Особенности биохимического состава слюны. Факторы, влияющие на состав слюны. рН слюны. Патология, вызываемая изменением рН

Слюна обладает pH от 5,6 до 7,6.^[1]Идеальный уровень pH для ротовой полости — выше 7. Чем выше кислотность, тем более благоприятная среда для развития микроорганизмов. Кислая среда возникает, например, после употребления богатой углеводами пищи. На 98,5 % и более состоит из воды, содержит соли различных кислот, микроэлементы и катионы некоторых щелочных металлов, муцин (формирует и склеивает пищевой комок), лизоцим (бактерицидный агент), ферменты амилазуи мальтазу, расщепляющие углеводы до олиго- и моносахаридов, а также другие ферменты, некоторые витамины. Также состав секрета слюнных желёз меняется в зависимости от характера раздражителя.

В более кислой среде слюна становится ненасыщенной, т.к. начинается процесс деминерализации эмали и > ее растворимость. При снижении рн от 6 до 5 степень насыщения ГАП снижается в 6,3 раза, а при > рн от 6 до 8 степень насыщения ГАП повышается почти в 100 раз. Активируются процессы минерализации тканей зуба, сниж-ся растворимость тк., образ-ся зубной камень.

Св-во растворимости эмали определяется константой произведения растворимости К(ПР). это величина характеризуется концентрацией и активностью катионов и анионов в слюне при контакте с ГАП. Она зависит от характера ионов К(ПР) зависит от рн слюны. В кислой среде при рн = 4 в слюне будет усиленный гидролиз соли СаН РО х2Н О -> Са и Н РО при рн = 6,0 – 6,2. К(ПР) определяется концентрацией ионов Са и НРО, поэтому соль будет гидролизоваться.

Са(НРО) х Н О, кот.идут на образование кристаллов ГАП, т.е. преобладает процесс минерализации. Расворимость эмали будет снижаться. Значит, перенасыщенность эмали ГАП явл-ся защитным механизмом, уравновешивающим процессы минерализации и деминерализации, что обеспечивает постоянство состава и структуры минерализ.тканей.

80.Биохимический состав зуба. Характеристика биохимических компонентов: белков, липидов, углеводов.

К таким тканям относятся эмаль, дентин, цемент зуба.

эмаль – эптодермального происхождения, а кость, цемент,

дентин – мезентимального происхождения, но, несмотря на это, все эти ткани имеют много общего, состоят из межклеточного вещества или матрицы, имеющего углеводно-белковую природу и большое количество минеральных веществ, в основном, представленных кристаллами апатитов.

Степень минерализации:

Эмаль –> дентин –> цемент –> кость.

В этих тканях следующее процентное содержание:

Минеральные вещества: Эмаль-95%; Дентин-70%; Цемент-50%; Кость-45%

Органические вещества: Эмаль-1 – 1,5%; Дентин-20%; Цемент -27%; Кость-30%

Вода: Эмаль-30%; Дентин-4%; Цемент-13%; Кость-25%.

Белки и углеводы входят в состав органич.матрицы. Все процессы реминерализации происходят на основе белковой матрицы. Большая часть представлена коллагеновыми белками. Они обладают способностью инициировать реминерализацию.

1. а) белки эмали – нерастворимы в кислотах, 0,9% ЭДТА. Они относятся к коллаген- и керамидо- подобным белкам с большим количеством сер, оксипролина, гли, лиз. Эти белки играют защитную ф-цию в процессе деминерализации. Не случайно в очаге деминерализации на ст.белого или пигментированного пятна кол-во этих белков > в 4 раза. Поэтому кариозное пятно в течение нескольних лет не превращается в кариозную полость, а иногда вообще не развивается кариес. У пожилых людей к кариесу > резистентность. б) кальцийсвязывающие белки эмали. КСБЭ. Содержат ионы Са в нейтральной и слабощелочной среде и способствуют проникновению Са из слюны в зуб и обратно. На долю белков А и Б приходится 0,9% от общей массы эмали.

2. Б.растворимые в воде не связанные с минеральными в-вами. Они не обладают сродством к минер.компонентам эмали, не могут образовывать комплексы. Таких белков 0,3%.

3. Своб.пептиды и отд.аминокислоты, такие как промин, гли, вал, оксипролин, сер. До 0,1%

1) ф-я защитная. Белки окружают кристалл. Предупреждают процесс деминерализации

2) белки инициируют минерализацию. Активно участвуют в этом процессе

3) обеспечивают минер.обмен в эмали и др.твердых тканях зуба.

Углеводы представлены полисахаридами: глюкоза, галактоза, фруктоза, гликоген. Дисахариды нах-ся в свободной форме, а образуются белковые комплексы – фосфо-гликопротеиды.

Липидов очень мало. Представлены в виде гликофосфолипидов. При образовании матрицы они выполняют роль связующих мостиков между белками и минералами.

Белковый матрикс дентина - 20% от общей массы дентина. Состоит из коллагена, на его долю приходится 35% всех органических в-в дентина. Это свойство характерно для тканей лизин нормального происхождения, содержит глюкозаминогликогены, галактозу, гексазамиты и гелиуроновые кислоты. Дентин богат активными регуляторными белками, которые регулируют процесс реминерализации. К таким спец.белкамотн-сяамелогенины,

энамелины, фосфопротеиды. Для дентина, как и для эмали, характерен замедленный обмен мин.компонентов, что имеет большое значение для сохранения стабильности тканей в условиях повышенного риска деминерализации, стресса

1. Эмаль зуба. Особенности структуры. Белки эмали. Пути поступления веществ в эмаль зуба. Роль углеводов в минерализации эмали.

2. Коллагеновые белки зуба, особенности их структуры. Роль кальций-связывающего белка в минерализации зуба

Нерастворимые белки тканей зуба представлены преимущественно двумя белками – это коллаген и специфический белок эмали, который не растворяется в ЕДТА (етилендиамінотетраоцтовій кислоте) и Нсl (соляной кислоте). Благодаря чрезвычайно высокой стойкости, этот белок эмали исполняет роль скелета всей структуры эмали, образовывая каркас – “корону” на поверхности зуба.

Коллаген – особенности строения, роль в минерализации зуба. Коллаген является основным фібрилярним белком соединительной ткани и главным нерастворимым белком в тканях зуба. Его содержание составляет около трети всех белков организма. Больше всего коллагену в сухожилиях, связках, коже (выдублена кожа одежды – это практически 100% коллаген), хрящах, костной ткани и тканях зуба.

Коллаген имеет уникальную структуру, которая получила название коллагеновая спираль, – она является левозакрученной спиралью, которая существенно отличается от структуры -спіралі белков. На один виток коллагеновой спирали приходится 3 аминокислотных остатки (а не 3,6 - как в -спіралі), но шаг спирали является значительно больше (0,9 нм), чем в -спіралі (0,54 нм). То есть, первичная коллагеновая спираль является более вытянутой и менее закрученной. Такая структура предопределяется специфической аминокислотной последовательностью. Каждая третья аминокислота в цепи являются глицином (его содержание составляет 33-35%), 11% составляет содержание аланіну.

Наиболее характерным для коллагена является чрезвычайно высокое содержание пролина и гидроксипролина – 20-21%. Высокое содержание пролина и гидроксипролина – аминокислот, которые препятствуют (перерывают) образованию классической -спіралі, предоставляют цепи коллагена жесткую, выгнутую конформацию. Три спиральных полипептидных цепи плотно обвиваются один вокруг второго и образуют правозакручений шнур – структурную единицу, которая получила назву- тропоколлаген. Стержневидни молекулы тропоколлагена имеют длину 300 нм и диаметр 1,5 нм. Прочность соединения полипептидных цепей в структуре тропоколлагена предопределяется чрезвычайно большим количеством межцепных водородных связей между –С=О×××××H–N– группами и ковалентных связей необычного типа, которые образуются между двумя остатками лизина соседних цепей согласно реакции:

Стержневидни молекулы тропоколлагена заключаются в микрофибриллы. Микрофибриллы формируют фибриллы, из которых образуются волокна и щепотки волокон коллагена. Структурной особенностью коллагенового волокна является то, что молекулы тропоколлагена, которые заключаются вдоль коллагеновой фибриллы в виде колагеновіх пучков, не связываются между собой в тяжі по принципу “председатель-хвост”. Между концом одной молекулы и началом следующей есть промежуток с периодом 64 нм. Считается, что промежутки играют важную роль в процессе минерализации, они являются первичными центрами откладывания минеральных соединений. Образованные первичные кристаллы становятся ядрами минерализации и откладывания гідроксиапатиту.

Структура коллагена обусловливает его чрезвычайную прочность на разрыв - он практически не растягивается. Коллагеновый пучок діаметром 1 мм2способен выдерживать нагрузка – 100Н (10кг). Стальний провод такого же диаметра может выдержать нагрузку – 93 Н (ньютон)

Характеристика минерального матрикса и минерального обмена зуба. Кристаллы гидроксиапатита, другие виды апатитов. Химический состав и роль. Роль карбонатного и стронциевого апатита в заболеваниях зуба.

Характеристика минерального матрикса зуба.

Минеральную основу тканей зуба составляют кристаллы разных апатитов.

Основным является гидроксиапатит Ca10 (PO4) 6 (OH) 2 и восьмикальциевий фосфат

Ca8H2 (PO4) 6 • 5H2O.

Состав апатитов тканей зуба.

Апатит (название) Формула

Гидроксиапатит Ca10 (PO4) 6 (OH) 2

Восьмикальциевий фосфат Ca8H2 (PO4) 6 • 5H2O

Карбонатный апатит Ca10 (PO4) 6CO3 или Ca10 (PO4) 5CO3 (OH) 2

Хлорный апатит Ca10 (PO4) 6Cl

Стронциевый апатит SrCa9 (PO4) 6 (OH) 2

Фторапатит Ca10 (PO4) 6F2

. Отдельные виды апатита различаются по химическим и физическим свойствами - прочностью, способностью растворяться (разрушаться) под действием

органических кислот, а их соотношение в тканях зуба обусловливается характером питания, обеспеченностью организма микроэлементами и прочее.

Химические и физические свойства апатитов существенно изменяются при включении в их состав таких элементов как Sr2 + и F2. В частности стронций активно конкурирует с кальцием за место связывания в кристаллической решетке

гидроксиапатита. Хотя Ca2 + и Sr2 + имеют сходные химические свойства, замена кальция на стронций изменяет архитектонику гидроксиапатита. стронциевый апатит менее устойчивым и легче разрушается под действием органических кислот, ведет к повышению ломкости зуба. Повышенное содержание стронция в пищевых продуктах способствует увеличению содержания стронциевого апатита и повышает

степень риска развития кариеса. Особенно опасно поступление в организм радиоактивного стронция, который, включаюсь в структуру апатита, может вызвать локальное лучевое поражение тканей. Стронций можно вытеснить из состава апатитов большим количеством кальция. Установлено, что пятикратное увеличение кальция в диете ведет к

уменьшение включения стронция на 50 %. Поэтому в случаях попадания радиоактивного стронция в организм целесообразно употреблять диету, обогащенную

кальцием.

Карбонатный апатит, как и стронциевый, имеет более высокую растворимость в кислой среде по сравнению с гидроксиапатитом. Посиленому12

образованию карбонатного апатита способствуют углеводороды пищевые продукты,

особенно при их длительном пребывании в ротовой полости. Кроме того, с углеводных продуктов образуется большое количество органических кислот, под

действием этих кислот карбонатный апатит легко разрушается.

Среди всех апатитов наивысшую устойчивость имеет фторапатит. образование

фторапатита повышает прочность эмали, снижает ее проницаемость и повышает

резистентность к кариесогенных факторов. Фторапатит в 10 раз хуже растворяется в кислотах, чем гидроксиапатит. При достаточной обеспеченности фтора резко (в 4 раза) снижается количество случаев заболевания кариеса.

Процессы минерализации - деминерализиции - основа

минерального обмена тканей зуба.

Основу минерального обмена тканей зуба составляют три

взаимообусловленных процессы, постоянно протекающие в тканях зуба:

минерализация, деминерализация и реминерализация.

Минерализация тканей зуба - это процесс образования органического основания, прежде всего коллагена, и насыщение ее солями кальция. минерализация является

особенно интенсивной в период прорезывания зубов и формирования твердых тканей зуба. Зуб прорезывается с неминерализованою эмалью.различают две основные стадии минерализации.

Первая стадия - образование органической, белковой матрицы. ведущую роль на этой стадии играет пульпа. В клетках пульпы одонтобластах и фибробластах синтезируются и высвобождаются в межклеточный матрикс фибриллы коллагена,неколлагеновые белки - протеогликаны (остеокальцин) и гликозаминогликаны. Коллаген, протеогликаны и гликозаминогликаны формируют

поверхность, на которой будет происходить формирование кристаллической решетки. В цьму процессе протеогликаны играют роль пластификаторов коллагена, то есть повышают его способность к набуханию и увеличивают общую поверхность. Под действием лизосомальных ферментов, высвобождающихся в матрикс, гетерополисахаридыпротеогликанов расщепляются с образованием высокореактивных анионов, которые способны связывать ионы Са2 + и другие катионы.

Вторая стадия - кальцификация, откладывание апатитов на матрице. Ориентированный рост кристаллов начинается в точках кристаллизации или в

точкахнуклеации - участках с высокой концентрацией ионов кальция и фосфатов. Локально высокая концентрация этих ионов обеспечивается способностью

всех компонентов органической матрицы связывать кальций и фосфаты. В частности: в коллагене гидроксигруппы остатков серина,треонина, тирозина, гидроксипролина и гидроксилизин связывают фосфат ионы; свободные

карбоксильные группы остатков дикарбоновых кислот в коллагене, протеогликанов и гликопротеинов связывают ионы Са2 +; остатки γ - карбоксиглутаминовои кислоты кальций связывающего белка – остеокальцина (кальпротеину) связывают ионы Са2 + (остеокальцин - белок с М.М. 6.500 Да

содержит 4 остатка γ - карбоксиглутаминовои кислоты). Иони13 кальция и фосфата концентрируются вокруг ядер кристаллизации и образуют первые микрокристаллы. Существуют две теории инициации процесса минерализации тканей зуба.согласно первой - процесс кристаллизации начинается присоединением фосфат - аниона в

гидроксильных групп серина и гидроксилизин в молекуле коллагена.далее к фосфат аниона присоединяется Са2 +

Согласно второй теории инициатором процесса минерализации является связывания Са2 +

с остатками γ - карбоксиглутаминовои кислоты в молекулах

остекальцину γ - карбоксиглутаминова кислота

Скорее всего, эти два процесса дополняют один другой, что делает инициацию кристаллизации быстрым и эффективным процессом.Оптимальное для минерализации соотношение Са2 + / Р в слюне составляет

1,67. Такие элементы как Mg2 +, Mn2 +, Zn2 +, Cu +

, Кремний (Si2 +) усиливают

процесс минерализации. Селен - наоборот замедляет минерализацию тканей зуба.

Деминерализация физиологически обратным процессом, который в норме. уравновешивается минерализацией.

Реминерализация - включает два важных процесса: 1) процесс

восстановление поврежденных участков зуба; 2) ионное замещение гидроксиапатита в

зависимости от характера питания и состояния обменных процессов в тканях зуба. В частности избыточное поступление фтора и стронция будет вести к замены гидроксиапатита на фторапатит и стронциевый апатит, поскольку гидроксильные группы апатита замещаются на F, а кальций замещается на

стронций.