Тарасенко Л.М., Непорада К.С. Биохимия органов полости рта

, Считают что в основе остеопороза лежит нарушение гомеостаза

. 1-1,7 кальция или его дефицит В организме человека содержится кг

. 99% 1% кальция При этом кальция входит в состав скелета и циркули-

.рует в межклеточных жидкостях

Остеосклероз ( , ) – остеопетроз гиперостоз патологическое состояние

, костной ткани характеризующееся избыточным количеством остеоида в

. минерализованной кости и дефектом ее перестройки Встречается срав-

; нительно редко его можно вызвать экспериментально путем введения

.избытка эстрогенов

5.3.1. Баланс кальция в организме

Роль кальция в физиологии человека определяется его участием в

, образовании скелета способного выдержать многообразные нагрузки

. при прямохождении в гравитационном поле Земли Кальций имеет

, огромное значение также для клеток организмов не нуждающихся в спе-

.циальной опорной ткани в виде костного скелета

– 2,25-2,75 / .Концентрация кальция в сыворотке крови ммоль л

, Биологическая роль кальция определяется тем что он необходим

, для ферментативных процессов механизмов трансмембранного перено-

, (са играет ключевую роль в коагуляции крови ІV ), фактор гемостаза в

, возбудимости нервных клеток и синаптической передаче в сокращении

, мышц а также является внутриклеточным посредником действие гормо-

( ).нов вместе с кальмодулином

25 .Ежедневное потребление кальция составляет в среднем ммоль

. 10Большое его количество содержат молочные продукты и хлеб Около

, 3,8 ммоль кальция пищи абсорбируется в кишечном тракте но ммоль их

,них возвращается с пищеварительными соками в просвет кишечника

6,2так что чистый приток кальция во внеклеточную жидкость составляет

. ммоль Удаление кальция из организма осуществляется в основном поч-

41

. 275 ками В физиологических условиях почки фильтруют до ммоль в сут-

0,5 1,0% .ки и только от до этого количества выделяется с мочой

Среди многих констант организма концентрация Са

2+

является од-

. ной из самых строгих Поддержание постоянства концентрации Са

2+

во

, внеклеточных жидкостях обеспечивается паратирином кальцитонином и

. кальцитриолом

- Участие кости в обмене кальция по прежнему связывают с процес-

. сами костного метаболизма В соответствии с этой концепцией рассмат-

, ривается влияние биологически активных веществ на те клетки которые

– являются основными участниками костной реконструкции остеокласты

.и остеобласты

,Новообразования и резорбция кости составляют единый процесс

осуществляемый благодаря взаимодействию остеобластов и остеокла-

. стов и нейрогормональному контролю

5.4. Биохимические тесты

для оценки метаболизма костной ткани

Сыворотка крови

1. Содержание кальция

2,25-2,75 / – ммоль л общего,

1,15-1,27 / – ммоль л ионизированного

2. - 0,87-1,32 /Содержание фосфора ммоль л

3. - 278-834 /( . )Активность щелочной фосфатазы нмоль с л

4. - 67-167 /( . )Активность кислой фосфатазы нмоль с л

5. p - 43,5-73,3 / .Содержание оксип олина мкмоль л

6. - 88,5-156,1 /Содержание лимонной кислоты мкмоль л

7. - p - 4,6 /СООН концевой ф агмент мЕ мл

8. - 1,94Содержание сиаловых кислот +0,24 / ; 0,51-1,02 / .ммоль л г л

Моча

42

1. p p - 15-42 / , 0,11-0,32 /Суточная экск еция оксип олина мг сут ммоль сут

2. - 4,02-4,99 /Кальций мкмоль сут

3. - 17,0Гликозаминогликаны ±4,4 / .мкмоль сут

6. Глава ЗУБЫ

– , Зубы наиболее минерализированные органы которые обеспечи-

. вают механическую обработку пищи Они необходимы для связной речи

.и выполняют определенную эстетическую функцию

43

:Основу зуба составляют три вида минерализированных тканей

, . эмаль дентин и цемент Снаружи дентин покрыт в области коронки зуба

, – . эмалью в области корней зуба цементом Пульпа зуба по составу и

.функции похожа на костный мозг

6.1.Эмаль

– , Эмаль наиболее твердая резистентная к изнашиванию минерали-

, . зированная ткань которая снаружи покрывает коронку зуба Эмаль рас-

полагается поверх дентина и тесно с ним связана структурно и функцио-

, нально как в процессе развития зуба так и после завершения его фор-

. мирования Толщина слоя эмали максимальна в области жевательных

, 2,3 – 2,5 , – 1бугров где она достигает мм на латеральных поверхностях

– 1,3 .мм

Основными структурными компонентами эмали являются эмалевые

4 – 6 . ,призмы диаметром мкм Длина призмы превышает толщину эмали

. , поскольку она имеет извилистый ход Эмалевые призмы концентриру-

, ясь в пучки образуют S- . подобные изгибы Общее количество призм в

5 12 . .эмали колеблется от до млн в зависимости от размеров зуба

, .Различают призменную межпризменную и беспризменную эмаль

(1Межпризменная эмаль расположена между эмалевыми призмами

) , мкм и является идентичной по строению с ними но кристаллы гидрок-

, сиапатитов ориентированы под прямым углом к кристаллам которые

. формируют призму Степень минерализации межпризменной эмали

, . – ниже чем призменной Беспризменная эмаль это внутренний слой

5 – 15 - , эмали мкм вдоль дентинно эмелевой границы который не имеет

.призм

95 – 98 % , 1,2 % Эмаль содержит минеральных веществ органиче-

– 2,3 %. ских веществ и незначительное количество воды Кроме связан-

( ) ной воды гидратная оболочка кристаллов в составе эмали содержится

, .свободная вода которая находится в микропространствах

44

6.2. Неорганический компонент эмали

Эмалевые призмы состоят из плотно уложенных кристаллов глав-

– ным образом гидроксиапатита Са

10

(РО

4

)

6

( )ОН

2

и восьмикальциевого

фосфата Са

8

Н

2

(РО

4

)

.

5Н

2

. , О Встречаются и другие виды апатитов в ко-

6 14 ( . 6.2.1.).торых количество атомов кальция колеблется от до табл

10Кристаллы гидроксиапатита в зрелой эмали приблизительно в

, . раз больше кристаллов в дентине цементе и костной ткани Их толщина

25 – 40 , – 40 – 90 – 100 – 1000 .составляет нм ширина нм и длина нм

1 .Каждый кристалл покрыт гидратной оболочкой толщиной около нм

, Между кристаллами имеются микропространства заполненные эмале-

, вой жидкостью которая служит переносчиком молекул некоторых ве-

.ществ и ионов

37 %, В составе минеральных веществ эмали кальций составляет а

– 17 %.фосфор

Свойства эмали зуба в большей степени зависят от соотношения

/ . Са Р Это соотношение непостоянно и может изменяться под действием

. многих факторов Здоровая эмаль молодых людей имеет более низкий

/ , . коэффициент Са Р чем эмаль взрослых Этот показатель уменьшается

.при деминерализации зубов

6.2.1.Таблица

Виды апатитов неорганического компонента эмали

Апатит Строение

Гидроксиапатит Ca

10

(PO

4

)

6

(OH)

2

pКа бонатны й апатит Ca

10

(PO

4

)

6

СO

3

pХло ны й апатит Ca

10

(PO

4

)

6

Cl

2

pФто апатит Ca

10

(PO

4

)

6

F

2

pСт онциевы й апатит SrCa

9

(PO

4

)

6

(OH)

2

45

, , Для апатитов которые входят в состав кристаллов эмали зуба мо-

/ 1,67. лярные соотношения Са Р составляют Чем больше соотношение

/ , ,Са Р в эмали тем выше ее резистентность к кислотному разрушению

поскольку в кристаллической решетке гидроксиапатита Н

+

- ионы могут

замещать ионы Са

+

.

Фторапатит является наиболее кариесрезистентным апатитом эма-

. ли Оптимальное для здоровья содержание фтора в питьевой воде со-

5 – 1,2 / . 20 % , ставляет мг л Фтор с пищей усваивается на меньше чем из

. питьевой воды Излишек или недостаток поступления фтора приводит к

. нарушениям минерального обмена костной ткани и зубов Под влиянием

низких концентраций фтора образование фторапатита из гидроксиапати-

:та происходит согласно уравнению

Ca

10

(PO

4

)

6

(OH)

2

+ 2F

-

 →

Ca

10

(PO

4

)

6

F

2

+ 2(OH)

-

Действие на эмаль зуба высоких доз фтора способствует образова-

: нию фторида кальция согласно уравнению

Ca

10

(PO

4

)

6

(OH)

2

+ 2F

-

 →

10 CaF

2

+ 6PO

4

3-

+ 2(OH)

-

Чрезмерное поступление в организм фтора приводит к развитию

. флюороза зубов Повышенное содержание в питьевой воде фтора

( 1,5 / ) . больше мг л способствует развитию эндемического флюороза При

(5 / ) высоком содержании фтора в питьевой воде мг л флюороз зубов раз-

100 % .вивается у населения

6.3. Органический матрикс эмали

1,2 %. Органический матрикс эмали составляет в среднем Он тесно

связан с кристаллами минеральных солей и в ходе образования эмали

. обеспечивает процессы их роста и ориентации По мере созревания ор-

46

ганический матрикс сохраняется в виде тончайшей трехмерной белко-

, .вой сетки нити которой размещаются между кристаллами

Эмаль является секреторным продуктом эпителия и относится к тка-

. ням эктодермального происхождения Она существенно отличается от

( , , ), других минерализованных тканей костная дентин цемент которые от-

. носятся к тканям мезенхимального происхождения Органический мат-

, рикс уникален и отличается от других минерализованных тканей основ-

.ным компонентом органической части которых является коллаген

, Согласно современным представлениям органический матрикс эма-

: , , ли представлен следующими белками тафтелином энамелином амело-

.генином

Тафтелин встречается на самых ранних этапах эмбриогенеза не

, , только в эпителии но и в тканях мезенхимы поэтому некоторые авторы

. данный белок не относят к специфическим протеинам эмали Иммунно-

гистохимические исследования убедительно обосновывают важность

тафтелина в морфогенетических процессах дифференциации проаме-

. , лобластов Установлено что генетическое кодирование тафтелина осу-

1- .ществляется в длинном плече й хромосомы

338 Тафтелин состоит из аминокислотных остатков с молекулярной

38,63 ; массой кДа рІ = 5,85. Данный белок идентифицирован у ряда по-

, 550 . звоночных животных он сохраняется на протяжении млн лет эво-

. люции Тафтелин относится к классу β- . кератинов Вторичная структура

полипептидов β- конформации обладает наиболее устойчивой формой и

( ) .обеспечивает подобно шелку и паутине высокую прочность на разрыв

, Тафтелин играет роль сигнального белка обеспечивая в эмбриональ-

. ном периоде морфогенез эмалевого органа Тафтелин не играет суще-

, ственной роли как нуклеатор кристаллов гидроксиапатита но является

.важным белком дифференциации проамелобластов

47

– Второй белок органического матрикса эмали энамелин выделяет-

ся на более поздних стадиях эмбриогенеза секреторными энамелобла-

. - стами Он располагается вдоль эмалево дентинной границы и локализо-

. ван в отростках Томса в стадию раннего купола В формирующейся эма-

10 %, – 90 % . ли энамелин составляет а в зрелой всех белков Возраста-

ние содержания энамелина в зрелой эмали осуществляется не за счет

, увеличения синтеза а вследствие повышенной деградации амелогени-

, .на который элиминируется амелогениназами

4- . Установлено наличие гена энамелина в й хромосоме Иммунноги-

стохимические исследования разных позвоночных животных свидетель-

, ствуют об общих антигенных свойствах энамелина то есть он сохраня-

450 . . ется на протяжении млн лет эволюции Энамелин определяется в

- . виде узкой полоски вдоль эмалево дентинной границы Различают эна-

(189 ), (89 ) мелин высокомолекулярный кДа среднемолекулярный кДа и

(32 ). низкомолекулярный кДа Высокомолекулярный энамелин локализи-

, руется в основном во внешнем слое эмали что под действием энамели-

( ) . зина металлопротеиназы расщепляется до большого энамелина По-

следний в глубоких слоях эмали в ранней стадии эмбриогенеза разру-

– шается специфическим ферментом серинпротеиназой до низкомолеку-

. лярного энамелина Детально изучена первичная структура энамелина с

89 . молекулярной массой кДа на ранней стадии амелогенеза Он состоит

627 .из аминокислотных остатков и имеет общий с амелогенином пептид

6.3.1. Таблиця

Аминокислотный состав энамелина эмали человека

(Deutsch D., et al.,1989)

Аминокислота Формирующийся

энамелин

Зрелый энамелин

Асп 83 85

Тре 42 42

48

Сер 121 167

Глу 146 154

Про 143 87

Гли 140 156

Ала 54 69

Вал 33 35

Мет 20 11

Иле 25 23

Лей 52 46

Тир 28 26

Фен 24 21

Гис 34 28

Лиз 27 76

Арг 29 21

, Энамелин содержит высокую концентрацию серина и глутамата ко-

, торые способны фосфорилироваться и подобно другим неколлагено-

вым кислым белкам являются потенциальным нуклеатором минерализа-

. , ции Это положение основано также на том что энамелин является кис-

, лотным белком локализованным на поверхности кристаллических реше-

ток и синтезирующийся в ходе амелогенеза до появления другого белка

– .эмали амелогенина

,Энамелины формируют центр кристалла и определяют его позицию

ориентацию в ходе дальнейшего формирования супермолекулы гидрок-

. , сиапатита Рентгеноструктурным анализом установлено что энамелин

( 0,47 ), дает сильное отражение тени около нм что соответствует бо-

( . ., 1996).ковым граням кристаллов гидроксиапатита Быков Л В

Другим свидетельством роли энамелина в первичной минерализа-

, ции являются данные иммунногистохимического исследования которые

, – показали что кислотный белок энамелин синтезируется секреторными

49

, энамелобластами на раннем этапе эмбриогенеза когда еще нет амело-

. генина В зрелой эмали энамелин в основном локализуется в шеечной

- .части зуба и вдоль эмалево дентинной границы беспризменной эмали

, Установлено что в ходе развития эмали изменяется соотношение

. , между основным белковым энамелином и амелогенином Так на раннем

этапе эмбриогенеза на стадии купола в эмали определяется один белок

– . , , энамелин В эмали что созревает в эмалевом органе на стадии коло-

- . кола содержится два белка энамелин и амелогенин Содержание его

. , значительно преобладает над содержанием энамелина Наконец в зре-

, , лой эмали амелогенин почти полностью исчезает за счет чего возрас-

. , тает удельный вес энамелина Таким образом вторичная минерализа-

ция осуществляется за счет изменения количественного содержания

.амелогенина

Главная роль в минерализации эмалевых призм принадлежит аме-

, 90 % , логенинам которые представляют белков эмали синтезированных

. энамелобластами в стадии секреции В процессе роста кристаллов гид-

, роксиапатита они модифицируются а потом почти полностью элимини-

. « » руются Термин амелогенин впервые предложен J.E. Eastoe 1964в

, , году как продукт экстрацелюлярного матрикса эмали который секрети-

. – руют энамелобласты В отличие от кератиноподобных белков продукта

, секреции эктодермального эпителия и мезенхимальных клеток что син-

, ,тезируют коллаген амелогенин имеет высокое содержание пролина

, .лейцина глутамина и гистидина

2 , Выявлено разных амелогениновых гена один из которых локали-

-, - . 216зуется в Х другой в У хромосоме Амелогенин человека состоит из

, 19 . аминокислот из них представлены сигнальным пептидом N-конец

27 , амелогенина состоит из аминокислотных последовательностей кото-

рые являются общими с энамелином и характерный для всех млекопита-

. - , ющих С конец амелогенина гидрофильный другая часть амелогенина

(158 ) .аминокислот содержит в основном гидрофобные аминокислоты

Вблизи N- конца молекулы идентифицированный обогащенный тирози-

, 45 ном амелогениновый пептид который содержит аминокислот с моле-

5 . кулярной массой кДа В центральной части амелогениновой молекулы

82-87 в интервале аминокислотной последовательности выявлено на-

личие постоянного мотива Gln – Gln – Pro – Met – Met – Pro. Такой амино-

, кислотный домен выявлен не только в большом но и в малом амелоге-

.нине

6.3.2. Таблиця

Аминокислотный состав амелогенина эмали человека

(Deutsch D., et al.,1989)

Аминокислота Формирующийся Зрелый амелогенин

50

Тарасенко Л.М., Непорада К.С. Биохимия органов полости рта

Подождите немного. Документ загружается.