шатц. Альберт Израэль Шатц
 Скачать 89.42 Kb.
|
|
Альберт Израэль Шатц (; 2 февраля 1920 – 17 января 2005) - американский микробиолог и ученый, открывший стрептомицин[1], первый антибиотик, который, как известно, эффективен для лечения туберкулеза.[2] Он окончил Ратгерский университет в 1942 году со степенью бакалавра в области почвенной микробиологии, а в 1945 году получил докторскую степень в Ратгерсе. Его докторские исследования привели непосредственно к открытию стрептомицина. Стоматологические исследования и споры С 1945 года США выступают за фторирование воды для предотвращения кариеса.[41] При поддержке своего дяди Мартина Шатц исследовал причину кариеса с середины 1950-х годов.[42] Когда он начал, он был удивлен, узнав, что причиной кариеса молчаливо предполагалась кислотность во рту, без каких-либо экспериментальных доказательств.[7] Кислотная теория, как она была известна, утверждала, что ионы водорода (которые определяют рН) являются критическим фактором для здоровья зубов. Но его эксперименты показали, что разрушение зубов происходит независимо от кислотности или щелочности.[42] в 1962 году он и его дядя предложили новое объяснение кариеса, "теорию протеолиза-хелатирования".[9] (Позже он назвал свою первоначальную теорию 1954 года "теорией хелатирования".[10]) Теория делала упор на биохимические реакции, а не на кислотную деминерализацию. Согласно теории, кариес развивается, когда бактерии проникают в полости зубов в присутствии органических соединений (хелатообразующих агентов), таких как сахара, липиды и цитраты, для расщепления (протеолиза) зубного белка (кератина); процесс не зависит от рН окружающей среды.[7] Его открытия также побудили его выступить против фторирования питьевой воды, основываясь на его понимании биохимического воздействия фтора на ткани.[11] Он выступил против фторирования питьевой воды в рамках программ общественного здравоохранения. Сообщая в 1967 году о "возросшем уровне смертности в Чили, связанном с искусственным фторированием питьевой воды, с последствиями для других стран Латинской Америки и для Соединенных Штатов"[43],[44] он также утверждал, что в Чили фторирование воды не только не смогло предотвратить разрушение зубов, но вместо этого вызвало рост рака, что привело к увеличению смертности среди людей с недоеданием.[45]Он также раскритиковал научную статью, опубликованную в 1966 году, в которой были представлены преимущества фторирования воды в провинции Курико в Чили[46], утверждая, что данные были неполными. В 1978 году Центр по контролю и профилактике заболеваний Министерства здравоохранения США в Атланте было опубликовано публичное заявление о том, что данные Шатца были неправильно проанализированы и не показали истинной взаимосвязи между фторированием воды и раком и смертностью, с выводом: "Фторирование воды с целью профилактики кариеса зубов не представляет опасности, связанной с причинностью рака".[7] В 1992 году он подвергся резкой критике.в Новозеландском медицинском журнале за предвзятость и публикацию в малоизвестном журнале.[47] Он ответил, заявив, что публикация была в законном журнале,[7] и что критики пропустили отдельную публикацию в журнале стоматологической школы Университета Нихон[48]. По состоянию на 2021 год, польза или вред фторированной воды все еще не решены[41], с недавними доказательствами ее вредного неврологического воздействия[49]. Теории хелатирования и протеолиза-хелатирования кариеса зубов: их происхождение, эволюция и философия Эта статья была приглашенной лекцией, представленной одним из нас (А.С.) на семинаре 20 октября 1971 г. в Школе стоматологии Университета Эмори. Краткое объяснение этой слишком забытой теории ее блестящим создателем. Альберт Шац, доктор философии. почетный профессор факультета медицинских наук Автономного университета Санто-Доминго; Самый заслуженный профессор факультета химии и фармации Чилийского университета; и профессор естественнонаучного образования Темплского университета. Джозеф Дж. Мартин, DDS Умер 22 июля 1971 года. Вивиан Шац, М.С. Научный сотрудник Исследовательского института Рэдберна, 11 11 стрит, Фэр-Лоун, Нью-Джерси. Запросы на перепечатку и другую корреспонденцию следует направлять в Исследовательский институт Рэдберна. КИСЛОТНАЯ ТЕОРИЯ МИЛЛЕРА. ПРИНЯТИЕ НА ВЕРУ Теория хелатирования и теория протеолиза-хелатирования были впервые представлены в 1954 и 1955 годах. Чтобы понять, как и почему возникли эти теории и чем они отличаются друг от друга и от других теорий, необходимо знать, что делали стоматологические исследователи, как они думали и как мало было сделано к 1950 году. Когда мы начали работу над кариесом в 1953 году, мы с удивлением обнаружили, как часто кислота безоговорочно объявляется причиной кариеса, как будто это факт. Многочисленные заявления на этот счет до сих пор делаются известными авторитетами; они появляются во многих учебниках и журналах; они исходят даже от таких организаций, как Американская стоматологическая ассоциация и Служба общественного здравоохранения США. Но никто никогда не доказал, что кислота вызывает кариес. Поэтому мы смогли быстро понять ненаучный характер многих исследований, проводимых в то время. Мы поняли, что большинство исследователей приняли на веру кислотную теорию, а затем наивно приравняли кариес к простому кислотному декальцинированию. Следовательно, реальной целью их исследований не было определить, что вызывает кариес. Они были убеждены, что это уже было сделано У. Д. Миллером. Вместо этого они стремились тем или иным способом предоставить "больше доказательств кислотной теории Миллера", как они выражались. Некоторые из этих исследователей были буквально шокированы, когда мы сказали им, что они никогда не достигнут своей цели, если кариес будет возникать не из-за кислоты, а из-за чего-то другого. Они никогда не рассматривали никаких других возможностей. Некоторые из них, казалось, даже не могли понять, о чем мы говорили. ФИЛОСОФИЯ "ДОКАЗАТЕЛЬСТВА" Мы также были обескуражены тем, как много людей не понимают, что такое доказательство. Когда мы объяснили им, что доказательство - это качественное, а не количественное понятие, они не пришли в замешательство. Если что-то доказано, то это доказано полностью; дальнейшие доказательства не нужны. Пока это не доказано, доказательств вообще не существует. Другими словами, пока что-то не будет окончательно установлено, оно не будет установлено вообще. Ибо до тех пор всегда существует возможность ошибки. Поэтому доказательство является абсолютным. Это все или ничего. Не существует таких понятий, как частичное доказательство, степени или этапы доказательства. Для обоснования кислотной теории Миллера не нужны были бы "дополнительные доказательства", если бы она вообще была доказана. НЕОБОСНОВАННЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ, НЕАДЕКВАТНОСТЬ, ЗАБЛУЖДЕНИЯ И ОШИБКИ Нас также поразило отсутствие понимания кислоты. Почти все играли в игру под названием "Следуй за лидером", приравнивая кислоту к ионам водорода и игнорируя анионы и недиссоциированные молекулы кислот. Правда, более искушенные исследователи проводили различие между концентрацией водородных ионов, которую они измеряли как pH, и титруемой кислотностью. Однако, казалось, никто не знал о том, что анионы и недиссоциированные молекулы некоторых кислот также могут декальцинировать эмаль и дентин, как и ионы водорода, но по совершенно другому механизму, т.е. путем образования хелатов и других комплексов. Несмотря на многочисленные сообщения об отсутствии корреляции между декальцинирующей способностью и рН или титруемой кислотностью, исследователи игнорировали (как многие делают и сейчас) деминерализацию, возникающую в результате комплексообразующей способности анионов и недиссоциированных молекул кислот. Поэтому в 1953 году мы увидели не чрезмерное или даже обычное внимание к кислоте как таковой, а психологическую фиксацию или фетиш, так сказать, на ионе водорода. Ученики Миллера фактически превратили его первоначальную химико-паразитарную теорию в виртуальную кислотную теорию, не осознавая, как они ограничили и тем самым исказили взгляды своего учителя. Мы предпочитаем использовать выражение Кислотная теория, а не Водородно-ионная теория, потому что кислота как таковая стала неизгладимо ассоциироваться с концепцией Миллера. Термин "Кислотная теория" также более точно отражает то, как последователи Миллера чрезмерно подчеркивали "химическую" часть его Химико-паразитической теории и почти полностью игнорировали "паразитический" аспект. Поэтому они создали и работали в рамках того, что мы называем Кислотной теорией, в отличие от его первоначальной Химико-паразитарной теории. Другими словами, те, кто заявляет о своей верности Миллеру, на самом деле не следуют его наставлениям. В 1953 году мы также были озадачены бесконечным количеством публикаций о рН слюны, зубных отложений и брожения в кариозных полостях. Кариес - это не болезнь слюны, зубных бляшек или бродильных остатков в кариозных полостях. Это болезнь зубов. Никто никогда не определял pH в месте и в момент возникновения кариеса. Пока это не будет сделано, те, кто утверждает, что кислота вызывает кариес, выдают желаемое за действительное и обманывают себя и других. Поскольку они не знают, возникает ли самая ранняя стадия кариеса в микрокосмосе, который в это время является кислым, они не знают, вызывают ли ионы водорода кариес. Отчеты, в которых утверждается, что кислоты вызывают очевидно типичный кариес in vitro или in vivo, не предоставили доказательств того, что это действие обусловлено ионами водорода. Действительно, некоторые из этих исследований показывают, что анионы и недиссоциированные молекулы могут быть более важными, чем ионы водорода. Даже когда поверхность эмали подвергается воздействию кислотного раствора, не только ионы водорода диффундируют в зуб. Анионы и недиссоциированные молекулы также делают это и могут деминерализовать, связывая кальций под поверхностью зуба, где должна произойти первая заметная потеря минералов. Никто не знает, каков уровень pH, когда и где начинается эта самая ранняя декальцинация. Поэтому никто не знает, происходит ли потеря минералов под действием ионов водорода. Ученики Миллера также упустили из виду важные последствия того факта, что они имеют дело с двухфазной системой, где реакции происходят на границе раздела твердой и жидкой фаз. Они наивно полагают, что рН на границе бляшки и эмали такой же, как рН в жидкой фазе бляшки. Однако многочисленные исследования глины, почв и биогеохимического выветривания показали, что для таких систем это обычно не так. Поэтому рН в основной массе зубного налета или в ферментирующих остатках кариозной полости может значительно отличаться от рН на границе налета и эмали интактного зуба, или на границе эмали и остатков дентина в кариозной полости. pH внутри интактной эмали и интактного дентина может быть совсем другим. Серьезная критика может быть также направлена на широко распространенное, но недоказанное мнение, что самая ранняя наблюдаемая потеря минералов является самой ранней стадией процесса кариеса. Декальцинация, независимо от того, насколько рано она обнаружена, может быть результатом предыдущих воздействий (некоторые из которых могут включать органические компоненты), которые сделали возможной последующую потерю минерального вещества. Также можно подвергнуть серьезному сомнению мнение о том, что первоначальная атака при кариесе должна приходиться на минеральные компоненты, поскольку органическая матрица остается нетронутой после удаления минералов. Нельзя обоснованно заключить, что органическая матрица не была изменена до, во время или в результате декальцинации только потому, что она выглядит нормальной при микроскопическом исследовании. Внешний вид органической матрицы не изменился бы, если бы были разорваны только ее координатные ковалентные связи с минеральными компонентами. Тем не менее, подобное изменение на молекулярном уровне может иметь самые радикальные последствия в отношении структуры зуба, восприимчивости и устойчивости к кариесу, потери минералов и т.д. В любом случае, ученики Миллера проигнорировали значительные и убедительные доказательства того, что протеолиз может предшествовать потере минералов в процессе кариеса. КАК КИСЛОТЫ И ХЕЛАТИРУЮЩИЕ АГЕНТЫ РАСТВОРЯЮТ МИНЕРАЛЫ ЗУБА Необходимо знать, как мыслят ученики Миллера, потому что их мышление показывает, почему они неизбежно обречены на неудачу в своих попытках предоставить доказательства (или "больше доказательств") для своей кислотной теории. Минералы зуба обычно растворяются в водной среде в небольшой, но конечной степени. Чтобы понять, как ионы водорода и хелатные агенты растворяют минералы зуба, давайте для простоты рассмотрим Ca3(P04)2 в дистиллированной воде. Эта соль обычно растворяется в ограниченной степени с образованием разбавленного, но насыщенного раствора, содержащего ионы кальция и фосфат-ионы: При данных условиях растворяется фиксированное количество соединения. Это количество определяется произведением растворимости Ksp:  При добавлении кислоты, такой как HCI, ионы водорода из кислоты снижают концентрацию фосфат-ионов, преобразуя их в HPO4=, H2P0- и H3P04. Это, в свою очередь, снижает Ksp. Тогда растворяется больше Ca3(P04)2, пока Ksp снова не станет равным значению, постоянному для данных условий.  Хелатирующий агент, с другой стороны, снижает Ksp путем удаления ионов кальция из раствора. Для этого он связывает их в виде недиссоциированных комплексов. Затем растворяется еще больше Ca3(P04)2, пока Ksp снова не достигнет своего фиксированного значения. Конечно, некоторые вещества растворяют Ca3(P04)2, действуя в обоих направлениях; они могут хелатировать кальций, а также отдавать ионы водорода. Ученики Миллера рассматривали только водородные ионы. Поэтому они не могут объяснить кариес в слабокислых или некислотных условиях. Они также не могут объяснить отсутствие корреляции между кариогенностью и pH или титруемой кислотностью. К КАКОМУ ВЫВОДУ МЫ ПРИШЛИ В 1953 ГОДУ Таким образом, в 1953 году нам стало ясно, что концепция pH, общее значение которой в науке невозможно переоценить, слишком упростила патологию кариеса в сознании большинства исследователей. Измерять рН стало так просто и модно, что исследователи-стоматологи увлеклись этим методом. Они проводили бесконечные измерения pH, открывали и переоткрывали с точки зрения pH, что ферментированные углеводы приводят к образованию кислот. Повторяя такие эксперименты до бесконечности, они убедили себя в том, что кислота вызывает кариес. Поэтому концепция pH может быть более чем что-либо другое ответственна за отсутствие прогресса в нашем понимании этиологии этого заболевания и наших усилий по борьбе с ним. Поэтому в 1953 году, когда мы начали работать над кариесом, мы пришли к выводу, что столетие исследований кариеса с самого начала было обречено на неудачу, потому что они фактически строили дом на песке. ПОДХОД «ИЛИ... ИЛИ» Хотя для объяснения кариеса было разработано несколько различных теорий, с философской точки зрения общий или преобладающий подход основывался на принципе "или ...или". С одной стороны, теория протеолиза объясняла кариес с точки зрения ферментативной атаки на белок эмали. С другой стороны, кислотная теория утверждала, что кариес вызван декальцинацией. А это, как мы уже отмечали, объяснялось почти исключительно действием ионов водорода. В этом подходе так много необоснованных предположений, неадекватности, заблуждений и ошибок, что нам было трудно понять, как и почему так много людей так долго воспринимали его всерьез. Во-первых, подход "или ...или" предполагал, что в эмали белок (или органическое вещество) существует отдельно от минералов, и что первоначальная атака должна быть направлена на одно или другое. Но если эти два вещества соединены, то есть химически связаны друг с другом, то начальной реакцией может быть разрыв или разрушение связи, как показано на рисунке 1. Такая атака не будет направлена против белка (т.е. органического вещества) как такового или минералов как таковых. Она также не привела бы к потере каких-либо составляющих зуба. Все будет на месте, но эмаль будет структурно изменена или дезорганизована. Другой вид первоначальной атаки может привести к одновременной потере как органических, так и неорганических веществ.  Рисунок 1. Схематическое изображение начальной атаки кариеса, которая разрывает связи, соединяющие органические и неорганические компоненты эмали, но не удаляет материал. Подход " или ... или" не учитывал такие возможности. Он рассматривал только потерю белка в результате ферментативной деградации или потерю минералов в результате растворения в кислоте. И был выбран последний вариант. Подход "или ... или" также не учитывает способность анионов кислоты и недиссоциированных молекул кислоты растворять минералы зуба, связывая кальций. Деминерализация, как мы уже указывали, приписывалась почти исключительно ионам водорода. Более того, хотя все кислоты имеют ионы водорода, только те кислоты, которые образуются в результате ферментации углеводной пищи в зубных бляшках, считались ответственными за кариес. Таким образом, подход " или ... или" игнорировал возможность того, что аминокислоты, полученные в результате распада зубного белка, также могут декальцинировать путем хелатирования. Несмотря на эти и другие недостатки, подход "или ... или" доминировал в исследованиях кариеса на протяжении почти столетия. Большинство исследователей предполагали, что существуют две и только две возможные причины кариеса, а именно: протеолиз и кислота. Проблема, как они ее видели, заключалась в том, чтобы выбрать одну из них. Выбрав кислоту, они обманывали себя, думая, что у них есть ответ. ТЕОРИЯ ХЕЛАТИРОВАНИЯ В 1953 году нас особенно поразило то, что почти никто не занимался исследованиями других возможных механизмов, кроме кислоты. Мы быстро поняли, что кариес является уникальным среди основных заболеваний, поскольку так много времени, денег и усилий продолжают вкладывать в подход, который так долго был убыточным. В 1954 году мы сформулировали хелатную теорию кариеса, поскольку наши ранние исследования показали, что хелатирование широко распространено в природе и является наиболее важным механизмом растворения, транспортировки и утилизации минералов как in vitro, так и in vivo. Наша щелочная кровь удерживает кальций в растворе посредством хелатирования. Формирование, нормальный оборот или замена, а также патологическое разрушение костей происходит с участием хелата. Это также наиболее правдоподобный механизм рассасывания корней коренных зубов. Два наиболее важных пигмента в растительном и животном царствах представляют собой хелатные комплексы. Гемоглобин - это хелат железа, а хлорофилл - хелат магния. Ферменты, которым требуются микроэлементы, такие как цинк, медь, железо, кобальт и марганец, работают как хелатные системы. Хелатирование представляется основным механизмом в биогеохимическом выветривании, педогенезе (т.е. почвообразовании) и плодородии почвы. Усвоение и перенос минеральных питательных веществ растениями осуществляется посредством хелатирования. В щелочном океане, из которого произошли наши щелочные тела, круговорот минеральных элементов опосредован и возможен благодаря хелатированию. С точки зрения сравнительной биохимии, нам показалось немыслимым, что столь важный и широко действующий в природе механизм не будет также задействован в качестве средства декальцинации в процессе кариеса. Итак, на основании этих соображений и наших экспериментальных результатов в 1954 году мы сформулировали хелатную теорию. Согласно этой концепции, кариес возникает в результате деминерализации под действием хелатных агентов, которые растворяют минералы эмали, образуя комплексы. На рисунке 2 показаны структуры некоторых из этих комплексов, а также структура соли для сравнения. В качестве примера хелатора здесь используется аминокислота. Теория хелатирования учитывала широкий спектр секвестрирующих агентов, которые включают кислотные, нейтральные и щелочные соединения, образующие хелаты кальция в кислотных и некислотных условиях. Поскольку исследователи стоматологии не понимали химию этих координатных ковалентных соединений, мы подробно обсудили эту тему в отчете в 1958 году. В этой связи интересно отметить, что так называемая теория некислотного комплексообразования Эггерса-Лура является не более чем частным случаем нашей хелатной теории. Он объяснил декальцинацию способностью сахарозы хелатировать кальций. Мы уже рассматривали этот вопрос в нашем первом отчете , опубликованном в 1954 году.  Рисунок 2. Структуры солей и хелатов для соединений кальция с аминокислотами. Показаны три комплекса с соотношением кальция и аминокислот 1:1, 1:2 и 1:3. Наш оригинальный доклад о теории хелатообразования появился в Испании, потому что редакторы в Соединенных Штатах отклонили эту рукопись и другие, которые мы подали для публикации в их журналах. Причины, по которым они отказались печатать наши статьи, были следующие: (а) Было доказано, что кислота вызывает кариес. (б) Минералы зуба могут быть растворены только кислотами, но не хелатирующими агентами, и уж точно не в нейтральных или щелочных условиях. (c) Хелатирование не происходит in vivo и не может представлять интерес или иметь значение для кариеса. Тем редакторам, которые отказывались публиковать наши статьи по этим причинам, мы отвечали следующее: "Никогда еще столько невежества не было сконцентрировано в столь малом количестве слов!". Убедившись, что хелатирование может быть ответственно за потерю минералов при кариесе, мы стали искать ответы на следующие вопросы: (a) Какие соединения являются наиболее важными хелатирующими агентами в кариесе? (b) Откуда они берутся? (c) Как они образуются? Обсуждая эти аспекты проблемы между собой и с другими людьми, мы осознали недостаток в теории хелатирования. Мы объясняли деминерализацию с точки зрения комплексообразования с анионами кислот и широким спектром других органических и неорганических соединений, способных связывать кальций. Но рассматриваемые нами агенты были, по сути, экзогенного происхождения; то есть они возникали вне организма. Поэтому мы оказались перед дилеммой. Если бы кариес был вызван просто деминерализацией под воздействием экзогенных агентов, то кариес был бы не более чем локализованной эрозией. Это было бы верно независимо от того, были ли декальцинирующие агенты ионами водорода или хелатирующими агентами. Мы также столкнулись с другой дилеммой. Если кариес возникает в результате декальцинации под воздействием соединений, вырабатываемых бактериями в зубных бляшках, то он не может быть инфекционным заболеванием. Как мы уже отмечали, ученики Миллера чрезмерно подчеркивали строго "химическое" действие экзогенных кислот и игнорировали "паразитарный" аспект его химико-паразитарной теории. Мы забеспокоились, когда поняли, что наша хелатная теория подвергается такой же критике. Мы рассматривали только деминерализацию и только агентов экзогенного происхождения. Поэтому мы тоже не рассматривали кариес как инфекционное заболевание. Бактерии, которые живут в зубных бляшках или кариесе и питаются съеденной нами пищей, на самом деле не вторгаются в наш организм. Поэтому они не являются ни паразитами, ни патогенами. Инфекционные заболевания вызываются организмами, которые проникают в наше тело. Они являются паразитами, поскольку используют части нашего живого тела в качестве источника питания. Патогенными они являются потому, что их метаболическая деятельность в тканях нашего тела приводит к аномальному или патологическому состоянию. Это и есть то, что мы называем "болезнью". ТЕОРИЯ ПРОТЕОЛИЗА-ХЕЛАТИРОВАНИЯ Именно пытаясь разрешить эти и другие дилеммы, в 1955 году мы сформулировали теорию протеолиза-хелатирования кариеса зубов. То, что первоначально навело нас на мысль о протеолизе-хелации как механизме кариеса, заключалось в том, что теория протеолиза предусматривала образование паразитическими организмами тех соединений in vivo или in situ, которые, согласно теории хелации, деминерализуют, связывая кальций. Поэтому мы назвали нашу новую теорию Протеолиз-Хелатация, чтобы указать на ее происхождение. При разработке этой теории мы продемонстрировали восприимчивость органических веществ в нормально кальцифицированной эмали к прямой микробной атаке. Мы даже показали, что кератиновые белки подвержены атаке микрофлоры полости рта. Но мы не ограничивали нашу теорию белками или ограничивали ее только кератиновыми белками, как ошибочно полагают некоторые наши критики. Мы также не ограничивали теорию протеолиза-хелатирования хелатированием как таковым. Эта концепция применима и учитывает все органические компоненты в зубе и все реакции комплексообразования, среди которых хелатирование является частным случаем. Поэтому термин "протеолиз-хелация" использовался в очень широком смысле. Мы также показали, что механизм протеолиза-хелатирования действует в широком диапазоне кислотных, нейтральных и щелочных условий. Мы отметили, что наша теория может объяснить те случаи кариеса, которые происходят в некислотных условиях, чего не может сделать кислотная теория. Но мы никогда не ограничивали теорию протеолиза-хелатирования некислотными условиями, как ошибочно полагают некоторые наши критики. Мы также не пытались проводить количественные расчеты в терминах констант стабильности, как указывали другие критики, потому что константы стабильности не применимы к системам in vivo, которые химически неоднородны и постоянно меняют свой химический состав. Эти константы получены на основе и могут быть применены только к хорошо определенным, гомогенным системам в условиях равновесия. Теории кариеса, которые мы рассматриваем в данном отчете, схематично представлены на рисунках 3, 4 и 5. Кислотная теория и наша оригинальная хелатная теория рассматривают кариес как заболевание, возникающее в результате декальцинации. В первом случае это происходит под воздействием ионов водорода, во втором - под воздействием комплексообразователей. Теория протеолиза, с другой стороны, рассматривает исключительно белок эмали, ферментативное разрушение которого, как считается, приводит к кариесу. Теория протеолиза-хелатирования принципиально отличается от первоначальной химико-паразитарной теории Миллера. Согласно последней, кариес возникает в результате двух отдельных и последовательных действий. Первая атака на зуб - это декальцинация под воздействием ферментационных кислот экзогенного происхождения. Затем происходит последующая атака на белок зуба протеолитическими бактериями. Теория протеолиза-хелатирования, с другой стороны, постулирует два взаимосвязанных действия: ферментативную атаку на органические компоненты и более или менее одновременную деминерализацию, инициированную веществами, способными связывать кальций, которые возникают эндогенно в результате деградации органических компонентов.  Рисунок 3. Схематическое изображение химико-паразитарной теории Миллера, кислотной теории и хелатной теории. По причинам, которые обсуждаются в тексте, мы проводим различие между оригинальной химико-паразитарной теорией Миллера и кислотной теорией, которую, по сути, развили его последователи.  Рисунок 4. Схематическое изображение, показывающее теорию протеолиза и теорию хелатирования, и то, как идея механизма протеолиза-хелатирования была развита в теорию протеолиза-хелатирования.  Рисунок 5. Схематическое представление теории протеолиза-хелатирования, показывающее различные возможные пути воздействия на эмаль. Для дентина реакции будут в основном такими же. Теория протеолиза-хелатации рассматривает уже упоминавшуюся возможность того, что самым ранним изменением в кариесе может быть разрыв или разрушение связей, соединяющих органические и минеральные компоненты эмали. Это может происходить без потери чего-либо из обеих фаз. В одном смысле нельзя сказать, что такая атака затрагивает только минералы или только органические вещества, потому что они не существуют независимо друг от друга в тот момент, когда происходит атака. Однако, с другой точки зрения, такая атака влияет на оба компонента одновременно, так как делает их отдельными сущностями, тогда как раньше они были соединены вместе. Кстати, именно такое изменение может быть первоначально ответственно за образование меловой эмали. Большинство исследователей кариеса ошибочно полагают, что наименее заметная потеря минералов эмали является самым ранним поражением при кариесе. Они не понимают, что многие изменения могли произойти до этого. Теория протеолиза-хелатирования, помимо прочего, занимается теми биохимическими изменениями или, так сказать, биохимическими повреждениями, которые произошли на молекулярном уровне до того, как произошла какая-либо потеря минералов эмали. С точки зрения того, что удаляется первым в процессе распада (органические вещества или минералы?), теория протеолиза-хелатации рассматривает первоначальную атаку на органические составляющие, но с более или менее одновременной потерей как органических, так и минеральных веществ. Это может происходить потому, что аминокислоты, пептиды и многие другие продукты распада органического вещества эмали способны, как только они образуются, растворять фосфаты кальция путем хелатирования. Теория протеолиза-хелатирования, таким образом, не особенно озабочена вопросом: "Что удаляется первым, органические вещества или минералы?". Вместо этого она оспаривает предположение, на котором основывается этот вопрос. Ведь такой вопрос может быть просто неприменим к самой ранней стадии кариеса, если ни один из компонентов не удаляется, или если минеральные и органические вещества теряются одновременно. Хотя теория протеолиза-хелатообразования в первую очередь касается кариеса зубов, и особенно начальных стадий этого заболевания, она также пытается объяснить такие аспекты, как причины возникновения кариеса, биохимическую природу восприимчивости эмали и ее устойчивости, постэруптивное созревание эмали, роль питания, влияние системных факторов, односторонний интерпроксимальный кариес, действие фтора, влияние микроэлементов и профилактические меры. ЧТО ТАКОЕ ЭМАЛЬ? ЧТО ТАКОЕ КАРИЕС? При разработке теории протеолиза-хелатирования мы переориентировали наше представление об эмали, этиологии и профилактике кариеса. Большинство исследователей рассматривают эмаль как минеральную структуру. Они, конечно, знают, что в ней присутствует небольшое количество органических веществ, но это остаточный материал, оставшийся после амелогенеза. Для них он представляет лишь случайный интерес и практически не имеет значения в процессе заболевания. Поскольку они считают эмаль по своей природе минеральной, они полагают, что кариес возникает в результате потери минералов, и что начальная атака является деминерализацией. Но мы смотрим на эмаль совершенно иначе. Для нас она по сути органическая, как и все остальные части нашего тела, включая кость, дентин и цемент. Эктодермальные структуры, такие как ногти, копыта, когти, рога, перья, волосы, шерсть, перья дикобраза, чешуя и т.д., механически изменены и приспособлены для выполнения функций, которые они должны выполнять. Зубы должны быть очень твердыми, особенно их внешний слой. Высокая степень минерализации эмали, которая является еще одной эктодермальной структурой, - это способ механического изменения и приспособления ее для выполнения определенных функций. Природа использовала те же средства для укрепления кости, дентина и цемента. Тем не менее, эмаль все еще остается по своей сути органической структурой. Поэтому мы рассматриваем кариес как инфекцию или вторжение в эту органическую эктодермальную структуру микроорганизмов, способных питаться некоторыми из ее белковых, углеводных, жировых и других органических компонентов. Поскольку здесь присутствует так много неорганического материала, совсем неудивительно, что болезнь так или иначе затрагивает большое количество минералов. Действительно, было бы удивительно, если бы это было не так. Поскольку мы философски отличаемся от учеников Миллера в том, как мы определяем эмаль и кариес, весь наш подход в корне отличается от их подхода. Они сосредоточились на физико-химических исследованиях гидроксиапатитов кальция, особенно на структуре и растворимости. Мы же применили информацию о биохимии, физиологии и патологии кожи и других эктодермальных структур к эмали, пытаясь понять ее структуру, созревание и восприимчивость к кариесу, а также роль таких факторов, как возраст, диета, микроэлементы, гормональный баланс, слюна и т.д., в этом заболевании. Мы уделили особое внимание кератиновым белкам, поскольку эктодермальные структуры в значительной степени состоят из этих белков. ЧЕМУ МЫ МОЖЕМ НАУЧИТЬСЯ У ИСТОРИИ Не так давно было время, когда подавляющее большинство исследователей-стоматологов безоговорочно признавали лактобациллы в качестве организмов, вызывающих кариес. Тех немногих, кто выражал сомнения, считали неосведомленными или наивными и нередко преследовали за то, что считалось ересью. Сейчас никто всерьез не верит, что лактобактерии вызывают кариес. Но никто не указывает на то, что: (а) все те авторитеты, которые создали себе репутацию и добились власти, основываясь на этом ошибочном представлении, были совершенно неправы. (б) Подавляющее большинство исследователей-стоматологов, которые позволили этим авторитетам думать за них, также ошибались, принимая без вопросов то, во что им было велено верить. Но есть и более серьезное обвинение против них. Они были нетерпимы к другим, у которых были иные идеи. (в) Те немногие так называемые еретики, которые подвергли сомнению роль лактобактерий и бросили вызов авторитетам, были настоящими учеными. Они настаивали на том, чтобы думать самостоятельно. История оправдала и оправдывает их. В то время, не так давно, подавляющее большинство исследователей-стоматологов считали авторитетов, установивших "культ лактобактерий", своими лидерами. Этих людей чествовали и превозносили за их якобы важный вклад в понимание и борьбу с кариесом. Но теперь мы знаем, что эти авторитеты и лидеры были совершенно неправы в отношении лактобацилл. И поскольку они ошибались, и поскольку они были нетерпимы к другим, которые были правы, эти признанные авторитеты и заслуженные лидеры несут прямую и личную ответственность за то, что они замедлили прогресс в понимании и контроле этого заболевания. Теперь стрептококки вместо лактобацилл вызывают кариес. Теперь часть кислоты, которая удаляет накипь, образуется в результате ферментации стрептококкового полисахарида, первоначально образованного из пищевого сахара. Но это все еще кислота, кислота, кислота, кислота для подавляющего большинства исследователей-стоматологов, которые продолжают пользоваться своими рН-метрами больше, чем головой. Они по-прежнему концентрируются на ионах водорода и игнорируют тот факт, что анионы и недиссоциированные молекулы кислот брожения могут растворять минералы зуба, связывая кальций. Это верно независимо от того, получают ли эти кислоты из сахарозы или из полисахаридов. Если они признают это, то откроют ящик Пандоры, который разрушит статус-кво и неумолимо приведет их сначала к теории хелатирования, а затем к теории протеолиза-хелатирования. ПОВТОРИТСЯ ЛИ ИСТОРИЯ? Сейчас мы достигли того этапа, когда история может вскоре осудить тех авторитетов, которые построили свою репутацию на кислотной теории и добились положения у власти в "кислотном культе". Как и их предшественники, создавшие "культ лактобактерий", эти лидеры были нетерпимы к тем, кто настаивал на самостоятельном мышлении и ставил под сомнение роль кислоты. Как и их предшественники, кислотные авторитеты также были удостоены почестей и признания за их якобы большой вклад в этиологию и профилактику кариеса. Но они так и не доказали, что кислота вызывает кариес. Они также не смогли предотвратить это заболевание, противодействуя кислоте и ничему другому. Действительно, появляется все больше доказательств того, что кислота не вызывает кариес. Все больше и больше людей видят пресловутый почерк на стене храма кислоты, который возвели власти, и знают, что там написано: "Вы были взвешены и признаны несостоятельными". История может решить, что те, кто придумал кислоту в качестве причины кариеса, были так же неправы, как и те, кто ссылался на лактобациллы в этиологии этого заболевания. История может оправдать и оправдать тех немногих свободных и несгибаемых духом людей, которые настаивали на том, чтобы думать самостоятельно, и ставили под сомнение кислоту как кариогенный агент. Тогда будет признано, что те великие авторитеты и известные лидеры, которые увековечили "культ кислоты", несут прямую и личную ответственность за торможение прогресса в понимании и контроле этого заболевания. |