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.
49
