Файл: Биохимия полости рта.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.11.2023

Просмотров: 157

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
42- и Н2РО4-, которые образуют фосфатную буферную систему.

Содержание ионов кальция в слюне близко к его концентрации в плазме – 2,1-2,3 ммоль/л. Этот щелочноземельный металл, как и фосфаты находится в ионизированной форме (около 50%), а остальная часть в соединении с белками, фосфатами, цитратом, карбонатом и другими анионами. Существует коэффициент отношения Са2+/Са общий, который равен 0,54.

Такая концентрация кальция и фосфатов необходима для поддержания постоянства состава тканей зуба. Данный механизм поддерживается тремя основными процессами: регуляция рН, препятствие растворению зуба и внедрение ионов в минерализованные ткани. Кальций и фосфаты не выпадают в осадок, потому что основу слюны составляют мицеллы, связывающие большое количество воды, в результате чего все водное пространство оказывается связанным и поделенным между ними (Рис. 8).


А Б
Рис. 8. Строение мицеллы фосфата кальция в физиологических условиях (А) и при патологии полости рта (Б).

1 – ядро; 2 – потенциалопределяющие ионы; 3 – противоионы; 4 – диффузный слой (Леонтьев В.К. и соавт., 1991).
Молекулы фосфата кальция – [Са3(РО4)2]n - образуют нерастворимое ядро. На поверхности ядра сорбируются находящиеся в слюне в избытке молекулы гидрофосфата – НРО42-. В адсорбционном и диффузном слоях мицеллы будут находиться ионы Са2+, являющиеся противоионами. Белки, связывающие огромное количество воды (в частности муцин), способствуют распределению всего объема слюны между мицеллами, в результате чего она структурируется, приобретает высокую вязкость, становится малоподвижной. Таким образом, состав мицелл можно представить в следующем виде:

{[n(Ca3PO4)2]mHPO42- (m-x)Ca2+}2х- Са2+

В кислой среде заряд мицеллы может уменьшиться вдвое и снизится устойчивость мицеллы, а ионы дигидрофосфата такой мицеллы не участвуют в процессе реминерализации. При понижении рН до 6,2 слюна становится недонасыщенной кальцием и неорганическим фосфатом и превращается в деминерализующую. Появляются ионы Н2РО4- вместо НРО42-. Подщелачивание сопровождается увеличением ионов РО43-, которые участвуют в образовании труднорастворимого соединения Са3(РО4)2, осаждающегося в виде зубного камня.

Микрокристаллизация слюны.
Еще в 1977г. П.А. Леус показал, что на предметном стекле после высушивания капли ротовой жидкости остается осадок, имеющий различное микроскопическое строение. Микрокристаллизация слюны имеет индивидуальные особенности и это может быть связано с общим состоянием организма, полости рта, нагрузкой питательными веществами. Образование микрокристаллов может характеризовать реминерализующую способность слюны, а интенсивность кариеса связана с типом микрокристаллизации. Различают три вида:

I тип – четкий рисунок удлиненных кристаллопризматических структур, сросшихся между собой и занимающих всю поверхность капли. Этот тип присущ для компенсированной формы течения кариеса.

II тип – в центре капли видны отдельные дендритные кристаллопризматические структуры меньших размеров, чем при I типе. Характерен для субкомпенсированной формы течения кариеса.

III тип – по всей капле просматривается большое количество изометрически расположенных кристаллических структур неправильной формы. Этот тип микрокристаллизации характерен для декомпенсированной формы кариеса.

Вместе с тем, микрокристаллизация слюны отражает состояние организма в целом, поэтому данный параметр можно использовать для экспресс-диагностики некоторых соматических заболеваний.

Органические компоненты слюны, характеристика. Как видно из таблицы 2 смешанная слюна содержит белки, полипептиды, липиды, витамины, гормоны, органические кислоты. Количество их зависит от состояния организма, ротовой полости и различается по количественным оценкам в осадке слюны и надосадочной жидкости.

В слюне определяется от 1,5 до 4,0 г/л белка. Методом двумерного электрофореза определено около 500 пятен, характеризующих различные протеины, но только 120-150 являются продуктом слюнных желез, а остальные имеют бактериальное и клеточное (чаще лейкоцитарное) происхождение. Большая часть белков слюнных желез вырабатывается секреторными клетками и делится на несколько классов. Каждый класс имеет определенное число отличающихся, но близко связанных членов (генетический полиморфизм). Они включают: богатые пролином белки; гистатины; пептиды богатые тирозином; муцины – низко- и высокомолекулярные; амилазы (альфа и гамма); а также несколько пероксидаз слюны. Содержание общего белка в слюне практически здоровых людей составляет в среднем 187,71+10,9 мг/дл, тогда как у больных язвенной болезнью желудочно-кишечного тракта до лечения этот показатель достоверно повышается.



Другие протеины слюны существуют в гомогенной форме. Некоторые белки продуцируются секреторными клетками, остальные – клетками протоков. К железистым белкам относятся фактор роста эпителия, секреторный компонент и лактоферрин. Лизоцим продуцируется клетками протоков. Вместе с тем точное место происхождения многих компонентов до сих пор неизвестно. К компонентам, транспортируемым прямо из кровотока в слюну, относится альбумин, иммуноглобулины G, А и М, витамины, лекарственные препараты, гормоны, электролиты и вода. Отмечена хорошая корреляция по уровням ряда гормонов и лекарств между плазмой крови и слюной. Это обстоятельство явилось основой предложений использовать анализы слюны как неинвазивный метод динамического контроля уровня гормонов, терапевтических средств и запрещенных к употреблению препаратов. Многие белки и другие компоненты слюны защищают мягкие и твердые ткани полости рта. Муцины слюны покрывают и смазывают поверхности слизистой оболочки. Их крупные молекулы предотвращают прилипание бактерий и колонизацию, защищают ткани от физического повреждения и позволяют им устоять перед тепловыми перепадами. Некоторые из протеинов, такие как лизоцим, обладают способностью разрушать стенку бактериальных клеток; другие, как гистатин, лактоферрин и лактопероксидаза угнетают рост микробов; третьи – антитела слюны, например, секреторный иммуноглобулин А и липаза слюны, могут защищать зубы от кариеса. Ниже мы остановимся на характеристике наиболее значимых соединений.

Гликопротеины слюны. Большинство белков слюны относится к данному классу, причем углеводная компонента довольна вариабельна как в количественном (от 4 до 40%), так и в качественном отношении. Синтез протекает в две стадии: вначале образуется белковое ядро, к которому присоединяется углеводная цепь. Последних может быть несколько. В условиях стимуляции могут синтезироваться неполноценные гликопротеины и слюна становится менее вязкой. Наиболее изучены из данных макромолекул муцин, иммуноглобулины и группоспецифические вещества.

Муцин. С ним прямо связана вязкость слюны. Муцины входят также в состав секретов бронхов и кишечника, семенной жидкости и выделений шейки матки. Все они играют роль смазки и защищают подлежащие ткани от повреждений как механических, так и химических. В полипептидной цепи муцина из подчелюстной слюнной железы содержится большое количество треонина и пролина. К радикалам треонина через образование О-гликозидной связи присоединяются молекулы N-ацетилнейраминовой кислоты, N-ацетилгалактозамина, фукозы и галактозы. Сам белок напоминает по своему строению гребенку (так называемые щеточные структуры): короткие углеводные цепи, как зубья торчат из жесткой, богатой пролином полипептидной цепи, которые соединяются между собой дисульфидными мостиками и образуются большие молекулы с особыми вязкими свойствами. Муцин способен адсорбироваться на поверхности зуба, образуя нерастворимую пленку, имеющую слабый отрицательный заряд. Муцин легко преципитируется на зубах, особенно при низком значении рН. Кроме того, он может образовывать комплексы с липидами и при взаимодействии с мембранами эпителиальных клеток участвовать в построении пелликулы. Последняя выполняет роль селективного фильтра и барьера, обеспечивающего защиту подлежащих клеток, предотвращающего высушивание и контролирующего проницаемость слизистой оболочки. Защитные качества пелликулы зависят от размера мукоидного геля. Однако муцин также легко адсорбирует на своей поверхности и микроорганизмы, метаболиты которых, в конечном итоге, могут привести к деминерализации эмали. Содержание муцина в слюне здоровых людей составляет 75,4
+8,8мг/дл.

Иммуноглобулины слюны. В ней присутствуют все 5 классов: IgA, IgG, IgD, IgM, IgE, которые различаются по молекулярной массе, конфигурации и углеводной компоненте, но вторичная структура у всех этих соединений одинакова: 2 легких (L) и 2 тяжелых (Н) цепи, аминокислоты в которых упакованы в домены. Иммуноглобулины как правило поступают из сыворотки и с секретом слюнных желез. Исключение составляет IgA2 (IgAs), который синтезируется в околоушных (90%) и подчелюстных (10%) слюнных железах. Его концентрация в слюне в 100 раз выше по сравнению с IgG и IgM. Он отличается от других более высокой молекулярной массой, что связано с появлением дополнительных пептидов. Два четырехцепочечных мономера Н и L цепей образуют димер, в состав которого также входят секреторный гликопротеид (SP) и добавочный полипетид (J-цепь) (рис. 9). Показано, что H, L и J цепи синтезируются в плазменных клетках интерстициальной ткани слюнных желез. При поступлении белка в ацинарные клетки он соединяется с гликопротеидом SP, который синтезируется серозными эпителиальными клетками. Такая структура предохраняет молекулу иммуноглобулина от разрушающего действия многочисленных ферментов, находящихся в секретах слизистых оболочек. Механизм действия IgAs заключается в том, что он активирует альтернативным путем комплемент, что в свою очередь приводит к лизису микроорганизмов. IgAs препятствует адгезии бактерий к эпителиальным клеткам, затрудняя тем самым колонизацию их на слизистой.

Рис. 9. Схема строения секреторного иммуноглобулина А:

Н – тяжелая цепь; L – легкая цепь; SP – секреторный компонент.
Группоспецифические вещества слюны в отличие от эритроцитарных содержат 85% углеводов и 15% белка. Антигенная специфичность веществ определяется конформацией некоторых остатков сахаров, расположенных на концах углеводных цепей. Концентрация группоспецифических веществ в слюне равна 10-130 мг/л. Они в основном поступают с секретом слюнных желез и точно соответствуют группе крови. Исследование группоспецифических веществ в слюне используется в судебной медицине для установления группы крови в тех случаях, когда это невозможно сделать иначе.

Кроме того, в слюне обнаружено несколько специфических белков, характеризующихся преобладанием одной или нескольких аминокислот. К ним относятся белки, богатые пролином (PRP), пептиды, богатые тирозином – стайзерины, белки, богатые гистидином – гистатины и цистатины – белки, богатые цистеином.


Белки, богатые пролином (PRP), были открыты Оппенгеймером в 1971 году в паротидной слюне и составляют до 70% от общего количества всех белков в этом секрете. Молекулярная масса их колеблется от 6 до 12 кДа, 75% от всего числа аминокислот в данных соединениях приходится на пролин, глицин, глутаминовую и аспарагиновую аминокислоты. В полости рта PRP выполняют несколько функций. Они легко адсорбируются на поверхности эмали и являются компонентами приобретенной пелликулы зуба, задерживая его деминерализацию и ингибируя излишнее осаждение минералов. Таким образом поддерживают постоянство кальция и фосфора в эмали зуба. Они могут связывать определенные микроорганизмы и участвуют тем самым в формировании микробных колоний бляшки. PRP необходимы для смачивания пищевого комка.

Гистатины – основные олигопептиды, включающие 12 подклассов. Полностью установлена их первичная структура и показано, что они состоят из 7-38 аминокислотных остатков. Сравнение последовательности аминокислот в различных гистатинах выявило большую степень сходства между ними и только гистатины подклассов 1 и 2 значительно отличаются от других членов этого семейства белков. Считается, что гистатин 2 является фрагментом гистатина 1, а гистатины 4-12 образуются при гидролизе гистатина 3. Этот ограниченный протеолиз протекает при участии слюнного калликреина и некоторых других протеиназ. Это образование происходит либо в секреторных везикулах, либо при прохождении белков через железистые протоки.

Гистатин 1 участвует в образовании приобретенной пелликулы зуба. Он также является мощным ингибитором роста кристаллов гидроксиапатита, что необходимо для стабилизации растворенных минералов в жидкостях полости рта. Смесь частично очищенных гистатинов вызывала усиление гликолитической активности части выделенных бактерий полости рта и подавляла рост некоторых видов Str. mutans. Гистатин 5 вовлечен в процесс подавления слюной вируса иммунодефицита и грибков (Candida albicans). Одним из механизмов такого антимикробного и антивирусного действия является взаимодействие гистатина 5 с различными протеиназами, выделенными из микроорганизмов ротовой полости.

Стайзерины – группа пептидов, богатых тирозином. Эти соединения представляют собой фосфопептиды, состоящие из 40-43 аминокислот. Они ( от англ. sthaiser - прилипать) вместе с другими секреторными протеинами ингибируют спонтанную преципитацию фосфорнокальциевых солей на поверхности зуба, в ротовой полости и в слюнных железах.