Хидроксиапатит

Хидроксиапатит представља минерал из калцијумовог хидроксил-фосфата, али уопште, минерал није распрострањен, мада постоје појединачна богата лежишта. Кости и зуби краљежњака такође се састоје од високог процента хидроксиапатита.

Шта је хидроксиапатит?

Хидроксиапатит се састоји од хидроксилираног калцијум-фосфата. У кристалу је пет јона калцијума повезано са три фосфатна јона и једним хидроксил јоном. То је јонско једињење које се кристалише у шестерокутном кристалном систему.

Хидроксилна група стабилизује цео кристал. Са флуорапатитом и хлорапатитом, хидроксиапатит формира бешавну мешовиту серију. Хидроксиапатит се јавља као пратећи минерал у разним минералима као што су серпентинит, талк из шкриљаца или пегматит. Минерал је до сада откривен на око 250 локација. Изглед појединих минерала зависи од састава и односа мешања са осталим пратећим минералима.Хидроксиапатит се такође појављује у живим бићима. Посебно кости и зуби краљежњака састоје се од високог процента овог минерала.

Осим хидроксиапатита, садрже и органски материјал у облику везивног ткива и ћелија. Због скоро чистог садржаја минерала, зубна цаклина је најтврђи материјал у организму. Садржај хидроксиапатита је преко 95 процената. Формирање хидроксиапатита одвија се у оквиру биоминерализације. Материјал је веома стабилан и изузетно отпоран на физичке и хемијске утицаје. Кости и зуби представљају важну архиву животног окружења. Само киселине, укључујући воћне киселине, полако разграђују хидроксиапатит.

Функција, ефекат и задаци

У људском организму је хидроксиапатит најважнија супстанца. Даје скелетном систему потребну снагу. Заједно са посебним материјалом везивног ткива, попут колагена, на пример, у костима се ствара потребна влачна чврстоћа и стабилност.

Састав костију и зуба је различит. Одлучујући фактор је удео хидроксиапатита. Кости се састоје од око 65 посто минерала. Остатак чине колаген и остеобласти. Количина хидроксиапатита у зубима је много већа. Стога су зуби много тврђи од костију. Функција је пресудна за састав. Кости припадају мишићно-коштаном систему. Њихово различито излагање механичким силама захтева одређену флексибилност. Зуби се користе за дробљење хране.

Ово захтева много јачу силу и снагу, што се такође мора одразити на тврђи материјал. Зуби се састоје од спољне цаклине зуба, дентина и пулпе зуба. Зубна цаклина мора бити врло чврста и тврда и због тога је састављена од више од 95 посто хидроксиапатита. То га чини изузетно отпорним на спољашње утицаје. Дентин је супстанца слична костима. Састоји се од 70 одсто хидроксиапатита. Већина остатка је везивно ткиво. Зубна пулпа или пулпа су мрежа крвних судова и живаца који опскрбљују зуб.

Образовање, појава, својства и оптималне вредности

Хидроксиапатит костију и зуба настаје као део биоминерализације. Геолошки гледано, биоминерализација је већ стари процес. Древне бактерије су такође формирале липе пре неколико милијарди година. Процес је и данас сличан. Одређене ћелије заузимају јоне минерала у раствореном стању.

Минерализација се одвија засићењем раствора одговарајућим јонима. У случају хидроксиапатита то су јони калцијума и фосфата. Такозвани остеобласти одговорни су за минерализацију у костима. Током минерализације, они се развијају у остеоците који се више не могу делити и формирају мрежу унутар учвршћеног минерала. Биоминерализација се одвија у зубима на сличан начин. Овде су одонтобласти одговорни за минерализацију.

Болести и поремећаји

Хидроксиапатит је врло стабилан. Али унутар костију постоје непрестани процеси изградње и распада. Облик кости се мора прилагодити веома различитим захтевима. Тако се нова коштана супстанца непрестано гради. Међутим, увек постоји распад коштане супстанце.

Ако процес прекида доминира, развија се оно што је познато као остеопороза. Процеси су контролисани хормонима. Паратироидни хормон је одговоран за уравнотежен ниво калцијума у ​​крви. Ако постоји недостатак калцијума, он активира мобилизацију хидроксиапатита из костију. Хормон калцитриол је одговоран за апсорпцију калцијума из хране у цревима и минерализацију у костима. Оба хормона су антагонисти. Ако је апсорпција калцијума из хране поремећена јер се због недостатка витамина Д формира само мала количина калцитриола, ресорпција кости надмашује стварање костију. Густина костију опада и истовремено се повећава крхкост костију.

Међутим, ови процеси су веома компликовани и у многим случајевима још увек нису у потпуности схваћени. Хидроксилапатит се такође може разградити у зубима. Међутим, ово нису хормонални процеси. Физиолошки, зуб треба да траје што је дуже могуће како би могао да дроби храну. Међутим, бактеријским распадањем остатака хране формирају се киселине које могу напасти зубну цаклину. Киселина раствара хидроксиапатит у јоне калцијума и фосфатне јоне, при чему хидроксил јон реагује са водоничним јоном киселине, стварајући воду. Затим се јони калцијума и фосфатни јони растварају у води.

Дуготрајна бактеријска активност и стално стварање киселина на крају стварају рупу у зубној цаклини. Без лечења, пропадање зуба уништит ће зуб. Међутим, употребом пасте за зубе која садржи флуорид, хидроксиапатит се може претворити у много стабилнији флуорапатит. То омогућава заустављање процеса уништавања зуба на дужи временски период.