hidroksiapatita

hidroksiapatita predstavlja mineral iz kalcijevog hidroksil fosfata, ali općenito mineral nije rasprostranjen, iako postoje pojedinačne bogate naslage. Kosti i zubi kralježnjaka također se sastoje od visokog postotka hidroksiapatita.

Što je hidroksiapatit?

Hidroksiapatit se sastoji od hidroksiliranog kalcijevog fosfata. U kristalu je pet kalcijevih iona povezano s tri fosfatna iona i jednim hidroksilnim ionom. To je jonski spoj koji se kristalizira u šesterokutnom kristalnom sustavu.

Hidroksilna skupina stabilizira cijeli kristal. S fluorapatitom i klorapatitom, hidroksiapatit tvori bešavnu miješanu seriju. Hidroksiapatit se pojavljuje kao prateći mineral u raznim mineralima kao što su serpentinit, talk iz škriljaca ili pegmatit. Mineral je dosad otkriven na oko 250 lokacija. Izgled pojedinih minerala ovisi o sastavu i omjeru miješanja s ostalim pratećim mineralima.Hidroksiapatit se javlja i unutar živih bića. Posebno kosti i zubi kralježnjaka sastoje se od visokog postotka ovog minerala.

Osim hidroksiapatita, sadrže i organski materijal u obliku vezivnog tkiva i stanica. Zbog gotovo čistog sadržaja minerala, zubna caklina je najtvrđi materijal u organizmu. Sadržaj hidroksiapatita je preko 95 posto. Stvaranje hidroksiapatita odvija se u okviru biomineralizacije. Materijal je vrlo stabilan i izuzetno otporan na fizičke i kemijske utjecaje. Kosti i zubi važan su arhiv životnog okoliša. Samo kiseline, uključujući voćne kiseline, polako razgrađuju hidroksiapatit.

Funkcija, efekt i zadaće

U ljudskom organizmu je hidroksiapatit najvažnija potporna tvar. Daje skeletnom sustavu potrebnu snagu. Zajedno s posebnim materijalom vezivnog tkiva poput kolagena, primjerice se u kostima stvara potrebna vlačna čvrstoća i stabilnost.

Sastav kostiju i zuba je različit. Ovdje je odlučujući faktor udio hidroksiapatita. Kosti se sastoje od oko 65 posto minerala. Ostatak čine kolagen i osteoblasti. Količina hidroksiapatita u zubima je mnogo veća. Stoga su zubi mnogo tvrđi od kostiju. Funkcija je presudna za sastav. Kosti pripadaju mišićno-koštanom sustavu. Njihovo različito izlaganje mehaničkim silama zahtijeva određenu fleksibilnost. Zubi se koriste za drobljenje hrane.

To zahtijeva mnogo jaču silu i snagu, što se također mora odraziti na tvrđi materijal. Zubi se sastoje od vanjske zubne cakline, dentina i pulpe zuba. Zubna caklina mora biti vrlo čvrsta i tvrda i zbog toga je sastavljena od više od 95 posto hidroksiapatita. To ga čini izuzetno otpornim na vanjske utjecaje. Dentin je tvar u obliku kostiju. Sastoji se od 70 posto hidroksiapatita. Većina ostatka je vezivno tkivo. Zubna pulpa ili pulpa mreža su krvnih žila i živaca koji opskrbljuju zub.

Obrazovanje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti

Hidroksiapatit kostiju i zuba nastaje kao dio biomineralizacije. Geološki gledano, biomineralizacija je već stari proces. Drevne bakterije također su formirale limu prije nekoliko milijardi godina. Proces je i danas sličan. Određene stanice preuzimaju ione minerala u otopljenom stanju.

Mineralizacija se odvija zasićenjem otopine odgovarajućim ionima. U slučaju hidroksiapatita to su ioni kalcija i fosfata. Takozvani osteoblasti odgovorni su za mineralizaciju u kostima. Tijekom mineralizacije razvijaju se u osteocite koji se više ne mogu podijeliti i tvore mrežu unutar učvršćenog minerala. Biomineralizacija se odvija u zubima na sličan način. Ovdje su odontoblasti odgovorni za mineralizaciju.

Bolesti i poremećaji

Hidroksiapatit je vrlo stabilan. Ali unutar kostiju postoje neprestani procesi izgradnje i raspada. Oblik kosti mora se prilagoditi vrlo različitim zahtjevima. Tako se nova koštana tvar stalno gradi. Međutim, uvijek postoji raspad koštane tvari.

Ako proces raspada prevladava, razvija se ono što je poznato kao osteoporoza. Procese kontroliraju hormoni. Paratiroidni hormon odgovoran je za uravnoteženu razinu kalcija u krvi. Ako postoji nedostatak kalcija, on aktivira mobilizaciju hidroksiapatita iz kostiju. Hormon kalcitriol odgovoran je za apsorpciju kalcija iz hrane u crijevima i mineralizaciju u kostima. Oba hormona su antagonisti. Ako je apsorpcija kalcija iz hrane poremećena jer se zbog nedostatka vitamina D formira samo mala količina kalcitriola, resorpcija kosti nadmašuje stvaranje kostiju. Gustoća kostiju opada, a istodobno se povećava krhkost kostiju.

Međutim, ti su procesi vrlo složeni i u mnogim slučajevima još uvijek nisu u potpunosti shvaćeni. Hidroksilapatit se također može razgraditi u zubima. Međutim, to nisu hormonalni procesi. Fiziološki, zub treba trajati što je duže moguće kako bi mogao drobiti hranu. Međutim, bakterijskim raspadanjem ostataka hrane formiraju se kiseline koje mogu napasti zubnu caklinu. Kiselina otapa hidroksiapatit u kalcijeve ione i fosfatne ione, pri čemu hidroksil-ion reagira s vodikovim ionom kiseline, čime nastaje voda. Zatim se kalcijevi ioni i fosfatni ioni otapaju u vodi.

Produljena bakterijska aktivnost i stalno stvaranje kiselina na kraju stvaraju rupu u zubnoj caklini. Bez liječenja, propadanje zuba uništit će zub. Međutim, pomoću paste za zube koja sadrži fluor, hidroksiapatit se može pretvoriti u mnogo stabilniji fluorapatit. To omogućava zaustavljanje procesa uništavanja zuba na duže vremensko razdoblje.