A hidroxi-apatit a kalcium hidroxil foszfát. Összességében az ásványi anyag nem elterjedt, bár vannak egyedi bőséges lerakódások. Gerinces csontok és a fogak is nagy százalékban tartalmazzák a hidroxi-apatitot.
Mi az a hidroxiapatit?
A hidroxi-apatit hidroxilezettből áll kalcium foszfát. A kristályban öt kalcium az ionok háromhoz kapcsolódnak foszfát ionok és egy hidroxilion. Ez egy olyan ionos vegyület, amely hatszögletű kristályrendszerben kristályosodik. Ezáltal a hidroxilcsoport stabilizálja az egész kristályt. A fluorapatittal és a klorapatittal a hidroxilapatit rés nélküli vegyes sorozatot képez. A hidroxilapatit különféle esetekben fordul elő ásványok mint a kígyó, a talkum pala vagy a pegmatit kísérő ásványként. Az ásványi anyagot eddig mintegy 250 helyszínen mutatták ki. Az egyén megjelenése ásványok összetételétől és más kísérő ásványi anyagokkal való keveredési aránytól függ. A hidroxiapatit az élő szervezeteken belül is előfordul. Különösen a csontok és a gerincesek fogai nagy százalékban tartalmazzák ezt az ásványi anyagot. A hidroxi-apatit mellett szerves anyagokat is tartalmaznak kötőszöveti és sejtek. Szinte tiszta ásványianyag-tartalma miatt a fog zománc a legnehezebb anyag a szervezetben. Így hidroxiapatit tartalma meghaladja a 95 százalékot. A hidroxiapatit képződése a biomineralizáció során megy végbe. Az anyag nagyon stabil és rendkívül ellenáll a fizikai és kémiai hatásoknak. Így, csontok a fogak pedig a lakókörnyezet fontos archívumát jelentik. Csak savak, beleértve a gyümölcssavakat is, lassan lebontja a hidroxiapatitot.
Funkció, hatás és feladatok
Az emberi szervezetben a hidroxiapatit a legfontosabb hordozóanyag. Ellátja a csontrendszert a szükségesekkel erő. Különlegesekkel együtt kötőszöveti anyag, mint például kollagénpéldául a szükséges húzóerőt erő és a csontokban stabilitás jön létre. A csontok és a fogak összetétele eltérő. A döntő tényező itt a hidroxi-apatit aránya. A csontok az ásványi anyag mintegy 65 százalékát teszik ki. A többit alkotja kollagén és osteoblastok. A hidroxiapatit aránya a fogakban sokkal magasabb. Ezért a fogak is sokkal nehezebbek, mint a csontok. A kompozíció meghatározó tényezője a függvény. A csontok a mozgásszervi rendszer részét képezik. Különböző mechanikai erővel történő terhelésük bizonyos rugalmasságot igényel. A fogak az étel őrlését szolgálják. Ehhez sokkal nagyobb erő kell és erő, amelyet egy keményebb anyagban is tükrözni kell. Ebben a folyamatban a fogak a külső részből állnak zománc, a dentin és a fogpépet. A zománc nagyon erősnek és keménynek kell lennie, és ennek megfelelően több mint 95% hidroxiapatitból áll. Ez rendkívül ellenállóvá teszi a külső behatásokkal szemben. A dentinviszont csontszerű anyag. 70% hidroxiapatitból áll. A többi többnyire kötőszöveti. A fogpép vagy pép vezetékhálózatot biztosít vér hajók és a idegek ellátni a fogat.
Kialakulás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek
A csont és a fogak hidroxiapatitja a biomineralizáció részeként képződik. A biomineralizáció már egy ősi folyamat a föld történetében. Ősi baktériumok szintén több milliárd évvel ezelőtt alakítottak ki mészköveket. A folyamat ma is hasonló. Bizonyos sejtek oldott állapotban szívják fel az ásvány ionjait. Az ásványosodás az oldat megfelelő ionokkal történő telítésével történik. A hidroxi-apatit esetében ezek kalcium- és foszfátionok. A csontok esetében az úgynevezett osteoblastok felelősek a mineralizációért. Az ásványosodás során olyan oszteocitákká fejlődnek, amelyek már nem képesek megosztani és hálózatot képezni a megszilárdult ásványon belül. Hasonló módon történik a biomineralizáció a fogakban is. Itt az odontoblasztok felelősek az ásványosodásért.
Betegségek és rendellenességek
A hidroxiapatit valóban nagyon tartós. De a csontokban folyamatosan zajlanak felépítési és lebontási folyamatok. A csont alakjának nagyon eltérő követelményekhez kell igazodnia. Így folyamatosan új csontanyagok épülnek fel. Mindazonáltal a csontanyag is lebomlik. Ha a lebomlási folyamat dominál, ún csontritkulás alakul ki. A folyamatokat hormonálisan irányítják. Így a mellékpajzsmirigy hormon felelős a kiegyensúlyozott kalciumszintért a vér. Kalciumhiány esetén aktiválja a hidroxiapatit mozgását a csontokból. A hormon kalcitriol felelős a kalciumért abszorpció a bélben lévő ételektől és a csontok mineralizációjától. Mindkét hormonok antagonisták. Ha kalcium abszorpció az ételtől zavart, mert kevés kalcitriol hiánya miatt állítják elő D-vitamin, a csontreszorpció túlsúlyban van a csontképződéssel szemben. Csontsűrűség csökken és a csont törékenysége ugyanakkor növekszik. Ezek a folyamatok azonban nagyon bonyolultak és sok esetben még nem teljesen értettek. A hidroxiapatit a fogakban is lebontható. Ez azonban nem hormonális folyamat. Fiziológiailag a fognak a lehető leghosszabb ideig kell tartania, hogy meg lehessen őrölni az ételt. Az ételmaradékok baktériumos bomlása azonban kialakul savak amelyek megtámadhatják a fogzománcot. A sav feloldja a hidroxi-apatitot kalciumionokká és foszfátionokká, és a hidroxilion reagál egy hidrogén a sav ionja képződik víz. Ezután a kalciumionok és a foszfátionok feloldódnak víz. A hosszan tartó baktériumaktivitás és az állandó savképződés végül lyukat képez a fogzománcban. Kezelés nélkül, fogszuvasodás a fog elpusztulásához vezet. Azonban a használatával fluorid-tartalmú fogkrémA hidroxi-apatit sokkal stabilabb fluorapatittá alakítható. Ez lehetővé teszi a fogak pusztulási folyamatának hosszabb ideig történő leállítását.
