64 4.1.4 Auswirkungen von Zahnprothesen auf Speichelfluss und Kaubewegungen ........................................................................... 65 4.1.5 Veränderungen des oralen Mikrobioms und ihr Einfluss auf das Schmeckvermögen ........................................................................ 65 4.2 Mögliche Ursachen für Änderungen des Riechvermögens bei Zahnprothesenträgern ........................................................................ 67 4.2.1 Änderungen des Luftstroms im Mund und Oro- bzw. Nasopharynx .. ...................................................................................................... 67 4.2.2 Änderungen des Kauen und der Zungenposition durch Zahnprothesen .............................................................................. 68 4.2.3 Trigeminale Einflüsse auf das Riechvermögen ............................. 69 4.2.4 Einfluss von Zahnprothesen auf den Speichel .............................. 70 4.2.5 Veränderungen des oralen Mikrobioms und ihr Einfluss auf das Riechvermögen ............................................................................. 70 4.3 Vergleich mit anderen Studien ........................................................... 72 4.3.1 Fragebogenbasierte Studien ......................................................... 72 4.3.2 Testungen mittels Taste Strips und aromatisiertem Filterpapier.... 73 4.3.3 Testungen mittels in Wasser gelöster Aromen .............................. 74 4.3.4 Studien zum Einfluss von Zahnprothesen auf das Riechvermögen .. ...................................................................................................... 75 4.3.5 Studien zum Einfluss des Alters auf das Schmeckvermögen ........ 77 4.3.6 Kulturelle Einflüsse auf die Riech- und Schmeckwahrnehmung.... 78 4.3.7 Tabellarische Übersicht der Studien zu Zahnprothesen und ihrem Einfluss auf das Riechen und Schmecken .................................... 80 4.4 Studienkritik ....................................................................................... 83 4.4.1 Methodenkritik ............................................................................... 83 4.4.2 Mögliche Ursachen für die Diskrepanz zwischen Fragebogen und Testergebnissen ............................................................................ 84 4.4.3 Wahrnehmung von PTC/PROP als möglicher Hinweis auf eine besondere genetische Disposition zum Schmecken von Bitterstoffen ................................................................................... 85 4.5 Ausblick .............................................................................................. 86 5 Zusammenfassung .................................................................................... 88 6 Summary ................................................................................................... 90 7 Literaturverzeichnis ................................................................................... 92 8 Anhang .................................................................................................... 123 8.1 Patientenaufklärung ......................................................................... 123 8.2 Einverständniserklärung ................................................................... 125 8.3 HNO-Fragebogen............................................................................. 127 a. Verzeichnis der akademischen Lehrer/-innen ......................................... 131 b. Danksagung ............................................................................................ 132 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Knöchernes und knorpeliges Skelett der Nasenscheidewand und Nasenflügelknorpel der linken Seite……………………… 12 Abbildung 2: Schleimhautrelief der seitlichen rechten Nasenwand………... 12 Abbildung 3: Darstellung des Schleimhautreliefs der seitlichen Nasenwand und des Nasenseptums………………………………………...... 13 Abbildung 4: Struktur des olfaktorischen Systems………………………….... 17 Abbildung 5: Somatosensibilität der Zungenoberfläche und Geschmacksinnervation…………………………………………. 22 Abbildung 6: Grafische Darstellung des Ablaufs des Riechschwellentests mittels „Sniffin‘ Sticks“……………………………………………. 43 Abbildung 7: Auswertungsblatt des Riechschwellentests……………………. 44 Abbildung 8: Darstellung der verwendeten Taste Strips……………………...46 Abbildung 9: Ergebnisse Riechschwellentest……………………………….....48 Abbildung 10: Ergebnisse Geschmackstest……………………………………..50 Abbildung 11: Ergebnisse HNO Fragebogen…………………………………… 54 Abbildung 12: Vergleich der Ergebnisse des Taste-Strips-Test mit Normdaten……………………………………………………….. 57 Abbildung 13: Vergleich der Ergebnisse des Sniffin'-Sticks-Test mit Normdaten………………………………………………………….59 Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Einteilung von Riechstörungen ……………………………………… 19 Tabelle 2 Somatosensorische und sensible Innervation der Zunge und des Gaumens ……………………………………………………. 22 Tabelle 3: Klinische Daten der Studienteilnehmer……………………………… 38 Tabelle 4: Einfluss der erhobenen Patientenmerkmale auf das Ergebnis OP – MP…………………………………………………….. 52 Tabelle 5: Korrelation der Selbsteinschätzung (VAS) mit den Werten der Riech- und Schmecktests………………………………… ......... 56 Tabelle 6: Tabellarische Übersicht der Studien zu Zahnprothesen und ihrem Einfluss auf das Riechen und Schmecken…………………………. 80 Abkürzungsverzeichnis MP: mit Prothese OP: ohne Prothese OP- MP: Differenz zwischen Ergebnissen ohne und mit Prothese VAS: visuelle Analogskala 8 1 Einleitung 1.1 Ziel der Arbeit Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Einfluss von Zahnprothesen auf das Riech- und Schmeckvermögen. Eine funktionelle Einschränkung dieser Sinne hat einen negativen Einfluss auf die Lebensqualität und kann durch geänderte Ernährungsgewohnheiten (z.B vermehrtes Salzen oder Süßen) zu weiteren Erkrankungen, wie z.B. Bluthochdruck oder Diabetes mellitus führen (Deems et al., 1991). Außerdem zeigt sich, dass Menschen mit eingeschränktem Riechsinn statistisch häufiger einem potenziell lebensgefährlichen Ereignis, wie Kochunfällen, dem Verzehr von verdorbenen oder gar giftigen Speisen oder einer Rauchexposition mit erhöhtem Pneumonierisiko ausgesetzt sind (Pence et al., 2014). Dies steht dem in der Satzung der WHO festgeschriebenen Ziel, Gesundheit als physisches, psychisches und soziales Wohlbefinden zu erhalten, entgegen (International Health Conference, 2002). Die Häufigkeit einer zahnprothetischen Versorgung aufgrund fehlender Zähne steigt mit zunehmendem Lebensalter. Laut der letzten Deutschen Mund- gesundheitsstudie von 2016 (DMS V) sind 12,4 % der 65- bis 74-Jährigen sowie 32,8 % der 75- bis 100-Jährigen in Deutschland zahnlos (Nitschke und Stark, 2016a, 2016b). Bei der zahnprothetischen Versorgung dieser Menschen wird größtenteils eine herausnehmbare Totalprothese verwendet. 43 % aller herausnehmbaren Prothesen bei 65- bis 74-Jährigen und 58,8 % aller herausnehmbaren Prothesen bei 75- bis 100-Jährigen sind Totalprothesen (Nitschke und Stark, 2016a, 2016b). In mehreren Studien über Zahnprothesenträger wird eine ungesündere Enährungsweise postuliert. So ernähren sich Zahnprothesenträger signifikant weniger ballaststoff- und vitaminreich, der Anteil an fettreichen Speisen gegenüber der Referenzbevölkerung ist erhöht (Jauhiainen et al., 2017; Nowjack-Raymer und Sheiham, 2003; Quandt et al., 2010; Watson et al., 2019). Eine derartige Ernährungsweise ist ihrerseits mit einem erhöhten Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen vergesellschaftet (Bianchi, 2020). 9 Eine mögliche Ursache für die veränderten Essgewohnheiten könnte eine Beeinträchtigung des Riechens und Schmeckens bei Zahnprothesenträgern sein. Das Wahrnehmen von Speisen erfolgt insbesondere durch eine Kombination von Riech- und Schmeckvermögen und wird zusätzlich durch die zentrale Integration trigeminaler sensorischer Afferenzen (Schmerz, Temperatur, Konsistenz) komplettiert. Außerdem tragen auch das Hörvermögen (z.B. durch Abbeißgeräusche) und das Sehvermögen (z.B. Farbe, Konsistenz) zur Speisenwahrnehmung bei. Mit Ausnahme des Sehvermögens kann jede dieser genannten Sinneswahrnehmungen beim Tragen von Zahnprothesen beeinflusst werden. Durch ihre Konstruktionsweise verdecken herkömmliche Oberkiefer-prothesen einen Teil der oralen Schleimhaut durch eine Gaumenplatte und könnten z. B. Schmeckknospen bedecken. Darüber hinaus könnte die Motilität von Zungen-, Kau- und Rachenmuskulatur eingeschränkt werden, sodass die Freisetzung von Aromen aus der Nahrung und die ungestörte retronasale Luftzirkulation zwischen Mund- und Nasenhöhle behindert wird. Die Konsistenz und Form der Nahrung und das propriozeptive Feedback über den Spannungszustand der Muskulatur beim Kauen wird auf zentralnervöser Ebene ebenfalls in die Generierung eines ganzheitlichen Schmeckseindrucks integriert. Zahnprothesen könnten auch über unphysiologische taktile Stimulation der epikritischen und protopathischen Afferenzen des N. trigeminus, welcher schon auf Ebene des Nuclues tractus solitarii mit den speziellen Viszeroafferenzen des N. facialis, vagus und glosspharyngeus konvergiert, das Schmecken verändern (Braud und Boucher, 2020; Contreras et al., 1982). Des Weiteren könnte eine Zahnprothese die orale Temperatur durch Anregung oder Reduktion der mukosalen Durchblutung beeinflussen, die Zusammen- setzung des oralen Mikrobioms verschieben oder die Exkretion der Speicheldrüsen beeinträchtigen. Bisherige Studien über einen Zusammenhang zwischen dem Tragen einer Zahnprothese und einem verminderten Riechvermögen zeigen inkonsistente Ergebnisse, wobei die Riechschwellenmessungen mit unterschiedlichen Methoden erfasst sind und dies die Vergleichbarkeit erschwert (Duffy et al., 10 1999; Ghaffari et al., 2009; Griep et al., 1997). Bezüglich des Schmeckvermögens bei Zahnprothesenträgern werden verschiedene, häufig nicht ausreichend validierte Methoden benutzt. Die Studiendesigns sowie die Probandenzahlen der verschiedenen Studien unterscheiden sich ebenfalls stark, sodass sich insgesamt ein uneinheitliches Bild ergibt. Einige Studien können einen Einfluss von Zahnprothesen auf das Schmecken nachweisen (Henkin et. al, 1967; Wayler et al., 1990; Yoshinaka et al., 2007), andere hingegen nicht (Ghaffari et al., 2009; Nilsson, 1979; Solemdal et al., 2012; Yoshinaka et al., 2016). In der von uns durchgeführten Studie werden die gut validierten (Hummel et al., 2007; Landis et al., 2009) und durch die Deutsche Gesellschaft für Hals-Nasen- Ohren-Heilkunde für diese Zwecke empfohlenen „Sniffin‘ Sticks“ und „Taste Strips“ für die Testung des Riech- und Schmeckvermögens verwendet (Damm et al., 2016). Um möglichst nur den Einfluss des Zahnersatzes zu erfassen, werden die Probanden zunächst mit Zahnprothese und direkt im Anschluss ohne Zahnprothese jeweils beiden Tests unterzogen. Durch den intraindividuellen Vergleich mit und ohne Prothese können Einflussfaktoren wie unterschiedliche Messzeiten über den Tag, Alter, Speichelbildung oder Medikamenteneinnahme weitgehend minimiert werden. Eine zusätzliche Fragestellung dieser Studie ist es, die objektiven Ergebnisse der Riech- und Schmecktests mit dem subjektiven Empfinden der Teilnehmer in Beziehung zu setzen. Die subjektiv empfundenen olfaktorischen und gustatorischen Fähigkeiten werden mit einem Fragebogen erhoben und unter Zuhilfenahme einer visuellen Analogskala von den Probanden bewertet. Dies soll einen Einblick liefern, inwiefern Defizite von den Probanden bewusst als Einschränkung empfunden werden oder diesen sogar ein Krankheitswert zugemessen wird. 11 1.2 Anatomische und physiologische Grundlagen 1.2.1 Anatomie der Nase Das äußere Nasengerüst wird knöchern durch die beiden Os nasale und die beiden Processus frontalis maxillae sowie knorpelig durch die beiden Nasenflügel (Aumüller, 2010). Das Innere der Nase wird durch das im vorderen Teil knorpelige, und im hinteren Teil knöcherne Septum (bestehend aus Vomer und Anteilen von Os nasale, ethmoidale, Os sphenoidale, Os palatinum und Maxilla) in zwei Nasenhaupthöhlen getrennt (Abb. 1). In diesen beiden befinden sich wiederum drei mit Schleimhaut überzogene Nasenmuscheln (Abb. 2), wobei die untere aus einem eigenen Knochen besteht (Smith et al., 2015). Unterhalb der oberen Nasenmuscheln münden die Ausführungsgänge des Sinus ethmoidalis posterior, unterhalb der mittleren Nasenmuscheln die Ausführungsgänge des Sinus maxillaris und des Sinus ethmoidalis anterior in die Nasenhaupthöhle. Unter den unteren Nasenmuscheln mündet der Ductus nasolacrimalis beidseits in die Nasenhaupthöhle (Tillmann, 2016). Die Schleimhaut der gesamten Nasenhaupthöhle sowie der Nasennebenhöhlen ist mit respiratorischem Flimmerepithel ausgekleidet. Von besonderer Bedeutung sind die Zilien-tragenden Zellen, die durch ihre nach außen gerichtete Bewegung Fremdpartikel abtransportieren können und durch diesen Selbstreinigunsmechanimus essentiell für die Reinhaltung der Nase und für die Infektabwehr sind. Weiterhin produzieren die Becherzellen den Nasenschleim, welcher einen Schutz vor chemischen, physikalischen oder mechanischem Reizen bietet und in Verbindung mit der Zilienbewegung ebenfalls eine wichtige Rolle in der Infektabwehr und Reinigung der Nase spielt (Aumüller, 2010). Die craniale Begrenzung der inneren Nasenhöhle wird unter anderem durch die Lamina cribrosa des Os ethmoidale gebildet. In diesem oberen Anteil der Nase ist auch das Riechepithel lokalisiert. Von den Riechrezeptorzellen des Riechepithels ziehen die Fila olfactoria durch die Lamina cribrosa zu den paarigen Bulbi olfaktorii (Tillmann, 2016). 12 Abbildung 1: Knöchernes und knorpeliges Skelett der Nasenscheidewand und Nasenflügelknorpel der linken Seite, Ansicht von lateral (Tillmann, 2016). Mit freundlicer Genehmigung von Springer Nature. Abbildung 2: Schleimhautrelief der seitlichen rechten Nasenwand, Mediansagittalschnitt, Ansicht der rechten Seite von lateral (Tillmann, 2016). Mit freundlicher Genehmigung von Springer Nature. 13 1.2.2 Lokalisation, Aufbau und Funktion des Riechepithels Die genaue Lokalisation und Größe des Riechepithels ist umstritten. Die meisten Quellen führen eine Größe von ca. 1 – 2 cm² an (Moran et al., 1982). Eine exakte Lokalisation und Flächendetermination erscheint schwierig, da das olfaktorische Epithel nicht immer einen einheitlichen Bereich innerhalb des oberen Teils der Nasenhöhle bildet und interindividuell stark variiert. Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen (Morrison und Costanzo, 1990) zeigen, dass das Riechepithel von anderen in der Nase vorkommenden Epithelien, v. a. von respiratorischem Epithel, zusätzlich durchsetzt und unterbrochen wird. Weitere Arbeiten haben außerdem das Vorkommen von zusätzlichem Riechepithel im Bereich der vorderen mittleren Nasenmuschel und an weiter anterior gelegenen Bereiche des Septums bestätigt (Abb. 3; Féron et al., 1998; Leopold et al., 2000). Abbildung 3: Darstellung des Schleimhautreliefs der seitlichen Nasenwand und des Nasenseptums. Die Pluszeichen (+) und die Minuszeichen (-) kennzeichnen Entnahmestellen von Biopsieproben aus der Nasenschleimhaut. Das Minuszeichen (-) gibt an, dass in der Biopsieprobe kein olfaktorisches Epithel nachgewiesen werden konnte, das Pluszeichen (+) zeigt an, dass olfaktorisches Epithel in der Biopsieprobe vorhanden war (Leopold et al., 2000). Der Pfeil mit der Beschriftung „photo“ weist auf ein Foto einer elektronenmikrokopischen Aufnahme hin, welches hier nicht mit aufgeführt ist. Mit freundlicher Genehmigung von John Wiley and Sons - Books. 14 Das Riechepithel besteht aus verschiedenen Zelltypen mit jeweils unter- schiedlichen Aufgaben. Die olfaktorischen Rezeptorneurone (ORN) sind die primären, bipolaren Neurone im Riechepithel. Ein einzelner Dendrit des ORN entspringt den 5 – 7 µm großen Zellkörper und führt apikal an die Epitheloberfläche, wo 5 – 30 Riechzilien einer Verdickung des Dendriten, dem sogenannten Riechkegel, entspringen (vgl. Abb. 4, S. 17). Die Zilien dienen der starken Vergrößerung der absoluten chemorezeptiven Oberfläche (Dennis et al., 2015). Diese Zilien tragen die Riechrezeptoren, die für die Erkennung der Duftstoffe zuständig sind (Draghun, 2010). Es wird angenommen, dass jedes olfaktorische Rezeptorneuron nur einen einzigen Typ von olfaktorischen Rezeptoren (OR) auf seinen Zilien exprimiert (Mombaerts, 2004). Insgesamt gibt es beim Menschen ca. 350 OR-Typen (Malnic et al., 2004), mit denen etwa 10 000 verschiedene Duftstoffe wahrgenommen werden können. Dies wird dadurch ermöglicht, dass ein Duftstoff nicht nur einen spezifischen Rezeptor aktiviert, sondern mit seinen verschieden funktionellen Gruppen viele OR mit unterschiedlicher Affinität aktiviert (Araneda et al., 2000; Zhao, 1998). Jeder Duftstoff stimuliert das Riechepithel so mit einem spezifischen Muster (Albrecht und Wiesmann, 2006). An der Basis der olfaktorischen Neurone entspringt ein markloses Axon, das die Lamina cribrosa durchtritt und von dort, gebündelt mit mehr als 100 anderen Axonen (Jones, 2001) als Fila olfactoria zum Bulbus olfactorius zieht. Die ORN verfügen über eine im menschlichen Körper einzigartige Regenerationsfähigkeit. Sogenannte horizontale Basalzellen sind vermutlich gewebsspezifische Stammzellen, die alle neuronalen und nicht-neuronalen Zellen des peripheren olfaktorischen Systems regenerieren können (Mackay- Sim, 2010). Sie stellen somit eine Reserve dar, aus denen sich das olfaktorische Epithel nach massiver Schädigung regenerieren kann. Die normale kontinuierliche Erneuerung ist allerdings Aufgabe der ständig proliferationsaktiven kugeligen Basalzellen (Beites et al., 2005; Nicolay et al., 2006). Weitere Zelltypen im Riechepithel sind Stützzellen und Drüsen, welche für die strukturelle Integrität, Schleimsekretion und Pathogenabwehr zuständig sind. 15 1.2.3 Weg des Duftstoffes zum Rezeptor Die Duftstoffmoleküle gelangen über die eingeatmete Luft zum Riechepithel. Bei normaler Atmung erreicht nur ein kleiner Teil der eingeatmeten Luft tatsächlich das Riechepithel (Hahn et al., 1993). Erst durch forciertes kurzes Einatmen („Schnüffeln“) werden Duftstoffe in größeren Mengen in die oberen Nasenabschnitte verwirbelt (Albrecht und Wiesmann, 2006). Um durch die Schutzschicht aus hydrophobem Sekret zu den Riechrezeptoren zu gelangen, müssen die meisten Duftmoleküle an einen Transporter andocken. Diese Transporterfunktion wird durch sogenannte Odorant-binding-Proteine übernommen (Pevsner und Snyder, 1990; Tegoni et al., 2000). Auch von retronasal gelangen aus der Nahrung herausgelöste Duftstoffe über die Mundhöhle und den Nasopharynx zum Riechepithel, sogenanntes retronasales Riechen. Die Wahrnehmung der Duftmoleküle aus der Nahrung trägt maßgeblich zum Wahrnehmen von Speisen bei, denn das Schmecken deckt nur die Qualitäten „süß“, „sauer“, „salzig“, „bitter“ und „umami“ ab, das Riechen hingegen alle Aromen der Speisen. 1.2.4 Physiologie der Riechrezeptoren Die Riechrezeptoren selbst sind G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (Buck und Axel, 1991). Kommt ein Riechrezeptor in Kontakt mit einem Duftstoff, kommt es zur Aktivierung von Gαgolf, einem GTP-bindenden Protein (Jones und Reed, 1989). Dieses aktiviert wiederum eine Adenylcyclase vom Typ III, in dessen Folge es zu einem intrazellulären Anstieg von cAMP kommt (Bakalyar und Reed, 1990). Die erhöhte Konzentration von cAMP führt zu einer erhöhten Öffnungswahrscheinlichkeit von sogenannten CNG (cyclic nucleotide-gated) - Kanälen (Dhallan et al., 1990; Nakamura und Gold, 1987). Durch eine Öffnung der CNG wird die Zellmembran depolarisiert (Leinders-Zufall et al., 1997) und die Öffnung weiterer Cl-Kanäle bedingt (Kurahashi und Yau, 1993; Lowe und Gold, 1993). Dieser Cl-Ausstrom führt zum Aufbau eines Rezeptorpotenzials, welches am Axonhügel der Fila olfactoria ein Aktionspotenzial auslöst und dieses zum Bulbus olfactorius leitet. 16 1.2.5 Bulbus olfactorius Der Bulbus olfactorius ist eine paarig angelegte, zylindrische Ausstülpung am vorderen Hirnpol, in der die Axone der Fila olfactoria konvergieren und über die Mitralzellen zur zentralen Verarbeitung umgeschaltet werden (Draghun, 2010; Ennis und Holy, 2015). Die Funktionseinheiten des Bulbus olfactorius sind die Glomeruli, in denen die Axone der ORN auf Mitral- und Büschelzellen verschaltet werden, welche die Riechinformationen weiter in Richtung Riechcortex leiten (Moon et al., 2014; vgl. Abbildung 4). Dabei ordnen sie die Informationsflut der ORN mit ihren verschiedenen Rezeptoren. Auf jedem Glomerulus konvergieren nur die Axone olfaktorischer Rezeptorneurone, welche den gleichen Riechrezeptor exprimieren (Mombaerts et al., 1996; Ressler et al., 1994; Vassar et al., 1994). Im Bulbus olfactorius kommt es zu einem "sensorischen Mapping". Eine duftstoffspezifische Aktivierung von olfaktorischen Rezeptorneuronen führt zu einer genau determinierten Aktivierung der korrespondieren Glomeruli im Bulbus (Mori, 2003). Diese Verschaltung dient zur Informationsreduktion, welche die Diskrimination einzelner Düfte vereinfacht und die Wahrnehmung gering konzentrierter Duftstoffe durch den Konvergenzmechanismus verbessert (Albrecht und Wiesmann, 2006). Durch die Axone der ORN werden auch inhibitorische Zellen aktiviert. Diese sogenannten periglomerulären Zellen und Körnerzellen hemmen sowohl die Aktivität von gerade aktiven Glomeruli selbst als auch benachbarte Glomeruli (Draghun, 2010; Ennis und Holy, 2015). Dies führt zu einer „Kontrastverstärkung“ bei der Riechwahrnehmung. 1.2.6 Olfaktorischer Kortex Die mit der Integration von olfaktorischen Reizen betrauten Cortexareale erhalten über den Tractus olfactorius direkte monosynaptische Afferenzen aus dem Bulbus olfactorius. Dazu zählen unter anderem das Tuberculum olfactorium, der piriforme Kortex, der entorhinale Kortex und die Amygdala (Wilson et al., 2015). Von dort aus existieren zahlreiche Projektionen in den Cortex orbitofrontalis, den Hippocampus, das ventrale Striatum und Pallidum, in Teile des Hypothalamus, Thalamus, Gyrus cinguli und den Inselkortex. Dieses sehr komplexe Projektionsnetzwerk erklärt die vielfältigen durch Duftstoffe 17 hervorgerufenen Einflüsse auf Verhalten, Emotionen und Erinnerungen (Albrecht und Wiesmann, 2006). Abbildung 4: Struktur des olfaktorischen Systems. Duftstoffe erreichen über die eingeatmete Luft die Nasenschleimhäute und das olfaktorische Epithel. Es besteht aus olfaktorischen Rezeptorneuronen, Basalzellen und Stützzellen. Die olfaktorischen Rezeptorneurone sind bipolare Neurone deren Dendriten an die Epitheloberfläche ziehen und dort mittels mehrerer Zilien, welche die Riechrezeptoren tragen, für die Erkennung der Duftmoleküle zuständig sind. Die Axone der olfaktorischen Rezeptorneurone ziehen gebündelt durch die Lamina cribrosa und konvergieren in den Glomeruli des Bulbus olfactorius. Von dort werden sie über Mitralzellen zur zentralen Verarbeitung weitergeleitet (Moon et al., 2014). Mit freundlicher Genehmigung von Elsevier Books. 18 1.2.7 Riechstörungen Riechstörungen kommen recht häufig vor, werden aber oft nicht erkannt bzw. wahrgenommen. In einer repräsentativen Studie mit 1 240 Probanden konnte gezeigt werden, dass ca. 5 % der Allgemein-bevölkerung an einem nahezu kompletten Verlust des Riechvermögens leiden. (Landis et al., 2004). Ältere ab 60 Jahren sind sogar noch häufiger betroffen (Hoffman et al., 1998; Murphy et al., 2002). Die betroffenen Patienten beschreiben eine schlechtere Lebensqualität. Dies beinhaltet Schwierigkeiten beim Kochen (73 %), verminderte Freude am Essen und Appetitverlust (56 %) durch das Essen verkochter Speisen. Dies kann mit Gewichtsabnahme und Verschlechterung des psychischen Wohlbefindens einhergehen (Aschenbrenner et al., 2008; Deems et al., 1991; Temmel et al., 2002). Probleme bei der Wahrnehmung von Nahrung können eine Fehlernährung (erhöhter Konsum süßer Speisen, vermehrtes Salzen und Würzen) verursachen und letztlich Stoffwechsel- erkrankungen oder kardiale Erkrankungen fördern (Aschenbrenner et al., 2008; Duffy et al., 1995). Eine Studie zeigt außerdem, dass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von gefährlichen Situationen, wie z. B. der Verzehr verdorbener Nahrung oder das Nichtbemerken von Rauchentwicklung oder eines Gaslecks bei Menschen mit Riechstörungen signifikant erhöht ist (Santos et al., 2004). Weiterhin weisen die Studienergebnisse darauf hin, dass eine Einschränkung des Riechvermögens generell mit einer erhöhten Mortalität assoziiert ist (Wilson et al., 2011). Die Einteilung von Riechstörungen kann quantitativ oder qualitativ erfolgen (Tabelle 1, S.19; Doty, 2015): 19 Tabelle 1: Einteilung von Riechstörungen Quantitative Riechstörungen Komplette Anosmie Fehlen jeglichen Riechvermögens Partielle Anosmie Teilweise fehlendes Riechvermögen (einige Duftstoffe können noch wahrgenommen werden) Hyposmie Verminderte Wahrnehmung von Duftstoffen Hyperosmie Abnormal gesteigerte Wahrnehmung von Duftstoffen Qualitative Riechstörungen Parosmie Falsche Wahrnehmung von Duftstoffen Phantosmie Wahrnehmung von Duftstoffen in Abwesenheit einer Duftquelle Riechstörungen können auch eingeteilt werden je nach Genese der Störung. Diese sind sehr vielfältig, teilweise findet sich auch keine Ursache. Die häufigste Ursache basiert auf sinunasalen Pathologie ( z.B. Septumdeviation, Polyposis nasis, chronische Nasennebenhöhlenentzündung, Allergie mit Nasenmuschelhyperplasie). Postvirale Ursachen sind ebenfalls häufige Ursachen einer Riechstörung (z.B. Covid-19). Auch internistische (z. B. Diabetes mellitus, Schilddrüsenerkrankungen) und neurologische (z. B. Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson, Mild cognitive impairment, Multipe Sklerose, Apoplex) Erkrankungen können eine Riechstörung bedingen (Steinbach et al., 2008b). Bei einem Sturz auf den Kopf oder bei Unfällen können die Fila olfactoria z.B. durch eine Scherbwegung im Bereich der Lamina cribrosa abgerissen werden und eine posttraumatische Riechstörung auslösen. Riechstörungen können außerdem toxisch bedingt oder angeboren sein (z.B. Kallmann-Syndrom). Als therapeutische Optionen stehen bei sinunasalen oder traumatisch bedingten Riechstörungen operative Verfahren (z.B. Septumkorrektur, Frakturreposition, endonasale Nasennebenhöhlenoperation) zur Verfügung. 20 Sowohl bei traumatischen, sinunasalen oder postviralen verursachten Riechstörungen können als konservative Therapieoption Kortikosteroide sowohl oral (als absteigendes Schema) als auch topisch-nasal mittels Sprays (Applikation in Mekkastellung) eingesetzt werden (Steinbach et al., 2008a). Verschiedene Studien zeigen, dass auch die topische Applikation von Natriumcitrat eine positive Wirkung auf das Riechvermögen hat (Whitcroft et al., 2016). Für Covid-Patienten eignet sich Coldastop Nasal (Vitamin A). Intensives Riechtraining mit Riechstiften (z.B. Duftquartett, Firma Burghardt, Wedel), kann ebenfalls zur Verbesserung des Riechvermögens beitragen (Hummel et al., 2009). Weiterhin sollten Patienten, die unter einer Riechstörungen leiden, zur Erkennung einer Fehlernährung häufige Gewichtskontrollen durchführen und vermehrtes Salzen oder Süßen vermeiden. Stattdessen kann durch vermehrtes Würzen, durch Zusatz natürlicher oder künstlicher Aromen oder Glutamat die Intensität von Speisen erhöht werden. Speisen mit harten oder kantigen Texturen (z.B. Rohkost) können über Anregung des N. trigeminus gleichermaßen zu einer intensiveren Wahrnehmung beitragen und mehr Freude am Essen bewirken. Außerdem sollten die Wohnräume von Patienten mit Riechstörungen mit Rauchmeldern ausgestattet werden und ein besonderes Augenmerk auf regelmäßiges Lüften gelegt werden (Steinbach et al., 2008a). 21 1.3 Anatomie und Physiologie des Schmeckens 1.3.1 Anatomie und Lokalisation der Schmecksinneszellen Die Schmeckrezeptorzellen des Menschen sind in Schmeckknospen angeordnet. Im Bereich der Zunge sind sie auf drei unterschiedlichen Zungenpapillen zu finden. Schmeckknospen finden sich jedoch auch am Gaumen, im Oropharynx, im Larynx (Epiglottis) und im oberem Ösophagus (Witt und Reutter, 2015). Die Zunge trägt vier unterschiedliche Papillen: die Papillae valatae (Wallpapillen), die Papillae fungiformes (Pilzpapillen) und die Papillae foliatae (Blattpapillen), sowie die Papillae filiformes (Fadenpapillen). Letztere sind non- gustatorische Papillen und nehmen vor allem Aufgaben des Tastsinns wahr. Die ca. 8 – 10 Wallpapillen sind v-förmig ventral entlang des Sulcus terminalis angeordnet und teilen die vorderen zwei Drittel der Zunge vom Zungengrund. Pro Papille enthalten sie 240+/-125 Schmeckknospen (Bartoshuk und Miller, 1991). Das sind rund 48 % aller Schmeckknospen (Witt und Reutter, 2015). Die Wallpapillen werden von Fasern des Nervus glossopharyngeus innerviert. Die Blattpapillen befinden sich an den hinteren bzw. seitlichen Teilen der Zunge und beherbergen insgesamt ca. 28 % der menschlichen Schmeckknospen (1120). Die Blattpapillen werden zum größten Teil vom Nervus glossopharyngeus innerviert, lediglich die anterior gelegenen Papillen erhalten auch Fasern aus der Chorda tympani (Witt und Reutter, 2015). Die schätzungsweise 320 Pilzpapillen sind in unterschiedlicher Dichte über die vorderen ⅔ der Zunge verteilt. Somit bilden sie die zahlenmäßig größte Gruppe unter den Zungenpapillen. Im Schnitt enthalten sie jedoch nur 3,5 Geschmacks- knospen, weshalb sie nur 24 % aller Schmeckknospen insgesamt beinhalten (Witt und Reutter, 2015). Die somatosensorische und sensible Innervation der Zunge ist in Tabelle 2 sowie Abbildung 5 dargestellt. 22 Tabelle 2 Somatosensorische und sensible Innervation der Zunge und des Gaumens vordere ⅔ der Zunge hinteres ⅓ der Zunge Gaumen/ Epiglottis sensorisch N. facialis (Chorda tympani) N. glossopharyngeus) N. nasopalatinus, N. palatinus major/ minor (N. maxill- aris, V2) N. vagus (Epiglottis) Sensibel N. lingualis (N. trigeminus, V3) N. glosspharyngeus N. petrosus major (N. facialis) Abbildung 5: Somatosensibilität der Zungenoberfläche (linke Seite) und Geschmacksinnervation (rechte Seite) (Tillmann, 2016). Mit freundlicher Genehmigung von Springer Nature. 23 1.3.2 Aufbau der Schmeckknospen Die Schmeckknospen setzen sich aus ca. 60 – 120 länglich angeordneten Zellen zusammen (Breslin und Huang, 2006). An ihrem apikalen Pol bilden diese Zellen Mikrovili aus, die als vergrößerte Oberfläche in den Porus gustatorius münden. Der Porus gustatorius ist eine kleine flüssigkeitsgefüllte Struktur am apikalen Pol der Schmeckknospe. Es können vier verschiedene Zelltypen in den Schmeckknospen unterschieden werden. Der häufigste Zelltyp sind die Typ-1-Zellen, die gliaähnlichen Zellen. Diese spindelförmigen Zellen haben vor allem sekretorische Funktion, indem sie die Flüssigkeit, die den Porus gustatorius ausfüllt, produzieren (Ohmura et al., 1989; Witt und Reutter, 2015). Typ-2-Zellen sind die Rezeptorzellen für die Schmeckqualitäten „süß“, „bitter“ und „umami“ (Matsunami et al., 2000; Tomchik et al., 2007). Die Typ-3-Zellen sind die Sinneszellen für die Schmeck- qualitäten „sauer“ und „salzig“ (Huang et al., 2008). Die Basalzellen bilden die Gruppe der Typ-4-Zellen. Sie bilden die Basis der Schmeckknospen und erreichen nicht den Porus gustatorius. Es wird angenommen, dass die Basalzellen undifferenzierte Stammzellen sind, aus denen sich die anderen drei Zelltypen etwa alle 10 – 15 Tage regenerieren können (Farbman, 1980; Roper, 1989). 1.3.3 Die Schmeckrezeptoren Im Gegensatz zum olfaktorischen System werden im gustatorischen System in den Schmecksinneszellen verschiedene molekulare Mechanismen für die Ausbildung eines Rezeptorpotenzials genutzt. Diese sind je nach Schmeck- qualität unterschiedlich. Für die Erkennung der Schmeckqualität „sauer“ in Typ-3-Zellen spielt die Erkennung eines verminderten pH-Werts bzw. die erhöhte Konzentration von Protonen eine entscheidende Rolle. Dafür verantwortlich sind wahrscheinlich Kationenkanäle der TRP (transient receptor potential) -Ionenkanalfamilie, PKD2L1-Kanäle (Polycystic-Kidney-Disease-2 like 1 Ion Channel) und PKD1L3- Kanäle (Polycystic-Kidney-Disease-1 like 3 Ion Channel) (DeSimone et al., 2015). Ebenso scheinen pH-sensitive Kaliumleckkanäle (K2P-Kanäle) in diesen Prozess involviert zu sein (Lin et al., 2004; Richter et al., 2004). Diese zum 24 Ruhemembranpotenzial beitragenden Kanäle werden durch H+-Ionen blockiert, wodurch es zu einem verminderten Ausstrom von K+-Ionen kommt, was wiederum zu einer Depolarisation führen kann. Weitere Ionenkanäle, denen eine Rolle in der Erkennung der Schmeckqualität „sauer“ zugesprochen wird, sind die ASIC (acid-sensing ion channel, Ugawa et al., 1998), der direkte Protoneneinstrom über ENaC (epitheliale Natriumkänale) (Gilbertson et al., 1992) und die Aktivierung von HCN-Kanälen (hyper- polarization-activated and cyclic nucleotide-gated ion channels, Stevens et al., 2001). Die Erkennung der Schmeckqualität „salzig“ wird über den direkten Einstrom von Na+-Ionen durch apikale Ionenkanäle und anschließende Depolarisation vermittelt. Wichtigster Vertreter ist hier der Amilorid-sensitive epitheliale Natriumkanal, EnaC (Chandrashekar et al., 2010; Heck et al., 1984). Möglicherweise spielen auch modifizierte TRPV1-Kanäle (vanilloid class of transient receptor potential channels) eine Rolle in der Transduktion von salzigen Schmeckinformationen, wobei entsprechende Versuche mit Knock- Out-Mäusen keine endgültigen Beweise liefern konnten (Ruiz et al., 2006; Treesukosol et al., 2007). Die Schmeckqualität „süß“ wird über G-Protein-gekoppelte Rezeptoren der T1R-Familie auf Typ-2-Zellen vermittelt. Diese Rezeptoren reagieren auf die Anwesenheit von löslichen Kohlenhydraten und anderen süßen nicht- kohlenhydratartigen Molekülen (Lindemann, 2001). Bisher sind drei verschiedene Isoformen dieser Rezeptorfamilie bekannt: T1R1, T1R2 und T1R3. Allgemein anerkannt ist die Annahme, dass ein heterodimeres Rezeptorprotein bestehend aus den Subtypen T1R2 und T1R3 für die Erkennung süßer Schmeckmoleküle zuständig ist (Li et al., 2002). Durch Bindung eines Liganden an diesen Rezeptoren wird in der Sinneszelle ein G-Protein, Gustducin, aktiviert. Über die Aktivierung der nachfolgenden G- Protein-gekoppelten Kaskade (Aktivierung von Phospholipase C-ß2, Inositoltriphosphat und Diacylglycerol) kommt es zu einer Erhöhung der intrazellulären Ca2+-Konzentration (Draghun, 2010) und unter anderem über die Öffnung von kalziumabhängigen TRPM5-Ionenkanälen (Liu und Liman, 2003) zur Zelldepolarisation. 25 Die Schmeckqualität „umami“ wird durch glutamatreiche Speisen, wie Hühnerbrühe, Fleisch oder alterndem Käse, erzeugt (Lindemann, 2001) und ebenfalls über Rezeptoren der TR1-Familie in Typ-2-Zellen vermittelt. Hierfür ist ein heterodimeres Rezeptorprotein mit der Subtypenkombination T1R1/ T1R3 verantwortlich. Die intrazelluläre Signalkaskade entspricht den oben beschriebenen Abläufen für die Schmeckqualität „süß“. Bittere Schmeckeindrücke werden ebenfalls in den Typ-2-Zellen über die Familie der T2R-Rezeptoren wahrgenommen (Chandrashekar et al., 2000). Diese sind G-Protein gekoppelte Rezeptoren, die in ihren Eigenschaften den Rezeptoren der T1R-Familie ähneln. Es sind bisher 25 verschiedene derartige Rezeptoren bekannt. Sie arbeiten entweder als hetero- oder homodimere Rezeptoren, sodass insgesamt 325 verschiedene Rezeptoren aus verschiedenen Kombinationen der einzelnen Isoformen möglich sind (Kuhn et al., 2010). Die bei Kontakt mit einem bitteren Schmeckmolekül ablaufende Signaltransduktionskaskade entspricht der Signaltransduktionskaskade der T1R- Rezeptoren. Durch die große Anzahl der verschiedenen Rezeptoren für Bitterstoffe wird eine bessere Diskrimination einzelner Stoffe ermöglicht als es für andere Schmeckqualitäten möglich ist. Einzelne Bitterstoffe können spezifische Untergruppen von Rezeptorzellen aktivieren (Caicedo et al., 2001), einzelne Untergruppen von Rezeptorzellen jedoch auch von mehreren verschiedenen Bitterstoffen aktiviert werden (Meyerhof et al., 2010). So ist sichergestellt, dass der Mensch eine möglichst große Anzahl von potenziell gefährlichen Bitterstoffen, z. B. verschiedene Pflanzengifte, möglichst zuverlässig erkennen kann. 1.3.4 Zentrale Verarbeitung von gustatorischen Reizen Die afferenten Fasern, die die Reizweiterleitung aus den in den Schmeck- knospen gelegenen Sinneszellen zu höheren kortikalen Zentren gewährleisten, sind pseudounipolare Neurone des Nervus facialis, des Nervus glossopharyngeus und des Nervus vagus. Die Schmecksinneszellen haben als sekundäre Sinneszellen keine eigenen Axone, sondern vermitteln über die Sekretion von ATP (Typ-2-Zellen) oder Serotonin (5-HT; Typ-3-Zellen) als Neurotransmitter eine Erregung der sie umgebenden pseudounipolaren Sinneszellen (Huang und Roper, 2010; Huang et al., 2007; Romanov et al., 26 2007). Die Afferenzen zu den Schmeckknospen der vorderen zwei Drittel der Zunge werden von der Chorda tympani gebildet (McManus et al., 2011). Ebenfalls vom Nervus facialis ausgehend versorgt der Nervus petrosus major die Schmeckknospen des weichen Gaumens (Hamilton und Norgren, 1984). Das hintere Drittel der Zunge liegt im Versorgungbereich des Nervus glossopharyngeus. Die tief im Gaumen und im Rachen gelegenen Schmeck- knospen werden teilweise ebenfalls über den Nervus glossopharyngeus, vor allem aber über den Nervus larnyngeus superior, einen Ast des Nervus vagus, innerviert (Pritchard und Di Lorenzo, 2015; zur Geschmacksinnervation der Zunge siehe auch Abbildung 5). Die Zellkerne der afferenten Axone liegen in den jeweils zugehörigen Ganglien (Ggl. geniculi, Ggl. petrosum, Ggl. nodosum). Die zentralen Fortsätze der Ganglienzellen enden dann im Nucleus tractus solitarii im kaudalen Hirnstamm in der Medulla oblongata. Hier erfolgt eine Umschaltung zu anderen Hirnstamm- kernen für die reflektorische Auslösung von Salivation und Schlundmuskulatur. Weiterhin projizieren Bahnen über eine weitere Umschaltung im Nucleus ventralis posterius des Thalamus zum primären Projektionsfeld der Schmeckbahn im Neokortex, zum Gyrus postcentralis. Höhere (sekundäre) Schmeckareale befinden sich im orbitofrontalen Kortex, wo die Integration der gustatorischen Informationen mit anderen Sinnesafferenzen erfolgt und letztlich das Essverhalten beeinflusst wird (Draghun, 2010). Ein weiterer Faseranteil zieht unter Umgehung des Thalamus zum Hypothalamus und den Mandelkernen und erreicht so das limbische System. Hier gibt es gemeinsame Projektionsgebiete mit olfaktorischen Fasern, wodurch eine emotionale Bewertung von Speisen bzw. Gerüchen sowohl durch das gustatorische als auch das olfaktorische System gewährleistet ist. Ein weiterer wichtiger Einflussfaktor auf die Schmeckwahrnehmung sind somatosensorische Afferenzen aus dem Mundraum. Diese werden über verschiedene Rezeptortypen (Merkel-Zellen, Pacini-Körper, Meißner-Körper, etc.) vermittelt, welche eine Vielzahl verschiedener Sinneseindrücke wahrnehmen können (Haggard und de Boer, 2014). Es gibt starke Hinweise auf eine Konvergenz von gustatorischen und trigeminalen Afferenzen im Hirnstamm im Nucleus tractus solitarius und auch in höheren kortikalen Zentren. Im 27 Tiermodell konnte mittels verschiedener Methoden eine modulatorische Wirkung trigeminaler Afferenzen auf das gustatorische System nachgewiesen werden (Boucher et al., 2003; Braud et al., 2012; Felizardo et al., 2009). 28 1.3.5 Schmeckstörungen Störungen des Schmeckens können für die betroffenen Patienten weitreichende Folgen haben. Ein eingeschränkter Schmecksinn vermindert nicht nur das Genusserlebnis beim Verzehr von Speisen, sondern verändert auch die Speisenauswahl und die Essgewohnheiten. Dies kann eine Gewichtszunahme bewirken oder im Extremfall einen Gewichtsverlust bis hin zu einer manifesten Mangelernährung verursachen. Besonders Diabetiker oder Hypertoniker sind durch eine falsche Ernährung, im Sinne einer zu salz- oder zuckerhaltigen Kost, gefährdet, ihre Grunderkrankung zu verschlimmern und haben ein höheres Risiko, Folgeschäden davonzutragen. Ebenso ist bei einem beeinträchtigten Schmecksinn die Schutzfunktion vor giftigen oder verdorbenen Speisen aufgehoben. Im klinischen Alltag ist zu beachten, dass sich hinter einer Schmeckstörung oftmals eine Riechstörung bzw. eine Kombination von beiden verbirgt. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass anamnestisch erhobene Schmeckstörungen oftmals kein pathologisches gustatorisches Korrelat in der klinischen Untersuchung zeigen oder aber die Patienten eine olfaktorische Fehlfunktion aufweisen. Die Zahlen verschiedener Studien in denen Patienten, die sich mit Schmeckstörungen vorstellten, auch tatsächlich eine objektivierbare Schmeckstörung aufwiesen, reichen von 0,85 % (Pribitkin et al., 2003) über 8,7 % (Deems et al., 1991) bis 13 % (Goodspeed et al., 1987). Schmeckstörungen sind sehr vielfältig. Zu unterscheiden sind quantitative und qualitative Störungen (Tabelle 3, Seite 29; Bromley und Doty, 2015): 29 Tabelle 3 Einteilung von Schmeckstörungen Quantitative Schmeckstörungen Ageusie Verlust des Schmeckvermögens Hypogeusie Einschränkung des Schmeckvermögens Hypergeusie Gesteigertes Schmeckvermögen Qualitative Schmeckstörungen Dysgeusie verfälschte Wahrnehmung alltäglicher Schmeckempfindungen Phantogeusie Wahrnehmung von Schmeckeindrücken in Abwesenheit einer Reizquelle Gustatorische Agnosie Unfähigkeit einen Schmeckreiz zu erkennen, obwohl keinerlei objektivierbare Störung des gustatorischen Systems vorliegt Eine weitere Einteilung erfolgt nach Kausalität. Es werden epitheliale Ursachen von nervalen Ursachen unterschieden. Bei epithelialen Schäden handelt es sich um Schädigungen der Schmeckknospen bzw. der Zungenschleimhaut. Zu den Ursachen zählen u.a. die Xerostomie (Morris-Wiman et al., 2000), Epithelschäden verschiedenster Genese (infektiös, autoimmun, neoplastisch, odontogen usw.) oder auch eine iatrogene Schädigung (Medikamenten- einnahme, Antibiotika, Strahlentherapie, Chemotherapie) (Sahm K, 1999; Steinbach et al., 2009). Nervale Schäden sind entweder auf idiopathische, infektiöse, traumatische oder auch iatrogene Ursachen zurückzuführen (z. B. Ohr-Operation mit Schädigung der Chorda tympani, Apoplex usw.). Bei nervaler Schädigung manifestiert sich eine Schmeckstörung häufig einseitig und auf das Versorgungsgebiet des geschädigten Nerven beschränkt. Bei einer epithelialen Schädigung (z.B. durch Antibiotika) zeigt sich meist eine beidseitige bzw. den ganzen Mund betreffende Schmeckstörung. In therapeutischer Hinsicht sollte, falls möglich, zu allererst die Ursachen- 30 beseitigung einer Schmeckstörung im Fokus stehen. Daher sollten Patienten einer eingehenden internistischen Untersuchung und Anamnes unterzogen werden, um mögliche infektiöse, autoimmune, neoplastische Ursachen sowie Vitamin-oder Spurenelementmangelerkrankungen als Auslöser einer Schmeckstörung auszuschließen. Als weitere allgemeine Therapiemaßnahmen können z.B. OraBrush- Zungenbürsten genutzt werden, was zu einer signifikanten Verbesserung der Schmeckfähigkeit führt (Timmesfeld et al., 2021). Trotz geringer Evidenz kann auch die orale Applikation von Zink zur Linderung einer Schmeckstörung beitragen (Heckmann et al., 2005; Sakai et al., 2002). Patienten, die unter einer Schmeckstörung leiden, sollten eine ausführliche Aufklärung bezüglich möglicher Folgen bekommen, wobei v.a. die Aufklärung über Strategien zur Vermeidung von Fehlernährung (übermäßiger Salz- oder Zuckerkonsum) im Fokus stehen sollte. 31 1.4 Zahnprothesen Da Zahnprothesen den zentralen Untersuchungsgegenstand dieser Arbeit (i. e. den untersuchten Einflussfaktor auf das Riechen und Schmecken) darstellen, soll im Folgenden auf Epidemiologie, Therapieziele sowie auf den Aufbau und die Herstellung von Total- und Teilprothesen eingegangen werden. 1.4.1 Epidemiologie – Prävalenz von Zahnlosigkeit Laut der letzten Deutschen Mundgesundheitsstudie (DMS V) waren 2016 12,4 % aller 65- bis 74-Jährigen in Deutschland zahnlos. Im Vergleich zu 1997 ist dies ein deutlicher prozentualer Rückgang. Damals waren noch 25 % aller 65- bis 74-Jährigen zahnlos. Auch die Anzahl der verbleibenden eigenen Zähne stieg in dieser Altersgruppe zwischen 1997 und 2016 von durchschnittlich 10,4 auf 16,9 Zähne deutlich an (Lenz, 1999; Nitschke und Stark, 2016a). Bezüglich der absoluten Behandlungszahlen gibt die Abrechnungsstatistik der Kassenzahnärztlichen Bundesvereinigung einen guten Überblick. Sie führt für 2018 für die Befundpositionen 4.2 (zahnloser Oberkiefer) und 4.4 (zahnloser Unterkiefer) 273 000 bzw. 158 000 Abrechnungen auf. Der Versorgungsbedarf mit Zahnprothesen in Deutschland ist also trotz des oben genannten prozentualen Rückgangs der Prävalenz von Zahnlosigkeit weiterhin hoch. Die internationale Entwicklung zeigt einen ähnlichen Trend. In den USA entwickelte sich die Prävalenz von Zahnlosigkeit in der Allgemeinbevölkerung von 18,9 % in den 1950er Jahren hin zu 4,9 % im Jahr 2012. Eine Projektion für das Jahr 2050 sagt eine Prävalenz von 2,6 % voraus, was in absoluten Zahlen einer Gruppe von ca. 8,6 Mio. Bürgern entspricht (Slade et al., 2014). Auch die globale Entwicklung unterstreicht den weiter vorhandenen Versorgungsbedarf mit Zahnprothesen. Eine Metaanalyse von 2014 berechnete einen Rückgang der weltweiten Prävalenz von Zahnlosigkeit von 4,4 % im Jahre 1990 auf 2,4 % im Jahr 2010 (Kassebaum et al., 2014). In absoluten Zahlen entspricht dies trotzdem mehreren hundert Millionen Patienten weltweit, auf die bezüglich einer möglichen Riech- und/ oder Schmeckstörung geachtet werden sollte. 32 1.4.2 Anatomische Veränderungen infolge von Zahnlosigkeit Eine hauptsächliche Folgeerscheinung des Zahnverlusts sind die Resorptionsvorgänge an den Alveolarfortsätzen und die damit verbundene Atrophie des zahnlosen Kieferkamms (Atwood, 1963; Carlsson, 1998; Ulm et al., 1992). Der zeitliche Ablauf der Resorptionsvorgänge ist exponentiell, d.h. in den ersten Monaten nach Zahnverlust sind sie am stärksten ausgeprägt (Tallgren, 1972). Die Resorptionsvorgänge bergen ein großes Risiko für die Stabilität der Knochenstruktur und können sogar Frakturen der Kieferknochen begünstigen (Monaco et al., 1966). Außerdem verringert sich bei fortschreitender Resorption die Auflagefläche für die Prothesen und kann Anpassungen erforderlich machen. Am Kiefergelenk kommt es ebenfalls zu Veränderung infolge von Zahnlosigkeit. Durch die fehlende dentale Abstützung benötigt das Kiefergelenk einen größeren Bewegungsspielraum, um weiterhin eine suffiziente Nahrungs- zerkleinerung zwischen Maxilla und Mandibula zu gewährleisten. Dies führt zu einer Abflachung der Tubercula mandibularia (Alzarea, 2015; Hongchen et al., 1992; Setz und Körber, 2017). Daraus resultierende pathologische Zustände (Temporomandibular Disorders) treten nach aktueller Forschungslage bei Zahnlosen und/oder Zahnprothesenträgern jedoch nicht gehäuft auf. Neuroanatomisch ist bei Zahnlosen eine deutliche Beeinträchtigung der sensorischen Funktion des Mundraums zu beobachten. Es konnte beispielsweise nachgewiesen werden, dass die Anzahl von Rezeptoren im periodontalen Ligament nach Zahnextraktion signifikant abnimmt (Abarca et al., 2006). Damit einhergehend wurde im Tiermodell ein Verlust von afferenten Fasern im Canalis mandibularis beobachtet (Linden und Scott, 1989). Zum einen nimmt hierdurch die Fähigkeit, Nahrung oder Gegenstände im Mundraum zu erkennen, ab. Zum anderen üben die somatosensorischen Afferenzen aus dem periodontalen Ligament auch eine modulatorische Wirkung auf die Funktion der Kiefergelenke und deren Muskulatur aus (Lobbezoo et al., 2002). Aufgrund der genannten Veränderungen ist das Kauen bei Zahnlosen deutlich ineffektiver als bei voll Bezahnten (Setz und Körber, 2017). Auch das Tragen einer Zahnprothese schafft hier keine komplette Abhilfe. Verschiedene Untersuchungen haben gezeigt, dass Zahnprothesenträger deutlich ineffizienter 33 Kauen als eine zahngesunde Vergleichsgruppe (Fontijn-Tekamp et al., 2000). Auffällig sind besonders strukturelle Veränderungen im M. masseter und den medialen M. pterygoidei. Bei Zahnprothesenträgern weisen diese deutliche Atrophiezeichen auf, was die geringere Bisskraft und die kürzeren Kauzyklen erklären könnte (Newton et al., 1993, 1987; Raustia et al., 1996). Letztlich wäre über die genannten anatomischen Veränderungen infolge von Zahnlosigkeit auch eine Beeinflussung des Riech- und Schmeckvermögens denkbar. Insbesondere die Veränderungen der somatoafferenten Strukturen der Zähne und des Alveolarkamms könnten auch die taktile Perzeption von Nahrungsbestandteilen beeinflussen. Die mit den Veränderungen des Kiefergelenks und seiner Muskulatur einhergehende Abnahme der Bisskraft und der Kaumechanik könnte zu einer schlechteren Lösung von Aromen aus der Nahrung führen. 1.4.3 Haltemechanismen von Zahnprothesen Der Prothesenhalt wird in der Praxis im Wesentlichen aus dem komplexen Zusammenspiel von physikalischen Faktoren, Okklusion und Muskelarbeit erreicht. Kinesiographische Untersuchungen in verschiedenen Arbeiten haben gezeigt, dass Zahnprothesen während des Kauens in ständiger Bewegung sind (Compagnoni et al., 2003; de Souza et al., 2009; Maeda et al., 1984; Marin et al., 2014), wobei diese disloziert aber auch stabilisiert werden. Unter Berücksichtigung der oben erwähnten neuroanatomischen Veränderungen ist anzunehmen, dass dies ohne das Erlernen neuer Bewegungsmuster der Kaumuskulatur nicht möglich wäre (Setz und Körber, 2017). Neben diesen muskulären Haltemechanismen ist das Zusammenspiel verschiedener physikalischer Faktoren essentiell für einen guten Prothesenhalt. Darvell et al. (2000) sehen die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten im Allgemeinen sowie die Viskosität des Speichels als entscheidende physikalische Faktoren für den Prothesenhalt. Die daraus resultierenden Adhäsionskräfte sind umso größer, desto besser die Passform der Prothese ist (Darvell und Clark, 2000). Sie muss optimalen Sitz auf der Mukosa bieten sowie eine korrekte Abdichtung der Prothesenränder gewährleisten. 34 Die Okklusion, also das korrekte Aufeinanderpassen der Ober- und Unterkieferprothese beim Kauen, ist ein weiterer wichtiger Faktor für guten Prothesenhalt. Bei guter Okklusion bleibt der Spalt zwischen Prothese und Mukosa möglichst klein und Adhäsionskräfte können somit optimal wirken. 1.4.4 Aufbau und Herstellung von Zahnprothesen Totalprothesen sind aus drei wesentlichen Teilen aufgebaut: Prothesenbasis, Prothesenaußenflächen und den künstlichen Zähnen. Die Prothesenbasis stellt die Auflagefläche der Prothesen auf dem Alveolar- fortsatz und auf dem Gaumen dar und überträgt somit alle Druckkräfte, die beim Kauen und Beißen auftreten, auf die Schleimhaut und den Kieferknochen. Um eine möglichst große Verteilung der Druckkräfte und minimale Druckeinwirkung auf einzelne Stellen zu erzielen, sollte die Prothesenbasis einerseits maximal groß sein. Andererseits ist die Aktivität der oralen Muskulatur zu beachten, was eine natürliche Begrenzung der Größe der Prothesenbasis bedingt. Um einen optimalen Kompromiss zwischen Größe und möglichst ungestörter Muskelaktivität zu erreichen, wird zur Herstellung der Prothesenbasis das Prinzip der „Funktionsabformung“ verwendet (Setz und Körber, 2017). 1.4.4.1 Konventionelles Herstellungsverfahren Aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Vorgehensweisen und Herstellungs- verfahren sollen hier nur exemplarisch die wesentlichen Arbeitsschritte dargestellt werden, die vom Prinzip her bei allen konventionellen Verfahren angewendet werden. Zuerst wird zur Erstellung individueller Abformlöffel eine anatomische Abformung der Kiefer vorgenommen. Hierbei wird nur der Kiefer mit seinen Schleimhäuten dargestellt, ohne dass die sich aus der Muskelbewegung von Zunge, Lippen und Wangen ergebende dynamische Komponente berücksichtigt wird (Kobes, 1991). Die zweite Abformung mit dem individuellen Löffel erfolgt nun funktionell. Hierzu muss der Patient den Mund öffnen, den Kiefer nach links und rechts bewegen sowie die Lippen spitzen und den Mund spreizen. Durch dieses Verfahren soll die möglichst genaue Anpassung des inneren und äußeren Randes an die 35 Alveolarfortsätze gelingen und eine möglichst passgenaue Prothesenbasis erstellt werden, die bei allen Bewegungen des Mundes einen guten Tragekomfort bietet (Kobes, 1991). Im nächsten Schritt erfolgt die exakte Bestimmung der vertikalen und horizontalen Kieferkorrelation. Hierdurch soll eine möglichst optimale dem natürlichen Gebiss nachempfundene Lippen- und Gesichtsform erreicht werden. Bei fehlerhafter Korrelationsbestimmung können sowohl funktionelle als auch kosmetische Probleme auftreten (Palla, 1991). Die sich anschließende Zahnaufstellung erfolgt bei der Aufstellung der Frontzähne im Wesentlichen nach kosmetischen Aspekten, während die Aufstellung der Seitenzähne eher funktionell-dynamischen Notwendigkeiten folgt. 1.4.4.2 Digitale Herstellungsverfahren (CAD/CAM) Neben der oben beschriebenen klassischen analogen Herstellung von Zahn- prothesen nehmen auch im Bereich der Prothetik digitale Herstellungs- verfahren immer mehr Raum ein. Diese werden als CAD/CAM-Verfahren bezeichnet (computer-aided design/computer-aided manufacture). CAD/CAM-Systeme bestehen im Wesentlichen aus folgenden Teilen (Galhano et al., 2012):  einer Aufnahmeeinheit, die den analogen Abformungsprozess ersetzt;  einer Verarbeitungssoftware, welche aus den erhobenen Daten ein virtuelles und digital bearbeitbares Modell erstellt;  einer computergesteuerten Fräß- und Schleifeinheit (z. B. CNC-Fräse). Es existieren eine Vielzahl verschiedener CAD/CAM-Systeme unterschiedlicher Hersteller (Steinmassl et al., 2017), die jedoch letztlich alle auf dem oben beschriebenen Funktionsprinzip beruhen. Die digitalen Herstellungsverfahren bieten gegenüber den konventionellen Fertigungsmethoden u. a. den Vorteil einer kürzeren Behandlungs- und Fertigungszeit sowie die Möglichkeit einer digitalen Archivierung der Patientendaten (Janeva et al., 2018). Außerdem gibt es Hinweise für ein besseres klinisches Outcome hinsichtlich der Passgenauigkeit und der Stabilität der Prothesen sowie in Bezug auf die Patientenzufriedenheit im Allgemeinen 36 (Bidra et al., 2016; Kattadiyil et al., 2015; Steinmassl et al., 2018). Laboruntersuchungen bezüglich der mechanisch-physikalischen Material- eigenschaften scheinen ebenfalls eine Überlegenheit digital hergestellter Zahnprothesen zu bestätigen (Srinivasan et al., 2017). Eine Studie von 2018 konnte außerdem den ökonomischen Nutzen des CAD/CAM-Verfahrens belegen. Insgesamt fallen die Kosten aufgrund der Einsparungen bei Behandlungszeit, Personal etc. niedriger aus als beim konventionellen Herstellungsverfahren (Srinivasan et al., 2019). 37 2 Methoden und Untersuchungsablauf 2.1 Teilnehmer Es wurden insgesamt 41 Teilnehmer in der Zahnklinik und der HNO-Abteilung des Universitätsklinikums Marburg rekrutiert. Als Einschlusskriterium wurde das Tragen herausnehmbarer Voll- oder Teilzahnprothesen definiert. Ausschlusskriterien waren bekannte Riech- oder Schmeckstörungen vor Studienbeginn, Tumorerkrankungen oder –therapie (Radiochemotherapie) im Kopf-Hals-Bereich, eine vorangegangene Tracheotomie und andere akute Erkrankungen, wie z. B. eine Infektion der oberen Atemwege, oder eine neurologische Erkrankung (z.B. Parkinsonerkrankung, Demenz). Die klinischen Daten der Teilnehmer sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Die Teilnehmer wurden mündlich und schriftlich über den Hintergrund, mögliche Risiken und die Maßnahmen zum personenbezogenen Datenschutz dieser Studie aufgeklärt. Die Einwilligung zur Teilnahme erfolgte schriftlich und freiwillig. Ein Rücktritt von der Studienteilnahme war ohne Angabe von Gründen und ohne daraus resultierende Nachteile jederzeit möglich. Diese Studie wurde mit vorherigem Einverständnis der Ethikkommission der Philipps Universität Marburg durchgeführt (Ethikvotum Nr. 156/15). Es mussten keine Teilnehmer von der Studie ausgeschlossen werden. Um den direkten Einfluss des Zahnersatzes auf das Riech- und Schmeckver- mögen zu untersuchen, wurde die Studie so konzipiert, dass nur intra- individuelle Unterschiede zwischen Tragen oder Nicht-Tragen einer Prothese eine Rolle spielen sollten. Die Testungen wurden daher nacheinander ausgeführt, zuerst mit Prothese und direkt im Anschluss ohne Prothese. Außerdem sollte die Teilnehmer eine Stunde vor Testbeginn nichts mehr essen und nur noch Wasser trinken sowie nicht mehr rauchen. Eventuelle Einflussfaktoren wie Alter, Speichelbildung zu verschiedenen Tages- oder Jahreszeiten oder Medikamenteneinnahme konnten damit minimiert werden. 38 Tabelle 4: Klinische Daten der Studienteilnehmer * Mittelwert ± Standardabweichung Anzahl der Teilnehmer n = 41 Alter 71,6 ± 8,01* Geschlecht: weiblich 18 (43,9 %) männlich 23 (56,1 %) BMI 28,1 ± 6,69* Raucher: Ja (Ø 13 Zigaretten) 8 (19,5 %) nein 33 (80,5 %) Art der Prothese Oberkiefer- und Unterkieferprothese 33 (80,5 %) davon Vollprothesen Oberkiefer 33 (100%) davon Teilprothesen Oberkiefer 0 davon Vollprothesen Unterkiefer 22 (66,7%) davon Teilprothesen Unterkiefer 11 (33,3%) Nur Oberkieferprothese 8 (19,5 %) davon Vollprothesen Oberkiefer 6 (75%) davon Teilprothesen Oberkiefer 2 (25%) Nur Unterkieferprothese 0 Verwendung von Haftcreme ja 11 (26,8 %) nein 30 (73,2 %) 39 Tabelle 5 Medikation der Teilnehmer Medikament Anzahl der Patienten (n=41) ASS 100mg 15 (36%) Marcumar 5 (12%) ß-Blocker 17 (41%) ACE-Hemmer /Sartan 14 (34%) andere Antihypertensiva 8 (19%) Verapamil 2 (5%) Diuretika 5 (12%) Metformin 5 (12%) Andere Antidiabetika 4 (10%) PPI 9 (22%) Statin 8 (20%) Gabapentin 3 (7%) LABA,SABA 3 (7%) L-Thyroxin 4 (10%) SSRI 2 (5%) 40 2.1.1 Die „Sniffin‘ Stick“-Test-Batterie Zur Untersuchung des Riechvermögens wurde der „Sniffin‘ Sticks“-Test der Firma Burghart Messtechnik (Wedel, Deutschland) verwendet. Das Test- verfahren ist gut validiert und zeichnet sich durch eine hohe Test-Retest- Reliabiltät aus, welche beim vorliegenden Studiendesign aufgrund der Testung mit und ohne Prothese besonders wichtig ist (Fjaeldstad et al., 2015; Neumann et al., 2012; Wolfensberger et al., 2000). Bei den „Sniffin‘ Sticks“ handelt es sich um Stifte, die mit in Propylenglycol gelösten Duftstoffen befüllt sind (Hummel et al., 2007). Hummel et al untersuchten 3 282 gesunde Probanden aller Altersklassen mit dem „Sniffin‘ Sticks“-Verfahren. Dies stellt eine große Normdatenbasis zum Vergleich zu in anderen Forschungsszenarien erhobenen Daten dar (Hummel et al., 2007). Der „Sniffin‘ Stick“-Test besteht aus 3 Subtests für Diskrimination, Identifikation und Riechschwelle (Hummel et al., 2007, 1997), wobei die Identifikation (16 Stifte) und Diskrimination (16 Stiftetripletts) überschwellig getestet werden. Beim Identifikationstest werden je 16 Stifte mit verschiedenen alltäglichen und möglichst eindeutigen Düften einzeln unter die Nase gehalten. Um den Duft zu benennen, werden dem Teilnehmer je Stift 4 Beschreibungen zur Auswahl angeboten (z.B. Zwiebel, Sauerkraut Möhren, Knoblauch für Stift 9). Daher können Testwerte von 0-16 Punkten erreicht werden. Beim Diskriminationstest werden dem Teilnehmer 16 Tripletts angeboten, wobei ein Stift des Tripletts einen anderen überschwelligen Duft hat als die anderen beiden Stifte. Der Teilnehmer wird aufgefordert, diesen anders riechenden Stick von den anderen beiden zu unterscheiden/zu diskriminieren. Beide Tests bieten überschwellig bekannte Düfte an und sind daher kognitiv beeinflussbar bzw. bei Wiederholungen stellt sich ein Lerneffekt ein. Um hingegen dies zu vermeiden bietet sich die Riechschwellentestung an. Jones-Gotman et al. und Moberg et al. fanden bei Patienten mit substanziellen zerebralen Defekten keine auffälligen Ergebnisse des Riechschwellentests, was als dessen periphere Spezifizität interpretiert wurde (Jones-Gotman und Zatorre, 1988; Moberg, 1999). Lötsch et al. konnten ebenfalls zeigen, dass der Schwellentest am sensitivsten von allen drei Subtests eine Riechstörung anzeigt (Lötsch et al., 2008). Der Identifikations- und Diskriminationstest 41 scheinen zu einem größeren Grad als der Schwellen-test durch die zentrale Riechverarbeitung und die Gedächtnisleistung beeinflusst. So konnten beispielsweise Hornung et al. eine Assoziation zwischen einem schlechten Abschneiden im Identifikationstest und einer AIDS-assoziierten Demenz aufzeigen; für den Schwellentest ergab sich keine Assoziation zwischen dem Vorhandensein einer Demenz und dem Ergebnis (Hornung et al., 1998; Lötsch et al., 2008). Um diesen zentralnervösen Einfluss zu vermeiden, wurde während der Planung der Studie entschieden, nur den Subtest „Riechschwelle“ mit den „Sniffin‘ Sticks“ durchzuführen. 2.1.2 Subtest Riechschwelle mittels „Sniffin‘ Sticks“ Der Schwellentest besteht aus 16 Stiftetripletts, wovon jeweils ein Stift des Tripletts mit N-Iso-Butanol in absteigender Konzentration (Triplett Nr.1: 4 %, Triplett Nr.16: 0,00012 %) befüllt ist. Die beiden anderen Stifte des Tripletts enthalten hingegen jeweils nur das Lösungsmittel Propylenglycol. Die drei Stifte eines jeden Tripletts (1x N-Iso-Butanol, 2x Lösungsmittel) wurden den Teilnehmern nacheinander in einer zufälligen Reihenfolge in einem Abstand von ca. 2 cm unter die Nase gehalten. Es sollte der mit N-Iso-Butanol gefüllte Stift des Tripletts identifiziert werden. Gemäß der „forced-choice“-Technik mussten sie sich auch bei Unsicherheit für einen der drei Stifte entscheiden. Die Messung fand in einem gut belüfteten, ruhigen Raum statt. Die Augen der Probanden wurden verdeckt. Den Teilnehmern wurde als Vorbereitung der Stift mit der höchsten Konzentration von N-Iso-Butanol gereicht, um sich mit dem Duft von N-Iso-Butanol vertraut zu machen. Danach wurde das Triplett Nummer 16 mit der niedrigsten N-Iso-Butanol Konzentration präsentiert. In aufsteigender Konzentrationsreihen-folge wurden den Teilnehmern weitere Tripletts präsentiert, bis sie zweimal hintereinander den mit N-Iso-Butanol befüllten Stift im Triplett identifizieren konnten. Dieser Wert wurde in der Auswertungstabelle als Startpunkt der Messung notiert. Daraufhin wurde dem Patienten das Triplett mit der nächstniedrigeren Konzentration präsentiert und so lange in absteigender Konzentrationsreihen- folge weiter getestet, bis der Patient einen mit N-Iso-Butanol befüllten Stift nicht identifizieren konnte. Dies wurde als sogenannter Wendepunkt notiert. 42 Danach wurde dem Teilnehmer wieder das Triplett mit der nächsthöheren Konzentration zur Testung gegeben und die Messung mit aufsteigender Konzentrationsreihenfolge weiter durchgeführt. Sobald erneut 2-mal hintereinander der N-Iso-Butanol-Stift erkannt und der Wert notiert wurde, ging es in umgekehrter Konzentrationsreihenfolge weiter (Abbildung 6). Dieser Vorgang wurde solange wiederholt bis 7 Messwerte erhoben waren. Die letzten 4 Messpunkte wurden dann zur Mittelwertberechnung herangezogen, welcher den ermittelten Riechschwellenwert darstellte (Abbildung 7). Maximal konnten 16 Punkte und minimal 1 Punkt erreicht werden. Hummel et al veröffentlichten 2007 für die Altersgruppe > 55 Jahre Normdaten von 289 gesunden Probanden (Hummel et al., 2007). Im Mittel erreichten Männer dieser Altersgruppe 7,15 ± 3,59 Punkte (Median = 7,50, IQR25-75 = 4,44 - 9,25) und Frauen 7,44 ± 3,51 Punkte (Median = 7,25, IQR25-75 = 5,50 - 9,00). Ein Messergebnis unterhalb der 10. Perzentile des Normkollektivs spricht für eine Hyposmie (Kobal et al., 2000). Dies entspricht in der erwähnten Veröffentlichung von Hummel et al. einem Messwert < 2,75 bei Frauen und < 2,25 bei Männern (Hummel et al., 2007). 43 Abbildung 6: Grafische Darstellung des Ablaufs des Riechschwellentests mittels „Sniffin‘ Sticks“. A: Ein Stiftetriplett (insgesamt 16 Tripletts) bestand aus zwei mit Lösungsmittel gefüllten Stiften und einem mit N-Iso-Butanol gefüllten Stift. Die Stifte wurden den Probanden in einem Abstand von 2 cm unter die Nase gehalten. Der mit N-Iso-Butanol gefüllte Stift musste per „forced-choice“- Technik identifiziert werden. B: Die Messung begann mit Triplett 1 und wurde in aufsteigender Konzentrationsreihenfolge fortgesetzt, bis der mit N-Iso- Butanol gefüllte Stift zweimal hintereinander richtig identifiziert wurde (1. Messwert). Dann wurde die Messung in absteigender Konzentrationsreihenfolge fortgesetzt, bis ein Triplett falsch identifiziert wurde (Wendepunkt). Anschließend wurde wieder in aufsteigender Konzentrationsreihenfolge gemessen, bis der mit N-Iso-Butanol gefüllte Stift erneut richtig identifiziert wurde (2. Messwert). Diese Prozedur wurde solange wiederholt, bis 7 Messwerte erhoben waren. Die letzten vier Messpunkte wurden dann zur Mittelwertberechnung herangezogen, welcher das Ergebnis des Tests darstellte. (Eigene Darstellung). 44 Riechtest - Schwelle Triplett-Nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ++ ++ 10 ++ ++ 11 -- 12 -- 13 -- 14 15 16 Abbildung 7: Auswertungsblatt des Riechschwellentests. In diesem Beispiel wurde der N-Iso-Butanol-Stift aus Triplett 9 zum ersten Mal zweimal hintereinander richtig wahrgenommen (Spalte 2: ++ = 1.Messwert ). Im Folgenden wurden auch die Stifte aus Triplet 10 und 11wahrgenommen. Der Stift aus Triplett 12 wurde nicht richtig wahrgenommen (Spalte 3: --=2. Messwert) Dann wurde die Messung mit Triplett 11 fortgeführt, welches nicht richtig wahrgenomen wurde. Triplett 10 wurde dann wieder richtig wahrgenommen. Nach diesem Muster wurde die Messung fortgeführt bis 7 Messwerte erhoben wurden. Die letzten 4 Messpunkte dienten zur Mittelwertberechung; in diesem Fall 10,75 Punkte. 13+9+11+10 = 43 43:4 = 10,75 45 2.2 Schmecktest Die Messung des Schmeckvermögens der Teilnehmer erfolgte mithilfe des „Taste Strips“-Test der Firma Burghart Messtechnik (Wedel, Deutschland). Es handelt sich um ein gut validiertes Verfahren (Mueller et al., 2003) und wird von der Deutschen Arbeitsgemeinschaft Olfaktologie/ Gustologie empfohlen. Die Schmeckstreifen sind ca. 8 cm lange Papierstreifen, deren Enden auf einer Fläche von ca. 2 cm² mit einer Lösung imprägniert sind. Das Test-Kit besteht aus 16 dieser Schmeckstreifen, wobei jeweils 4 Schmeckstreifen für die Prüfung der Schmecksqualitäten „süß“, „sauer“, „salzig“ und „bitter“ in ver- schiedenen Konzentrationen zur Verfügung stehen. Folgende Konzentrationen werden verwendet (Mueller et al., 2003): süß: 0,4, 0,2, 0,1, 0,05 g/ml Saccharose sauer: 0,3, 0,165, 0,09, 0,05 g/ml Citronensäure salzig: 0,25, 0,1, 0,04, 0,016 g/ml Natriumchlorid bitter: 0,006, 0,0024, 0,0009, 0,0004 g/ml Chininhydrochlorid Für die Messung wurden den Teilnehmern die 16 Schmeckstreifen in randomi- sierter Reihenfolge und aufsteigender Konzentration gereicht. Es wurde eine Ganzmundtestung durchgeführt. Die Teilnehmer wurden gebeten die Schmeckstreifen auf die Zunge zu legen, den Mund zu schließen und dann die Schmeckqualität zu identifizieren. Für jede richtig erkannte Schmeckqualität wurde ein Punkt vergeben. Bei 4 Schmeckqualitäten konnten daher je Einzelqualiät 0 bis 4 Punkte und im Gesamttest 0 bis 16 Punkte erzielt werden. Mueller et al. 2003 stellten in ihrer Arbeit Normdaten für die Ganzmundtestung mittels Taste Strips vor: süß: 3,3 ± 0,8 Punkte (Median = 4,0; IQR10 - 90 = 2,0 - 4,0); sauer: 3,0 ± 0,8 Punkte (Median = 3,0; IQR10 - 90 = 2,0 - 4,0); salzig: 3,1 ± 0,9 Punkte (Median = 3,0; IQR10 - 90 = 2,0 - 4,0); bitter: 3,0 ±1,1 Punkte (Median = 3,0; IQR10-90 = 1,0 - 4,0); gesamt: 12,4 ± 2,3 Punkte (Median = 13,0; IQR10 - 90 = 9,0 - 15,0). Ein Gesamtergebnis von weniger als 9 Punkten wurde als eine Hypogeusie betrachtet. Die Daten basieren auf den Ergebnissen von 69 relativ jungen Studienteilnehmern (29 Jahre im Mittel, 2 Probanden in der Altersgruppe 55 - 75 Jahre). 46 Weitere Daten für ein Normkollektiv bietet die Arbeit von Landis et al. 2009. Hier wurden 537 gesunde Probanden im Alter von 18 – 87 Jahren mit dem „Taste Strips“-Verfahren untersucht. Auch die Altersgruppe > 60 Jahre war mit 106 Personen noch relativ groß. Allerdings führten Landis et al. separate Testungen für die rechte und linke Seite der Zunge durch und addierten die jeweils erreichten Punktwerte. Daher konnte 0 bis 32 Punkte erreicht werden. Für Frauen (n = 55) ergab sich in dieser Gruppe durchschnittlich ein Ergebnis von 20,6 ± 6,5 Punkten (Median = 22; IQR25-75 =16,0 - 26,0) und für Männer (n = 51) 18,2 ± 5,9 Punkten (Median = 19; IQR25-75 =13,0 - 24,0). Werte unterhalb der 10. Perzentile wurden als pathologisch und verdächtig auf eine Hypogeusie angesehen. Dies entspricht in der Altersgruppe > 60 Jahre einem erreichten Gesamtergebnis von ≤ 10 Punkten (Landis et al., 2009). Eine genauere Aussage bezüglich der Messergebnisse für die die einzelnen Schmeckqualitäten wurde leider nicht getroffen. Abbildung 8: Darstellung der verwendeten Taste-Strips (links). Die Anwendung erfolgt bei Überprüfung des Ganzmund-Schmeckvermögens durch Auflegen der Taste-Strips auf die Zunge und Schließen des Mundes (rechts; Burghart Messtechnik GmbH, 2021). Mit freundlicher Genehmigung von Burghart Messtechnik GmbH, Wedel, Deutschland. 47 2.3 HNO-Fragebogen Alle Patienten beantworteten vor Beginn der Testungen einen Fragebogen zur subjektiven Einschätzung ihres Riech- und Schmeckvermögens. Die Fragen sollten mithilfe einer visuellen Analogskala (VAS) von 0 (trifft überhaupt nicht zu) bis 100 (trifft voll zu) beantwortet werden. Hierzu wurde eine horizontale Linie verwendet, deren Anfang mit 0 und deren Ende mit 100 markiert wurde. Die Probanden sollten hierauf kennzeichnen, wie sie sich selbst einschätzen. Auf diese Weise wurde das subjektive Schmeck- und Riechvermögen sowie der Appetit erfragt. Auch die einzelnen Schmeckqualitäten wurden mittels VAS abgefragt, das heißt. ob Speisen gerne gesüßt oder stark gesalzen werden oder ob saure, bittere oder fettige Speisen bevorzugt werden. Ein bevorzugtes Süßen oder Salzen könnte als eine Einschränkung des Schmeckvermögens dieser Qualitäten interpretiert werden. Ebenfalls mittels VAS wurden die Zufriedenheit mit der Passform der Zahnprothese, das Auftreten abnormen Speichelflusses, Zungenbelag und parodontitische Beschwerden abgefragt. Mittels direkter Fragen wurden Größe, Gewicht, BMI, Begleiterkrankungen, Medikamenteneinnahme und Nikotinkonsum dokumentiert. Der verwendete Fragebogen findet sich im Anhang. Bei der Erhebung der Antworten wurde keine Unterscheidung zwischen der Selbsteinschätzung mit oder ohne Prothese gemacht. 2.4 Statistische Auswertung Zum Vergleich der Ergebnisse des Riechschwellentests sowie der Ergebnisse des Schmecktests jeweils mit und ohne Prothese wurde der gepaarte Wilcoxon- Vorzeichen-Rang-Test genutzt. Bei den vorliegenden Daten handelt es sich um nicht normalverteilte Daten. Dies wurde mit dem Shapiro-Wilk-Test überprüft. Die Ergebnisse mit und ohne Prothese sind nicht unabhängig, da dieselben Personen getestet wurden. 48 3 Ergebnisse 3.1 Riechvermögen mit und ohne Prothese Es zeigte sich ein signifikanter Unterschied im Testergebnis des Riechschwellentests MP (= mit Prothese) und OP (= ohne Prothese; p < 0,0001). Der Median des Schwellenwertes OP (Median = 7,75, IQR25-75 = 6,0 - 9,0) lag 1,25 Punkte (IQR25-75 = 0,25 - 2,15) über dem Medianwert MP (Median = 6,75, IQR25-75 = 4,75 - 7,75). Da die Messwerte für MP und OP nicht unabhängig voneinander sind (dieselben Personen wurden unter unterschiedlichen Bedingungen getestet) wurde der gepaarte Wilcoxon-Rang- Vorzeichen-Test genutzt. Abbildung 9: Ergebnisse Riechschwellentest Die Grafik zeigt die Ergebnisse des Riechschwellentests MP (Median = 6,75, IQR25-75 = 4,75 - 7,75) und OP (Median = 7,75, IQR25-75 = 6,0 - 9,0) sowie die Differenzwerte OP und MP (Median = 1,25, IQR25-75 = 0,25 - 2,15) als Boxplot- Diagramme. Die horizontale Linie markiert den Median. Die Boxen schließen den 25 % - 75 % Quartilsabstand (ICR) ein. Die Whisker schließen die 10. und 90. Perzentile ein. Ausreißer sind als Punkt dargestellt; Gruppenvergleiche wurden mit dem gepaarten non-parametrischen Wilcoxon-Vorzeichen-Rang- Test durchgeführt. Signifikante Unterschiede sind durch Sternchen gekennzeichnet (**** p < 0.0001). 49 3.2 Schmeckvermögen mit und ohne Prothese Es zeigte sich beim Vergleich der erreichten Gesamtpunktzahlen des Schmecktests mit den Taste Strips MP (Median = 8, IQR25-75 = 8,0 - 12,0) und OP (Median = 10, IQR25-75 = 11,0 - 13,0) ein signifikant schlechterer Testwert im Gesamtscore MP (p < 0,001). Bezüglich der einzelnen Schmeckqualitäten ergab sich für „süß“-MP (Median = 4, IQR25-75 = 3,0 - 4,0) und für „süß“-OP (Median = 4, IQR25-75 = 3,0 - 4,0) sowie für „sauer“-MP (Median = 3, IQR25-75 = 2,0 - 3,0) und für „sauer“-OP (Median = 3, IQR25-75 = 2,0 - 3,0) kein signifikanter Unterschied. Die Schmeckqualität „bitter“ wurde MP (Median = 3, IQR25-75 = 1,0 - 3,0) signifikant (p = 0,002) schlechter geschmeckt als OP (Median = 3, IQR25-75 = 3,0 - 4,0). Die Qualität „salzig“ wurde MP (Median = 2, IQR25-75 = 1,0 - 3,0) ebenfalls signifikant (p = 0,001) schlechter geschmeckt als OP (Median = 3, IQR25-75 = 1,0 - 4,0). Beim Vergleich der intraindividuellen Differenzen OP - MP der erreichten Punktzahlen im Test für die einzeln untersuchten Qualitäten sowie des Gesamtwerts ergab sich für „süß“ im Mittel eine Differenz von ~ 0,05 Punkten, für „sauer“ von ~ 0,07 Punkten, für „salzig“ von ~ 0,61 Punkten und für „bitter“ ebenfalls von ~ 0,61 Punkten, sowie gesamt von ~ 1,34 Punkten. 50 Abbildung 10: Ergebnisse „Taste Strips“ Die Boxplots zeigen die Testergebnisse für die Qualitäten „süß“, „sauer“, „salzig“, „bitter“ und die Gesamtwerte mit Prothese (MP) und ohne Prothese (OP). Die Box-Whisker-Plots zeigen die Ergebnisse der Gruppen einschließlich des Medians (horizontale Linie), der Quartillen (Grenzen der Box), der 10. und 90. Perzentile (Whisker) und Ausreißer (Punkte). Gruppenvergleiche wurden mit dem gepaarten non-parametrischen Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Test durchgeführt. Signifikante Unterschiede wurden mit Sternchen markiert (* p < 0.01, ** p < 0.001, *** p < 0,0001, ns = nicht signifikant). 51 3.3 Einfluss der erhobenen Patientenmerkmale auf das Testergebnis Die per Fragebogen erhobenen Merkmale bzw. Charakteristika der Patienten wurden mittels der Bestimmung des Korrelationskoeffizienten Kendall’s Tau auf ihren Einfluss auf das Ergebnis sowohl des Schmecktests als auch des Riechschwellentests überprüft. Kendall’s Tau als Maß der Korrelation ist unempfindlich gegenüber Ausreißern, daher eignet es sich besonders für kleine, nicht normalverteilte Gruppen bzw. Datensätze. Ein Wert von -1 würde eine genau gegensätzliche Korrelation (negative Korrelation) und ein Wert von +1 eine komplett gemeinsame Korrelation (positive Korrelation) anzeigen. Angesichts des Studiendesigns mit intraindividueller Testung ohne randomisierte Kontrollgruppe wurde die Differenz des Testergebnisses OP - MP als Bezug für die Berechnung des Korrelationskoeffizienten ausgewählt. Ein Korrelationskoeffizient von +1 würde aussagen, dass ein bestimmtes Merkmal mit einer großen Punktdifferenz zwischen OP und MP einhergeht; ein Korrelationseffizient von -1 würde aussagen, dass ein bestimmtes Merkmal mit einer kleinen Differenz zwischen OP und MP einhergeht. Die nachfolgende Tabelle 3 ist eine Matrix, in der die Korrelationskoeffizienten (Kendall’s Tau) des jeweiligen Patientenmerkmals und der Differenz des Testergebnisses OP - MP der jeweiligen Kategorie aufgeführt sind. Die Werte befinden sich im Bereich von +0,2 und -0,2, d.h., es besteht allenfalls eine sehr schwache Korrelation zwischen den untersuchten Merkmalen und den Differenzen der Testergebnisse OP - MP. Zur Überprüfung einer möglichen statistischen Signifikanz wurde der non- parametrische Signifikanztest, der Kendall-Mann-Test verwendet. Die p-Werte sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht mit aufgeführt. Die p-Werte lagen alle außerhalb des Signifikanzniveaus von -0,05 bis +0,05 und somit ist keiner der aufgeführten Korrelationskoeffizienten signifikant. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass die aufgeführten Patientenmerkmale keinen signifikanten Einfluss auf die Differenz OP - MP haben und die gewählte intraindividuelle Testmethode tatsächlich nur den Einfluss der Zahnprothese auf die Ergebnisse im Riech- und Schmecktest abbildet. 52 Tabelle 6: Einfluss der erhobenen Patientenmerkmale auf das Ergebnis OP - MP. Die Zahlenwerte entsprechen Kendall‘s Tau als Maß der Korrelation. Die jeweiligen p-Werte lagen alle außerhalb des Signifikanzniveaus und sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht mit aufgeführt. Keine der aufgeführten Zusammenhänge zeigten eine statistisch signifikante Korrelation. (UK = Unterkiefer, BMI = Body-Mass-Index) Schwellentest Schmecken gesamt bitter süß salzig sauer Geschlecht -0,086 0,158 0,124 0,209 0,056 0,020 Rauchen 0,165 0,158 -0,171 -0,011 -0,159 0,197 UK-Prothese 0,105 0,122 0,082 -0,012 0,089 -0,066 Alter 0,053 0,078 0,197 0,082 0,065 -0,091 BMI -0,114 0,112 0,076 0,135 0,093 -0,024 Parodontitis 0,26 -0,075 0,03 -0,14 -0,15 0,16 Zungenbelag -0,03 -0,02 0,12 -0,17 0,11 -0,00 Passende Prothese -0,01 0,06 -0,01 0,02 0,02 -0,04 53 3.4 Ergebnisse des HNO Fragebogens Die Ergebnisse des HNO-Fragebogens finden sich in Abbildung 11. Die Mehrheit der Teilnehmer schätzten ihr subjektives Riechvermögen (Median = 100, IQR25-75 = 70 - 100), ihr subjektives Schmeckvermögen (Median = 100, IQR25-75 = 80 - 100) und den Appetit (Median = 90, IQR25-75 = 80 - 100) als „sehr gut“ bzw. „ohne Einschränkungen“ auf einer visuellen Analogskala ein. Bei der Vorliebe für individuelle Schmeckrichtungen ergab sich ein differenziertes Bild mit größeren Varianzen. Am größten war die Bevorzugung von süßen, salzigen und sauren Speisen. Fettige und bittere Speisen waren weniger beliebt. Die Varianzen sind interindividuell groß: süß: Median = 50, IQR25-75 = 10 - 70; salzig: Median = 50, IQR25-75 = 25 - 60; fettig: Median = 30, IQR25-75 = 5 - 60; bitter: Median = 10, IQR25-75 = 0 - 50; sauer: Median = 50, IQR25-75 = 20 - 70. 27 % gaben ihren höchsten Wert auf der VAS für ein Süßen der Speisen an, 22 % für ein Salzen, 20 % bevorzugten fettige Speisen auf der VAS, 12 % bittere sowie 24 % saure Speisen. Die Summe der Anteile ist größer als 100 %, da bei gleichem Wert der VAS für zwei oder drei Schmeckqualitäten alle zwei oder drei Geschmacksqualitäten als bevorzugt gewertet wurden. Die Einschätzung der Speichelproduktion zeigte eine große Varianz, wobei die Hälfte der Teilnehmer (n = 20) keine subjektive Überproduktion von Speichel angab (Median = 20, IQR25-75 = 0 - 70). Die meisten Teilnehmer waren mit der Passform ihrer Prothesen zufrieden (Median = 100, IQR25-75 = 80 - 100). Zungenbelag (Median = 0, IQR25-75 = 0 - 10) und Parodontitis (Median = 0, IQR25-75 = 0 - 10) wurden selten angegeben. 54 Abbildung 11: Ergebnisse HNO-Fragebogen. Die Boxplots zeigen die Ergebnisse des HNO-Fragebogens für die subjektive Einschätzung des Schmeckens (Schmecken), des Riechens (Riechen), des Appetits, ob Speisen gern gesüßt werden (süß), ob Speisen gern gesalzen werden (salzig), ob fettige, bittere oder saure Speisen bevorzugt werden (fettig, bitter, sauer), der Speichelmenge, dem Passen der Prothese, dem Grad an Parodontitis und des Zungenbelags. Die Box-Whisker-Plots zeigen die Ergebnisse der Gruppen einschließlich des Median (horizontale Linie), der Quartillen (Grenzen der Box), der 10. und 90. Perzentile (Whisker) und Ausreißer (Punkte). VAS = Visuelle Analogskala 55 3.5 Korrelation der Selbsteinschätzung (VAS) mit den Werten der Riechschwellentestung und den Schmecktestwerten Die mittels VAS-Skala erhobenen Werte zur Selbsteinschätzung der Teilnehmer wurden mittels Bestimmung des Korrelationskoeffizienten Kendall’s Tau auf ihren Einfluss auf die Ergebnisse des Riechschwellentest als auch des Schmecktests überprüft. Ein Ergebnis von +1 würde aussagen, dass ein bestimmtes Merkmal mit einem guten Testergebnis einhergeht; ein Ergebnis von -1 würde aussagen, dass ein bestimmtes Merkmal mit einem schlechten Testergebnis einhergeht. Die Korrelationskoeffizienten befinden sich alle im Bereich zwischen 0,2 und -0,2, d.h es besteht allenfalls eine schwache Korrelation zwischen der subjektiven Selbsteinschätzung und den Testergebnissen OP und MP. Zur Überprüfung der statistischen Signifikanz wurde der Kendall-Mann-Test verwendet. Die ermittelten p-Werte lagen alle außerhalb des Signifikanzniveaus von -0,05 bis 0,05. Somit ist die Selbsteinschätzung der Patienten kein verlässlicher Parameter für die tatsächlich erzielten Ergebnisse im Riechschwellen- und Schmecktest. 56 Tabelle 7: Diese Tabelle zeigt die Korrelationskoeffizienten (Kendall‘s Tau) und die zum Koeffizienten gehörigen p-Werte zwischen den Ergebnissen des Riechschwellentests und der Schmecktest ohne Prothese (OP) und mit Prothese (MP) und der subjektiven Einschätzung der Riech- und Schmeckfähigkeiten der Probanden. Keine Korrelation war signifikant (vgl. Spalte „p“). Ergebnis Testung Ergebnis Fragebogen Kendall‘s Tau p Riechschwelle OP Riechen subjektiv 0,19 0,24 Süß OP Süß subjektiv 0,17 0,29 Salzig OP Salzig subjektiv -0,20 0,20 Sauer OP Sauer subjektiv 0,05 0,74 Bitter OP Bitter subjektiv -0,10 0,55 Riechschwelle MP Riechen subjektiv 0,15 0,22 Süß MP Süß subjektiv 0,23 0,07 Salzig MP Salzig subjektiv -0,10 0,38 Sauer MP Sauer subjektiv 0,07 0,56 Bitter MP Bitter subjektiv -0,15 0,23 57 3.6 Vergleich der Ergebnisse des Riechschwellentests mit Normdatenkollektiv von Hummel et al. 2007 Hummel et al. erhoben für den Sniffin‘ Sticks-Test Normdaten von einem 3 282 Personen umfassenden Probandenkollektiv (Hummel et al., 2007). Bezüglich des Riechschwellentests liegen aus dieser Publikation Daten von 289 Probanden über 55 Jahre vor. Hiervon sind 147 Frauen (50,9%) und 142 Männer (49,1%). Das in der vorliegenden Arbeit untersuchte Patientenkollektiv besteht zu 44% aus Frauen und zu 56% aus Männern. Somit ist hinsichtlich der Geschlechtsverteilung eine gute Vergleichbarkeit gegeben. Hummel et al. machen keine Aussage über das Durchschnittsalter ihrer Studienteilnehmer. Das Durchschnittsalter des in der vorliegenden Studie untersuchten Patientenkollektivs betrug 71,6 Jahre. Zwischen der 25. und 75. Perzentile lagen die erhobenen Ergebnisse im Wesentlichen im Bereich der Daten des Normkollektivs. Allerdings zeigte sich für OP eine leicht höhere Punktzahl als im Normkollektiv und für MP eine leicht niedrigere Punktzahl als im Normkollektiv. In den Randbereichen bis zur 25. bzw. über der 75. Perzentile wichen die Messergebnisse stark von denen des Normkollektivs ab. Es wurden die Gesamtheit, also Männer und Frauen, der jeweiligen Kollektive miteinander verglichen. Abbildung 12: Vergleich mit den Normwerten vom Hummel et al. 2007 Die Grafik zeigt die Verteilung der Punkte der Gesamtergebnisse des Riech- schwellentests mit den Sniffin‘ Sticks MP( )und OP ( ) auf den Perzentilen (0, 5, 10, 25, 50, 75, 90, 95, 100) im Vergleich mit verfügbaren Normdaten aus Hummel et al. 2007 ( ). OP = ohne Prothese; MP = mit Prothese. 58 3.7 Vergleich der Ergebnisse des Taste Strips-Tests mit Normdaten von Mueller et al. 2003 und Landis et al. 2009 Für die in dieser Studie verwendeten Taste Strips existieren Normdaten aus zwei klinischen Reihentestungen. Mueller et al. testeten 69 Probanden (36 weiblich und 33 männlich, 15 - 75 Jahre alt, im Mittel 29 Jahre alt) analog zu vorliegenden Studie mit einer Ganzmundtestung (Mueller et al., 2003). Landis et al. führten bei insgesamt 55 Frauen und 51 Männern über 60 Jahren eine seitengetrennte Testung der Zunge mittels den Taste Strips durch (Landis et al., 2009). Um diese Daten mit den Daten dieser Studie zu vergleichen, wurden die Punktwerte von Landis halbiert. Der Median des Alters unseres Kollektivs betrug 73,0 Jahre (IQR25-75 = 66,0 - 76,0). Da beide Publikationen keine kompletten Datensätze zur Verfügung stellten, wurde die Verteilung der Daten anhand der Perzentilen mit Ergebnissen OP und MP verglichen. (vgl. Abb. 13). Es zeigte sich, dass die 25., 50. und 75. Perzentile der Testung MP nah an den Daten von Landis et al. lagen. OP lagen die gemessenen Ergebnisse über den erreichten Punktzahlen von Landis et al., aber unter den Ergebnissen des wesentlich jüngeren Kollektivs von Mueller et al. 59 Abbildung 13: Vergleich der Ergebnisse des Taste Strips-Tests mit Normdaten Mueller et al. 2003 und Landis et al. 2009 Die Grafik zeigt die Verteilung der Punkte MP( )und OP ( ) auf den Perzentilen (5,10, 25, 50, 75, 90, 95) im Vergleich mit verfügbaren Normdaten aus Mueller et al 2003 ( ) und Landis et al. 2009 ( ). Die Daten von Landis et al. wurden in der originalen Publikation aus einer bilateralen Testung generiert. Zum Vergleich mit den in unserer Studie erhobenen Daten wurden die Werte aus Landis et al. halbiert. Mueller et al gaben in ihrer Publikation die Perzentilen 5,10, 50, 90, 95 an; Landis et al. die Perzentilen 10, 25, 50, 75, 90. OP = ohne Prothese; MP = mit Prothese 60 4 Diskussion In der vorliegenden Studie zeigt sich intraindividuell, dass das Tragen von Zahnprothesen sowohl den Riechschwellenwert als die Werte des Schmeckttests („Taste Strips“) signifikant herabsetzt. Werden die einzelnen Schmeckqualitäten separat angeschaut, zeigt sich ein herabgesetztes Schmeckvermögen bei den Qualitäten „bitter“ und „salzig“, nicht jedoch bei den Qualitäten „süß“ und „sauer“. Zusätzlich zu der Verbesserung der Ergebnisse OP im Vergleich zu MP im intraindividuellen Setting zeigte sich auch im Vergleich zu den Normdaten- kollektiven von Hummel und Landis bei graphisch deskriptiver Betrachtung die Tendenz, dass die Messergebnisse OP besser waren als die des Norm- kollektivs. Aufgrund der nicht vorliegenden Rohdatensätze der Arbeiten von Hummel, Müller und Landis konnte kein statistischer Vergleich durchgeführt werden. Aus den genannten Publikationen geht nicht hervor, ob Zahn- prothesenträger unter den Probanden waren. Allerdings wurde dies nicht als Ausschlusskriterium aufgeführt, und somit ist davon auszugehen, dass in den von Hummel und Landis untersuchten Altersgruppen (> 55 Jahre und > 60 Jah- re) auch Zahnprothesenträger vorhanden waren. 4.1 Mögliche Ursachen für Änderungen des Schmeckvermögens bei Zahnprothesenträgern 4.1.1 Orale Temperaturveränderungen durch Zahnprothesen Es ist eine Vielzahl von Mechanismen denkbar, wie Zahnprothesen die olfaktorische-gustatorische Wahrnehmung beeinflussen können. Es wird angenommen, dass das Tragen einer gaumenbedeckenden Zahnprothese zu einer Temperaturerhöhung unter deren Deckplatte und im gesamten Mundraum (Maeda et al., 1979) führen kann. Temperaturänderungen der Prothesendeckplatte werden nachweislich auf die Gaumenschleimhaut übertragen, wobei dieser Effekt je nach verwendetem Material unterschiedlich ausgeprägt ist (Kapur et al., 1981). Die Temperatur wiederum scheint einen Einfluss auf die Perzeption des Schmeckvermögens zu haben (Kim et al., 2015; Talavera et al., 2006). Verschiedene Temperaturen führen zu unterschiedlich starker nervaler 61 Erregung bei Stimulierung der Schmeckrezeptoren. Es konnte im Maus- Experiment nachgewiesen werden, dass die durch Stimulation der Rezeptoren TRPM5 und TRPM4 ausgelöste Erregung der nachgeschalteten afferenten Schmeckfasern desto stärker ausfiel, je höher die Temperatur eingestellt wurde (Talavera et al., 2005). TRPM4 und TRPM5 sind für die Rezeption von süßen Schmeckstimuli verantwortlich. Allerdings scheinen solche temperaturabhängigen Effekte von Schmeckqualität zu Schmeckqualität und Schmeckstoff zu Schmeckstoff unterschiedlich ausgeprägt zu sein. Elektrogustometrische Messungen konnten ebenfalls eine Temperaturabhängigkeit der nervalen Erregung durch süße und zusätzlich durch salzige Stimuli nachweisen (Li et al., 2015). Interessanterweise war die Veränderung der nervalen Antwort auf süße Stimuli bei fallender Temperatur (von 35°C auf 25°C) nur gering ausgeprägt. Diese Beobachtung spiegelt sich ebenfalls in der durchgeführten Testung wieder, bei welcher nach dem Herausnehmen der Prothese eine Abkühlung der oralen Mukosa postuliert werden kann. Es konnte kein Unterschied beim Schmecken der Schmeck- qualität „süß“ MP und OP nachgewiesen werden. Bei salzigen Stimuli in gekühlter Form reichte eine niedrigere Konzentration um nervale Antworten zu evozieren, was wiederum die in dieser Studie beobach- teten besseren Messergebnisse ohne Prothese für die Schmeckqualität „salzig“ erklären könnte. Askwith et al.(2001) zeigten auch auf Rezeptorebene eine Temperaturabhängigkeit von EnaC-Kanälen, was durch mehrere Arbeiten bestätigt wurde (Awayda et al., 2004; Chraïbi et al., 2003). Der Einstrom von Na+-Ionen war bei niedrigeren Temperaturen höher als bei wärmeren Temperaturen. EnaC-Kanäle spielen nachgewiesenermaßen eine entscheidende Rolle bei der Perzeption von salzigen Schmeckstimuli. Fujiyama et al. (2017) konnten letztlich auch klinisch bei einem Kollektiv von 249 jungen, gesunden Probanden eine Verbesserung der Schmeckwahr- nehmung für gekühlte Stimuli für alle Schmeckqualitäten nachweisen. Im Umkehrschluss zu der Beobachtung, dass niedrigere Temperaturen mit verbesserter Schmeckwahrnehmung einhergehen, könnte eine Temperaturerhöhung unter der Deckplatte von Zahnprothesen für die schlechtere Schmeckwahrnehmung von Zahnprothesenträgern verantwortlich sein. 62 Auch ohne Stimulation von Schmeckrezeptoren führen Temperaturveränderungen im Mund zu Schmeckeindrücken. So führen eine Erwärmung der Schleimhaut zu eher „süßen“ Assoziationen und eine Kühlung der Schleimhaut zu „salzig-sauren“ Eindrücken (Cruz und Green, 2000). Eine erhöhte Temperatur unter der Gaumenplatte der Prothesen wäre zum einen durch den Stau der von der Schleimhaut ausgehenden Körperwärme zu erklären. Zum anderen könnten aber auch zusätzliche Faktoren, wie Entzündungen kleinster, durch die Prothesenplatte verursachte Läsionen oder durch simplen mechanischen Druck provozierte lokale Hyperämien zu einer Temperaturerhöhung führen (Dorey et al., 1985). Andere Untersuchungen zur Durch