78. Теории минерализации кости и зуба. Роль Са-связывающих белков, фосфатов и лимонной кислоты в минерализации.

В кости содержится большое количество цитрата. В скелете сосредоточено примерно 90% все лимонной кислоты организма. Накапливается за счет цитратсинтазы одонтобластов. Важное свойство цитрата - вывсокая комплекеообразующая активность с ионами Са. Цитрат активирует кислые лизосомальные гидролазы Участвуют в процессах отложения солей Са и Р).

Минерализации кости предшествует синтез белков, гпикозаминогликанов, различных ферментов, макроэргов и др. Кости в отличии от твердых тканей зуба обладают способностью к минерализации. Полагали что кальцификация - простой процесс осаждения минеральных солей подчиняющихся законам

классической физической химии, при этом считали, что основным условием являются соответствущие концентрации

ионов Са и Р. Но кальцификация является сложным процессом в который вовлекается целый ряд соединений в том

числе белки и ферменты. В дальнейшем появились ферментативные теории осеофикиции.

1923 г.. Ведущую роль в процессе осеофикации принадлежит щелочной фосфотазе, т.е. под действием щелочной

фосфотазы происходит разрушение органических фосфосодержащих субстратов(глицерофосфат) и в результате

создается высокая концентрация ионов явление перенасыщения и последующее образование костной соли. Слабость теории: костная ткань содержит мало органических фосфатов, многие ткани содержат щелочную фосфатазу, но однако не все минерализуются.

Угнетение ферментов гликолиза и щикогенолиза сопровождается угнетением кальцнфнкации. была доказана необходимость АТФ для минерализации, поэтому появились другие теории сотяасно которым кристаллизацию инициируют компоненты органического матрикса обызвествляемых тканях. 1 Изучение функции коллагена в процессах минерализации позволило показать, что коллаген может инициировать нуклеацию апатитовых кристаллов на макромолекулах коллагеновых фибрилл, т.е. способен вызывать образование центров кристаллизации апатитов из

растворов фосфатов Са.

2 Свободный или связанный с белками хондроитинсульфат. Они интенсивно секретируются наряду с гликозаминогликанами, а затем подвергаются расщеплению лизосомальными гидролазами в образованием высокоактивных анионов. Предполагают, что биохимич., основу образования зародышевых кристаллов гидроксиапатита составляет реакция образования комплекса между коллагеном, АТФ, Са и хондроитинсульфатов Начало процесса минерализации объясняют в настоящее время усилением в остеобластах процессов распада гликогена и поступлением ацетилКоА в цикл Кребса, что приводит к выделению в окружающую среду цитрата и малата. Они способствуют растворению аморфоного фосфата Са. Во-вторых они создают оптимальную среду для деятельности кислых гидролаз выделяемых из лизосом остеобластов. Лизосомальные ферменты перестраивают органический матрикс кости.

80. Органические и минеральные компоненты эмали зуба. Особенности обменных процессов органического и минерального компонентов эмали зуба.

Органические вещества эмали (1,6%) представлены в основном белками, кроме них в эмали содержаться лилиды, углеводы, лактат, цитрат и свободные аминокислоты. Белки органического матрикса эмали по аминокислотному составу преимущественно относятся к кератиноподобным белкам, но в отличие от кератина они богаты серином в основном в виде серин-фосфата и имеют небольшой молекулярный вес. Коллаген в эмали обнаружен в виде следов.

Сравнительно недавно в структуре эмали доказано наличие гликопротеидов, а так же небольшое количество Са-связывающего белка эмали (гаммокарбоксиглутоматный белок), этот белок с достаточно высокой емкостью и склонностью агрегации до тетрамеров в нейтральной среде. Содержание белков в эмали составляет 1,3%.

Углеводный состав эмали и дентина представлен в основном гликогеном. Из углеводных компонентов в эмали обнаружили глюкозу, маннозу, фруктозу, ксилозу и рамнозу. Обычно они связаны с белками, т.е. входят в состав гликопротеидов эмали, частично в свободном виде. В поверхности эмали содержится в 10 раз больше углеводов чем в глубоких слоях это говорит о том, что приток идет за счет ротовой жидкости. Гликопротенды играют существенную роль и особенно в дентине, где их больше в динамической устойчивости твердых тканей зуба, поскольку именно гликопротеиды осуществляют химическую связь с белками, углеводами, и минеральными компонентами твердых тканей зуба, все это имеет значение в реминерализации.

Липиды эмали. 0,2% так же участвуют в процессах минерализации и ременирализации. Считают, что реминералгоация эмали в том числе при кариесе возможна только при сохранившейся структуре органического матрикса. Среди химических компонентов эмали и дентина в сравнительно большом количестве обнаружен цитрат. В эмали его примерно 0,1% в дентине 0,9%. Обнаружен лактат. Оба принимают участие в процессах минерализации.

Прочность и высокая плотность эмали объясняется высоким содержанием в ней минеральных компонентов примерно 95% на сухой вес. Минеральный компонент эмали представлен кристаллами гидроксиапатитов, карбонатапатитов, хлорапатитов, фторапатитов, цитратапатитов - кристаллиты. Из них превалируют более 70% гидроксиапатитов. Каждая кристаллическая решетка состоит из 18 ионов. Кристаллы гидрогсиапатита в эмали

В эмали так же содержится около 2% неапатнтных кристаллов - октокльцийфосфат, дикальнийфосфат, фосфат кальция Белки эмали

О наличии белков в составе эмали и дентина было известно уже более 100 лет назад, однако аминокислотный состав белков расшифрован лишь в последние два десятилетия с появлением соответствующих методов исследования. Важнейшей составной частью белка является коллаген. Благодаря проведению тончайшего аминокислотного анализа стало возможным определить структуру коллагена зубов. Гидролизат коллагена содержит 18 аминокислот, в том числе 26% глицина, 15% пролина и 14% гидроксипролина. Различия в структуре коллагена определенных тканей заключаются в пропорциональном соотношении лизина и гидроксилизина, хотя количество этих аминокислот остается постоянным (3 4%). Коллаген принадлежит к группе волокнистых белков, его молекула построена из цепочек аминокислот (две цепочки одинаковые, а третья отличается по составу аминокислот).

Тем не менее основной состав органического вещества эмали изучен. М. Stack (1954), работы которого стали классическими, показал, что в эмали существует кислоторастворимая фаза органических веществ (белки и пептиды) и кислотонерастворимая. Обе фазы содержат углеводные группы (галактоза, глюкоза, манноза, глюкуроновая кислота со следами фукозы и ксилозы), которые выявляют методом хроматографни.