Hidroxiapatita

Hidroxiapatita reprezintă un mineral din fosfat de calciu hidroxil.În general, mineralul nu este răspândit, deși există depozite bogate individuale. Oasele și dinții vertebraților constau, de asemenea, într-un procent ridicat de hidroxiapatită.

Ce este hidroxiapatita?

Hidroxiapatita constă din fosfat de calciu hidroxilat. În cristal, cinci ioni de calciu sunt legați de trei ioni fosfat și un ion hidroxil. Este un compus ionic care cristalizează într-un sistem cu cristale hexagonale.

Grupa hidroxil stabilizează întregul cristal. Cu fluorapatitul și clorapatita, hidroxiapatita formează o serie mixtă fără sudură. Hidroxiapatita apare ca mineral de însoțire în diferite minerale precum serpentinita, șistul de talc sau pegmatitul. Mineralul a fost detectat până în prezent în aproximativ 250 de locații. Aspectul mineralelor individuale depinde de compoziție și de raportul de amestecare cu alte minerale însoțitoare.Hidroxiapatita apare și în interiorul viețuitoarelor. Oasele și dinții vertebraților, în special, sunt alcătuiți dintr-un procent ridicat al acestui mineral.

În plus față de hidroxiapatită, acestea conțin și materiale organice sub formă de țesut conjunctiv și celule. Datorită conținutului de minerale aproape pure, smalțul dinților este cel mai greu material din organism. Conținutul său de hidroxiapatită este de peste 95 la sută. Formarea hidroxiapatitei are loc în cadrul biomineralizării. Materialul este foarte stabil și extrem de rezistent la influențele fizice și chimice. Oasele și dinții reprezintă o arhivă importantă a mediului de viață.Doar acizii, inclusiv acizii din fructe, descompun încet hidroxiapatita.

Funcție, efect și sarcini

În organismul uman, hidroxiapatita este cea mai importantă substanță de sprijin. Dă sistemului scheletului puterea necesară. Împreună cu un material special pentru țesut conjunctiv, cum ar fi colagenul, se creează, de exemplu, rezistența la tracțiune și stabilitatea necesară.

Compoziția oaselor și a dinților este diferită. Factorul decisiv este aici proporția de hidroxiapatită. Oasele sunt formate din aproximativ 65 la sută din mineral. Restul este format din colagen și osteoblaste. Cantitatea de hidroxiapatită dinți este mult mai mare. Prin urmare, dinții sunt mult mai duri decât oasele. Funcția este decisivă pentru compoziție. Oasele aparțin sistemului musculo-scheletice. Expunerea lor diferită la forțele mecanice necesită o anumită flexibilitate. Dintii se folosesc la zdrobirea alimentelor.

Aceasta necesită o forță și o rezistență mult mai puternice, care trebuie reflectate și într-un material mai greu. Dinții constau din smalțul dinților exteriori, din dentină și pulpa dinților. Smalțul dinților trebuie să fie foarte ferm și dur și, prin urmare, este format din mai mult de 95 la sută hidroxiapatită. Acest lucru îl face extrem de rezistent la influențele externe. Dentina este o substanță asemănătoare oaselor. Este format din 70 la sută hidroxiapatită. Cea mai mare parte a restului este țesut conjunctiv. Pulpa sau pulpa dintelui este o rețea de vase de sânge și nervi care furnizează dintele.

Educație, apariție, proprietăți și valori optime

Hidroxiapatita oaselor și dinților este formată ca parte a biomineralizării. În termeni geologici, biomineralizarea este deja un proces vechi. De asemenea, bacteriile antice au format limes acum câteva miliarde de ani. Procesul este și astăzi similar. Anumite celule preiau ionii mineralului în stare dizolvată.

Mineralizarea are loc prin saturarea soluției cu ioni corespunzători. În cazul hidroxiapatitei, aceștia sunt ioni de calciu și fosfat. Așa-numitele osteoblaste sunt responsabile de mineralizarea oaselor. În timpul mineralizării, acestea se dezvoltă în osteocite care nu mai sunt capabile să se împartă și să formeze o rețea în interiorul mineralului solidificat. Biomineralizarea are loc în dinți într-un mod similar. Aici odontoblastii sunt responsabili de mineralizare.

Boli și tulburări

Hidroxiapatita este foarte stabilă. Dar în interiorul oaselor există procese constante de construcție și descompunere. Forma osului trebuie să se adapteze la cerințe foarte diferite. Deci, o nouă substanță osoasă este constant construită. Cu toate acestea, există întotdeauna o descompunere a substanței osoase.

Dacă predomină procesul de descompunere, se dezvoltă ceea ce este cunoscut sub numele de osteoporoză. Procesele sunt controlate de hormoni. Hormonul paratiroidian este responsabil pentru nivelul de calciu echilibrat în sânge. Dacă există o deficiență de calciu, activează mobilizarea hidroxiapatitei din oase. Hormonul calcitriol este responsabil pentru absorbția calciului din alimente în intestin și mineralizarea oaselor. Ambii hormoni sunt antagoniști. Dacă absorbția calciului din alimente este perturbată, deoarece se formează doar o cantitate mică de calcitriol din cauza lipsei de vitamina D, resorbția osoasă depășește formarea osoasă. Densitatea osoasă scade și, în același timp, fragilitatea oaselor crește.

Totuși, aceste procese sunt foarte complicate și în multe cazuri încă nu sunt înțelese pe deplin. Hidroxilapatita poate fi, de asemenea, descompusă în dinți. Totuși, acestea nu sunt procese hormonale. Fiziologic, dintele trebuie să dureze cât mai mult, pentru a putea zdrobi alimentele. Cu toate acestea, descompunerea bacteriană a reziduurilor alimentare formează acizi care pot ataca smalțul dinților. Acidul dizolvă hidroxiapatita în ioni de calciu și ioni de fosfat, prin care ionul hidroxil reacționează cu un ion de hidrogen al acidului pentru a forma apă. Ionii de calciu și ionii de fosfat se dizolvă apoi în apă.

O activitate bacteriană prelungită și formarea constantă de acid creează în cele din urmă o gaură în smalțul dinților. Fără tratament, cariile dentare vor distruge dintele. Cu toate acestea, folosind pasta de dinți care conține fluor, hidroxiapatita poate fi transformată în fluorapatitul mult mai stabil. Acest lucru face posibilă oprirea procesului de distrugere a dinților pentru o perioadă mai lungă de timp.