3 . Буферные системы ротовой жидкости.

Органические компоненты ротовой жидкости. Белки ротовой жидкости и их биохимическая роль.

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).

Муцины, белки, богатые пролином, лактоферрин, иммуноглобулины.

М уцины

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

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.

Белки богатые пролином.

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.

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.

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: высокая устойчивость к протеиназам; неспособность связывать компоненты комплемента, что предупреждает его повреждающее действие на слизистые оболочки.

Ферменты ротовой жидкости: альфа-амилаза, лизоцим, кислая и щелочная фосфатаза, каталаза и пероксидаза и другие.

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.

Биологически активные вещества слюны – паротин, фактор роста нервов, фактор роста эпителия и тд.

Паротин -к числу биологически активных веществ слюны относится гормон паротин. Это гормон белковой природы, обнаруженный в секрете околоушных слюнных желез. Паротин регулирует обмен кальция и фосфатов аналогично кальцитонину, он способствует заживлению переломов костей. Паротин повышает минерализацию эмали, дентина, костей и уменьшает концентрацию кальция в плазме крови (гипокальциемическое действие) . Паротин активирует пролиферацию клеток хрящей, повышает синтез нуклеиновых кислот и белков в одонтобластах. Подобно инсулину, паротин обладает гипогликемическим действием. Интересно, что в Японии паротин А производится в промышленных масштабах и используется для терапии пародонтоза и остеоартроза.

Фактор роста нервов (ФРН). ФРН влияет на клетки через различные системы передачи сигналов, увеличивая в клетках уровень вторичного мессенджера - инозитолтрифосфата, активность орнитиндекарбоксилазы и Na+/К+-АТФазы, а также синтез полиаминов, которые стимулируют синтез белков и нуклеиновых кислот. Тироксин и тестостерон усиливают синтез ФРН. Фактор роста нервов состоит из субъединиц трех типов: α, β и γ. Комплекс из двух γ-субъединиц является сериновой протеиназой, которая активирует наделенную инсулиноподобным действием β-субъединицу. Фактор выделяется не только в слюну, но и в кровь, где проявляет свое действие, стимулируя рост нейронов, митозы фибробластов, рост аксонов в сторону большей концентрации фактора роста эпителия, дифференцировку нервных клеток в нейроны, синтез нейромедиаторов. В ротовой полости данный фактор ускоряет регенеративные процессы.

Фактор роста эпителия (ФРЭ). Синтез ФРЭ осуществляется поднижнечелюстными слюнными железами. Тироксин, тестостерон и прогестерон усиливают синтез данного фактора. ФРЭ влияет на костную ткань подобно паратгормону, усиливая резорбцию костной ткани и деление одонтобластов. Действие фактора роста эпителия на клетки приводит к активации образования эйказоноидов из арахидоновой кислоты, в том числе и синтезу простагландинов, являющихся медиаторами воспаления. ФРЭ угнетает дифференцировку одонтобластов, снижает синтез и созревание коллагенa, а также активность щелочной фосфатазы.

Ренин - это протеолитический фермент, синтезирующийся в поднижнечелюстных слюнных железах. Ренин также образуется в юкстагломерулярном аппарате почек и участвует в регуляции водно-солевого обмена и артериального давления крови. Ренин обладает вазоконстрикторным действием и влияет на микроциркуляцию крови, в том числе и в тканях полости рта.

Опиорфин - обладает сильнейшими аналгезирующими свойствами. Он в шесть раз эффективнее морфина. Механизм действия опиорфина не изучен до конца, однако известно, что это вещество способно замедлить распад в организме энкефалинов – морфиноподобных нейропептидов, контролирующих реакцию центральной нервной системы на болевые импульсы.

Небелковые органические компоненты ротовой жидкости — липиды, углеводы, гормоны и др.

Липиды – общее количество невелико и составляет приблизительно 10-100мг/мл. Оно непостоянно и считается, что большая их часть поступает с секретом околоушной подчелюстной желез и только 2% из плазмы и клеток.

Часть липидов слюны представлена свободным ЖК: пальмитиновой, стеариновой, эйкозопентаеновой, олеиновой и др. Кроме ЖК, в слюне определяются холестерин и его эфиры, ТАГ и много глицерофосфолипидов.

М очевина – в полость рта поступает с секретами слюнных желез. Наибольшее ее количество выделяется малыми слюнными железами, затем количество выделяется малыми слюнными железами, затем околоушными и подчелюстными. Количество выделяемой мочевины зависит от скорости слюноотделения и обратно пропорционально количеству выделенной слюны. Известно, что уровень мочевины в слюне повышается при почечных заболеваниях. Мочевина в полости рта расщепляется при участии уреолитических бактерий осадка слюны. Освобождающееся количество аммиака влияет на pH зубной бляшки и смешанной слюны.