2 курс / Биохимия / БИОХИМИЯ

–68-70% составляют неорганические вещества (разные формы

апатитов);

–17-20% – органические (коллаген, протеогликаны, липиды);

–10-15% – вода.

Цемент прочно соединен с дентином, неравномерно покрывая его в области корня. Снаружи он связан прочно с тканями связочного аппарата зуба.

Пульпа – разновидность рыхлой соединительной ткани. По направлению к корневой части зуба уплотняется. Плотная часть более устойчива к микроорганизмам, токсинам.

Химический состав:

–неорганических веществ ~5%,

–органических веществ ~40%,

–воды ~60%.

Пульпа выполняет трофическую функцию, защитную и репаративную.

Лекция 57

БИОХИМИЯ ЖИДКОСТЕЙ ПОЛОСТИ РТА. БИОХИМИЯ СЛЮНЫ

Ротовая жидкость, находящаяся в ротовой полости, представляет суммарный секрет слюнных желез (околоушных, подъязычных, подчелюстных, малых желез полости рта), детрит полости рта, десневую жидкость и содержимое десневых карманов, микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, слущенные эпителиальные клетки, мигрировавшие через слизистую полости рта нейтральные лейкоциты (слюнные тельца) и продукты их распада, остатки пищи. Поэтому ротовую жидкость называют «слюной смешанной» в отличие от истинной слюны – секрета слюнных желез.

Гормональной регуляции слюноотделения нет. Выделение слюны происходит условно рефлекторно при виде, запахе пищи и под действием безусловных рефлексов при механическом раздражении слизистой. Процесс слюноотделения требует большой затраты энергии, поставляемой окислительными процессами. О высокой интенсивности обмена в слюнных железах свидетельствует активное поглощение кислорода

– железы занимают промежуточное положение между почками и печенью (почки используют 10% всего поглощаемого организмом кислорода при массе 0,5% от массы тела).

Функции ротовой жидкости: очень многообразны.

602

1.Пищеварительная: в начальном этапе пищеварения слюна смачивает, размягчает пищу, облегчает проглатывание, растворяет химические вещества пищи, воздействует на них ферментами: амилазой, мальтазой. В слюне создается оптимум рН для действия амилазы, выделяются активаторы (Cl). Амилаза содержится в слюне не у всех живот-

ных – ее нет в слюне собак, лошадей, кошек и некоторых обезьян.

2.Минерализующая: слюна поставляет минеральные вещества и микроэлементы для эмали зубов, поддерживая оптимальный химиче-

ский состав ее, т.к. представляет перенасыщенный раствор гидроксиапатитов. Образующиеся при их гидролизе ионы Са2+ и НРО42– после

прорезывания зубов диффундируют в эмаль и происходит ее минерализация. Постоянное насыщение эмали этими ионами с возрастом приводит к «созреванию»

ее(уплотнению структуры), росту; повышение плотности снижает ее растворимость и делает более высокой кариесрезистентность. Эта функция обеспечивает также восстановление химического состава эмали после ее повреждения и при ряде заболеваний.

3.Защитная: состоит в защите от внешнего влияния и поддержке гомеостаза ротовой полости. Омывая поверхность зуба, слюна влияет на структуру и химический состав его, изменяет их. На поверхность эмали зуба осаждаются из слюны гликопротеины и другие белки, пептиды, кальций, другие вещества, образуя пелликулу, защищающую эмаль от действия органических кислот. Слюна предохраняет слизистую и органы полости рта от механических, химических воздействий, благодаря наличию различных гликопротеинов. Наличие иммуноглобулинов А (и других классов) защищает слизистые оболочки, и раны ротовой полости реже инфицируются, чем других тканей. В слюне содержатся соединения с гемокоагуляционной и фибринолитической активностью, что способствует быстрому заживлению ран (в ней есть протромбин, тромбопластин, активаторы и ингибиторы фибринолиза).

4.Очищающая: заключается в механическом очищении полости рта от остатков пищи, скоплений микроорганизмов и др. благодаря большой скорости секреции слюны. Содержащиеся в слюне лизоцим, бактериолизин, лейкоциты проявляют бактерицидное действие. Высокие антибактериальные свойства обеспечивают устойчивость к кариесу.

5.Регуляторная – в железистых клетках вырабатываются белки, способные регулировать биохимические процессы в тканях полости рта и пищеварительного тракта. В них образуются ростовые факторы эпидермиса и нервов, ускоряющие регенерацию тканей при их механическом повреждении элементами пищи.

603

Общая характеристика и химический состав ротовой жидкости

В сутки у взрослого человека в норме выделяется 1-2 л слюны (скорость секреции – 0,2-0,5 мл/мин днем, а ночью в 10 раз ниже). Максимальная скорость саливации у детей в возрасте 5-8 лет, а затем она

снижается. Наибольшее количество слюны выделяют околоушные железы.

Между функцией слюнных желез и состоянием зубов есть прямая взаимосвязь: гипосаливация и ксеростомия (сухость во рту) приводят к множественному поражению зубов кариесом, и даже некрозу эмали. Прекращение секреции слюны на одной стороне полости рта приводит к поражению зубов этой стороны кариесом (удаление желез, перевязка протоков).

Химический состав слюны

Слюна – это мутная вязкая жидкость с плотностью 1,002-1,017. На 98-99,5% состоит из воды. 0,5-2% составляет сухой остаток, 2/3 ко-

торого представлены органическими веществами, а 1/3 – минеральными.

Сравнительный химический состав слюны и плазмы крови

В основном выделение слюны осуществляется тремя парами желез: околоушными, подчелюстными и подъязычными.

Мутность слюны обусловлена наличием клеток эпителия, лейкоцитов. Вязкость обусловлена наличием гликопротеинов, белков, клеток. В норме 1,2-2,4, при кариесе увеличи-

вается до 3 ед. Увеличение вязкости уменьшает очищающую и минерализирующую функции.

604

Концентрация минеральных веществ в слюне ниже, чем в плазме крови, т.е. это гипотоническая жидкость. При низкой скорости секреции слюна сильно гипотонична. Ее осмотическое давление увеличивается с повышением скорости слюноотделения, и при его максимальной скорости слюна может стать изотоничной плазме крови.

К минеральным компонентам слюны относятся Ca, K, Na, Mg, Si (кремний), Al, Zn, Cr, Fe, Mn, Cu и др. катионы, а также анионы: хло-

риды, фосфаты, бикарбонаты, фториды, бромиды, сульфаты, роданиды и другие.

Кальций (Са): содержится 0,04-0,08 г/л (1,5-5 ммоль/л) по сравнению с кровью 0,08-0,11 г/л (2,2-2,6 ммоль/л) (т.е. почти в 2 раза

меньше, чем в крови).

Большая часть Са (55-60%) в слюне находится в ионизированном состоянии, остальная часть (40-45%) – связана с белками. Одна молеку-

ла белка связывает до 130 атомов Са. С возрастом содержание Са в слюне повышается. При высоких концентрациях Са+2 в протоках слюн-

ных желез могут образоваться слюнные камни, закупоривающие проток. Соединяясь с органическими веществами, соли кальция могут образовывать зубной камень, откладывающийся на зубах.

Содержание фосфора в слюне 0,06-0,24 г/л (1,9-7,7 ммоль/л) в

крови 0,02-0,04 г/л (0,64-1,3 ммоль/л) т.е. выше, чем в сыворотке

крови.

Фосфор, в основном, входит в неорганические соединения, лишь ~5% – в органические. Он находится в виде пиро- и ортофосфата. Са и Р

образуют соединения типа гидроксиапатитов, которые наиболее устойчивы при соотношении Са/Р = 1/1,67. У разных людей это соотношение колеблется от 1/2 до 1/1,3.

В слюне поддерживается состояние перенасыщенности гидроксиапатитами, при гидролизе которых образуются ионы Са2+ и НРО42–

Эта перенасыщенность препятствует растворению эмали и способствует диффузии этих ионов в эмаль и их адсорбции на эмаль. Выявлено, что у лиц с множественным кариесом перенасыщенность слюны гидроксиапатитами на 24% ниже, чем у кариесрезистентных людей.

т.е. значительно ниже, чем в плазме крови.

605

Содержание К и Na в слюне значительно изменяется в течение су-

ток.

Содержание ионов Cl 20-40 мэкв/л

бикарбонатов 10-20 мэкв/л

При кариесе концентрация Na снижается, а Cl – повышается.

Содержание фтора 5,3-5,18 мэкв/л или 0,1-0,3 части на

1000000 частей слюны. Соединения фтора способны угнетать бактериальную флору и могут включаться в зубной налет и в состав фторапатитов эмали.

Концентрация неорганического йода в слюне примерно в 10 раз больше, чем в сыворотке крови, т.е. слюнные железы концентрируют йод.

В слюне обнаруживаются также тиоцианаты или роданиды, которые образуются в печени под действием фермента роданезы при сульфировании цианидов:

KCN + Na2S2O3 Na2SO3 + KSCN

роданид

(KÃSÃC≡N)

Их содержание в слюне варьирует, известна зависимость их содержания от степени контакта человека с табачным дымом, от количества поступающего витамина В1. Полагают, что роданиды выполняют

защитную функцию и вместе с галогенами активируют ферменты пероксидазы, расщепляющие перекисные соединения. Вполне возможно,

что слюна накапливает роданиды, т.к. их содержание в ней превышает содержание в других биологических жидкостях. Это используется в судебной медицине, т.к. реакция на роданиды позволяет идентифицировать пятна слюны большой давности.

Таким образом, содержание фосфора, калия, йода и роданидов в ротовой жидкости намного выше, чем в плазме крови. Одним из важнейших показателей гомеостаза слюны, определяющим состояние зубов, является рН.

В норме в покое рН колеблется в пределах 6,5-7,5, т.е. близок к

нейтральному значению. При патологическом состоянии рН может смещаться как в кислую (до 5,4), так и в щелочную сторону (до 8,0). Это приводит к нарушению коллоидно-кристаллической структуры (мицеллярной) фосфорно-кальциевых соединений и снижению их устойчиво-

сти в пересыщенном состоянии, отсюда нарушается минерализующая функция слюны.

Постоянство рН слюны поддерживается бикарбонатной, фосфатной и белковой буферными системами.

Кислотность слюны зависит от скорости слюноотделения, бу-

606

ферных систем, характера пищи, гигиенического состояния полости рта, времени суток, возраста.

При низкой скорости секреции, несоблюдении гигиены полости рта рН слюны обычно смещается в кислую сторону. Этому также способствуют кислые фрукты, соки. У беременных женщин рН слюны смещено в кислую сторону, а также у больных после лучевой терапии.

Вночное время рН слюны снижается, утром – самое низкое значение, к вечеру повышается.

С возрастом кислотность слюны уменьшается и повышается кариесрезистентность.

рН влияет на насыщенность слюны гидроксиапатитами. В пределах значений 6,0-8,0 она перенасыщена гидроксиапатитами, а при рН

ниже 6,0 становится ненасыщенной и приобретает свойства деминерализующей жидкости.

При подщелачивании слюны увеличивается степень перенасыщенности гидроксиапатитами, увеличивается устойчивость к кариесу, но образуются зубные камни.

Вполости рта в области контакта трех сред: жидкой (слюна,

десневая жидкость), твердой (зубы) и мягкой (десна, слизистая оболочка) возникает электрохимический потенциал разной величины (в норме от +5 до +150 мВ). Разность потенциалов в разных точках полости рта приводит к появлению электрического тока, что может привести к развитию патологических процессов.

При кариесе и деминерализации величина электрохимического потенциала снижается вплоть до отрицательных величин. После пломбирования зубов ЭХП может вновь стать положительным.

Изменения электрохимического потенциала очень выражены при протезировании зубов, особенно если протезы из разных металлов, что ведет к возникновению электротоков и развитию патологии.

Органические компоненты ротовой жидкости

Органические вещества в смешанной слюне представлены белками, низкомолекулярными азотсодержащими веществами, углеводами и продуктами их расщепления, липидами, витаминами и др.

Содержание органических веществ в слюне и плазме крови

607

Содержание белков в слюне варьирует в пределах 0,95-2,32 г/л, т.е. в 40-70 раз ниже, чем в плазме крови.

При бумажном электрофорезе они делятся на фракции:

1.лизоцим,

2.альбумины,

3.1, 2, и -глобулины,

но глобулинов в слюне больше, чем альбуминов, и более 40% от всех перечисленных фракций составляют -глобулины.

При электрофорезе в полиакриламидном геле выделяют 17 полос. По аминокислотному составу белки условно делят на 4 группы: I – кислые участвуют в образовании пелликулы

на поверхности эмали.

II – основные

III – богатые пролином – препятствуют росту кристаллов из слю-

ны, пересыщенной Са и Р.

IV – богатые гистидином – проявляют антимикробное действие.

Более половины всех белков слюны составляют муцины – гликопротеины с М.м. 2!106. Они содержат в своем составе сиаловые кислоты, N-ацетилгалактозамин, фукозу и галактозу. Олигосахаридные груп-

пировки составляют 60% их состава. В осажденном виде они находятся на поверхности зуба и растворяются очень медленно. Осаждаются муцины под действием слабокислой среды.

Вырабатываются муцины в подчелюстных железах и выполняют важные функции:

1.Смазывают слизистые оболочки полости рта и поверхности зубов, защищая их от повреждений.

2.Связывают Са слюны

3.Участвуют в поддержании постоянства рН.

Белки богатые пролином содержат от 16 до 33% пролина, кислые за счет высокого содержания остатков фосфорной кислоты, благодаря чему тормозят рост кристаллов; если у этих белков удалить фосфатные группы, связанные с остатками серина, то исчезает способность ингибировать рост кристаллов. Из этих белков выделен пептид из 30 аминокислот, который тормозит рост кристаллов.

Важную роль в выполнении защитной функции играют иммуно- глобулины (Jg), которые, в основном, представлены иммуноглобулином

608

А (JgA). Он вырабатывается околоушной железой и участвует в анти-

бактериальной защите. Кроме иммуноглобулина А в слюне содержатся иммуноглобулин G (JgG), иммуноглобулин М (JgM), имеющие сыворо-

точное происхождение. Иммуноглобулины присоединяются к муцину, и эти гликопротеиновые комплексы могут усиливать или ослаблять присоединение бактерий к поверхности зуба.

Из слюны выделен пептид-статерин с м.м. 5380 Да, содержащий до 15% пролина и 25% кислых аминокислот. Он не только тормозит рост кристаллов, но и фазу их образования (нуклеации).

Белок-лактоферрин (выделенный впервые из молока) связывает ионы железа, лишая бактерии этого элемента, ограничивает их рост. Но некоторые бактерии могут усваивать и железо, связанное с лактоферрином.

Са-связывающий белок, имеющий высокое сродство к гидроксиапатиту. Увеличение его количества способствует образованию зубного налета и зубного камня.

Происхождение некоторых ферментов слюны

Из слюны выделено более 100 ферментов различного происхож-

609

дения: железистого, лейкоцитарного и микробного.

Ферментами, секретируемыми железами, являются -амилаза,

лизоцим, аминотрансферазы, лактатдегидрогеназа, пероксидаза, кислая и щелочная фосфатазы, карбоангидраза и др.

Амилаза слюны идентична панкреатической, очень активна, что используется в судебно-медицинской практике (идентификация пятен

слюны на одежде и других объектах по гидролизу крахмала).

Лизоцим – синтезируется эпителиальными клетками протоков слюнных желез. Поступает в ротовую полость со смешанной слюной со скоростью ~5,2 мкг/мин. Источником лизоцима являются также нейтрофилы (поступают в ротовую полость со скоростью ~ 200000 клеток в мин) – скорость поступления его с этими клетками ~ 1 мкг/мин. Бактерицидное действие его связано с гидролизом -1,4-гликозидной связи между N-ацетилглюкозамином и N-ацетилмурамовой кислотой в поли-

сахаридах клеточной стенки микроорганизмов. Наиболее чувствительны к нему грамположительные микроорганизмы и некоторые вирусы. Снижение образования лизоцима наблюдается при стоматитах, гингивитах, парадонтозе.

Важную роль в выполнении защитной функции играют ферменты ДНК-аза, РНК-аза, пероксидаза.

ДНК-аза и РНК-аза в слюну выделяются лейкоцитами и лимфоцитами. В сутки секретируется две изоферментных формы РНК-азы: ~ 60 мкг кислой и ~ 45 мкг щелочной, и 3-4 мкг двух изоферментных форм ДНК-азы. Эти ферменты замедляют рост и размножение многих

микроорганизмов ротовой полости.

Пероксидаза выделяется полиморфноядерными лейкоцитами и слюнными железами. Кроме нее слюнными железами (и в щитовидной железе) вырабатывается йодидпероксидаза. Бактерии, продуцирующие Н2О2, чувствительны к этим ферментам. В присутствии ионов CNS– (слюнная пероксидаза) или Cl– (лейкоцитарная) образуется Н2О2–Cl– HOCl– – гипохлорит-ион, который превращает аминокислоты белков

бактерий в активные альдегиды или др. токсические продукты, т.е. проявляется бактериостатическое действие.

К ферментам микробного происхождения относятся каталаза,

лактатдегидрогеназа, аминотрансферазы, гексокиназа, мальтаза, сахараза, протеиназы, коллагеназа, уреаза и др. В слюне содержится супероксиддисмутаза, изоферментный набор которой отличается у людей разных национальностей.

Небелковый или остаточный азот ~ в 2 раза ниже, чем в сыво-

ротке крови (15-25 ммоль/л) и включает мочевину, мочевую кислоту,

аминокислоты, аммиак, креатинин, пептиды; его содержание определяется содержанием в крови, т.к. его компоненты попадают в слюну путем диффузии.

610

К безазотистым веществам слюны относятся липиды – холестерин и его эфиры, жирные кислоты, глицерофосфолипиды; углеводы – олигосахаридные компоненты муцинов, гликозаминогликаны, ди- и мо-

носахариды, их продукты расщепления – лактат, пировиноградная кислота, уксусная, лимонная и другие органические кислоты.

В слюне также содержатся витамины С, В1, В2, В6, РР, Н, пантотеновая кислота; гормоны – катехоламины, кортикостероиды (кортизол, кортизон), прогестерон, эстрогены, тестостерон, АТФ, АДФ, АМФ, простагландины, биогенные амины.

Состав слюны изменяется в зависимости от характера пищи, состояния центральной нервной системы, скорости секреции, времени суток, возраста:

–При повышении скорости секреции в слюне увеличивается содержание Na, K – не изменяется, а I-снижается.

–К вечеру в слюне увеличивается содержание веществ, продуцируемых слюнными железами, и уменьшается количество компонентов микробного происхождения (самоочищение полости рта), к утру количество этих компонентов увеличивается.

–По мере старения организма снижается уровень хлора в слюне и в несколько раз увеличивается содержание кальция. Отсюда может идти образование зубного и слюнного камней.

–С возрастом уменьшается объем суточной секреции слюны, снижается активность ферментов.

Десневая жидкость: жидкое содержимое десневого желобка. В сутки в ротовую полость поступает 0,5-2,5 мл этой жидкости, содержа-

щей эпителий, лейкоциты, микроорганизмы, электролиты, белки, ферменты. В десневом желобке капилляры расположены под эпителием, и происходит транссудация содержимого капилляров в ротовую полость, включая даже некоторые белки крови. Возможен также обратный ток некоторых молекул из ротовой полости.

Таким образом, десневая жидкость у людей со здоровым пародонтом – это транссудат плазмы крови, и содержание минеральных веществ

вней такое же, как и в плазме. Микробный состав как в зубном налете. В жидкости содержатся ферменты, характерные для крови и для эпителия слизистой. Через десневой желобок в слюну поступают лейкоциты, что очень важно в антимикробной защите.

Жидкость вымывает различные частицы из десневого канала и предотвращает образование камней здесь

При поражении пародонта десневая жидкость образуется за счет осмотической экссудации продуктов обмена бактерий и компонентов зубного налета. В результате воспалительных процессов тканей могут развиваться аутоиммунные процессы, приводящие к нарушению связочного аппарата зубов, плохо поддающиеся лечению.

611