Hidroksiapatitas yra kalcis hidroksilas fosfatas. Apskritai mineralas nėra plačiai paplitęs, nors yra atskirų gausių telkinių. Stuburinis kaulai o dantis taip pat sudaro didelis procentas hidroksiapatito.
Kas yra hidroksiapatitas?
Hidroksiapatitas susideda iš hidroksilinto kalcis fosfatas. Kristale - penki kalcis jonai siejami su trimis fosfatas jonai ir vienas hidroksilo jonas. Tai joninis junginys, kuris kristalizuojasi šešiakampėje kristalų sistemoje. Tokiu būdu hidroksilo grupė stabilizuoja visą kristalą. Su fluorapatitu ir chlorapatitu hidroksilapatitas sudaro be tarpų mišrią seriją. Hidroksilapatito būna įvairių naudingosios iškasenos tokie kaip serpentinitas, talko skalūnas ar pegmatitas kaip lydimasis mineralas. Mineralas iki šiol aptiktas maždaug 250 vietų. Individo išvaizda naudingosios iškasenos priklauso nuo sudėties ir maišymo santykio su kitais mineralais. Hidroksiapatitas taip pat pasitaiko gyvuose organizmuose. Ypač kaulai stuburinių gyvūnų dantys sudaro daug šio mineralo. Be hidroksiapatito, juose taip pat yra organinių medžiagų jungiamasis audinys ir ląstelės. Dėl beveik gryno mineralų kiekio dantis emalio yra sunkiausia organizmo medžiaga. Taigi jo hidroksiapatito kiekis viršija 95 proc. Hidroksiapatito susidarymas vyksta biomineralizacijos metu. Medžiaga yra labai stabili ir nepaprastai atspari fiziniams ir cheminiams poveikiams. Taigi, kaulai ir dantys yra svarbus gyvenamosios aplinkos archyvas. Tik rūgštys, įskaitant vaisių rūgštis, lėtai skaido hidroksiapatitą.
Funkcija, poveikis ir užduotys
Žmogaus organizme hidroksiapatitas yra svarbiausia pagalbinė medžiaga. Tai suteikia skeleto sistemai būtiną stiprumas. Kartu su specialiais jungiamasis audinys medžiagos, tokios kaip Kolageno, pavyzdžiui, reikalingas tempimas stiprumas ir kauluose atsiranda stabilumas. Kaulų ir dantų sudėtis skiriasi. Čia lemiamas faktorius yra hidroksiapatito dalis. Kaulai sudaro apie 65 procentus mineralo. Likusią dalį sudaro Kolageno ir osteoblastai. Dantų hidroksiapatito dalis yra daug didesnė. Todėl dantys taip pat yra daug sunkesni nei kaulai. Kompoziciją lemiantis veiksnys yra funkcija. Kaulai yra judėjimo sistemos dalis. Skirtingas jų pakrovimas mechaninėmis jėgomis reikalauja tam tikro lankstumo. Dantys tarnauja maistui. Tam reikia daug didesnės jėgos ir stiprumas, kuris taip pat turi atsispindėti kietesnėje medžiagoje. Šiame procese dantys susideda iš išorinio emalio, dentinas ir dantų minkštimas. The emalio turi būti labai stiprus ir kietas, todėl jį sudaro daugiau kaip 95 procentai hidroksiapatito. Tai daro jį ypač atsparų išorės poveikiui. Dentinas, savo ruožtu, yra į kaulus panaši medžiaga. Jį sudaro 70 procentų hidroksiapatito. Likusi dalis yra daugiausia jungiamasis audinys. Dantų minkštimas arba minkštimas suteikia kanalų tinklą kraujas laivai ir nervai tiekti dantį.
Formavimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės
Kaulų ir dantų hidroksiapatitas susidaro kaip biomineralizacijos dalis. Biomineralizacija jau yra senovės procesas žemės istorijoje. Senovės bakterijos taip pat prieš kelis milijardus metų susidarė kalkakmeniai. Procesas ir šiandien yra panašus. Tam tikros ląstelės absorbuoja mineralo jonus ištirpusios būsenos. Mineralizacija vyksta prisotinant tirpalą atitinkamais jonais. Hidroksiapatito atveju tai yra kalcio ir fosfato jonai. Kaulų atveju už mineralizaciją yra atsakingi vadinamieji osteoblastai. Mineralizacijos metu jie išsivysto į osteocitus, kurie nebegali dalytis ir suformuoti tinklą sukietėjusiame minerale. Panašiai biomineralizacija vyksta ir dantyse. Čia odontoblastai yra atsakingi už mineralizaciją.
Ligos ir sutrikimai
Hidroksiapatitas iš tiesų yra labai patvarus. Tačiau kauluose nuolat vyksta kaupimosi ir skaidymo procesai. Kaulų forma turi prisitaikyti prie labai skirtingų reikalavimų. Taigi nuolat kaupiasi nauja kaulų medžiaga. Tačiau taip pat visada suskaidoma kaulinė medžiaga. Jei vyrauja degradacijos procesas, vadinamasis osteoporozė vystosi. Procesai yra hormoniškai valdomi. Taigi parathormonas yra atsakingas už subalansuotą kalcio kiekį organizme kraujas. Esant kalcio trūkumui, jis aktyvina hidroksiapatito mobilizaciją iš kaulų. Hormonas kalcitriolis yra atsakingas už kalcį absorbcija nuo maisto žarnyne ir mineralizacijos kauluose. Tiek hormonai yra antagonistai. Jei kalcio absorbcija nuo maisto yra sutrikdyta, nes nedaug kalcitriolis gaminamas dėl to, kad trūksta vitamino D, kaulų rezorbcija vyrauja už kaulų formavimąsi. Kaulų tankis sumažėja ir tuo pačiu padidėja kaulų trapumas. Tačiau šie procesai yra labai sudėtingi ir daugeliu atvejų dar nėra iki galo suprantami. Hidroksiapatitas taip pat gali būti skaidomas dantyse. Tačiau tai nėra hormoninis procesas. Fiziologiškai dantis turėtų kuo ilgiau išsilaikyti, kad galėtų susmulkinti maistą. Tačiau susidaro maisto likučių bakterinis skaidymas rūgštys kad gali užpulti dantų emalį. Rūgštis ištiria hidroksiapatitą į kalcio jonus ir fosfato jonus, o hidroksilo jonas reaguoja su vandenilis rūgšties jonas susidaryti vanduo. Tada kalcio jonai ir fosfato jonai ištirpsta vanduo. Ilgalaikis bakterijų aktyvumas ir nuolatinis rūgščių susidarymas galiausiai sukelia skylę danties emalyje. Negydant, dantų ėduonis veda prie danties sunaikinimo. Tačiau naudojant fluoridasturintys dantų pasta, hidroksiapatitą galima paversti daug stabilesniu fluorapatitu. Tai leidžia ilgiau sustabdyti dantų naikinimo procesą.
