Hydroxyapatite

Hydroxyapatite "kalcium-hidroxil-foszfátból származó ásványi anyagot jelent. Összességében az ásvány nem elterjedt, bár vannak egyedi gazdag lerakódások. A gerincesek csontjai és fogai szintén nagy arányban tartalmaznak hidroxiapatitot.

Mi a hidroxiapatit?

A hidroxiapatit hidroxilált kalcium-foszfátból áll. A kristályban öt kalciumion kapcsolódik három foszfát-ionhoz és egy hidroxil-ionhoz. Ion vegyület, amely egy hatszögletű kristályrendszerben kikristályosodik.

A hidroxilcsoport stabilizálja az egész kristályt. A fluorapatit és a klorapatite révén a hidroxi-apatit zökkenőmentes vegyes sorozatot képez. A hidroxiapatit kísérõ ásványként fordul elő különféle ásványokban, például szerpentinitben, talkumban vagy pegmatitben. Az ásványt eddig körülbelül 250 helyszínen fedezték fel. Az egyes ásványok megjelenése az összetételtől és a többi kísérő ásványi anyag keverési arányától függ.A hidroxiapatit az élőlényekben is előfordul. Különösen a gerinces csontok és a fogak képezik ennek az ásványi anyagnak a nagy részét.

A hidroxiapatit mellett szerves anyagokat is tartalmaznak kötőszövetek és sejtek formájában. A szinte tiszta ásványi anyagtartalom miatt a fogzománc a legkeményebb anyag a szervezetben. Hidroxiapatit-tartalma meghaladja a 95 százalékot. A hidroxiapatit képződéséhez a biomineralizáció keretében kerül sor. Az anyag nagyon stabil és rendkívül ellenálló a fizikai és kémiai hatásokkal szemben. A csontok és a fogak jelentik az életkörnyezet fontos archívumát, csak a savak, beleértve a gyümölcssavakat is lassan bomlanak le.

Funkció, hatás és feladatok

Az emberi szervezetben a hidroxiapatit a legfontosabb hordozóanyag. Ez biztosítja a vázrendszer számára a szükséges erőt. Speciális kötőszöveti anyaggal, például kollagénnel együtt, például a csontok megteremtik a szükséges szakítószilárdságot és stabilitást.

A csontok és fogak összetétele eltérő. Itt a döntő tényező a hidroxi-apatit aránya. A csontok az ásvány kb. 65% -át teszik ki. A többi kollagénből és osteoblastokból áll. A fogakban a hidroxiapatit mennyisége sokkal nagyobb. Ezért a fogak sokkal nehezebbek, mint a csontok. A funkció meghatározó a kompozíció szempontjából. A csontok az izom-csontrendszerhez tartoznak. A mechanikai erők eltérő kitettsége bizonyos rugalmasságot igényel. A fogakat az étel zúzására használják.

Ehhez sokkal erősebb erő és erő szükséges, amelyet egy keményebb anyagban is tükrözni kell. A fogak a külső fogzománcból, a dentinből és a fogpépből állnak. A fogzománcnak nagyon szilárdnak és keménynek kell lennie, és ezért több mint 95% hidroxiapatitból áll. Ez rendkívül ellenállóvá teszi a külső hatásokat. A Dentin csontszerű anyag. 70% hidroxiapatitból áll. A maradék nagy része kötőszövet. A fogpép vagy pulpa az erek és idegek hálózata, amelyek ellátják a fogat.

Oktatás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek

A csontok és fogak hidroxiapatitja a biomineralizáció részeként alakul ki. Földtani szempontból a biomineralizáció már egy régi folyamat. Az ősi baktériumok több milliárd évvel ezelőtt limeket is kialakítottak. A folyamat ma is hasonló. Egyes sejtek feloldják az ásvány ionjait.

Az ásványosítást úgy végezzük, hogy az oldatot a megfelelő ionokkal telítjük. A hidroxiapatit esetében ezek kalcium- és foszfátionok. Az úgynevezett osteoblasztok felelősek a csontok mineralizációjáért. Az mineralizáció során osteocytákká alakulnak, amelyek már nem képesek megosztani és hálózatot alkotni a megszilárdult ásványon belül. A biomineralizáció hasonló módon zajlik a fogakban. Itt az odontoblastok felelősek az mineralizációért.

Betegségek és rendellenességek

A hidroxiapatit nagyon stabil. A csontokban azonban állandó építési és lebontási folyamatok vannak. A csont alakjának nagyon eltérő követelményekhez kell igazodnia. Tehát az új csontanyag folyamatosan felépül. A csontanyag mindig lebontódik.

Ha a lebontási folyamat uralkodik, akkor az oszteoporózis néven ismert. A folyamatokat a hormonok vezérlik. A mellékpajzsmirigy hormon felelős a vér kiegyensúlyozott kalciumszintjéért. Ha van kalciumhiány, akkor aktiválja a hidroxiapatit mobilizálódását a csontokból. A kalcitriol hormon felelős a kalcium felszívódásából az élelmezésből a bélben és az ásványianyagok kialakulásához a csontokban. Mindkét hormon antagonista. Ha az kalcium felszívódása az élelmiszerből zavart, mert a D-vitamin hiánya miatt csak kis mennyiségű kalcitriol képződik, a csontfelszívódás meghaladja a csontképződést. A csontsűrűség csökken, ugyanakkor növekszik a csontok törékenysége.

Ezek a folyamatok azonban nagyon bonyolultak, és sok esetben még nem értik meg teljesen. A hidroxilapatit a fogakban is lebontható. Ezek azonban nem hormonális folyamatok. Élettani szempontból a fogaknak a lehető leghosszabb ideig kell tartaniuk ahhoz, hogy összetörjék az ételt. Az élelmiszermaradványok bakteriális lebomlása azonban olyan savakat képez, amelyek megtámadhatják a fogzománcot. A sav feloldja a hidroxiapatitot kalciumionokká és foszfátionokká, miközben a hidroxilion reagál a sav hidrogénionjával, és vizet képez. A kalcium- és foszfát-ionok ezután vízben oldódnak.

A elhúzódó baktériumaktivitás és az állandó savképződés végül lyukat hoz létre a fogzománcban. Kezelés nélkül a fogszuvasodás elpusztítja a fogat. Fluoridot tartalmazó fogkrém alkalmazásával a hidroxiapatit sokkal stabilabb fluorapatittá alakulhat. Ez lehetővé teszi a fogfertőzés hosszabb ideig történő megállítását.