Hidroksiapatit

Hidroksiapatit mewakili mineral dari kalsium hidroksil fosfat.Secara keseluruhannya, mineral tidak meluas, walaupun terdapat simpanan kaya individu. Tulang dan gigi vertebrata juga terdiri daripada peratusan hidroksiapatit yang tinggi.

Apa itu hidroksiapatit?

Hydroxyapatite terdiri daripada kalsium fosfat hidroksilasi. Dalam kristal, lima ion kalsium dihubungkan dengan tiga ion fosfat dan satu ion hidroksil. Ia adalah sebatian ion yang mengkristal dalam sistem kristal heksagon.

Kumpulan hidroksil menstabilkan keseluruhan kristal. Dengan fluorapatit dan klorapatit, hidroksiapatit membentuk siri campuran yang lancar. Hydroxyapatite berlaku sebagai mineral yang menyertainya dalam pelbagai mineral seperti serpentinite, talc shale atau pegmatite. Mineral tersebut sejauh ini dapat dikesan di sekitar 250 lokasi. Penampilan mineral individu bergantung pada komposisi dan nisbah pencampuran dengan mineral lain yang menyertainya.Hydroxyapatite juga berlaku dalam hidupan. Tulang dan gigi vertebrata khususnya terdiri daripada peratusan tinggi mineral ini.

Selain hidroksiapatit, mereka juga mengandungi bahan organik dalam bentuk tisu penghubung dan sel. Kerana kandungan mineral yang hampir tulen, enamel gigi adalah bahan paling sukar dalam organisma. Kandungan hidroksiapatitnya melebihi 95 peratus. Pembentukan hidroksiapatit berlaku dalam kerangka biomineralisasi. Bahannya sangat stabil dan sangat tahan terhadap pengaruh fizikal dan kimia. Tulang dan gigi mewakili arkib penting persekitaran tempat tinggal. Hanya asid, termasuk asid buah, yang menguraikan hidroksiapatit secara perlahan.

Fungsi, kesan & tugas

Dalam organisma manusia, hidroksiapatit adalah bahan sokongan terpenting. Ia memberikan kekuatan yang diperlukan pada sistem rangka. Bersama dengan bahan tisu penghubung khas seperti kolagen, kekuatan dan kestabilan tegangan yang diperlukan diciptakan pada tulang, sebagai contoh.

Komposisi tulang dan gigi berbeza. Faktor penentu di sini ialah perkadaran hidroksiapatit. Tulang terdiri daripada sekitar 65 peratus mineral. Selebihnya terdiri daripada kolagen dan osteoblas. Jumlah hidroksiapatit pada gigi jauh lebih tinggi. Oleh itu gigi jauh lebih sukar daripada tulang. Fungsi ini sangat menentukan untuk komposisi. Tulang tergolong dalam sistem muskuloskeletal. Pendedahan mereka yang berbeza terhadap daya mekanikal memerlukan fleksibiliti tertentu. Gigi digunakan untuk menghancurkan makanan.

Ini memerlukan kekuatan dan kekuatan yang lebih kuat, yang juga mesti dicerminkan dalam bahan yang lebih keras. Gigi terdiri daripada enamel gigi luar, dentin dan pulpa gigi. Enamel gigi mestilah sangat tegas dan keras dan oleh itu terdiri daripada lebih daripada 95 peratus hidroksiapatit. Ini menjadikannya sangat tahan terhadap pengaruh luaran. Dentin adalah bahan seperti tulang. Ia terdiri daripada hidroksiapatit 70 peratus. Sebahagian besar selebihnya adalah tisu penghubung. Pulpa atau pulpa gigi adalah rangkaian saluran darah dan saraf yang membekalkan gigi.

Pendidikan, kejadian, sifat & nilai optimum

Hidroksiapatit tulang dan gigi terbentuk sebagai sebahagian daripada biomineralisasi. Dari segi geologi, biomineralisasi sudah menjadi proses lama. Bakteria purba juga membentuk limau beberapa bilion tahun yang lalu. Prosesnya masih serupa hingga kini. Sel-sel tertentu mengambil ion mineral dalam keadaan larut.

Mineralisasi berlaku dengan jenuh larutan dengan ion yang sesuai. Bagi hidroksiapatit, ini adalah ion kalsium dan fosfat. Osteoblas yang dipanggil bertanggungjawab untuk mineralisasi tulang. Semasa mineralisasi, mereka berkembang menjadi osteosit yang tidak lagi dapat membahagi dan membentuk rangkaian dalam mineral pejal. Biomineralisasi berlaku pada gigi dengan cara yang serupa. Di sini odontoblas bertanggungjawab untuk mineralisasi.

Penyakit & Gangguan

Hydroxyapatite sangat stabil. Tetapi di dalam tulang terdapat proses pembinaan dan pemecahan yang berterusan. Bentuk tulang harus disesuaikan dengan keperluan yang sangat berbeza. Oleh itu, zat tulang baru sentiasa dibina. Walau bagaimanapun, selalu ada kerosakan bahan tulang.

Sekiranya proses pemecahan berlaku, apa yang dikenali sebagai osteoporosis berkembang. Prosesnya dikendalikan oleh hormon. Hormon paratiroid bertanggungjawab untuk tahap kalsium yang seimbang dalam darah. Sekiranya terdapat kekurangan kalsium, ia akan mengaktifkan mobilisasi hidroksiapatit dari tulang. Hormon calcitriol bertanggungjawab untuk penyerapan kalsium dari makanan dalam usus dan mineralisasi pada tulang. Kedua-dua hormon adalah antagonis. Sekiranya penyerapan kalsium dari makanan terganggu kerana hanya sejumlah kecil kalsitriol yang terbentuk kerana kekurangan vitamin D, penyerapan tulang melebihi pembentukan tulang. Ketumpatan tulang menurun dan pada masa yang sama kerapuhan tulang meningkat.

Walau bagaimanapun, proses ini sangat rumit dan dalam banyak kes belum difahami sepenuhnya. Hydroxylapatite juga boleh dipecahkan pada gigi. Walau bagaimanapun, ini bukan proses hormon. Secara fisiologi, gigi harus bertahan selama mungkin agar dapat menghancurkan makanan. Walau bagaimanapun, penguraian bakteria sisa makanan membentuk asid yang dapat menyerang enamel gigi. Asid melarutkan hidroksiapatit menjadi ion kalsium dan ion fosfat, di mana ion hidroksil bertindak balas dengan ion hidrogen asid untuk membentuk air. Ion kalsium dan ion fosfat kemudian larut dalam air.

Kegiatan bakteria berlarutan dan pembentukan asid berterusan akhirnya membuat lubang pada enamel gigi. Tanpa rawatan, kerosakan gigi akan merosakkan gigi. Namun, dengan menggunakan ubat gigi yang mengandungi fluorida, hidroksiapatit dapat diubah menjadi fluorapatit yang jauh lebih stabil. Ini memungkinkan untuk menghentikan proses pemusnahan gigi untuk jangka masa yang lebih lama.