idrossiapatite rappresenta un minerale da idrossilfosfato di calcio.Nel complesso, il minerale non è molto diffuso, sebbene ci siano depositi ricchi individuali. Anche le ossa ei denti dei vertebrati sono costituiti da un'alta percentuale di idrossiapatite.
Cos'è l'idrossiapatite?
L'idrossiapatite è costituita da fosfato di calcio idrossilato. Nel cristallo, cinque ioni calcio sono collegati a tre ioni fosfato e uno ione idrossile. È un composto ionico che cristallizza in un sistema cristallino esagonale.
Il gruppo idrossile stabilizza l'intero cristallo. Con fluorapatite e clorapatite, l'idrossiapatite forma una serie mista senza soluzione di continuità. L'idrossiapatite si trova come minerale di accompagnamento in vari minerali come serpentinite, talco scisto o pegmatite. Il minerale è stato finora rilevato in circa 250 località. L'aspetto dei singoli minerali dipende dalla composizione e dal rapporto di miscelazione con altri minerali associati.L'idrossiapatite si trova anche negli esseri viventi. Le ossa ei denti dei vertebrati in particolare sono costituiti da un'alta percentuale di questo minerale.
Oltre all'idrossiapatite, contengono anche materiale organico sotto forma di tessuto connettivo e cellule. A causa del contenuto minerale quasi puro, lo smalto dei denti è il materiale più duro dell'organismo. Il suo contenuto di idrossiapatite è superiore al 95 percento. La formazione di idrossiapatite avviene nell'ambito della biomineralizzazione. Il materiale è molto stabile ed estremamente resistente alle influenze fisiche e chimiche. Le ossa ei denti rappresentano un importante archivio dell'ambiente di vita, solo gli acidi, compresi gli acidi della frutta, decompongono lentamente l'idrossiapatite.
Funzione, effetto e compiti
Nell'organismo umano, l'idrossiapatite è la sostanza di supporto più importante. Dà al sistema scheletrico la forza necessaria. Insieme allo speciale materiale di tessuto connettivo come il collagene, ad esempio, si creano nelle ossa la necessaria resistenza alla trazione e stabilità.
La composizione di ossa e denti è diversa. Il fattore decisivo qui è la proporzione di idrossiapatite. Le ossa sono costituite da circa il 65 percento del minerale. Il resto è costituito da collagene e osteoblasti. La quantità di idrossiapatite nei denti è molto più alta. Quindi i denti sono molto più duri delle ossa. La funzione è determinante per la composizione. Le ossa appartengono al sistema muscolo-scheletrico. La loro diversa esposizione alle forze meccaniche richiede una certa flessibilità. I denti servono per schiacciare il cibo.
Ciò richiede una forza e una forza molto più forti, che devono riflettersi anche in un materiale più duro. I denti sono costituiti dallo smalto esterno del dente, dalla dentina e dalla polpa del dente. Lo smalto dei denti deve essere molto solido e duro ed è quindi costituito da più del 95% di idrossiapatite. Questo lo rende estremamente resistente alle influenze esterne. La dentina è una sostanza simile all'osso. È costituito dal 70% di idrossiapatite. La maggior parte del resto è tessuto connettivo. La polpa del dente o polpa è una rete di vasi sanguigni e nervi che riforniscono il dente.
Istruzione, occorrenza, proprietà e valori ottimali
L'idrossiapatite di ossa e denti si forma come parte della biomineralizzazione. In termini geologici, la biomineralizzazione è già un vecchio processo. Anche i batteri antichi hanno formato i lime diversi miliardi di anni fa. Il processo è ancora simile oggi. Alcune cellule assorbono gli ioni del minerale allo stato disciolto.
La mineralizzazione avviene saturando la soluzione con gli ioni corrispondenti. Nel caso dell'idrossiapatite, si tratta di ioni calcio e fosfato. I cosiddetti osteoblasti sono responsabili della mineralizzazione delle ossa. Durante la mineralizzazione, si sviluppano in osteociti che non sono più in grado di dividersi e formare una rete all'interno del minerale solidificato. La biomineralizzazione avviene nei denti in modo simile. Qui gli odontoblasti sono responsabili della mineralizzazione.
Malattie e disturbi
L'idrossiapatite è molto stabile. Ma all'interno delle ossa ci sono costanti processi di costruzione e disgregazione. La forma dell'osso deve adattarsi a esigenze molto diverse. Quindi nuova sostanza ossea viene costantemente accumulata. Tuttavia, c'è sempre una rottura della sostanza ossea.
Se predomina il processo di degradazione, si sviluppa quella che è nota come osteoporosi. I processi sono controllati dagli ormoni. L'ormone paratiroideo è responsabile del livello equilibrato di calcio nel sangue. Se c'è una carenza di calcio, attiva la mobilizzazione dell'idrossiapatite dalle ossa. L'ormone calcitriolo è responsabile dell'assorbimento del calcio dal cibo nell'intestino e della mineralizzazione nelle ossa. Entrambi gli ormoni sono antagonisti. Se l'assorbimento del calcio dal cibo è disturbato perché si forma solo una piccola quantità di calcitriolo a causa della mancanza di vitamina D, il riassorbimento osseo supera la formazione ossea. La densità ossea diminuisce e allo stesso tempo aumenta la fragilità delle ossa.
Tuttavia, questi processi sono molto complicati e in molti casi non ancora completamente compresi. L'idrossiapatite può anche essere scomposta nei denti. Tuttavia, questi non sono processi ormonali. Fisiologicamente, il dente dovrebbe durare il più a lungo possibile per poter schiacciare il cibo. Tuttavia, la decomposizione batterica dei residui di cibo forma acidi che possono attaccare lo smalto dei denti. L'acido dissolve l'idrossiapatite in ioni calcio e ioni fosfato, per cui lo ione idrossile reagisce con uno ione idrogeno dell'acido per formare acqua. Gli ioni calcio e gli ioni fosfato si dissolvono quindi in acqua.
Un'attività batterica prolungata e una costante formazione di acido alla fine creano un buco nello smalto dei denti. Senza trattamento, la carie distruggerà il dente. Tuttavia, utilizzando un dentifricio contenente fluoro, l'idrossiapatite può essere convertita nella fluorapatite molto più stabile. Ciò consente di interrompere il processo di distruzione dei denti per un periodo di tempo più lungo.
