Hidroksiapatit predstavlja mineral od kalcijum hidroksil fosfat. Sveukupno, mineral nije široko rasprostranjen, iako postoje pojedinačne obilne naslage. Kralježnjaka kosti a zubi su također sastavljeni od visokog postotka hidroksiapatita.
Što je hidroksiapatit?
Hidroksiapatit se sastoji od hidroksiliranog kalcijum fosfat. U kristalu, pet kalcijum ioni su povezani s tri fosfat iona i jednog hidroksilnog iona. To je ionski spoj koji kristalizira u heksagonalnom kristalnom sustavu. Time hidroksilna skupina stabilizira cijeli kristal. S fluorapatitom i klorapatitom hidroksilapatit tvori miješani niz bez zazora. Hidroksilapatit se javlja u raznim minerala kao što su serpentinit, talk-škriljevac ili pegmatit kao prateći mineral. Do sada je mineral otkriven na oko 250 lokacija. Izgled pojedinca minerala ovisi o sastavu i omjeru miješanja s ostalim popratnim mineralima. Hidroksiapatit se također javlja u živim organizmima. Pogotovo kosti a zubi kralježnjaka sastoje se od visokog postotka ovog minerala. Osim hidroksiapatita, sadrže i organski materijal u obliku vezivno tkivo i stanice. Zbog gotovo čistog sadržaja minerala, zub emajl je najtvrđi materijal u organizmu. Dakle, njegov sadržaj hidroksiapatita iznosi preko 95 posto. Stvaranje hidroksiapatita odvija se tijekom biomineralizacije. Materijal je vrlo stabilan i izuzetno otporan na fizičke i kemijske utjecaje. Tako, kosti a zubi predstavljaju važnu arhivu životnog okruženja. Samo kiseline, uključujući voćne kiseline, polako razlažu hidroksiapatit.
Funkcija, učinak i zadaci
U ljudskom je organizmu hidroksiapatit najvažnija potporna tvar. Omogućuje koštanom sustavu potrebno snaga. Zajedno s posebnim vezivno tkivo materijala kao što su kolagenna primjer potrebna vlačna sila snaga a u kostima se stvara stabilnost. Sastav kostiju i zuba je različit. Ovdje je odlučujući faktor udio hidroksiapatita. Kosti se sastoje od oko 65 posto minerala. Ostalo čine kolagen i osteoblasti. Udio hidroksiapatita u zubima je mnogo veći. Stoga su i zubi puno tvrđi od kostiju. Odlučujući faktor za sastav je funkcija. Kosti su dio lokomotornog sustava. Njihovo različito opterećenje mehaničkim silama zahtijeva određenu fleksibilnost. Zubi služe za mljevenje hrane. To zahtijeva mnogo veću silu i snaga, što se također mora odraziti u tvrđem materijalu. U tom se procesu zubi sastoje od vanjskog emajlje dentina i zubne pulpe. The emajl mora biti vrlo čvrst i tvrd i u skladu s tim sastoji se od preko 95 posto hidroksiapatita. To ga čini izuzetno otpornim na vanjske utjecaje. dentinje pak supstanca slična kosti. Sastoji se od 70 posto hidroksiapatita. Ostalo je uglavnom vezivno tkivo. Zubna pulpa ili pulpa osigurava cijevnu mrežu krv posuđe i živci za opskrbu zuba.
Formiranje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti
Hidroksiapatit kostiju i zuba nastaje kao dio biomineralizacije. Biomineralizacija je već drevni proces u povijesti zemlje. Drevni bakterija također stvorili vapnenci prije nekoliko milijardi godina. Proces je sličan i danas. Određene stanice apsorbiraju ione minerala u otopljenom stanju. Mineralizacija se događa zasićenjem otopine odgovarajućim ionima. U slučaju hidroksiapatita, to su ioni kalcija i fosfata. U slučaju kostiju, takozvani osteoblasti odgovorni su za mineralizaciju. Tijekom mineralizacije razvijaju se u osteocite koji se više ne mogu dijeliti i stvarati mrežu unutar skrućenog minerala. Na sličan se način u zubima odvija i biomineralizacija. Ovdje su odontoblasti odgovorni za mineralizaciju.
Bolesti i poremećaji
Hidroksiapatit je doista vrlo izdržljiv. Ali procesi nakupljanja i raspada neprestano se odvijaju unutar kostiju. Oblik kosti mora se prilagoditi vrlo različitim zahtjevima. Tako se nova supstanca kostiju neprestano gradi. Međutim, uvijek postoji i razgradnja koštane tvari. Ako prevladava proces razgradnje, tzv osteoporoza razvija se. Procesi su hormonski kontrolirani paratiroidni hormon odgovoran je za uravnoteženu razinu kalcija u krv. U slučaju nedostatka kalcija, aktivira mobilizaciju hidroksiapatita iz kostiju. Hormon kalcitriol odgovoran je za kalcij apsorpcija od hrane u crijevima i mineralizacije u kostima. Oba hormoni su antagonisti. Ako kalcij apsorpcija od hrane je poremećen jer malo kalcitriol proizvodi se zbog nedostatka Vitamin D, resorpcija kosti prevladava nad formiranjem kostiju. Gustoća kostiju smanjuje se i istovremeno povećava krhkost kostiju. Međutim, ti su procesi vrlo složeni i u mnogim slučajevima još uvijek nisu u potpunosti razumljivi. Hidroksiapatit se također može razgraditi u zubima. Međutim, ovo nije hormonalni proces. Fiziološki, zub bi trebao trajati što je duže moguće kako bi mogao samljeti hranu. Međutim, dolazi do bakterijske razgradnje ostataka hrane kiseline koji mogu napadati caklinu zuba. Kiselina otapa hidroksiapatit u kalcijeve ione i fosfatne ione, a hidroksilni ion reagira s vodik ion kiseline da nastane voda. Tada se otapaju kalcijevi ioni i fosfatni ioni voda. Dugotrajno djelovanje bakterija i konstantno stvaranje kiseline na kraju uzrokuju stvaranje rupe u caklini zuba. Bez liječenja, karijes dovodi do uništenja zuba. Međutim, pomoću fluoridkoji sadržava pasta za zube, hidroksiapatit se može transformirati u puno stabilniji fluoroapatit. To omogućuje duže zaustavljanje procesa uništavanja zuba.
