Middelalderjyder havde blødende gummer og tandkødsbetændelse
Utrolig teknologi har for første gang gjort det muligt at finde ud af, nøjagtig hvilke bakterier der fandtes i munden på mennesker, der har været døde i hundredvis af år.
Proteinanalyser tænder tandsten kemi arkæologi

Utroligt nok kan tænderne på skeletter afsløre, hvad fortidens mennesker fejlede, mens de levede. Her ses et kranium fra Tjærby. (Foto: Museum Østjylland)

21 jyske landsbyboere har fået undersøgt deres tænder. Jyderne har dog ikke selv fået det store ud af undersøgelserne, eftersom de ikke har været i live i mellem 500 og 1.000 år.

I et nyt studie har danske og engelske forskere undersøgt tandsættet hos 21 skeletter ved hjælp af meget detaljerede analyser af proteiner, som kan afsløre, hvilke bakterier fortidsmenneskene havde i munden, da de stadig levede.

Analyserne kan give en række informationer om hver enkelt person, som arkæologer ellers ikke ville kunne opnå. Eksempelvis, at en stor del af de 21 bøvlede med blødende gummer og slem tandkødsbetændelse. Men også at der var meget stor forskel på sundhedstilstanden hos de enkelte.

»I dette studie har vi som de første i verden rekonstrueret helbredstilstanden på individbasis hos mennesker, der har været døde i meget lang tid, alene ud fra proteiner i deres tandsten. Vi giver på den måde et meget præcist indblik i fortidens folkesundhed,« siger kemiker Enrico Cappellini, som er forfatter på et nyt studie om resultaterne, til Videnskab.dk.

Studiet er publiceret i tidsskriftet Nature Communications.

Bygger videre på gennembrud

Det nye studie bygger videre på et gennembrud, som Enrico Cappellini og forskerkollegaer stod bag i 2014: Dengang viste de for første gang – i 4 middelaldermunke – at det kunne lade sig gøre at måle proteiner i meget gamle tænder.

Proteiner er en af livets basale byggesten, og de kan – ligesom gener og DNA – fortælle en masse om en levende organisme. På en måde kan man sige, at proteiner og DNA er to sider af samme sag, idet DNA’et koder for, hvilke proteiner der skal komme til udtryk i cellerne.

Tandsten er en tidkapsel

Forskerne har udnyttet, at folk i middelalderen sjældent børstede tænder og derfor havde tendens til at udvikle et solidt lag tandsten.

Tandsten er et hårdt lag af mineraler, som dannes af mundhulens bakterieflora, spyt og madrester, og som nærmest kan sammenlignes med en tidkapsel:

Over tid bevarer tandsten et bredt udvalg af molekyler fra mennesker, bakterier og fødevarer i et beskyttende panser og udgør på den måde et skattekammer af viden om den enkeltes liv og levned.

Forskellen er, at DNA-kæder falder fra hinanden meget hurtigere end proteiner, og derfor er forskerne de senere år blevet mere og mere interesserede i, hvad de kan sige ud fra proteinanalyser.

I munkestudiet lykkedes det forskerne at identificere en stor mængde proteiner og afsløre 40 bakterier, som man ved spiller en rolle i forskellige mund- og tandsygdomme. I det nye studie har de videreudviklet metoden og taget analysen til et nyt niveau.

»Det har været udfordrende«

Forskerne har identificeret hele 3.671 proteingrupper og 220 bakteriearter i de 21 skeletter, som stammer fra Tjærby, lidt uden for Randers.

Ud fra resultaterne kan de tydeligt se forskelle i sundhedstilstanden hos de forskellige personer, fortæller Jesper Velgaard Olsen, som også er forfatter på det nye studie og var involveret i 2014-studiet.

»Det er første gang, at vi har kunnet sammenligne mellem prøver og sige, hvor mange flere proteiner der i den ene tand i forhold til den anden. Det har man aldrig kunnet før i så gamle prøver, som selvfølgelig ikke er i lige så god stand som moderne tænder,« fortsætter professor Jesper Velgaard Olsen, som har stået for store dele af analysearbejdet og været med til at videreudvikle de eksisterende metoder, til Videnskab.dk.

»Det har været udfordrende og har krævet en hel del udvikling af de forhåndenværende teknologier,« siger professoren, som arbejder ved Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research på Københavns Universitet.

Jyderne har haft ondt i munden

Resultaterne af proteinanalyserne i skeletternes tænder afslørede blandt andet, at de 21 personer klart fordelte sig i to grupper:

  • En gruppe med en nogenlunde sund mundhygiejne, som på flere måder minder om en nutidig sund mundhygiejne. Det kan du læse mere om i boksen under artiklen.
  • Og en gruppe, som bar flere bakterier, som vi i dag kender fra forskellige mundsygdomme.
    Eksempelvis bakterien ’Porphyromonas’, som angriber gummerne og er kendt for at være koblet til svær paradentose; en højst ubehagelig betændelsestilstand i den knogle, tandens rod sidder fast i, som får tandkødet til at hæve og bløde.

Selvom bakteriesammensætningen er en indirekte måde at måle en persons sundhedsstatus på, fortæller det stadig en del om, hvordan disse mennesker har haft det, forklarer Jesper Velgaard Olsen.

»Man kan ikke sige, at så har de med sikkerhed været syge. Men vi måler ikke kun på sammensætningen af proteiner, men også på mængden, og tandsten bliver dannet over tid, så når den ene gruppe har så mange flere af de her bakterier end den anden, kan vi ikke andet end konkludere, at de har haft problemer, mens de levede,« siger han.

Samme vurdering lyder fra en forsker, som har læst, men ikke deltaget i det nye studie.

»De har haft det rigtig skidt i deres mund. Der er flere proteiner, som tyder på, at der har været en sygdomstilstand,« siger professor Ole Nørregaard Jensen, som selv arbejder med bakterier og proteinanalyse, til Videnskab.dk.

Giver nye muligheder inden for arkæologien

Ifølge Ole Nørregaard Jensen er der tale om et »veludført« studie med et omfattende datasæt.

»På den tekniske side har de optimeret metoden, så de kan identificere tusindvis af proteiner i gamle prøver. I forhold til tidligere er det en forbedring på hundredvis af proteiner,« siger Ole Nørregaard Jensen, som arbejder på Institut for Biokemi og Molekylær Biologi på Syddansk Universitet.

Proteinanalyser giver et nyt perspektiv på eksempelvis gamle knogler som tænder og kan give helt nye informationer i forhold til andre målemetoder, mener han.

»Det er meget interessant og spændende, at man kan gå tilbage i tiden og se, hvordan folk har haft det ud fra deres mundhygiejne. De skriver faktisk også, at de har fundet proteiner fra fødevarer, som de her mennesker har indtaget. Det giver alt sammen helt nye muligheder inden for arkæologien.«

Var glade for mælk og havre

De fødevareproteiner, som forskerne finder i tænderne fra de 21 mennesker, viser, at der er tale om en gruppe, der har været særdeles glad for at drikke mælk og spise havre. Forskerne kan endda udpege, hvilke proteiner der stammer fra gedemælk, og hvilke der stammer fra komælk.

»Jeg synes, at det er fantastisk, at det kan lade sig gøre at analysere nogle gamle tænder og se, at en mand fra middelalderen har drukket mælk fra en ko,« siger Jesper Velgaard Olsen.

Alt i alt er der dog ikke noget specielt overraskende ved, at der er nogle mennesker, der er mere raske end andre, og at nogle har drukket gedemælk, mens andre har drukket mælk fra køer. På mange måder er resultaterne fra det nye studie ganske forventelige.

Og det er netop en af pointerne og en styrke ved forskningen, fortæller Enrico Cappellini.


Tjærby er helt almindelig

De 21 skeletter i det nye studie stammer fra landsbyen Tjærby, som ligger nord for Randers. I middelalderen havde Tjærby en tilhørende kirke og kirkegård, som blev brugt aktivt fra starten af 1000-tallet til omkring år 1536.

Gennem tiden har arkæologerne undersøgt omkring 1.200 grave på kirkegården, og det omfattende datamateriale falder på alle måder ind under kategorien ’klassisk middelalder’, lyder det fra Inger Marie Hyldgaard. Hun er arkæolog ved Randers Museum og har stået i spidsen for udgravningerne.

»Der er tale om en meget ensartet gruppe mennesker med meget små variationer imellem sig. Det er skeletter uden videre dikkedarer,« siger Inger Marie Hyldgaard til Videnskab.dk.

Der er intet særligt ved Tjærby

Når man arbejder med en ny metode for første gang, er det nemlig vigtigt, at man holder antallet af forskellige variable til et minimum og sørger for at arbejde med et solidt datamateriale.

Hvis de 21 jyder havde været helt ekstraordinære for dansk middelalder - hvis de for eksempel havde været kannibaler - kunne det være sværere at udbrede metoden, fortæller Enrico Cappellini.

»Vi præsenterer vores resultater i en meget kontrolleret kontekst. Der er intet særligt ved den, og derfor kan vores tilgang fremover bruges som model for andre kontekster og endnu længere tilbage i tiden,« siger han.

Det er altså en stor fordel, at de 21 skeletter alle stammer fra en fuldstændig gennemsnitlig middelalderlig landsby med en fuldstændig gennemsnitlig landsbykirkegård, som tidligere er blevet dokumenteret og undersøgt på kryds og tværs.

Metoderne rykker sig hurtigt

Forskerne mener selv, at de med deres nye studie viser, at proteinanalyser har potentiale til at lave mere detaljerede rekonstruktioner af menneskers sundhed i arkæologiske befolkningsgrupper.

Ole Nørregaard Jensen fra Syddansk Universitet er enig:

»Det her studie er endnu et skridt på vejen til at vise, hvor imponerende metoderne er, hvor hurtigt de rykker sig, og hvor meget indsigt proteiner kan give os i, hvad der skete for tusindvis af år siden.«

Sammenlignede med moderne munde
Proteinanalyser tænder tandsten kemi arkæologi

Måske sidder 'sunde' munde på mennesker med et mere aktivt immunforsvar? (Foto: Shutterstock)

For at få et bedre billede af, hvad en ’sund’ mundhygiejne egentlig vil sige, sammenlignede forskerne også deres resultater med bakteriesammensætningen fra 7 nulevende personer.

Ingen af de 21 jyder fra middelalderen havde decideret sund mundhygiejne, understreger Enrico Cappellini. Den ene halvdel af gruppen var dog klart bedre stillet end den anden.

Det interessante var, at den 'sundere' halvdel faktisk på flere måder mindede om den nulevende kontrolgruppe. I den udstrækning det nu er muligt, når man aldrig børster bisser.

»Det er jo super spændende, at vi finder nogle af de samme bakterier, som vi kender i dag. Det kan fortælle os, hvilke bakterier, der har overlevet de sidste 500 år, selvom vi har ændret markant på vores kost i den mellemliggende tid,« siger Jesper Velgaard Olsen.

Samtidig var det interessant at se, at de ’sunde’ personer bar på en del bakterier, som indikerer, at deres immunforsvar har været i fuld gang med at bekæmpe betændelsestilstande i kroppen, tilføjer han.

»Vi tolker det sådan, at det nok er fordi de har haft et mere aktivt immunforsvar og har været bedre til at bekæmpe betændelse,« siger Jesper Velgaard Olsen.

Massespektrometri vs. CT-skanning
Proteinanalyser tænder tandsten kemi arkæologi

Proteiner og DNA er to sider af samme sag, idet DNA’et koder for, hvilke proteiner der skal komme til udtryk i cellerne. (Foto: Shutterstock)

I det nye studie har forskerne ligesom i 2014 benyttet sig af en teknik ved navn massespektrometri til at kortlægge proteinsekvenserne. Helt kort er der tale om en teknik, hvor man først slår proteinerne i stykker og derefter vejer stumperne og forsøger at regne ud, hvilken proteinsekvens man sidder med.

Denne gang har de dog udvidet analysen og sammenlignet deres resultater med de resultater, man tidligere har kunnet opnå ved hjælp af mere klassiske analysemetoder som eksempelvis CT-skanning.

CT-skanning er en type avanceret røntgen, som tager billeder, men ikke kan sige noget om den molekylære opbygning.

»Ud fra CT-skanningen var det slet ikke til at se, at der skulle være forskel rent sundhedsmæssigt på de 21 skeletter. De bar slet ikke spor efter orale infektioner. Med proteinanalyser kunne vi tydeligt se, at der var forskel på dem,« siger Enrico Cappellini.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.