бх зуба1. Биохимия слюны и зуба
 Скачать 372.61 Kb.
|
|
Ионы калия и натрия являются важнейшими компонентами слюны. Ионов Nа+ в смешанной слюне намного меньше, чем в плазме, а содержание К+, наоборот, в 1,5-4 раза выше, чем в плазме крови. Соотношение концентрации К+/Nа+ - очень важный показатель состояния электролитного обмена. Вместе с другими ионами они влияют на осмотическое давление, буферную емкость и мицеллярную структуру слюны. Бикарбонаты (НСО3-) являются компонентами буферной системы слюны. С увеличением объема слюны их содержание повышается до 60 ммоль/л. рН слюны. Смешанная слюна, в отличие от проточной слюны (рН 6,8-7,4), имеет рН 5,6-7,9 и во многом зависит от скорости слюноотделения, от гигиенического состояния полости рта и состава пищи. В поддержании оптимального рН основную роль играют буферные системы: белковая, фосфатная [Na2НРО4/NaН2РО4] и бикарбонатная [НСО3-/Н2СО3], которые определяют буферную емкость слюны, т.е. ее способность нейтрализовать кислоты и щелочи. рН полости рта определяет защитные функции слюны. Кальций и фосфаты. Минерализующая функция ротовой жидкости зависит от содержания в ней Са2+ и фосфатов. Концентрация Са2+ в первичном секрете невысокая, но увеличивается в 2 раза за счет реабсорбции воды в слюнных протоках. Коэффициент Са2+/Саобщ. показывает долю кальция, участвующего в реминерализации эмали. В норме он равен 0,54. Из-за его снижения свободные места в кристаллической решетке заполняются другими ионами. Общего фосфата в слюне в 2-3 раза больше, чем в плазме крови, 70-95% приходится на неорганический фосфат, который представлен ионами НРО42-, Н2РО4-, РО43-. Смешанная слюна перенасыщена ионами фосфата и кальция, но в нормальных условиях это не приводит к отложению минеральных компонентов на поверхности зубов. Этому препятствует мицеллярное строение слюны, а также присутствующие в слюне белки. Тиоцианаты (KSCN, NaSCN), йодиды поступают в слюну из плазмы крови или образуются ферментами бактерий. Количество тиоцианатов в слюне увеличивается при воспалении тканей пародонта, а также в 4-10 раз превышает норму у курящих. Тяжелые металлы. При увеличении в плазме крови содержания тяжелых металлов Ag+, Hg2+, Pb2+ возрастает их поступление в слюну. Мицеллы слюны. Поддержание нерастворимых солей Са2+ в псевдорастворенном состоянии в составе слюны возможно благодаря формированию коллоидных образований – мицелл (рис. 25). Состав мицеллы можно описать следующей формулой: [m(Са3 (РО4)2]n •(НРО42-)•уН2О•(n-x)Са2+•zН2О]2-•хСа2+• zН2О Ядро мицеллы состоит из молекул фосфата кальция m[Са3 (РО4)2], на поверхности которого распределяются ионы гидрофосфата (НРО42-), окруженные водно-белковой оболочкой. В адсорбтивном и диффузном слоях мицеллы находятся ионы Са2+.     Условные обозначения: -.Молекулы белка - Диполи молекул воды; Рис. 25. Строение мицеллы фосфата кальция [8] Изменение состава, количества или рН слюны отражается на структуре мицелл и реминерализующих свойствах слюны. Ионы К+ и Nа+ при физиологических концентрациях и нейтральном рН слюны обеспечивают устойчивость мицелл. Увеличение концентрации ионов К+ и Nа+ в слюне вызывает потерю слоем мицеллы фосфат-ионов и образование растворимых солей К2НРО4 или Nа2НРО4, что может привести к камнеобразованию. Снижение рН приводит к образованию Н2РО4-. Суммарный отрицательный заряд мицеллы уменьшается, и ионы Са2+ вымываются из диффузного слоя. Уменьшается устойчивость мицелл, повышается их агрегация. Слюна не может принимать участие в реминерализации. При повышении рН слюны образуются ионы РО43-, которые взаимодействуют с ионами Са2+ и формируют соли Са3(РО4)2 зубного камня. Вещества, содержащиеся в капле слюны, при высушивании кристаллизуются. Возникающие кристаллы имеют индивидуальные особенности, отражающие состояние организма, характер питания и наклонности к развитию кариеса. При высушивании слюны здорового человека микрокристаллы имеют рисунок «листьев папоротника» (рис. 26).   Рис. 26. Строение микрокристаллов слюны здорового человека [8] При патологии зубочелюстной системы характер рисунка микрокристаллов меняется. Выделяют 3 группы людей по типу образуемых кристаллов: I тип - виден рисунок удлиненных кристаллических структур, сросшихся между собой и занимающих всю поверхность капли. Этот тип кристаллизации характерен для компенсированной формы течения кариеса; II тип - в центре капли видны отдельные дендритные (ветвящиеся) кристаллопризматические структуры меньших размеров, чем при I типе. Эти структуры характерны для субкомпенсированной формы течения кариеса; III тип - по всей капле просматривается большое количество изометрически, т.е. равномерно, расположенных кристаллических структур неправильной формы. Этот тип микрокристаллизации характерен для декомпенсированной формы кариеса. 4.4. Органические вещества слюныСмешанная слюна содержит белки, липиды, углеводы, витамины, гормоны, органические кислоты, азотсодержащие соединения небелковой природы. Количество этих соединений зависит от состояния ротовой полости и всего организма. Органические компоненты в смешанной слюне составляют 0,8-3,0 г/л (1,4-6,4 г/л), что в 10-15 раз меньше, чем в крови. Основная часть белков (90%) синтезируется в слюнных железах, 10% приходится на белки, поступающие в слюну из слизистой оболочки полости рта, десневой бороздки, крови или имеют бактериальное происхождение. Многие белки полифункциональны, т.е. выполняют не одну, а несколько функций (рис. 27).  Рис. 27. Полифункциональность белков слюны [8] Проявление той или иной функции белка определяется конформацией, которая зависит от заряда, связей с другими белками, гидроксиапатитами эмали зуба, ионами Са2+, молекулами воды. Белки слюны Муцины слюны. Это гликопротеины, имеющие большую молекулярную массу и способные связывать ионы Са2+. Они, в основном, синтезируются клетками поднижнечелюстных и подъязычных желез. В муцинах содержатся остатки серина, треонина, пролина и углеводных цепей гетерополисахаридов. Углеводный состав представлен галактозой, N-ацетилглюкозамином, N-ацетилгалактозамином и сиаловой кислотой. Синтез муцинов происходит на полирибосомах, связанных с эндоплазматическим ретикулумом, далее они упаковываются в секреторные гранулы. Их секреция происходит по механизму экзоцитоза. При этом из гранул освобождается много Са2+, который участвует в реминерализации эмали и поддержании стабильности мицелл фосфата кальция. Молекулы муцина способны к гидратированию (присоединяют воду), что придает слюне вязкость и высокие адгезивные свойства. Молекулы муцина образуют слизистую пленку (пелликулу), защищающую эмаль от неблагоприятных механических, химических, тепловых, бактериальных и вирусных воздействий. В секретах слюнных желез присутствуют несколько специфическихбелков, характеризующиеся преобладанием одной или нескольких аминокислот: - белки, богатые пролином, секретируются околоушными и поднижнечелюстными железами и подразделяются на кислые, основные и гликозилированные. Они адсорбируются на поверхности эмали и участвуют в формировании пелликулы зуба. Кислые белки, образуя связи с гидроксиапатитами эмали, способны связывать ионы Са2+. Они предотвращают деминерализацию, ингибируют рост кристаллов фосфата кальция в слюне, связывают микроорганизмы полости рта, способные образовывать колонии зубного налета. Основные белки, связывая танин, защищают слизистую оболочку рта. Они могут вызывать гибель микроорганизмов. Гликозилированные белки способны гидратироваться, при этом облегчают проглатывание пищевого комка. - белки, богатые тирозином (статерины) – фосфопротеины, богатые тирозином. Присутствуют в секрете околоушных желез. Они способны связывать ионы Са2+ и микроорганизмы и препятствовать образованию фосфорно-кальциевых солей на поверхности зуба, в ротовой полости, в слюнных железах; обладают антимикробным действием. - цистатины – кислые белки, синтезируются в клетках околоушных и поднижнечелюстных желез. Они связываются с ГАП эмали и формируют пелликулу зуба. Цистатины ингибируют активность лизосомальных ферментов, выполняя, тем самым, антимикробную и антивирусную функции. - белки, богатые гистидином (гистатины) имеют высокое содержание гистидина и поступают в слюну в составе околоушных и поднижнечелюстных желез. Связываясь с кристаллами гидроксиапатитов эмали, гистатины участвуют в формировании пелликулы зуба. Взаимодействуя с фосфатами, они ингибируют рост кристаллов гидроксиапатитов. Гистатины обладают бактерицидным свойством, инактивируют протеазы. Были обнаружены белки, названные «анионные» и «катионные» гликопротеины: - анионные гликопротеины содержатся в секрете поднижнечелюстных слюнных желез. Имеют большое количество остатков серина и олигосахаридных цепей. Они содержат остатки N-ацетилнейраминовой кислоты, благодаря которой обеспечивается защита полости рта от вирусной инфекции. Остатки этого углевода выполняют роль рецепторов, к которым прикрепляются вирусы и теряют свою вирулентность (ловушка для вирусов). - катионные гликопротеины выделяются с секретом околоушных желез и состоят из белка (25%) и углеводного компонента (75%). Они содержат большое количество остатков лизина, аргинина и гистидина и поэтому заряжены (+). Углеводная часть представлена остатками N-ацетилгалактозамина, фруктозы и галактозы. Они адсорбируются отрицательно заряженными фосфатами гидроксиапатитов эмали зуба и формируют основную часть пелликулы зуба. Группоспецифические (антигенспецифические) вещества слюны. В слюне присутствуют гликопротеины, имеющие небольшую белковую часть и множество ди-, трисахаридов, связанных с остатками серина. Первичная структура углеводных цепочек имеет индивидуальные особенности. Эти ди-, трисахариды повторяют строение концевых фрагментов олигосахаридов наружной поверхности плазматической мембраны эритроцитов у каждого человека. Поэтому эти гликопротеины слюны получили название группоспецифических, так как соответствуют группам крови, которые определяются строением олигосахаридов. Их называют антигенспецифическими, так как концевые трисахариды являются антигенами, и к каждому из них могут образовываться антитела. Лактоферрин принадлежит к семейству трансферринов – железосвязывающих и антибактериальных белков. Он присутствует в большинстве секретов: слюне, молоке, слезной жидкости. Связывая ионы Fe+3, лактоферрин, снижает его содержание в слюне, а значит, и поступление в бактериальную клетку. Это замедляет образование гемсодержащих ферментов, участвующих в энергетическом обмене бактерий и приводит к их гибели, оказывая бактерицидное действие. Лактоферрин играет большую роль в регуляции иммунитета. Ферменты слюны В смешанной слюне обнаруживается активность более 100 различных ферментов. Некоторые из них представлены в таблице 5. Таблица 5 Ферменты слюны [4]
| |||||||||||||||