Your SlideShare is downloading. ×
Reaviz 02
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×

Introducing the official SlideShare app

Stunning, full-screen experience for iPhone and Android

Text the download link to your phone

Standard text messaging rates apply

Reaviz 02

207
views

Published on

РЕАВИЗ Московский стоматология биохимия полости рта …

РЕАВИЗ Московский стоматология биохимия полости рта
жидкости полости рта ферменты

Published in: Education

0 Comments
3 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
207
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
12
Comments
0
Likes
3
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. Биохимия жидкостей полости рта К.Э. Герман Зав. кафедрой естественных и медико-биологических наук ММИ РЕАМИЗ
  • 2. Слюна является одной из важнейших жидкостей организма • В полости рта находится биологическая жидкость, которая называется смешанной слюной или ротовой жидкостью (в дальнейшем слюна). • Слюна имеет неорганическую и органическую составляющую (вещества неорганической и органической природы). • Неорганическая составляющая слюны представлена макро и микроэлементами, которые могут находится в составе различных соединение или в ионизированной форме.
  • 3. Химический состав слюны
  • 4. Некоторые белковые и небелковые вещества, входящие в состав слюны НАЗВАНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЯ Общий белок Муцин 1,5 – 3,0 г/л 2,5 –2,7 г/л Лизоцим Мочевая кислота Мочевина Аммиак 0,18 г/ л 0,03 –0,17 моль/л 1,4 –3,0 моль/л 2,6 моль/л Холестерин Глюкоза Лактат 0,08 – 0,39 ммоль/л 0,62 –1,56 ммоль/л 20 – 40 мг/л
  • 5. Органические компоненты слюны Органические компоненты в слюне оставляют 0,8-6,0 г/л, что в 10-15 раз меньше, чем в крови. Попадают в смешанную слюну из разных источников: - слюнных желез (на рис.) - клеток слизистой оболочки полости рта - десневой бороздки - крови - клеток микроорганизмов Их количество зависит от состояния ротовой полости и всего организма в целом.
  • 6. Органический состав слюны • Смешанная слюна содержит белки, липиды, витамины, гормоны, органические кислоты, небелковые азотистые соединения - мочевину, мочевую кислоту, свободные аминокислоты и нуклеиновые кислоты. • Органические вещества слюны можно условно разделить на 2 группы: белковой и небелковой природы. • По данным электрофореза в слюне содержится до 500 различных белков, из них 120-150 называются секреторными. • Большинство белков слюны являются гликопротеинами, что обеспечивает вязкость слюне.
  • 7. Белки слюны представлены полиморфными группами и единичными формами: Полиморфные группы белков: - белки, богатые пролином - гистатины - белки, богатые гистидином, - белки, богатые тирозином (статхерины или стазерины) - цистатины - муцины - ферменты слюны (пероксидазы и др.) Некоторые белки существуют в единичной форме: фактор роста эпителия, фактор роста нервов, лактоферрин и др.
  • 8. Белки, богатые пролином (ББП) Выделяются, в основном, с секретом околоушных слюнных желез. В этих белках пролин, глицин и глутамин составляют от 70% до 88% всех аминокислотных остатков. ББП составляют 70% всех белков секрета и подразделяются на кислые, основные и гликозилированные.
  • 9. Кислые белки, богатые пролином (ББП) - своим отрицательно заряженным концом связываются с кальцием, начинают формировать пелликулу зуба (первыми осаждаются на эмаль) - предотвращают деминерализацию - ингибируют рост кристаллов фосфата кальция в перенасыщенном слюнном секрете - связывают многочисленные микроорганизмы полости рта - ускоряют образование зубного налета
  • 10. Основные белки, богатые пролином • Основные ББП связывают танин, содержащийся в пищи, тем самым защищают оболочку полости рта. Танины способны индуцировать синтез этих белков. • Основные ББП могут взаимодействовать с мембраной стрептококков, нарушать ее проницаемость и вызывать гибель микроорганизмов.
  • 11. Гликозилированные белки, богатые пролином - выступают в роли смазки, покрывая слизистые оболочки полости рта; - связываются с бактериями и осаждаются на эмали зуба после кислых ББП; - ускоряют образование пелликулы зуба и в дальнейшем зубного налета; - способствуют образованию комка пищи и обеспечивают его проглатывание.
  • 12. Гистатины - белки богатые гистидином (ББГ) • В них практически отсутствует пролин, много аргинина и лизина, а содержание гистидина достигает 25%. • Они участвуют в защите полости рта, проявляя антивирусное и противогрибковое действие. • Гистатины проникают внутрь уничтожаемых клеток и вызывают их гибель. • Прочно связываясь с гидроксиапатитами эмали участвуют в формировании приобретенной пелликулы зуба (ППЗ). • Некоторые ББГ ингибируют рост кристаллов гидроксиапатитов.
  • 13. Белки, богатые тирозином – статхерины или стазерины • Это гликофосфопротеины с высоким содержанием тирозина. На N-концах молекул находятся отрицательные повторы (Асп-Сер-Сер-Глу-Глу), содержащие фосфорилированные остатки серина, которые связывают кальций. • Стазерины участвуют в образовании приобретенной пелликулы зуба (ППЗ), препятствуют чрезмерно быстрому осаждению ионов фосфора и кальция на поверхности эмали, связывая их. • Совместно с гистатинами они ингибируют рост аэробных и анаэробных бактерий.
  • 14. Цистатины - кислые низкомолекулярные белки Цистатины ингибируют лизосомные ферменты, специфически связываясь в активном центре: - цистеиновые (тиоловые) протеазы (катепсины B, H, L) - сериновые протеазы (катепсины А). Есть данные о том, что через ингибирование активности протеиназ цистатины выполняют антимикробную и антивирусную функцию. Один из цистатинов присутствует в пелликуле зуба. При снижении рН протеазы могут гидролизовать белки слюны.
  • 15. Муцины слюны (от анг. mucus – слизь) • Гликопротеины, в которых много остатков пролина (до 50%), серина, треонина и углеводных цепей полисахаридов (50-70%). • Аминокислотные остатки пролина вызывают изгибы полипептидной цепи, к серину и треонину О-гликозидными связами крепятся короткие полисахаридные цепи. • В слюне присутствует муцин-1 (Mr 250 кДа) и муцин-2 (Mr 100 кДа).
  • 16. Муцины выполняют специфические функции. • Основные белки, обеспечивающие вязкость слюны. Муцины участвуют в образовании мицелл слюны, (помогают структурировать слюну), благодаря способности связывать воду. • Молекулы муцинов вместе с ББП образуют слизистую пленку (пелликулу), которая защищает клетки ротовой полости от бактериальных, вирусных, химических и др. воздействий. • Выполняют роль смазки не только в полости рта, но и в кишечнике, бронхах.
  • 17. Молекула муцина • Молекула муцинов похожа на гребенку и может связывать большое количество молекул воды. • На рисунке к полипептидной цепи (сплошная линия) прикреплены полисахаридные цепочки.
  • 18. Лактоферрин – железосвязывающий и антибактериальный белок • Лактоферрин - гликопротеин, связывает ионы железа, необходимые для развития бактерий, и осуществляет тем самым антибактериальное действие. • Способен напрямую взаимодействовать с липополисахаридами мембраны Escherihia coli и вызывать их гибель. • Лактоферрин играет большую роль в поддержании иммунитета полости рта новорожденных.
  • 19. Ферменты слюны • В смешанной слюне проявляют активность более 100 ферментов. • В основном ферменты синтезируются слюнными железами, часть попадает в слюну из разрушенных клеток эпителия, бактериальных клеток или из крови. • В слюне присутствуют: - гликозидазы - фосфатазы - протеазы (катепсины A, B, H и L) - ДНКазы и РНКазы - ферменты – антиоксиданты и др.
  • 20. Гликозидазы • К ним относятся пищеварительные ферменты слюны – сазараза, мальтаза, липаза и a – амилаза(защитное действие). • a - амилаза слюны гидролизует 1- 4 связи в крахмале и гликогене пищи, может разрушать полисахариды, входящие в состав мембраны гонококков, проявляя защитное действие. • Бактериальные ферменты: β - глюкуронидаза, нейраминидаза, гиалуронидаза. • Закисление слюны способствует активации этих ферментов и разрушению структурных молекул соединительной ткани (зуба) и расщеплению муцинов (β - глюкуронидаза), что приводит к развитию гингивита и кариеса. • Лизоцим - антибактериальный фермент, разрушает стенки бактерий.
  • 21. Лизоцим – гликозидаза, антибактериальный фермент Лизоцимы – гликопротеины, молекулярная масса составляет 15-17 кДа, содержат до 50% углеводных компонентов. Катализируют реакцию гидролиза 1,4-гликозидных связей между N-ацетилглюкозамином и Nацетилмурамовой кислотой в гетерополисахаридах клеточных стенок бактерий и в гликозамингликанах.
  • 22. Фосфатазы ДНКазы и РНКазы • Кислая фосфатаза оказывает деминерализующие действие на эмаль зуба, активность ее растет при пародонтите и кариесе. • Катализирует дефосфорилирование белков в кислой среде. рН оптимум действия фермента 4,5– 5,2. • Щелочная фосфатаза активна при рН 9,6 – 10, гидролизует фосфатсодержащие соединения. • ДНКазы и РНКазы разрушают нуклеиновые кислоты бактерий и вирусов. • Обладают противовирусным, антибактериальным и противомикробным действием.
  • 23. Ферменты – антиоксиданты • Большое количество активных форм кислорода (АФК) оказывает губительное действие на компоненты мембран клеток тканей полости рта. • Защитным действием обладают ферменты, которые снижают концентрацию свободных радикалов. - супероксиддисмутаза (СОД) - каталаза - глутатионпероксидаза и др.
  • 24. Слюнными железами синтезируются биологически активные вещества (БАВ) слюны: • • • • • Фактор роста эпителия (ФРЭ) Фактор роста нервов (ФРН) Паротин Ренин Каллекреины катализируют образование кининов, которые отвечают за расширение сосудов полости рта. БАВ слюны обладают эндокринной функцией и участвуют в регуляции гомеостаза многих органов и тканей организма.
  • 25. Фактор роста эпителия (ФРЭ) – полипептид, состоящий из 53 аминокислотных остатков Мишенями для ФРЭ являются эпителиальные клетки слизистой оболочки полости рта и глотки и др. Фактор роста эпителия в эпителиальных клетках слизистой оболочки активирует матричные процессы (синтез РНК и белка). ФРЭ усиливает резорбцию костной ткани и деление одонтобластов, в то же время он угнетает дифференцировку одонтобластов, снижает синтез и созревание коллагенa I типа, а также активность щелочной фосфатазы.
  • 26. Фактор роста нервов (ФРН) – белок, состоящий из цепей трех типов – a,β,y • Синтез и освобождение ФРН регулируется гормонами и нейромедиаторами. Действуя на клетки-мишени увеличивает образование определенных ферментов, ответственных за синтез нуклеотидов и липидов. • Оказывая мощное противоспалительное действие, фактор роста нервов стимулирует заживление поврежденных тканей ротовой полости. • ФРН выделяется в слюну, где оказывает свое действие стимулируя митозы фибробластов, синтез нейромедиаторов и др.
  • 27. Паротин и Ренин • Паротин - белок с Mr 100 Кд, синтезируется околоушными слюнными железами. • Паротин способствует минерализации твердых тканей организма, усиливает синтез белка и нуклеиновых кислот в одонтобластах и эпителиальных клетках слюнных желез. • Ренин – оказывает сосудосуживающие действие. • Участвует в регуляции сосудистого тонуса и микроциркуляции крови, превращая ангиотензиноген в ангиотензин.
  • 28. Иммуноглобулины слюны - факторы специфической защиты • В слюне присутствуют все 5 классов иммуноглобулинов, а также секреторный – IgAs, продуцируемый слюнными железами. • IgAs находится в соединении с S-гликопротеином, который предохраняет его от разрушения ферментами. • Основной функцией секреторного IgAs в полости рта является подавление прикрепления бактерий на поверхности слизистой оболочки полости рта. • Т.О. IgAs обладает выраженной бактерицидностью, антивирусным и антитоксическим действием.
  • 29. Защитные свойства слюны • Защитная функция слюны осуществляется благодаря наличию в ее составе: - защитных белков (муцинов, ББП, гистатинов, цистатинов, стазеринов, лактофферина и др.) - лейкоцитов - иммуноглобулинов (IgA,IgЕ,IgD,IgM,IgG и особенно секреторного – IgAs) - ферментов (лизоцима, супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы, ДНКазы и РНКазы, a - амилаза и др.)
  • 30. Лейкоциты – источник ферментов, оказывающие защитное действие на ткани пародонта Наиболее характерные ферменты: - кислая фосфатаза (из лизосом лейкоцитов) - различные гликозидазы - протеиназы (катепсины G и D, коллагеназа, эластаза) - миелопероксидаза и др. Миелопероксидаза лейкоцитов катализирует реакцию: H2O2 + Cl− → H2O + OCl− Образующийся в реакции гипохлорит OClобладает в десятки раз более сильным бактерицидным действием, чем пероксид водорода.
  • 31. Функции белков полости рта
  • 32. Неорганические вещества слюны в ммоль/л (по Т.П. Вавиловой) Вещество Слюна Плазма крови Na + 6,6 - 24 130 - 150 K+ 12 - 25 3,6 - 5,0 Cl - 11 - 20 97 - 108 Ca2+ общ 0,75 – 3,0 2,1 – 2,8 Фн 2,2 – 6,5 1,0 – 1,6 Ф общ 3,0 – 7,0 3,0 – 5,0 НСО3- 20 - 60 25 SCN- 0,5 – 1,2 0,1 – 0,2 Сu2+ 0,3 0,1 I- 0,1 0,01 F- 0,001 – 0,15 0,15
  • 33. Кальций и фосфаты • Содержание ионов кальция в слюне находится в пределах 0,75 – 3,0 ммоль/л (как в плазме). Кальций может находиться в ионизированной (Са2+) или связанной с белками формах. • Фосфаты содержатся в слюне в форме свободных ионов гидро- и дигидрофосфата, на долю которых приходится 70 – 95% общего фосфата. Содержание фосфатов в слюне выше, чем в крови.
  • 34. Мицеллярное строение слюны • Слюна перенасыщена ионами кальция и фосфата, однако это не приводит к отложению этих минералов на поверхности зуба. Этому препятствует мицеллярное строение слюны. • Поддержание нерастворимых солей кальция в псевдорастворенном состоянии в составе слюны возможно благодаря формированию коллоидных образований – мицелл.
  • 35. Строение мицеллы • Ядром мицелл слюны является нерастворимый фосфат кальция Са3(РО4)2, вокруг которого располагаются заряженные ионы кальция, гидро- и дигидрофосфатов, а также молекулы белков, основными из которых являются муцины и стазерины (на рисунке они изображены кругами и овалами).
  • 36. Функции некоторых ионов слюны • Ионы Na + и K+ вместе с с другими ионами определяют осмотическое давление, буферную емкость и устойчивость мицелл слюны. • Бикарбонаты являются компонентами буферной системы слюны. • Ионы фтора попадают в слюну из десневой бороздки, фтор ускоряет процессы реминерализации, обладает ингибирующим действием на рост бактерий.
  • 37. Теория развития кариеса • Одна из первых теорий кариеса была выдвинута в 1890 году Миллером. Она известна под названием "химико-паразитическая" теория. С некоторыми дополнениями она доминирует и в настоящее время. Согласно этой теории, механизм развития кариеса состоит в том, что микроорганизмы на поверхности зубов продуцируют органические кислоты, в частности, молочную, которая растворяет минеральные компоненты зубов. • Среди других точек зрения можно назвать протеолитическую теорию, согласно которой ферменты бактерий растворяют органическую матрицу зубов.
  • 38. Зубной налет является одной из причин развития кариеса и зубного камня •Зубной налет – структура, образованная при прилипании к пелликуле зуба бактерий и продуктов их жизнедеятельности, а также компонентов слюны и неорганических веществ. •Основными составляющим зубного налета являются гликопротеины слюны, микроорганизмы, внеклеточные полисахариды, слущенный эпителий слизистой оболочки полости рта.
  • 39. Образование зубного налета начинается спустя один час после приема пищи: на приобретенную пелликулу зуба налипают бактерии. • На начальных стадиях формирования зубного налета в нем преобладают аэробные микроорганизмы, которые разрушают органические молекулы до углекислого газа. • Белки приобретенной пелликулы зуба, наделенные защитными свойствами, используя различные механизмы - губят микроорганизмы или препятствуют их прилипанию, как например: иммуноглобулин - IgAs.
  • 40. Процессу созревания зубного налета, сопутствует как смена микрофлоры, так и ряд биохимических процессов: 1. Смена микрофлоры. Аэробные микроорганизмы в процессе уплотнения зубного налета гибнут и на смену им приходят анаэробные микроорганизмы.
  • 41. 2. Результатом анаэробных процессов является закисление рН, (в основном, за счет образования лактата и других органических кислот), а также накопление продуктов гниения аминокислот: сероводорода, аммиака, альдегидов, кетонов, фенола, крезола, скатола, которые обладают неприятным запахом.
  • 42. 3. Растет активность гидролитических ферментов: гликозидаз, которые расщепляют углеводы и протеиназ, гидролизующих пептидные связи в белках. Гликозидазы отщепляют углеводные части от гликопротеинов, что приводит к резкому сокращению растворимости белков и выпадению их в осадок, а в дальнейшем к гидролизу до аминокислот.
  • 43. 4. Образованные аминокислоты активно связывают ионы кальция. Кроме того, они являются дополнительным субстратом для обеспечения жизнедеятельности микроорганизмов и синтеза ими внеклеточных полисахаридов.
  • 44. 5. Высвободившиеся под действием гликозидаз углеводы, а также остатки углеводов пищи используются микроорганизмами для синтеза липких полисахаридов - гликанов: декстрана (из глюкозы) и левана (из фруктозы), которые обеспечивают склеивание зубного налета, а также являются внеклеточным депо углеводов для микроорганизмов.
  • 45. Структурная формула левана, синтезируется из фруктозы и быстро гидролизуются леваназой.
  • 46. Структурная формула декстрана, разветвленный полисахарид, образованный остатками глюкозы
  • 47. 6. Катаболизм аминокислот приводит к подщелачиванию зубного налета за счет процессов, сопровождающихся образованием аммиака. Таких как: дезаминирование аминокислот, расщепление мочевины уреазой (источник лейкоциты), восстановление нитрат- и нитритионов до аммиака под действием соответствующих редуктаз бактерий. Источником уреазы в полости рта являются микроорганизмы.
  • 48. 7. В результате подщелачивания создаются оптимальные условия для функционирования щелочной фосфатазы, которая высвобождает фосфат из органических соединений, что приводит к повышению его концентрации.
  • 49. В результате протекания перечисленных выше процессов, в зубном налете могут реализоваться две диаметрально противоположные ситуации: 1. Формируется кислая среда, в которой происходит деминерализация эмали и развитие кариеса. 2. Формируется щелочная среда и аккумулируются высокие концентрации кальция и фосфатов, то есть создаются условия для выпадения в осадок солей кальция и образования зубного камня.
  • 50. Формированию кислой среды слюны способствует пища, богатая углеводами • При снижении рН ниже 5,6 слюна приобретает деминерализующие свойства. • Понижение рН приводит к протонированию фосфатных групп поверхностного слоя мицеллы. • HPO- + Н+ H2PO4– • Уменьшается отрицательный заряд мицелл. • Мицеллы слюны становятся менее устойчивыми, что способствует растворению ядра и вымыванию ионов Ca2+.
  • 51. • В кислой среде увеличивается возможность замещения ионов кальция в гидроксиапатитах эмали на ионы водорода, растет растворимость кристаллов гидроксиапатитов, а также повышается активность кислой фосфатазы – фермента, способствующего деминерализации. • Происходит деминерализация эмали и развитие кариеса.
  • 52. В щелочной среде создаются условия для минерализации зубного налета • При повышении рН происходит, наоборот, депротонирование HPO42-, в результате образуются ионы PO43-, связывающиеся с ионами кальция и образующие труднорастворимые соли Са3(PO4)2. • Образующиеся соли Са3(PO4)2 могут включаться как в состав ядра мицеллы, так и в состав других соединений, образующих зубной камень.
  • 53. Образование зубного камня • Факультативные анаэробные бактерии, находящиеся в зубном налете, секретируют конечные продукты обмена азот, аммиак и мочевину. • Аммиак взаимодействует с фосфатными группами, образуя гидрофосфат – анионы, которые связывают кальция и образуют плохо растворимую соль – брушит, дающую начало формированию зубного камня. • Минерал брушит (CaHPO4·2H2O) составляет 50% всех видов апатитов зубного камня.
  • 54. Минералы зубного камня • По мере старения брушита состав его меняется, образуются соединения более сложного строения: октокальцийфосфат Ca8H2(РО4)6·5Н2О и гидроксиапатиты. • В небольших количествах в зубном камне присутствуют также карбонатапатит, фторапатит, соли магния (струвит, витлоктит) и другие минералы.
  • 55. Условиями минерализации зубного налета и образования зубного камня являются: • Участие кислотообразующих микроорганизмов; • Повышение в слюне ионов кальция и фосфатов, вызванное снижением устойчивости мицеллы слюны; • Размножение микроорганизмов, продуцирующих аммиак и мочевину; • Повышение содержания в зубном налете метаболитов, погибших бактерий, способных удерживать кальций и фосфаты; • Участие щелочной фосфатазы, которая повышает содержание гидрофосфат – ионов в налете.
  • 56. Спасибо за внимание !