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Foto: © freshidea - Fotolia

Obwohl Fluoride für unsere Zähne wichtig sind, haben sie doch in einer zu großen Menge eine toxische Wirkung. Je nach Art des Fluorids ist diese verschieden stark ausgeprägt. Einzellige Bakterien sind unseren Körperzellen dahingehend einen Schritt voraus, dass sie es schaffen, sich vor der Toxizität zu schützen. Wie ihnen das gelingt, haben Forscher der Brandeis Universität untersucht.

Bereits 2013 entdeckte die Arbeitsgruppe um Christopher Miller¹, dass es in diesen Einzellern bestimmte Kanäle gibt, die die Fluoridmenge in den Zellen regeln. Diese sogenannten Fluc-Ionenkanäle (F^–-Kanäle) vermitteln eine „Abwärtsbewegung“ der Fluoride entlang eines Konzentrationsgefälles, während Fluorid-/Wasserstoff-Antiporter aktiv Fluorid aus der Zelle „aufwärts“ aus ihr hinauspumpen.

Wie die Gruppe um Miller herausfand, sammelt sich Fluorid in E. Coli, wenn kein Fluc vorhanden und die Umgebung bzw. das Medium sauer ist. Fluorid kann dann als Fluorwasserstoffsäure leicht die Zellmembran durchdringen. In der Zelle wird die Flusssäure wegen der geringeren Acidität neutralisiert, sodass Fluoridionen zurückbleiben. Fluc stellt ein Fluchtmittel für die hoch geladenen Fluoridionen dar. Wie die Forscher ebenfalls berichten, wurde die Vermehrung der Bakterien durch die Aussetzung großer Mengen von Fluorid eingestellt. So könnte ein gezieltes Stilllegen der Fluc-Kanäle mit Antibiotika eine effektive Möglichkeit darstellen, ein Bakterienwachstum zu verlangsamen.

¹ Bacterial fluoride resistance, Fluc channels, and the weak acid accumulation effect, Chunhui Ji, Randy B. Stockbridge, Christopher Miller, Department of Biochemistry and Howard Hughes Medical Institute, Brandeis University, Waltham, MA 02453, doi: 10.1085/jgp.201411243.