Es sitzt das Lätzchen, der Motor schnurrt, der Stuhl fährt langsam zurück. Meine Zahnärztin beugt sich mit ihrer Lupenbrille über mich und setzt den Bohrer an. Ich, selig betäubt, erinnere mich an die Neandertaler. Genauer: an Neandertalerzähne. Noch genauer: an detailgetreue, enorm vergrößerte Modelle von Neandertalerzähnen. Von denen habe ich am Max-Planck-Institut für Evolutionäre Anthropologie in Leipzig eine ganze Menge zu sehen bekommen, als ich dort für drei Monate als Reporterin die Arbeit der Wissenschaftler begleitet habe. Gut handtellergroß sind die Stücke, robuste Kloben aus gelbem, transparentem Kunststoff, Schicht für Schicht mit Präzision aus dem 3-D-Drucker gespuckt.

Diese Nachbildungen erlauben wertvolle Einblicke. Sie basieren auf Mikro-CT-Scans, Röntgenbildern aus einem hochauflösenden Computertomografen, deshalb ist nicht nur die äußere, sondern auch die innere Struktur des Zahns sichtbar. Ganz innen liegt die Pulpahöhle. Selbst in der starken Vergrößerung des Modells ist sie im Bereich der Zahnwurzel nur wenige Millimeter dick. Zu diesem zarten Gebilde ist meine Zahnärztin gerade mit ihrem Bohrer unterwegs.

Der Eingriff kommt nicht aus heiterem Himmel. Eine Woche vorher saß ich schon einmal in diesem Stuhl, wegen diffuser, aber anhaltender Schmerzen im Unterkiefer. Die üblichen Prozeduren – Kältetest, Klopftest, Röntgen – ergaben kein eindeutiges Bild. "Weiter beobachten", sagte meine Zahnärztin, "und wenn es schlimmer wird, dann kommen Sie sofort wieder." Es wurde schlimmer. Ein exquisiter Schmerz, der die ganze Kopfhälfte einnahm und sich rund ums Ohr wand wie eine dieser osteuropäischen Zopffrisuren, nur innen. Jetzt ist auch der Befund eindeutig: Der Ausgangspunkt des Schmerzes liegt unten rechts, im Backenzahn 47 ("vier sieben" sagt die Zahnärztin), an der äußersten Spitze der Zahnwurzel, am Ende der schmalen Pulpahöhle.

Die Pulpa ist das belebte Innere des Zahns – Nerven, Blutbahnen, was man so braucht. Alles auf engstem Raum, umschlossen von unbelebtem Zahnbein, dem Dentin. Ganz außen liegt an der Wurzel der Zahnzement, oben in der Krone der harte Zahnschmelz. Eine solide Hülle. Von der Pulpa ins Dentin hinein verlaufen winzige Kanälchen, nur ein, zwei Mikrometer im Durchmesser. Die Kanälchen sind mit Flüssigkeit gefüllt, und die zieht sich, wenn man mit etwas sehr Kaltem an den Zahn kommt, Vanilleeis etwa oder einem mit Eisspray präparierten Wattebausch, schlagartig zusammen und reißt dabei die Natriumkanäle an den Nervenenden in der Pulpa auf, was einen Nervenimpuls auslöst und damit einen scharfen Schmerz. Wenn das passiert, ist alles in Ordnung. Der Zahn ist gesund, oder zumindest "vital", wie die Zahnärzte sagen.

Dieses ganze fein ziselierte System wird meine Zahnärztin jetzt herausrupfen. Was am Stück nicht mitkommt, wird sorgfältig ausgefeilt. Nichts darf übrig bleiben. Denn meine Pulpa ist hin.

Als die Zahnärztin sich schon durch Schmelz und Dentin hindurchgebohrt hat und dabei ist, die Pulpahöhle zu öffnen, hält sie noch einmal inne: "Das kann jetzt gleich ein bisschen riechen." Ich nicke ergeben und begreife erst ein paar Augenblicke später die Tragweite dieser Warnung, als es aus meiner winzigen Pulpahöhle anfängt zu stinken wie aus einem Klärwerk. Ich kann das erklären. Die Bakterien waren es. Und zwar anaerobe, also solche, die ohne Sauerstoff auskommen und die Gase wie Ammoniak und Schwefelwasserstoff oder auch Buttersäure abgeben, deren Geruch wir ansonsten von Güllewagen, Fürzen, faulen Eiern oder Erbrochenem kennen.

"Gangrän", sagt meine Zahnärztin. Durch meinen betäubten Schädel flackern in schneller Folge: Wundbrand, Erster Weltkrieg, Beine ab ... Ganz so schlimm ist es nicht, aber auf ihre Weise ist auch meine winzige Pulpahöhle so etwas wie ein Schlachtfeld.

Während ich noch ahnungslos Vanilleeis gegessen habe, hat sich mein Immunsystem schon seit Wochen, wahrscheinlich sogar Monaten oder Jahren mit den Bakterien in meinem Wurzelkanal herumgeschlagen. Es begann, wie so oft, mit kleinen Scharmützeln im Grenzgebiet, in den Dentinkanälchen, lange bevor die Bakterien überhaupt in der Pulpa ankamen.

In der Pulpa dann das gewohnte Zusammenspiel der Immunabwehr: Dendritische Zellen spüren auf, Lymphozyten zerstören, Makrophagen verschlingen die Trümmer und attackieren später selbst. Währenddessen steigt die Durchblutung an, rote Blutkörperchen stauen sich, es entstehen winzige lokale Infarkte, das Gewebe stirbt ab, und die Entzündung wandert weiter in die umliegenden Gebiete. "Flächenbrand" würden die Kriegsberichterstatter sagen.

Und je weiter sich die Entzündung ausdehnt, desto größer wird das Volumen an Zellen, Flüssigkeiten, Abfallprodukten. Anderswo im Körper würde sich das alles einfach verteilen, aber in der starren Zahnhülle gibt es keine Ausweichmöglichkeit. Der Druck steigt immer weiter und überträgt sich schließlich auch auf die Nervenzellen, die aus dem Zahn durch die Zahnwurzel ins Gehirn führen. So ist der Schmerz entstanden, der mich schließlich zum Zahnarzt getrieben hat – aber da war die Schlacht in der Pulpa schon verloren. Für beide Seiten übrigens. Die Pulpa ist tot. Und die Bakterien sind ihr Siedlungsgebiet los.

Nicht, dass die Zahnwurzel unter Bakterien als besonders begehrte Wohnlage gelten würde. Nur wenige Spezialisten wagen sich in dieses Milieu vor. Den Weg bereitet meistens eine Karies.

In der Mundhöhle lebt eine Vielfalt von Bakterienarten, auch bei Gesunden, das ist ganz normal. Im Gegensatz zu Schleimhäuten und Zunge sind die Zähne mit ihren glatten Oberflächen für Bakterien relativ schwieriges Terrain. Trotzdem bescheren die Bazillen uns jeden Morgen aufs Neue einen frischen Zahnbelag. "Biofilm", sagen die Mikrobiologen. Und denken Sie jetzt nicht an "Tesa", denken Sie an "Korallenriff". Denn der profane Zahnbelag ist eine hochkomplexe Lebensgemeinschaft mit Hunderten von Arten.

Wie in einem Korallenriff gibt es Spezialisten, die sich an den unwirtlichen Untergrund anheften können. Sie bereiten den Lebensraum für andere Arten, die sie im Gegenzug mit Futter versorgen. Dazwischen gibt es frei bewegliche Spezies, die von den Abfallprodukten anderer leben, manche sind auch räuberisch unterwegs und fressen andere Bakterien. Und weil Zähne nicht wie alle übrigen Oberflächen im Körper regelmäßig erneuert werden, kann sich hier eines der vielfältigsten und differenziertesten Mikrobiome ausbilden, die wir kennen. Diese bunte Vielfalt an Bakterien ist auch der Grund, warum man gegen Karies nicht einfach impfen kann.

Karies entsteht, wenn bestimmte Bakterien im Mund überhand nehmen. Streptococcus mutans zum Beispiel liebt Zucker. Bei dessen Abbau entstehen organische Säuren, und die greifen den Zahnschmelz an. Mit der Zeit entstehen Löcher, durch die dann andere Bakterien in den Zahn eindringen können. Und je mehr Zucker in der Nahrung oder je kürzer die Pausen, zum Beispiel weil wir dauernd süße Brause trinken, desto mehr Streptococcus, desto mehr Säure, desto mehr Karies.

Man kann gegen einzelne Arten wie Streptococcus mutans vorgehen, aber: Selbst wenn es gelingt, eine Art auszuschalten – in der Bakterienkultur in der Mundhöhle gibt es genug andere Kandidaten, die den Job sofort übernehmen können. Und auch das Verdrängen von "bösen" Bakterien durch "gute" Bakterien funktioniert bisher nicht überzeugend. Die beste Methode ist immer noch Putzen (siehe nächste Seite). Damit ist es immerhin gelungen, die Zahl der Karieserkrankungen in Deutschland in den letzten 30 Jahren um 90 Prozent zu reduzieren, von im Schnitt acht bis neun befallenen Zähnen bei Zwölfjährigen auf 0,7.

Karies ist übrigens keine Zivilisationskrankheit, sondern es gab sie schon bei Frühmenschen und Neandertalern. Und eine neue Studie aus Marokko belegt, dass es auch unter Sammlern und Jägern im Jungpleistozän, also deutlich vor der Entwicklung der Landwirtschaft und der damit verbundenen Umstellung auf kohlehydratreiche Nahrung, schon Populationen gab, in denen Karies ähnlich stark verbreitet war wie in modernen Industriegesellschaften.

Doch auch wenn Karies nicht neu ist und Bakterien im Mund seit Jahrtausenden zum Inventar gehören – in der Zahnwurzel sind sie auf jeden Fall unerwünscht. Erst recht, wenn die gesamte Pulpa und damit auch das körpereigene Abwehrsystem fehlt, wie im Fall meines Backenzahns 47. Die nächsten Sitzungen bei der Zahnärztin haben darum nur einen Zweck: die Zahnwurzel keimfrei zu kriegen.

Das geht in mehreren Etappen, die eindrucksvollste ist die Behandlung mit ChKM, Chlorphenol-Kampfer-Menthol. Als meine Zahnärztin das Fläschchen öffnet, schlägt uns beißender Geruch entgegen. "Das hat was Reinigendes", sagt sie. Schon Anfang des vorigen Jahrhunderts erfunden, wird der strenge Mix bis heute eingesetzt, vor allem wegen seiner Kriecheigenschaften. Kein anderes Mittel dringt so gut in die äußersten Ritzen der Zahnhöhle vor wie diese alte Rezeptur.

Zwei Wochen später ist auch das letzte Leben aus meinem Wurzelkanal gewichen. Zeit für die Wurzelfüllung. Dazu muss als Erstes eine Paste aus Zinkoxid, Zement und Nelkenöl ("Heute macht man das ja ohne Formaldehyd", sagt meine Zahnärztin) bis in die Wurzelspitze gebracht werden. Der Wurzelkanal ist aber so eng, dass Sie da nicht mal Wasser ohne Hilfsmittel reinkriegen, von zäher Zinkpaste ganz zu schweigen. Darum erfand 1928 der französische Pionier der Zahnmedizin, Henri Lentulo, einen speziellen Wurzelfüller, der bis heute im Einsatz ist. Der Lentulo ist eine winzige Spirale mit Linksgewinde, mit der man zähe Pasten in enge Hohlräume "einrotieren" kann. Aber auch mit Spezialwerkzeug bleibt das Ganze ein ziemliches Gefummel.

Und dabei müssen Zahnwurzeln ja nicht unbedingt sein. Es gibt äußerst effektive Beißer, die sehr gut ohne Zahnwurzeln auskommen – Haie zum Beispiel. Sie schnappen ihre Nahrung und halten sie mit den Zähnen fest, eisern und mit großer Kraft. Kauen können sie nicht. Müssen sie auch nicht. Die Nahrung wird einfach im Ganzen verschluckt und erst im Verdauungssystem verarbeitet. Säugetiere dagegen kauen. Manche mehr (Pflanzenfresser), andere weniger (Fleischfresser). Aber gekaut wird immer.

Beim Kauen kommt zum Zubeißen und Festhalten das Mahlen der Nahrung hinzu, zu senkrecht wirkenden Kräften also zum Teil recht beachtliche Kräfte von der Seite. Damit das geht, müssen die Zähne fest im Knochen sitzen. Die verzweigten Wurzeln vergrößern die Kontaktfläche und damit den Halt.

Dabei stecken die Zahnwurzeln nicht einfach in ihrem Knochenfach, sondern sind aufgehängt im Zahnhalteapparat, einem System von Kollagenbändern und anderen Geweben, das nicht nur die Zähne festhält und abfedert, sondern auch Sensoren enthält, die kleinste Zahnbewegungen messen können. Das ist wichtig, denn Kauen ist im Gegensatz zu Schnappen und Reißen ein ziemlich komplexes Unterfangen – und nicht ohne Risiken.

Kauen passiert scheinbar automatisch. Doch im Hintergrund läuft ein gut eingespieltes Koordinationsprogramm, das dafür sorgt, dass Kaumuskeln, Zungenbewegungen und Speichelfluss im Takt bleiben. Kleine Kinder müssen Kauen erst lernen. Die Beißkraft allein ist dabei nicht entscheidend. Es geht vielmehr um eine genaue Dosierung der Kräfte. Dazu braucht es im und um den Zahn herum Sensoren und Schaltkreise, die die jeweilige Belastung messen und die Kaubewegung laufend an die Materialeigenschaften der Nahrung anpassen.

Eine Nuss zum Beispiel ist erst hart, wird aber im Verlauf des Kauens zu kleinen Stücken und so weicher. Mit dem Brei muss ganz anders umgegangen werden als mit dem Ausgangsmaterial. Riskant wird es, wenn sich in der weichen Masse noch harte Teile verstecken. Wenn die mit der falschen Krafteinstellung zwischen die Zähne geraten, können sie ernste Schäden anrichten. In solchen Fällen greift der "Kirschkern-Reflex", bei dem alle Kaumuskeln schlagartig entspannt werden, um ein erneutes schmerzhaftes und womöglich fatales Zubeißen zu verhindern. Denn Säugetierzähne sind kostbar, sie wachsen bei Erwachsenen nicht nach. Ein Zahnverlust ist endgültig und muss, so lange es geht, vermieden werden.

Das ist auch die Philosophie der modernen Zahnmedizin. Zahnerhalt ist oberstes Gebot. Und hohle Zähne halten nicht lange. Darum stopft meine Zahnärztin jetzt dünne, schmiegsame Stifte aus dem Naturgummi Guttapercha in die Wurzeln meines 47. Wie alle Säugetiere habe auch ich an den unteren Backenzähnen je zwei Wurzelarme (und je drei an den oberen). Die Zahl der Wurzelarme ist evolutionär festgelegt, und das schon sehr lange. Die Form der Zähne und der Zahnwurzeln kann jedoch stark variieren und sagt einiges über unsere Lebensweise und über unsere Vorgeschichte aus.

Womit wir wieder bei den Neandertalern wären. Sie sind evolutionsbiologisch unsere Cousins und uns in vielem sehr ähnlich. In Sachen Zahnwurzel aber sind sie ganz anders veranlagt als wir. Bei den Neandertalern ist die Pulpa in den Backenzähnen stark vergrößert. Die Wurzelverzweigung rutscht dadurch weit nach unten, sodass die Wurzel eher aussieht wie eine lang gestreckte Pyramide oder sogar wie ein Zylinder. Das scheint zunächst ein Widerspruch, denn mit dieser Form sollte die Oberfläche und damit die Haltekraft geringer sein als bei modernen Menschen. Man weiß jedoch durch die Analyse von Isotopen und Abriebmustern auf der Zahnoberfläche sehr genau, dass Neandertaler als jagende Fleischfresser ganz oben in der Nahrungskette standen und große, harte Brocken kauen konnten, während unsere direkten Vorfahren sich eher von pflanzlicher Nahrung, Fisch und Meeresfrüchten ernährten.

Wie so oft in der Evolution darf man auch hier nicht ein Merkmal isoliert betrachten, sondern muss das Gesamtbild oder zumindest einen größeren Ausschnitt im Blick haben. Dann zeigt sich, dass die Zahnwurzeln der Neandertaler zwar weniger verzweigt waren als die heute lebender Menschen, aber auch, dass Neandertalerzähne nicht nur absolut größer waren, sondern auch deutlich längere Wurzeln hatten und damit für wesentlich höhere Beißkräfte ausgelegt waren als unsere.

Möglich ist auch, dass unsere relativ kleinen Zähne gar keine Anpassung an das Nahrungsangebot sind, sondern in Verbindung mit unserer veränderten Kopfform entstanden, also eher als Nebenprodukt. Verglichen mit den Neandertalern haben wir sehr kurze Kiefer. In denen ist kaum noch Platz für alle unsere Backenzähne (weshalb die Weisheitszähne in der allerletzten Ecke gelandet sind und oft gar nicht mehr vollständig ausgebildet werden). Damit die Zähne überhaupt noch irgendwie in die Kiefer passen, müssen sie kleiner sein. Das kann man sich erlauben, evolutionär gesehen, wenn man gleichzeitig Wege findet, die Nahrung außerhalb des Mundes zu zerkleinern oder so aufzubereiten, dass sie mit weniger Kraft zu beißen ist – wenn man also sein Gehirn für Dinge wie Feinmotorik und das Erfinden des Kochens und von Werkzeug benutzt.

Meine Zahnärztin nimmt mir das Lätzchen ab. Der Elektromotor schnurrt wieder, und ich stehe zum letzten Mal von ihrem Stuhl auf. Mein 47 ist – entkernt und frisch verfüllt – nur noch ein Schatten seiner selbst. Auch wenn sein Leben zu Ende ist, seine Geschichte ist es noch nicht, und ich verspreche: Ich werde gut zu ihm sein.

Die Autorin dankt dem Max-Planck-Institut für Evolutionäre Anthropologie in Leipzig, an dem sie drei Monate lang als Journalist in Residence die Arbeit der Forscher begleiten konnte.

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