Сайт
БД
Клеткокалькулятор
Крепкие зубы – «железные» зубы?
Журнал «Фармацевт Практик» в 2015 году писал(а):«Железные» зубы – не метафора крепких клыков и резцов. Доказано, что именно железо в составе зубной эмали обеспечивает чрезвычайную крепость резцов бобра, легко и непринужденно перегрызающего толстые стволы деревьев.
Зубная эмаль у человека – самая твердая ткань в организме. Но несмотря на это, у большинства людей постоянно возникают с ней проблемы. Прежде всего, это связано с тем, что эмаль чувствительна к кислоте, которую выделяют бактерии зубного налета. Она постепенно разрушается, что [приводит] к развитию кариеса и другим неприятным последствиям.
Эмаль грызунов и человека сходны по своей структуре. В ее основе – кристаллы гидроксиапатита. Кристаллы имеют вытянутую форму (как спагетти) и собраны в пучки, которые, переплетаясь между собой, образуют структуру, похожую на плетеную корзину:
Между кристаллами находятся аморфные (не структурированные) биоминералы, соединяющие кристаллы, словно клей. У людей эта аморфная составляющая эмали богата магнием.
Ученые подвергали эмаль действию кислоты, после чего вновь исследовали ее структуру и состав. Было показано, что под воздействием кислоты происходит растворение и вымывание из эмали аморфных биоминералов, вследствие чего эмаль теряет твердость и прочность. Исключением стала зубная эмаль бобра [и других грызунов - прим. Ilja]. Резцы бобра покрыты эмалью красновато-коричневого цвета, которая, как оказалось, устойчива к действию кислоты. Причина этой устойчивости – ионы железа, которые преобладают в межкристаллическом пространстве зубной эмали животного. Именно высокое содержание железа делает зубы бобра крепкими и устойчивыми к химическим воздействиям.
В оригинальной научной статье можно найти другие любопытные факты. Например, в отличие от грызунов, у зайцеобразных эмаль резцов не пигментирована. Как следствие, эмаль бобра в 5,7 раза более устойчива к кислотам, чем эмаль на резцах кролика. Было также обнаружено, что внешний, пигментированный слой эмали у грызунов тверже, чем нижележащий непигментированный слой эмали. Он выдерживает механические воздействия от 5 до 6 гигапаскалей, в отличие от 4 - 5 гигапаскалей у более внутреннего слоя:
- rat incisors and ferritins.png (98.51 КБ) 390 просмотров
Предполагалось, что именно ионы железа придают зубам грызунов их оттенок. Однако, вышедшая на днях статья показывает, что это не так, а также предлагает новые подробности о там, в каком виде железо представлено в зубах грызунов.
Выявлены наночастицы, делающие зубы грызунов стойкими к развитию кариеса
Наука - ТАСС писал(а):при изучении микроструктуры зубов большого числа грызунов, в том числе евразийских бобров, нутрий, альпийских сурков, американских серых белок, европейских полевок и обычных лабораторных мышей [и крыс - прим. Ilja].
Полученные учеными снимки и данные показали, что внутри эмали присутствовали скопления из наночастиц белка ферритина и связанных с ним атомов кислорода и железа. По мере созревания эмали эти структуры превращались в частицы ферригидрита, железосодержащего минерала, который заполнял поры между зернами эмали.
На долю этого минерала, как отмечают ученые, приходится всего 2% от всего объема пор между зернами гидроксиапатита, но при этом его появление резко повышает стойкость зубов грызунов к действию кислот и развитию кариеса. Что интересно, такие наночастицы при этом являются бесцветными — оранжевый и бурый цвет резцам грызунов придает не железо, как считали раньше ученые, а тонкий слой из ароматической органики и других минералов.
Другими словами, да, железо делает зубы грызунов прочными и устойчивыми к кислотам, но оно не придает им желтый, оранжевый или красный цвет. Это открытие может иметь большое значение в стоматологии, так как может способствовать созданию полностью биосовместимих, прочных и устойчивых (но необязательно желтых или красных) материалов.
Оригинальные научные статьи:
Gordon, L. M., Cohen, M. J., MacRenaris, K. W., Pasteris, J. D., Seda, T., & Joester, D. (2015). Amorphous intergranular phases control the properties of rodent tooth enamel. Science, 347(6223), 746-750.
Srot, V., Houari, S., Kapun, G., Bussmann, B., Predel, F., Pokorny, B., Bužan, E., Salzberger, U., Fenk, B., Kelsch, M., & van Aken, P. A. (2024). Ingenious Architecture and Coloration Generation in Enamel of Rodent Teeth. ACS nano.
