Химия процесса деминерализации
Основной компонент эмали, дентина и цемента – гидроксиапатит, Ca10(PO4)6(OH)2. В нейтральной среде данный компонент находится в равновесии с ротовой жидкостью, которая перенасыщена ионами Ca2+ и PO43-.
Гидроксиапатит становится очень чувствительным к ионам водорода при низких значениях pH (5.5 и ниже). Ионы H+ вступают в реакцию с фосфатной группой в гидратном слое. Происходит химическая реакция, в результате которой ионы PO43- превращаются в ионы HPO42-. Равновесие связей в кристаллах гидроксиапатита нарушается, что ведёт к их разрушению – таким образом, происходит деминерализация.
Щелочная и кислая фосфатаза в минеральном обмене тканей зуба
Неорганическая часть
В состав костей входит 99% всего кальция организма, 87% фосфора, ~ 60% магния и -25% натрия. Кальций в костях находится в форме минерала гидроксиапатита, примерный состав которого Са10(РО4)6(ОН)2. Гидроксиапатит образует кристаллы, имеющие обычно размер 20 × 5 × 1,5 нм. В костной ткани содержится много микроэлементов, таких как медь, стронций, барий, цинк, фтор и др., которые играют важную роль в обмене веществ в организме. Минеральная часть костей включает также карбонаты, гидроксиды и цитраты.
Минеральный состав зуба различен в разных его частях. Твёрдые части зуба (эмаль, дентин и цемент) содержат от 70% (цемент и дентин) до 96 - 97% (эмаль) неорганических веществ. Основную часть этих веществ составляют фосфат кальция, входящий в состав кристаллов гидроксиапатита (75%), а также карбонат и фторид кальция.
Мягкие части зуба (пульпа и периодонт) не относят к тканям с высокой степенью минерализации. Пульпа состоит из рыхлой волокнистой соединительной ткани (такая ткань находится практически во всех органах и образует их строму, или каркас), а периодонт образован плотной волокнистой соединительной тканью, которая также входит в состав сухожилий и связок.
Органическая часть
Органические вещества костного матрикса представлены белками, липидами и небольшим количеством протеогликанов.
Основной белок костной ткани - коллаген I типа (90 - 95%). Кроме него, в матриксе костей присутствуют такие белки, как коллаген V типа, остеонектин, остеокальцин, так называемые морфогенетические белки кости (BMP) и ферменты - щелочная фосфатаза (в остеобластах) и кислая фосфатаза (в остеокластах). Оба эти фермента служат маркёрами соответствующих клеток костной ткани. Углеводная часть протеогликанов костного матрикса представлена дерматан- и кератансульфатами.
Главный компонент органических веществ зубной ткани - коллаген I типа. Углеводы и липиды присутствуют в небольших количествах. Содержание органических веществ в твёрдых частях зуба варьирует от 2% (эмаль) до 30% (дентин и цемент). Содержание органических веществ в мягких частях зуба такое же, как в соответствующих видах соединительной ткани.
