הידרוקסיאפטיט

הידרוקסיאפטיט מייצג מינרל מסידן הידרוקסיל פוספט. בסך הכל המינרל אינו נפוץ, אם כי ישנם משקעים עשירים אינדיבידואליים. העצמות והשיניים של בעלי החוליות מורכבות גם הן לאחוז גבוה של הידרוקסיאפטיט.

מהו הידרוקסיאפטיט?

הידרוקסיאפטיט מורכב מסידן פוספט הידרוקסילט. בגביש גבישים חמישה יוני סידן קשורים לשלושה יוני פוספט ויון הידרוקסיל אחד. זוהי תרכובת יונית המתגבשת במערכת גביש משושה.

קבוצת ההידרוקסיל מייצבת את הגביש כולו. בעזרת פלואורפיט וכלוראפיט, ההידרוקסי-אפטיט מהווה סדרה מעורבת חלקה. ההידרוקסיאפיטיט מתרחש כמינרל נלווה במינרלים שונים כמו סרפניניט, פצלי טלק או פגמטיט. המינרל התגלה עד כה בכ -250 מוקדים. מראה המינרלים האישיים תלוי בהרכב וביחס הערבוב עם מינרלים נלווים אחרים.הידרוקסיאפטיט מופיע גם בתוך דברים חיים. עצמות ושיניים של בעלי חוליות במיוחד מורכבות מאחוז גבוה של מינרל זה.

בנוסף להידרוקסיאפטיט, הם מכילים גם חומר אורגני בצורה של רקמת חיבור ותאים. בשל תכולת המינרלים הכמעט טהורה, אמייל השיניים הוא החומר הקשה ביותר באורגניזם. תכולת ההידרוקסי-אפטיט שלו היא מעל 95 אחוזים. היווצרות הידרוקסיאפטיט מתרחשת במסגרת ביו-מינרליזציה. החומר יציב מאוד ועמיד ביותר להשפעות פיזיות וכימיות. עצמות ושיניים מייצגות ארכיון חשוב של סביבת החיים, ורק חומצות, כולל חומצות פרי, מתפרקות לאט לאט הידרוקסיאפטיט.

פונקציה, אפקט ומשימות

באורגניזם האנושי, הידרוקסיאפטיט הוא החומר התומך החשוב ביותר. זה נותן למערכת השלד את הכוח הדרוש. יחד עם חומר רקמות חיבור מיוחד כמו קולגן, נוצר חוזק המתח והיציבות הנחוצים בעצמות, למשל.

הרכב העצמות והשיניים שונה. הגורם המכריע כאן הוא שיעור ההידרוקסיאפטיט. העצמות מורכבות מכ- 65 אחוז מהמינרל. השאר מורכב מקולגן ואוסטיאובלסטים. כמות ההידרוקסיאפטיט בשיניים גבוהה בהרבה. לכן השיניים קשות בהרבה מעצמות. הפונקציה מכרעת עבור הקומפוזיציה. העצמות שייכות למערכת השלד והשרירים. חשיפתם השונה לכוחות מכניים דורשת גמישות מסוימת. השיניים משמשות למעוך אוכל.

זה דורש כוח וכוח הרבה יותר חזק, שצריך לבוא לידי ביטוי גם בחומר קשה יותר. השיניים מורכבות מאמייל השיניים החיצוני, מדנטין ומיסת השיניים. אמייל שיניים צריך להיות מאוד יציב וקשה ולכן מורכב ביותר מ- 95 אחוז הידרוקסיאפטיט. זה הופך אותו לעמיד ביותר בפני השפעות חיצוניות. דנטין הוא חומר דמוי עצם. זה מורכב מ- 70 אחוז הידרוקסיאפטיט. רוב השאר הם רקמת חיבור. עיסת השן או עיסת השן היא רשת של כלי דם ועצבים המספקים את השן.

חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים

ההידרוקסיאפטיט של העצמות והשיניים נוצר כחלק מהביו-מינרליזציה. במונחים גיאולוגיים, ביו-מינרליזציה היא כבר תהליך ישן. חיידקים קדומים יצרו גם הם לימים לפני מספר מיליארד שנים. התהליך דומה עד היום. תאים מסוימים תופסים את יוני המינרל במצב המומס.

המינרליזציה מתבצעת על ידי רוויה של התמיסה ביונים המתאימים. במקרה של הידרוקסיאפטיט, מדובר ביוני סידן ופוספט. מה שמכונה osteoblasts אחראים למינרליזציה בעצמות. במהלך מינרליזציה הם מתפתחים לאוסטיאוציטים שכבר אינם מסוגלים להתחלק ויוצרים רשת בתוך המינרל המוצק. ביו-מינרליזציה מתרחשת בשיניים בצורה דומה. כאן odontoblasts אחראים על מינרליזציה.

מחלות והפרעות

הידרוקסיאפטיט יציב מאוד. אך בתוך העצמות ישנם תהליכי בנייה ופירוק מתמידים. צורת העצם צריכה להסתגל לדרישות שונות מאוד. אז חומר עצם חדש בנוי ללא הרף. עם זאת, תמיד יש פירוט של חומר העצם.

אם תהליך הפירוק שולט, מה שמכונה אוסטאופורוזיס מתפתח. התהליכים נשלטים על ידי הורמונים. הורמון הפרתירואידית אחראי לרמת הסידן המאוזנת בדם. אם יש מחסור בסידן, הוא מפעיל את ההתגייסות של הידרוקסיאפטיט מהעצמות. ההורמון קלציטריול אחראי לספיגת הסידן מהמזון במעי ומינרליות בעצמות. שני ההורמונים הם אנטגוניסטים. אם מופרת ספיגת הסידן מהמזון מכיוון שרק כמות קטנה של קלציטריול נוצרת בגלל מחסור בוויטמין D, ספיגת העצם עולה על היווצרות העצם. צפיפות העצם פוחתת ובמקביל עולה שבריריות העצמות.

עם זאת, תהליכים אלה מסובכים מאוד ובמקרים רבים עדיין לא מובנים לחלוטין. ניתן לשבור הידרוקסיפטפטיט בשיניים. עם זאת, לא מדובר בתהליכים הורמונליים. מבחינה פיזיולוגית, השן צריכה להימשך זמן רב ככל האפשר על מנת שתוכל לרסק את האוכל. עם זאת, פירוק חיידקים של שאריות מזון יוצר חומצות שיכולות לתקוף את אמייל השיניים. החומצה ממיסה את הידרוקסיאפטיט ליוני סידן ויוני פוספט, לפיהם היון ההידרוקסיל מגיב עם יון מימן של החומצה ליצירת מים. יוני סידן ויוני פוספט נמסים במים.

פעילות ממושכת של חיידקים ויצירת חומצה מתמדת יוצרים בסופו של דבר חור באמייל השן. ללא טיפול, עששת תהרוס את השן. עם זאת, באמצעות משחת שיניים המכילה פלואוריד, ניתן להמיר הידרוקסיאפטיט לפלואורפיטיט היציב הרבה יותר. זה מאפשר לעצור את תהליך השמדת השיניים לפרק זמן ארוך יותר.