Роль цитрата в процессе минерализации твердых тканей зуба
Аскорбиновая кислота, ее функция, роль в метаболизме тканей и органов полости рта.
· Действие витамина связывают с его участием в окислительно – восстановительных реакциях. Он ускоряет дегидрирование восстановительных коферментов НАДН и др., активирует окисление глюкозы по пентозо – фосфатному пути, характерному для пульпы зуба.
· Витамин С влияет на синтез гликогена, который используется в зубах как основной источник энергии в процессах метаболизма и минерализации.
· Витамин С активирует многие ферменты углеводного обмена: в гликолизе – гексокиназы, фруктокиназы. В ЦТК – НАД-зависимые дегидрогеназы. В тканевом дыхании – цитохромоксидазу, а также ферменты минерализации – щелочные фосфатазы.
· Витамин С принимает непосредственное участие в биосинтезе белка соединительной ткани – коллагена. Он необходим для гидроксилирования пролина (который составляет в коллагене 14% всех аминокислот), а также лизина. Эти две реакции лежат в основе превращения проколлагена в коллаген.
Фермент : пролинмонооксигеназа, косубстрат – витамин С.
Фермент лизинмонооксигеназа, косубстрат – витамин С.
При авитаминозе витамина С синтез коллагена нарушен на стадии гидроксилирования пролиновых и лизиновых остатков, следовательно образуются мене прочные каллогеновые волокна,что приводит к ломкости стенок кровеносных сосудов. Повышается хрупкость костей, костных перегородок, нарушается структура дентина. Дегенеративные процессы со стороны одонтобластов и остеобластов приводят к развитию кариеса, разламыванию коронок, расшатыванию и выпадению зубов [7].
В минерализованных тканях содержится 90% всего цитрата организма. В костях цитрат составляет 0,8-1,2% органического вещества, в дентине – 0,8-0,9%, в эмали 0,1%.
Основной процесс, в котором образуется цитрат, это ЦТК (первая реакция, катализируемая цитратсинтазой) Активность этого фермента в костной ткани и в зубах выше, чем в других тканях. Синтез цитрата связан с функцией поджелудочной и паращитовидных желез. Инсулин и парат-гормон активируют этот процесс.
Цитрат существует в двух формах:
1) растворимая, образуется в цикле трикарбоновых кислот, образует транспортную форму Са – цитрат Са, участвуя таким образом в минерализации и деминерализации твердых тканей. Эта реакция регулируется парат-гормоном и играет важную роль в обеспечении уровня Са в крови.
2) Нерастворимая — адсорбируется на поверхности кристалла гидроксиапатита и прочно связывается с ним. Входит, таким образом, в состав твердых тканей зуба.
При повышении уровня цитрата, наблюдается увеличение концентрации водородных ионов в тканях зуба, что приводит к усиленному связыванию цитрата с кальцием и повышению растворимости эмали.
Небелковые органические компоненты кости и зуба. Роль цитрата в метаболизме костной ткани.
Свободные аминокислоты (способные к рацемизации)
-фосфолипиды (участвуют в минерализации кости и дентина)
4. Органические кислоты (цитрат):
-90% всего цитрата организма содержится в костях,
-бидентатный лиганд кальция (хелатный комплексон кальция),
-транспортная форма кальция в минерализованных тканях,
-для минерализованных тканей характерна низкая активность ферментов использования цитрата (АТФ-цитрат-лиазы)
Химический состав минерализованных тканей. Апатиты. Особенности строения и свойств различных типов апатитов.
Структура кристаллической решетки
-главный вид апатитов (отн. сод. в эмали – до 75%),
-устойчив при нейтральном значении рН,
-сдвиг рН от 6.0 до 5.0 увеличивает его растворимость в десятки раз,
-самый прочный вид апатитов,
-в наибольшей степени представлен в эмали,
-может генерировать высокий пьезоэлектрический потенциал
-слабо растворим в кислотах,
-количество его зависит от содержания F- в питьевой воде (в норме 1.0-1.5 мг/л),
250 млн человек на земном шаре испытывают дефицит фтора,
-избыток фтора приводит к флуорозу,
-описаны биогеохимические провинции с аномально высоким содержанием фтора в воде (до 42 мг/л)
— особенно опасен профессиональный флуороз, ибо фтор весьма токсичен и способен ингибировать многие ферменты (енолазу, аконитазу, пирофосфатазу)
-лучше растворим в кислотах,, а следовательно, менее стабилен, чем гидрокси апатит,
-образуется при высокой концентрации бикарбонат-аниона, образующегося при сбраживании углеводов ферментами бактерий полости рта.
-хотя этот апатит является галоген- содержащим, как и фторапатит, но в отличие от последнего, гораздо менее прочен и менее устойчив.
-содержится в следовых количествах,
-данный апатит может включать в себя как нерадиоактивный Sr88, так и радиоактивный Sr90,
-изотоп Sr90 имеет период полураспада 20 лет,
-количество Sr в кости и эмали зависит от содержания обоих изотопов в воде и пище,
-существуют биогеохимические провинции с аномально высоким уровнем Sr в почве и воде.
Особенности минерального состава зуба (эмали, дентина, цемента).
Общее количество минералов меньше, чем в эмали (
70%), но больше, чем в кости (55%),следовательно и по прочности дентин занимает промежуточное положение между эмалью и костью
Читайте также: Кожица лука группа ткани
Кристаллы гидроксиапатита располагаются по ходу коллагеновых волокон (радиально – в плащевом дентине и тангенциально – в околопульпарном)
Структура дентина не подвергается ремоделированию (в отличие от кости)
Помимо кристаллов гидроксиапатита в дентине обнаружены неапатитные водонерастворимы соли кальция:
Самая минерализованная ткань организма
Более высокое содержание фторапатитов и хлорапатитов
Кристаллы гидроксиапатита крупнее, чем в других минерализованных тканях
Эмалевые призмы образуются в результате агрегации кристаллов гидроксиапатита
Твердость эмали сравнима с твердостью кварца (200-300 ед Виккерса)
Низкая скорость обновления Са и Р (в 15-20 раз меньше, чем в кости и дентине). τ1/2
Вода в эмали существует в двух состояниях:
-свободная, т.е. текучая (в составе эмалевой жидкости) и
-связанная, иммобилизованная (гидратная вода, окружающая кристаллы эмалевых призм)
Общее содержание минеральных веществ в цементе около 70%
Не испытывает столь значительных механических нагрузок , как эмаль, поэтому твердость цемента значительно уступает твердости эмали
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
AlterMedicine
Роль лимонной кислоты (цитрата) в процессе минерализации тв.тк.зуба
В тв.тк.зуба организма сод.90% всего цитрата организма. В костях 0,8 – 1,2% от общего числа костей, в дентине 0,8 – 0,9% , эмаль 0,1%, мягкие ткани – 10%.
Основной процесс, в котором обр-ся цитрат, это ЦТК (1-я реакция катализируется цитрат синтезат). Активность этого фермента в костной ткани и зубах выше, чем в других тканях. Синтез цитрата связан с функцией панкреатической и щитовидной желез. Инсулин и пар гормон активизируют этот процесс.
Цитрат существует в 2 формах:
1) растворимая, обр-ся в ЦТК, подвергается окислению, пранспорт.ионы Са.
2) нерастроримая, входит в состав минер.компонентов кости и зуба.
Растворимая форма обладает высокой комплексообразующей способностью, принимает участие в процессе минерализации тканей, соединяясь с Са , образует растворимую транспортную форму Са
Образуется растворимая форма цитрата Са. Р активируется пара гормоном. имеет важное значение в регуляции Са в крови. Обеспечивает поступление Са в минерализованные ткани, а также гомеостаз Са в костях и зубах.
Нерастворимая форма адсорбируется на поверхности кристаллов ГАП и прочно связывается с ними. Белковая часть этого цитрата включается в эмаль и дентин. … наиболее подверженных кариесу. Эта форма цитрата играет роль в патогенезе кариеса, так как цитрат определяет св-ва растворимости и проницаемости эмали.
Роль слюны в минерализации и деминерализации тв.тк.зуба, растворимость ГАП
Минерализация – это процесс поступления в эмаль зуба необходимых элементов для образования кристаллов ГАП. Деминерализация — противоспалительный процесс, связанный с растворением кристалла, разрушением эмали. Эти процессы могут находиться в …мическом равновесии и обеспечивать постоянство состава зубов или же может преобладать какой-либо из этих процессов. Главным условием поддержания гомеостаза мин.обмена в зубах явл-ся перенасыщенность слюны ГАП-ом, при гидролизе которых образуется Са и НРО .
Перенасыщенность слюны – это св-во, характерное для всех биологических жидкостей, н-р: пота, спиномозговой жидкости и панкреатическго сока. Все остальные жидкости явл-ся или насыщенными или перенасыщенными ГАП.
Перенасыщенность слюны этими элементами обеспечивает:
1) диффузию Са и Р в эмали зуба
2) способность адсорбции этих ионов на поверхности эмали и активация ионного обмена гидратной оболочки кристалла
3) препятствует растворению эмали. Перенасыщенность слюны сохраняется при рн = 6,0 – 6,2. Это критическое значение рн.
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.
Читайте также: Чем вывести краску для волос с ткани в домашних условиях
Послесловие
Вернувшись из поездки и просматривая записи многочисленных рецептов, я убедился в следующем. Любые биохимические воздействия на человеческий организм с помощью снадобий служат лишь катализатором в .
Методы очищения собственного ума от амбиций и желаний
Что значит «очищения собственного ума от амбиций и желаний»? Это стремление к внутренней умиротворённости, не будоражимой амбициями и желаниями. .
Внедрение результатов работы в практику
Результаты исследования и основные положения диссертации используются в практической деятельности отделения амбулаторных методов диагностики и лечения НИИ ДОиГ ОНЦ РАМН, в Центрах и кабинетах по ва .
Органический матрикс минерализованных тканей
Минерализованные ткани представлены в организме костью, цементом, дентином, и эмалью. Эти виды ткани различаются по онтогенезу (первые три вида ткани – мезенхимального происхождения, а эмаль – эктодермального), клеточному составу, строению и протеканию в них биохимических процессов.
Минерализованные ткани, как и другие виды соединительной ткани, содержат небольшое количество клеток и большое межклеточное пространство (межклеточный матрикс). Межклеточный матрикс минерализованных тканей состоит из двух компонентов – высокоорганизованного органического матрикса (представленного, в основном, белками и протеогликанами) и связанных с ним минеральных компонентов. На рисунке изображен высокоорганизованный органический матрикс эмали (деминерализованная эмаль) при различных увеличениях.
Органический матрикс кости, который называют также остеоидом, или экстрацеллюларным матриксом, составляет приблизительно 30% массы влажной ткани. Содержание органических веществ в тканях зуба сильно варьирует от 2% в эмали до 30% в дентине.
Минеральные компоненты, в свою очередь, представлены, в основном, гидроксиапатитом, который можно описать общей формулой Са10(РО4)6(ОН)2, Как следует из формулы, основными ионами, входящими в состав гидроксиапатитов, являются Са 2+ и РО4 3- . Органический матрикс минерализованных тканей мезенхимального происхождения на 90-95% представлен коллагеном I типа. Протеогликаны составляют около 1%. От 3 до 8% массы приходится на неколлагеновые белки и фосфолипиды, причем, в литературе имеются данные о том, что последние принимают участие в процессах минерализации. Белки, участвующие в связывании клеток с компонентами внеклеточного матрикса, называют адгезивными. Среди присутствующих в минерализованных тканях ферментов можно выделить щелочную фосфатазу, действие которой приводит к увеличению уровня фосфат-ионов и ускорению минерализации, а также кислую фосфатазу, способствующую резорбции костной ткани.
Костная ткань содержит до 1% (от общей массы) цитрата, что составляет 90% от общего количества цитрата в организме. Вероятно, цитрат образует комплексные соединения с солями кальция, обеспечивая возможность повышения их концентрации в тканях до такого уровня, при котором может начинаться образование центров кристаллизации и последующая минерализация. Коллагеновые волокна придают минерализованным тканям прочность на разрыв, протеогликаны – эластичность, а минеральные компоненты — прочность на сжатие.
4.1. Коллаген I типаучаствует в минерализации, образуя комплексы с гидроксиапатитами, только в составе костной ткани, дентина и цемента (в сухожилиях, хряще и коже коллаген I типа не минерализуется). Эти различия обусловлены присутствием в минерализованных тканях соответствующих регуляторных белков. Ряд исследователей считают, что процессу минерализации коллагена в коже, сухожилиях, сосудистых стенках препятствует постоянное наличие в этих тканях протеогликанов. Кроме коллагена I типа в костной ткани встречаются также коллаген V типа и неколлагеновые белки.
4.2. Протеогликаныминерализованных тканей представлены, в основном, дерматан- и кератансульфатами. Благодаря большому количеству отрицательных зарядов в их молекулах, протеогликаны могут связывать ионы кальция, к которым далее присоединяются фосфат-ионы, поэтому существует предположение, что протеогликаны способны связывать гидроксиапатиты.
4.3. Остеонектинсекретируетсязрелыми остеобластамии остеоцитами, поэтому по количеству остеонектина в крови можно судить о степени дифференцировки костных клеток. Остеонектин- гликопротеин кости и дентина. Он имеет высокое сродство к коллагену I типа и соединяется с ним через углеводный компонент. Остеонектинможет связываться с гидроксиапатитами через пространственно сближенные аминокислотные остатки аспартата и глутамата, которые взаимодействуют с ионами кальция, а также остатки аргинина, образующего ионные связи с ионами фосфата. Участки связывания гидроксиапатитов на молекуле остеонектинамогут играть роль центров кристаллизации. Кроме того, остеонектин, возможно, участвует во взаимодействии клеток и межклеточного матрикса, поэтому его относят к адгезивным белкам.
4.4. gla-Белки – это белки, содержащие аминокислотные остатки γ-карбокси-глутаминовой кислоты, образующиеся в результате посттрансляционной модификации глутамильных остатков в полипептидной цепи. Реакцию катализирует витамин К1-зависимый фермент – γ-глутамилкарбоксилаза, требующий для протекания реакции наличия кислорода и карбонат-ионов. Остатки γ-карбокси-глутаминовой кислоты, содержащие две близко расположенные карбоксильные группы, наделены повышенной способностью связывать ионы кальция.
Читайте также: Прозрачная пвх ткань для одежды
Представителем этой группы белков является остеокальцин, называемый также костным gla-белком, который занимает второе место (10-20%) среди неколлагеновых белков, синтезируется, в основном, в остеобластах и в остеоцитах, располагается в этих же клетках, а также в экстрацеллюларном матриксе. Остеокальцин низкомолекулярный (6,7- 6,5 кДа) кислый белок, состоящий из 49 аминокислотных остатков, три из которых представлены g-карбоксиглутаминовой кислотой. Приблизительно 90% вновь синтезируемого остеокальцина связывается в минерализованных тканях, а 10% попадает в кровь, поэтому этот белок является маркером костного метаболизма. Нормальный уровень остеокальцина в сыворотке у взрослых людей составляет 10 нг/мл. Увеличение его концентрации означает активизацию остеогенеза. При остеокластической резорбции (т.е. при разрушении костной ткани под действием остеокластов) в кровь, а затем в мочу попадают пептиды, образовавшиеся в результате протеолиза остеокальцина, содержащие аминокислотные остатки γ-карбокси-глутаминовой кислоты.
В литературе имеются данные о том, что остеокальцин предотвращает слишком быструю, а также избыточную минерализацию костной ткани, связывая ионы кальция. В результате связывания с ионами кальция остеокальцинприобретает способность взаимодействовать с фосфолипидами клеточных мембран и привлекать к себе остеокласты и их предшественников — моноциты, а также другие макрофаги. Выступая в роли фактора хемотаксиса, остеокальцинспособствует увеличению количества остеокластов и остеобластов, а также их активации и, таким образом, способствует ремоделированию кости. К gla-белкам относится также матриксный gla-белок, содержащий последовательность из пяти γ-карбокси-глу.
4.5. Остеопонтин является неколлагеновым белком, выделенным из кости, с чем связано и его название. Этот адгезивный белок не является строго специфичным для костной ткани, и был обнаружен независимыми исследователями в других тканях. В кости он синтезируется остеобластами, остеоцитами и остеокластами. Он содержит мотив RGD, обычный для многих белков внеклеточного матрикса, стимулирует адгезию клеток, хемотаксис остеокластов, клеток гладких мышц, моноцитов и B-лимфоцитов, является регулирующим фактором для макрофагов, T-клеток. Остеопонтин способен связывать клетки минерализованной ткани с гидроксиапатитом. Он участвует в процессах резорбции кости, малигнизации и кальцификации воспаленных и поврежденных тканей.
4.6. Костный сиалопротеин составляет приблизительно 5% всех неколлагеновых белков кости. Он синтезируется в остеобластах, остеоцитах и остеокластах и обнаружен в костях, дентине, цементе и некоторых гипертрофированных хрящевых клетках. В состав этого белка входят 320 аминокислот, много сиаловых кислот (до 20%) и RGD-последовательность, которая придает ему способность связываться с мембранными клеточными рецепторами. Костный сиалопротеин имеет некоторые сходные структурные признаки с остеопонтином, тем не менее, эти два белка не являются гомологичными. Костный сиалопротеин, подобно остеопонтину, продуцируется остеобластными клетками как сульфатированный и фосфорилированный протеин. В отличие от остеопонтина, который не определяется в костном матриксе до минерализации и присутствует во многих тканях, костный сиалопротеин появляется только в минерализованной соединительной ткани в начале костного формирования. Костный сиалопротеин выполняет функции связывания клеток с коллагеном I типа и фактором резорбции матрикса кости.
4.7. Фосфофорин – это белок, на долю которого приходится до 1% белков дентина. Из приблизительно 1000 аминокислотных остатков фосфофорина 426 приходится на серин, способный фосфоэфирной связью соединяться с остатками неорганического фосфата, а 447 – на отрицательно заряженную аспарагиновую кислоту, связывающую ионы кальция. Такой аминокислотный состав лежит в основе связывания фосфофорином гидроксиапатитов.
4.8. Белки эмали. Поскольку эмаль представляет минерализованную ткань эктодермального происхождения, ее органический матрикс сильно отличен от матрикса минерализованных тканей мезодермального происхождения. В частности, в эмали отсутствуют коллагены, но имеются кальций-связывающие белки эмали. Основными белками развивающейся эмали являются фосфопротеины семейства амелогенинов. В зрелой эмали содержание амелогенинов приблизительно равно содержанию белков другой группы фосфопротеинов – энамелинов.
Наряду с перечисленными выше белками, соединительные ткани содержат много ферментов и белковых факторов, регулирующих рост и дифференцировку клеток, о которых можно получить дополнительную информацию в учебнике: Вавилова Т.П. Биохимия тканей и жидкостей полости рта, М.: Издательский дом «ГЭОТАР-МЕДИА», 2008.
Последующие лекции курса «Биохимия полости рта» будут посвящены минеральной основе твердых тканей организма, процессам минерализации и ремоделирования костной ткани, регуляции метаболизма (обмена белков, кальция и фосфатов) в минерализованных тканях, а также жидкостям полости рта и надзубным образованиям. Хочется верить, что предлагаемое учебное пособие поможет студентам успешно освоить достаточно сложный курс биохимии полости рта.
С целью помочь студентам проверить свои знания и оттенить наиболее важные моменты изучаемой темы предлагаются вопросы, которые требуют однозначного ответа «да» или «нет».
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом