• Леонтьев В.К. «О значении минерализующей функции слюны»

Уважаемые коллеги!

Публикую эту статью для Вашего ознакомления. На мой взгляд, познание данного материала очень полезно для стоматологов, так как он дает возможность глубоко понять один из важнейших факторов действия слюны –минерализацию, что чрезвычайно важно для глубокого понимания ее роли в физиологии и патологии полости рта. Очень важно – что здесь помещены конкретные данные, объясняющие роль слюны. Эту «находку» я сделал давно – в 70-х годах, однако, к моему сожалению, с ней современные коллеги мало знакомы. Извиняюсь за некоторую сложность изложения.

С уважением,
академик В.К. Леонтьев

Минерализующая функция слюны и ее особенности

После прорезывания зубов основная часть минеральных ионов попадает в эмаль из слюны. Благодаря этому в эмали поддерживается необходимый для функционирования уровень физико-химического обмена (Л.Н.Дагаева; Е.В.Боровский; П.А.Леус и др.). Однако минерализующая функция слюны изучена недостаточно, хотя показано важное значение в минерализации эмали перенасыщенности ее гидроксиапатитом (И.А.Бегельман; Jenkins G.H. и др.).

Значение особенностей смешанной слюны как минерализующей жидкости полости рта в сравнении с другими биологическими жидкостями очень важно для изучения ее роли в процессах ре- и деминерализации полости рта.

В данной статье представлены результаты изучения слюны более 300 человек резистентных и подверженных кариесу. Состав других биологических жидкостей взят из литературы. Данные по кальцию слюны рассчитывались исходя из того, что 50% его ионизировано, а 15% - связаны с белками (Hardel M., Frankel S.) при рН 7.0-7.4.

Как следует из таблицы ионная сила слюны как биологической жидкости в 4.5 раза ниже таковой плазмы крови, следствием чего является возрастание коэффициентов активности ионов кальция и фосфата в слюне. Коэффициент активности Са²⁺ на 53%, гидрофосфата (НРО^2-₄) – на 74%, дигидрофосфата (Н₂ РО^-₄) – на 16% выше, чем в плазме крови. Поэтому расчетное произведение растворимости (ПР) (Ca²⁺ х НРО^2-₄) в слюне в 2.7 раза превышает таковое для плазмы крови, что свидетельствует о большей способности слюны растворять, по сравнению с плазмой, минерализованные ткани. Однако наибольший интерес представляют результаты определения произведения растворимости Са²⁺ х НРО^2-₄ в слюне, полученные на основании фактических данных. Они показывают, что для слюны оно в 4.5 раза выше, чем для плазмы. Сравнение убедительно свидетельствует, что, если плазма крови перенасыщена гидроксиапатитом (продуктами его гидролиза – Са²⁺₄ и НРО^2-₄) в 2.6 раза, то для слюны этот показатель равен 4.5. Следовательно, слюна в 1.7 раза более перенасыщена гидроксиапатитом жидкость, чем кровь, что говорить о ее значительном минерализующем потенциале. Таким образом, смешанная слюна имеет особенности минерализующей функции, что естественно, отражается на состоянии органов полости рта.

Из таблицы 2 и 3 видно, что активность и концентрация различных форм кальция в слюне несколько ниже, чем в плазме крови, тогда как концентрация и активность различных форм неорганического фосфата в ней по сравнению с плазмой в 5-10 раз выше. Основной формой фосфата в слюне является гидрофосфат (НРО^2-₄) – 67-75%. Концентрация дигидрофосфата (Н₂РО^-₄) существенно ниже, а фосфат (РО³₄) – ничтожна. Следовательно, основной формой неорганического фосфата в слюне в физиологических условиях полости рта (рН – 6.8 и щелочнее) является гидрофосфат – основной продукт гидролиза гидроксиапатита эмали (У.Ньюман и М.Ньюман). Важной особенностью слюны является также очень высокая активность в ней неорганических фосфатов.

На основании показателей активности кальция и фосфата рассчитано произведение растворимости Са²⁺ и НРО^2-₄ в смешанной слюне. Для лиц, резистентных к кариесу, оно составило 5.80 х 10 ^–7 , для подверженных кариесу – 4.69 х 10 ^–7 . Так как произведение растворимости насыщения слюны гидроксиапатитом составляет 1.28 х 10^-7 , можно сделать вывод, что слюна как резистентных к кариесу, так и подверженных ему лиц является жидкостью, резко перенасыщенной гидроксиапатитом, однако у последних эта насыщенность на 24% ниже, чем у первых. В целом же перенасыщенность слюны гидроксиапатитом примерно вдвое выше перенасыщенности плазмы крови относительно кости. Перенасыщенность слюны Са²⁺ и НРО^2-₄ для зубов, очевидно, является основным механизмом поддержания постоянства состава их тканей. Он реализуется 3 путями: создается препятствие растворению зубов; облегчается внедрение ионов из слюны в эмаль; регулируется рН.

Регуляция рН в полости рта – наименее стабильный процесс. Наши исследования показали, что наиболее кислая реакция слюны соответствовала рН 5.00, наиболее щелочная – 7.95; следовательно, максимальные различия в концентрации ионов Н⁺ в слюне разных лиц были 1000-кратными, тогда как для кальция и фосфата – не более чем 5-10 кратными.

Учитывая роль кислотного фактора в этиологии и патогенезе кариеса, мы проследили зависимость насыщенности слюны гидроксиапатитом от рН среды. Все расчеты проведены для средних (нормальных) количеств кальция и фосфата в слюне (рис.1).

Как следует из рисунка, с подщелачиванием среды увеличивается перенасыщенность слюны, подкисление же снижает степень насыщенности, и при рН 6.00-6.25 слюны становится ненасыщенной. Дальнейшее подкисление увеличивает ненасыщенность слюны Са²⁺ и гидрофосфатом, что приводит к повышению растворимости эмали. Одна часть ломаной линии на графике соответствует рН от 6.0 до 8.0 и произведению растворимости 1.2 х 10^-7 и выше, вторая – рН 6.0 и ниже. Точка излома приходится на значение 1.2 х 10 ^–7 , соответствующее произведение растворимости Са²⁺ х НРО^2-₄ в слюне.

Данные рисунка свидетельствуют, что по достижении состояния насыщенности слюны гидроксиапатитом при подкислении среды растворимость эмали в слюне резко увеличивается. Критическим значением при этом является рН 6.0-6.2. При изменении рН от 8.0 до 6.0 (в 100 раз) насыщенность слюны снижается в 6.3 раза, тогда как при изменении рН от 6.0 до 5.0 (в 10 раз) – 8.3 раза. Таким образом, подкисление среды до рН 6.0-6.2 быстро приводит к резкой недонасыщенности слюны гидроксиапатитом и, следовательно, увеличивает скорость растворения эмали. Подщелачивание слюны вызывает противоположный эффект и должно вести к камнеобразованию. Вероятно, многократно подчеркиваемые клиницистами антагонизм между кариесом и пародонтом, устойчивость зубов при пародонтитах к кариесу связаны с большей перенасыщенностью слюны гидроксиапатитом, так как реакция слюны при пародонтите является более щелочной, чем в норме, что способствует камнеобразованию при этом заболевании. Следует также подчеркнуть, что даже незначительный сдвиг рН - от 7.25 у резистентных к кариесу лиц до 7.06 у подверженных ему – уменьшает на 24% степень перенасыщенности слюны гидроксиапатитом, что не может не сказаться на гомеостазе полости рта.

Для изучения характерных особенностей свойств слюны интересен сравнительный анализ степени насыщенности 14 различных биологических жидкостей Са²⁺ и гидрофосфатом. Для каждой из них учитывали рН, рассчитывали ионную силу, концентрацию кальция и фосфата, произведение растворимости гидроксиапатита и степень насыщения им.

Из таблицы 4 следует, что почти все биологические жидкости в организме человека перенасыщены либо кальцием и гидрофосфатом (11 и 14). Таким образом, состояние перенасыщения этими ионами является физиологическим для большинства внутренних сил. Во многих из них степень перенасыщенности равна таковой сыворотки (серозная, аминотическая жидкости, жидкость передней камеры глаза, лимфа). Только 3 жидкости – пот, панкреатический сок и спинномозговая – не насыщены, что, вероятно, обусловлено их особыми функциями.

Из приведенных в таблице 14 биологических жидкостей лишь три в условиях патологии способны к камнеобразованию: слюна, желчь и моча. Остальные ни при каких условиях не кристаллизуются. Анализируя свойства этих трех жидкостей, мы обнаружили у них ряд общих черт: 1) все они, особенно пузырная желчь, резко перенасыщены гидроксиапатитом; в близкой в пузырной желчи по составу печеночной желчи концентрация фосфата в 10 раз, а степень насыщения в 4-12 раз ниже; 2) для всех этих жидкостей характерно значительное варьирование рН: в слюне от 5.0 до 8.0, в желчи от 5.6 до 8.0, в моче от 5.00 до 7.5. Как и в слюне, степень насыщенности снижается с подкислением среды и возрастанием с ее подщелачиванием; 3) во всех названных биологических жидкостях, в отличие от других, концентрация фосфата значительно (в 3-10 раз) превышает концентрацию кальция.

Таким образом, перечисленные свойства отличают желчь, слюну и мочу от всех других биологических жидкостей и объединяет их по способности к кристаллизации минеральных компонентов в условиях патологии. Большая перенасыщенность гидроксиапатитом наблюдается и в других биологических жидкостях, однако значительных перепадов рН в них нет. Это является существенным отличительным свойством трех указанных жидкостей, которые может обусловливать разного рода патологию. Для слюны патология может быть связана с утратой защитного механизма перенасыщенности при рН ниже 6.0-6.2 и последующей деминерализацией эмали либо избыточным осаждением зубного камня при щелочном рН. В желчи и моче – это тенденция к камнеобразованию при сдвиге рН в щелочную сторону. В связи с этим значение рН и его колебания имеют чрезвычайно важное значение в возникновении патологических процессов в тканях, омываемых желчью, слюной и мочой.

Особый интерес представляет соотношение количества кальция и фосфата в биологических жидкостях. Из таблицы 4 следует, что гомеостаз кальция в организме можно считать более стабильным и обеспеченным. Его среднее содержание (не считая молока, где он связан с белком) колеблется в пределах от 1.14 до 3.8 х 10^-3 М, т.е. различаются лишь в 3-3.5 раза. Наибольшие колебания содержания фосфата гораздо более велики – от 0.8 х 10^-5 до 43.8 х 10^-3 , т.е. примерно 500-кратные. Это свидетельствует о большой лабильности содержания неорганического фосфата в организме человека. Следует обратить внимание на то, что количество фосфата в моче, слюне и желчи больше, чем содержание кальция. Перенасыщенность слюны гидроксиапатитом создается за счет высокой концентрации фосфата, тогда как в других жидкостях – в равной степени за счет содержания кальция и фосфата. Избыток фосфата в нейтральной и слабокислой среде препятствует кристаллизации в этих жидкостях, а во рту препятствует выхождению ионов кальция и фосфата из зубов, способствуя сохранению физиологической ситуации. Однако в щелочной среде повышенное количество фосфатов способствует образованию кристаллов и выпадению камней из-за возрастания перенасыщенности жидкости гидроксиапатитом.

Таким образом, проведенный анализ позволяет характеризовать слюну как биологическую жидкость, имеющую особенности состава и свойств, необходимых для сохранения гомеостаза в полости рта. Они обусловливают поддержание в полости рта большего, чем в сыворотке крови, произведения растворимости гидроксиапатита, перенасыщенности им слюны, что обеспечивает постоянство и динамику состава зубов. Важной особенностью слюны, как биологической жидкости, является способность рН к колебаниям в широких пределах, что легче изменяет состояние слюны от резко недонасыщенной к резко перенасыщенной гидроксиапатитом, от чего зависит ее способность к поддержке состава и свойств эмали. Другой особенностью слюны как биологической жидкости является превышение концентрации фосфата над концентрацией Са²⁺ , что в норме является защитным свойством поддержания состава зубных тканей. Из всего многообразия биологических жидкостей организма сходными свойствами обладает только желчь и моча, также способные к камнеобразованию в определенных условиях.

Слюна имеет и ряд других особенностей, связанных с вариабельностью и способностью к изменению состава и зависящих от наличия в полости рта микрофлоры и пограничности ее с внешней средой.

Таким образом, минерализующая функция слюны имеет важное значение в поддержании гомеостаза в полости рта.

Таблица 1. Состояние минеральных ионов кальция и фосфата в крови и слюне

Таблица 2. Концентрация кальция в слюне резистентных к кариесу и подверженных ему лиц и в плазме крови

Примечание: здесь и в таблице 3 верхняя цифра – концентрация в г/л, нижняя – в ммоль/л

Таблица 3. Концентрация фосфата в слюне резистентных к кариесу и подверженных ему лиц и в плазме крови

Таблица 4. Сравнительная характеристика биологических жидкостей человека по некоторым показателям минерального состава

Литература

1. Бегельман И.А. - В кн.: Всесоюзный 4-й съезд стоматологов. Труды.М., 1964, с.107-115
2. Боровский Е.В. - Стоматология, 1957, №6, с.11-13
3. Дагаева Л.Н. – Там же, 1955, №5, с.17-21
4. Леонтьев В.К., Петрович Ю.А. – Биохимические методы исследования в экспериментальной и клинической стоматологии, Омск, 1976
5. Леус П.А. – Радиоизотопное излучение проницаемости эмали зуба. Автореферат дисс.канд., М., 1970
6. Семенов Н.В. – Биохимические компоненты и константы жидких сред и тканей человека, М., 1971
7. Frankel S. – J.Oral Med., 1973, v.28, p.55-59
8. Hardel M. – Zahnartzl.Z., 1967, Bd 22, S.1416-1419
9. Jenkins G.H. – J.dent.Res., 1966, v.45, p.662-663
10. Neuman W.F., Neuman M.W. – The chemical dynamics of bone mineral. The university of Chicago Press, 1958

Рис.1. Произведение растворимости гидроксиапатита в слюне при различных рН.

Просмотрено 3728       Нравится 14       Мне нравится