Органические компоненты слюны

К органическим компонентам слюны относятся белки, углеводы, липиды, гормоны, витамины и азотсодержащие соединения небелковой природы.

Содержание органических веществ в слюне составляет 0,8 – 0,3 г/л, что примерно в 10 – 15 раз меньше, чем в крови.

Большинство белков слюны является гликопротеинами, в которых доля углеводов составляет от 4 до 40%.

Существует три источника белков слюны: 1) белки, образующиеся в слюнных железах, или секреторные белки слюны; 2) белки, попадающие в слюну из плазмы крови; 3) белки клеточного происхождения, источниками которых являются лейкоциты, слущенный эпителий, а также микроорганизмы. Белки слюны выполняют различные функции (табл.2.2).

Таблица 2.2

Функции белков слюны

Функция	Белки
Антибактериальная	Амилаза, пероксидазы, муцины, цистатины, гистатины
Антивирусная	Цистатины, муцины
Антигрибковая	Гистатины
Защитная	Иммуноглобулины, лактоферрин, амилаза, цистатины, статерины, муцины, белки, богатые пролином
Пищеварительная	Амилаза, муцины
Минерализующая	Цистатины, гистатины, белки, богатые пролином
Регуляция рН ротовой полости	Карбоангидраза, гистатины, аргиназа
Вязкость и смазка	Муцины, статерины
Антиоксидантная	Каталаза, миелопероксидаза

Муцины

Одними из распространенных белков слюны, образующихся в слюнных железах, являются муцины (рис 2.1).

Рис. 2.1. Молекула муцина слюны. Сплошная линия – это полипептидная цепь (протеин), а к ней прикрепляются полисахаридные (глико-) цепочки.

Муцины являются гликопротеинами с большой молекулярной массой, известны две изоформы этих белков – М₁ и М₂.

Структура муцинов похожа на гребень: его основу составляет полипептид, а зубцы представлены углеводами.

Муцины характеризуются высоким содержанием таких аминокислот как серин, треонин, пролин и цистеин. С гидроксильными группами серина и треонина связываются углеводные компоненты муцина. Благодаря пролину создается специальная конформация муцина, оптимальная для связывания углеводов. С помощью цистеиновых остатков муцина в нем формируются дисульфидные связи, необходимые для создания пространственной структуры. Кроме того, дисульфидные связи образуются и между отдельными молекулами муцина, что приводит к повышению вязкости и адгезивности слюны.

Углеводный компонент муцинов представлен гетерополисахаридами, включающими галактозу, фукозу, сиаловые кислоты, а также N-ацетилглюкозамин и N-ацетилгалактозамин.

Муцины связывают большое количество воды, что создает высокую вязкость слюны. Кроме того, они защищают слизистую оболочку ротовой полости от механических, химических и термических повреждений. Благодаря межмолекулярному взаимодействию муцины в воде образуют трехмерные молекулярные сети. Вследствие этого образуется гель, защищающий эпителиальные клетки.

Муцины обладают и антибактериальным действием, так как они могут связывать иммуноглобулины. С отрицательно заряженными группами муцинов способны связываться катионы кальция, поэтому при секреции муцинов из гранул высвобождается кальций, необходимый для реминерализации эмали зубов и поддержания стабильности мицелл.

Олигосахариды, связанные с муцинами, обладают антигенной специфичностью, что соответствует группоспецифическим антигенам на поверхности эритроцитов. Способность секретировать группоспецифические вещества в составе слюны уникальна и передается по наследству.

На поверхности эмали зубов молекулы муцинов образуют тонкую пленку, или пелликулу, заряженную отрицательно, которая защищает эмаль зубов от продуктов жизнедеятельности микроорганизмов и пищевых кислот.

В слюне имеется группа характерных только для нее белков, которые называются специфическими белками слюны. Их отличительной особенностью является преобладание какой-либо одной или нескольких аминокислот в том или ином белке. К данной группе белков относятся:

1. белки, богатые пролином (ББП);

2. статерины;

3. гистатины;

4. цистатины.

Специфические белки слюны защищают эмаль зубов и слизистую оболочку ротовой полости от различных повреждающих факторов. Белки этой группы состоят из нескольких доменов. Благодаря одному из них они прикрепляются либо к эмали зубов, либо к эпителиальным клеткам ротовой полости. Остальные домены обладают антибактериальными, антигрибковыми функциями, а также они могут ингибировать активность протеолитических ферментов. Некоторые функции специфических белков слюны начинают проявляться только после прикрепления белков к поверхности зубов.

• Белки, богатые пролином (ББП)

Эти белки являются компонентами пелликулы, так как они легко сорбируются на поверхности эмали. Различают кислые, основные и гликозилированные ББП.

• Кислые ББП связываются со статеринами и не дают им взаимодействовать с гидроксиапатитами эмали при кислых значениях рН слюны. Это предотвращает деминерализацию эмали, а также ингибирует излишнее осаждение минералов на ее поверхности. Кислые ББП связывают катионы кальция и предотвращают деминерализацию и уменьшают рост кристаллов фосфата кальция в перенасыщенном слюнном секрете.

• Основные ББП связывают танины пищи, тем самым защищая от них слизистую оболочку ротовой полости. Основные ББП взаимодействуют с мембраной стрептококков, что приводит к нарушению ее проницаемости и гибели бактерий.

• Гликозилированные ББП связывают воду, что необходимо для смачивания пищевого комка. Кроме того, кислые и гликозилированные ББП связывают определенные микроорганизмы и таким образом участвуют в образовании микробных колоний в зубном налете.

• Статерины

Это фосфопротеины слюны, богатые тирозином. Статерины осуществляют контроль над процессами минерализации – деминерализации тканей зуба за счет предотвращения преципитации минеральных солей на зубной поверхности. Эти белки связывают кальций, тем самым препятствуя его осаждению на поверхности зубов и образованию гидроксиапатитов в слюне и слюнных железах. Наряду с гистатинами статерины ингибируют рост бактерий.

• Гистатины

Это белки слюны, богатые гистидином. Они связывают фосфаты, тем самым способствуют уменьшению роста кристаллов гидроксиапатитов в слюне.

Гистатины обладают противомикробной, противовирусной и противогрибковой активностью. Благодаря положительно заряженным остаткам гистидина данные белки связывают отрицательно заряженные фрагменты молекул микроорганизмов. Следствием подобного взаимодействия является повышение проницаемости мембран микроорганизмов и их последующий лизис.

Кроме того, гистатины ингибируют активность протеаз бактерий.

• Цистатины

Это кислые белки слюны. Один из них локализован в пелликуле зуба, он взаимодействует с гидроксиапатитами эмали с помощью фосфорилированного серина. Другой белок ингибирует активность кислых лизосомальных протеаз, которые попадают в слюну из слущенного эпителия и катализируют гидролиз белков слюны при снижении ее рН.

• Лактоферрин

Этот белок впервые был выделен из молока. Он относится к семейству трансферринов – белков, обладающих железосвязывающей (Fe²⁺) и антибактериальной активностью.

Благодаря тому, что лактоферрин связывает железо, у бактерий создается его дефицит. Это приводит к нарушению синтеза гемсодержащих ферментов энергетического обмена, уменьшению синтеза АТФ и замедлению роста бактерий.

Кроме того, лактоферрин может непосредственно связываться с липополисахаридами мембран E сoli, что приводит к их постепенной гибели.

Лактоферрин играет большую роль в иммунитете полости рта у новорожденных, куда он поступает с молоком матери.

• Лизоцим

Лизоцим, или мурамидаза, — это фермент, который вырабатывается в слюнных железах.

Он катализирует гидролиз бета-гликозидных связей между N-ацетилглюкозамином и N-ацетилмурамовой кислотой в гетерополисахаридах клеточной стенки бактерий (рис.2.2).

Уменьшение концентрации и активности лизоцима является одним из патогенетических факторов при стоматитах, гингивитах и пародонтозе.

Рис. 2.2. Мишень лизоцима – это 1,4-бета-гликозидная связь в бактериальной клеточной стенке.

• Секреторный иммуноглобулин А

Среди белков слюны важную защитную роль играют иммуноглобулины. В слюне имеются иммуноглобулины пяти классов, однако преобладает секреторный иммуноглобулин класса А – sIgA, основным источником которого являются околоушные железы. Секреторный IgA образуется при взаимодействии плазматических клеток, образующих IgA, и секреторного компонента, синтез которого осуществляют эпителиальные клетки протоков слюнных желез. Секреторный IgA имеет более высокую молекулярную массу по сравнению с сывороточным IgA – 390 кДа и 150 кДа, соответственно. Секреторный IgA защищает слизистую оболочку ротовой полости и предотвращает проникновение микроорганизмов в ткани. Он препятствует адгезии аллергенов, а также микроорганизмов и их токсинов на поверхности эпителия слизистой оболочки ротовой полости, что блокирует их дальнейшее распространение. Способность sIgA защищать слизистые оболочки от чужеродных агентов обусловлена такими его свойствами как:

1. высокая устойчивость к протеиназам;

2. неспособность связывать компоненты комплемента, что предупреждает его повреждающее действие на слизистые оболочки.

Особую группу белков смешанной слюны составляют ферменты различного происхождения.

• Альфа-амилаза

Содержание этого фермента составляет 10% от всех белков слюны. Она катализирует гидролиз углеводов до декстринов и мальтозы. 70% всей амилазы вырабатывается околоушной железой, остальное количество – подчелюстной. Альфа-амилаза может связываться со стенками ряда бактерий и вовлекаться в антисептические процессы.

• Щелочная фосфатаза

выделяется мелкими слюнными железами, играет специфическую роль в формировании зуба и процессах реминерализации. Фермент катализирует гидролиз эфиров фосфорной кислоты (оптимум рН составляет 8,4 – 10,1). Щелочная фосфатаза активирует минерализацию костной ткани и зубов.

Амилазу и щелочную фосфатазу относят к маркерным ферментам, дающим информацию о секреции слюнных желез.

• Кислая фосфатаза

активирует процессы деминерализации тканей зубов и резорбцию костной ткани пародонта. Этому способствует избыток органических кислот, которые образуются в процессе жизнедеятельности ацидофильных микроорганизмов зубного налета, что создает оптимум рН для кислой фосфатазы: 4,5 – 5,0. Источниками кислой фосфатазы в смешанной слюне являются околоушные железы, лейкоциты и микроорганизмы.

• Аргиназа

это фермент орнитинового цикла, катализирующий гидролиз аргинина до аммиака и орнитина. Активность данного фермента в слюне намного выше по сравнению с сывороткой крови. Это может быть связано с тем, что образующемуся аммиаку отводится большая роль в нейтрализации кислых метаболитов и регуляции рН ротовой полости.

Ферменты альфа-амилаза, кислая и щелочная фосфатазы, альдолаза, карбоангидраза вырабатываются только или преимущественно слюнными железами. Их надо отличать от ферментов лейкоцитов и бактериальных ферментов.

• Ферменты слюны каталаза и пероксидаза

относятся к защитным ферментам, так как они катализируют разрушение эндоперекисей, что приводит к ингибированию свободнорадикального окисления. Различают лакто- и миелопероксидазы. Лактопероксидаза по своим свойствам похожа на пероксидазу молока. Миелопероксидаза имеет лейкоцитарное происхождение.

В лейкоцитах преобладают гидролитические ферменты, также переходящие в слюну. К ним относятся протеиназы, пептидазы, гликозидазы (мальтаза, сахараза, гиалуронидаза), эстеразы. В микроорганизмах полости рта определяется активность уреазы, каталазы, гексокиназы, ферментов цикла трикарбоновых кислот и гликолиза.

Так как ферменты смешанной слюны отражают состояние обмена слизистой оболочки полости рта, пародонта и внутренних органов, изменение их активности является следствием различных заболеваний.

Деминерализация эмали с развитием кариеса зубов сопряжена с активацией ферментов гликолиза и аэробного расщепления углеводов с образованием ряда органических кислот.

Снижение содержания в слюне лизоцима, ингибиторов протеиназ и повышение активности протеолитических ферментов, кислой и щелочной фосфатаз наблюдается при пародонтозе.