Минеральный компонент эмали

Вода

Эмаль

Химический состав зубов

ЛЕКЦИЯ №

Тема: Биохимия твердых тканей зуба

Факультеты: стоматологический.

2 курс.

Зуб

Строение зуба

Твердые ткани зуба состоят из воды, органических и неорганических веществ

Химический состав эмали, дентина, кости (в % от сухой массы)

Ткань	Вода	Белки	Цитрат	Са2+	Р	Mg2+	CO3-
Эмаль	1-2 (до 3,8)	0,3-1	0,5			0,45	2,5
Дентин	10,0	18-20	1,0			0,4	3-5
Кость	15,0	20-26	1,0		15-17		3-4

Содержание воды в эмали до 3,8%. Вода присутствует в двух видах:

1. свободная вода или «эмалевая жидкость» – 2%. Служит связующим звеном между наружной и внутренней окружающими эмаль жидкостями. От дентинной жидкости она отличается тем, что не содержит белков, которые слишком велики, чтобы проникнуть в зубную эмаль, однако содержит аминокислоты;
2. гидратная оболочка кристаллов апатитов.

Содержание воды уменьшается по мере физиологического старения зуба. Количество воды увеличивается в кариозных зубах по сравнению со здоровыми, когда наступает активизация обменных процессов, преимущественно в сторону диссимиляции.

В эмали зуба содержится 25 элементов. Основными элементами эмали являются Ca и Р. В эмали больше, чем в дентине Ca, Cl, K, Mn, Cu, Zn, Sr, Pb, I, Se. В эмали меньше, чем в дентине F и Fe.

Некоторые микроэлементы содержатся в большем количестве в поверхностных слоях эмали (фтор, цинк, свинец, сурьма, железо). Концентрация других микроэлементов увеличивается в глубоких слоях (натрий, магний). Имеются микроэлементы, концентрация которых одинакова по всей толщине эмали (стронций, медь, алюминий, калий).

К сильным кариесстатическим агентам относят фтор, фосфор, средним - молибден, ванадий, медь, бор, литий, золото.

Кариесогенными агентами являются - селен, кадмий, марганец, свинец, кремний. Обнаружены возрастные изменения концентрации для каждого из элементов в эмали и дентине разного характера. Уровень Pb и Со в эмали повышается с возрастом.

Основными минеральными компонентами эмали являются различные виды апатитов: гидроксиапатит - 75%, карбонатапатит - 19%, хлорапатит - 4,4%, фторапатит - 0,66%. Состав “идеального” гидроксиапатита соответствует формуле Са10(РО4)6(ОН)2.

Состав апатитов, как в норме, так и при патологии может колебаться в весьма значительных пределах. Общая формула апатитоподобного вещества зуба: А 10(В О4)6 Х 2, где А – Ca²⁺, Cr, Ва, Cd; В – Р, As, Si; Х – F^-, ОН^-, Cl^-, CO₃^-.

Замещение Ca²⁺ в молекуле гидроксиапатита другими элементами снижает резистентность кристаллов к неблагоприятным воздействиям и является неблагоприятным для течения кариеса.

При потере кальция 10-кальциевый апатит превращается в 8-кальциевый апатит. 8-кальциевый апатит отрицательно заряжен (-4) и обладает повышенной способностью к реакциям адсорбции.

Замещение одной ОН^- в молекуле гидроксиапатита на один F^- превращает его в гидроксифторапатит, который обладает большей резистентностью к растворению, чем гидроксиапатит, что препятствует развитию кариеса:

Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂+ F^- = Ca₁₀(PO₄)₆F(OH) + OH^-

При этом, высоких концентраций фтора разрушают гидроксиапатит:

Са₁₀(PO₄)₆(OH)₂ + 20F^- = 10CaF₂ +6РО₄^3- +2ОН^-

Образующийся фторид кальция быстро исчезает с поверхности зубов в результате выщелачивания.

Гидроксиапатиты имеют сложную многоуровневую организацию:

1. Структура первого порядка - элементарная ячейка гидроксиапатита (1кДа);
2. Структура второго порядка - кристалл гидроксиапатита (2500кДа), состоит из 2500 элементарных ячеек. Кристаллы эмали примерно в 10 раз больше кристаллов дентина и кости. Каждый кристалл гидроксиапатита покрыт гидратной оболочкой толщиной около 1нм.
3. Структура третьего порядка - эмалевая призма, состоит из тысяч и миллионов кристаллов. Кристаллы расположены на расстоянии 2,5нм друг от друга. Эмалевые призмы формируется эмаль зуба, они начинаются у эмалево-дентинной границы и идут к поверхности эмали, многократно изгибаясь в виде спирали.
4. Структура четвертого порядка – пучки эмалевых призм.

Менее 2% массы зрелой эмали составляют неапатитные формы.