Вы здесь

Микроэлементы в тканях и средах огранизма человека

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ В ТКАНЯХ И СРЕДАХ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА

Данные экспериментального и клинического характера позволяют отнести микроэлементы к факторам, активно влияющим на состояние зубов. Кариесрезистентность или кариесвосприимчивость зубов, процессы минерализации и деминерализации, происходящие в периоды формирования и в сформированном зубе, а также при его патологии, могут рассматриваться как следствие влияния на организм одного из многих факторов—действия комплекса микроэлементов.

Диета с разным солевым составом оказывает влияние на частоту и интенсивность экспериментального кариеса. Комплекс микроэлементов, добавляемый к диете, оказывает особенно эффективное противокариозное действие в период развития зубов. Кариесогенная диета, обогащенная комплексом микроэлементов, в виде золы суточной кариесогенной диеты, уменьшала поражаемость кариесом на 65%, аналогично добавление солевой смеси (фосфор, калий, берилий, стронций, кальций, натрий, магний, алюминий, марганец, цинк, железо — в равных количествах) снизило количество кариеса у хомяков на 95%.



Данные литературы и собственные исследования позволяют заключить, что противокариозное действие золы оказывает комплекс микроэлементов, которые в ней содержались.

Микроэлементы, как биологические катализаторы, оказывают влияние на различные виды обмена (углеводный, белковый), активируют ферменты, гормоны, витамины, оказывают ощутимое воздействие на различные системы организма. Часть из них оказывают влияние опосредованно через указанные факторы, либо, непосредственно на обменные процессы в тканях зубов, участвуя в воссоздании их кариесрезистентности.

Жизнедеятельность организма сопряжена с определенным количественным уровнем и качественным составом микроэлементов в его тканях и средах; дисбаланс их, выходящий за пределы компенсаторного, вызывает нарушения обмена веществ. В связи с этим приобретают особый интерес данные о содержании микроэлементов в организме, в его различных органах и тканях в норме и патологии. Сведения такого характера пока весьма не полны и не систематизированы. Это не позволяет провести обобщения их в аспектах: количественного соотношения микроэлементов в тканях, при различных состояниях организма и в возрастном.

В тканях и органах животных и человека микроэлементы распределены неравномерно. Универсальным депо микроэлементов является печень. В ней обнаружены алюминий, кремний, титан, марганец, кобальт, никель, медь, цинк, кадмий, молибден, барий, талий, бисмут, берилий, цирконий, родий, паладий, индий. Количество кадмия в печени заметно увеличивается с возрастом, а хрома— уменьшается.

Тело взрослого человека содержит 4—5 г железа. Большая часть его находится в виде сложных соединений с белком. Незначительные следы свободного железа — в виде солей.

Общее содержание цинка в человеческом теле — около 0,5 г, что в 5—6 раз превышает содержание меди. Находится цинк преимущественно в виде легко диссоциирующих соединений с белком.

Медь содержится во всех органах, но главным образом в печени. Выделяется печенью, меньше почками и молочными железами. Всего в теле содержится 115 мг меди, из которых 5—6 мг — в крови. Наблюдаются отчетливые возрастные изменения содержания меди.

Стронций концентрируется преимущественно в кальцифицированных тканях — костях и зубах (0,024%); в других тканях его почти в 50 раз меньше — 0,0005%.

В тканях глаз животных и человека в физиологических условиях постоянно обнаруживаются медь, железо, марганец, алюминий, кремний, ванадий, титан, барий, кобальт. Максимальное количество большинства микроэлементов накапливается в тканях, отличающихся высокой функциональной активностью (сетчатка, зрительный нерв), и минимальное—в склере, роговице и особенно в хрусталике .

Стабильность концентраций, микроэлементов, свойственных каждой ткани или органу, является общей биологической закономерностью животных организмов. Недостаточность или избыток единичных или одновременно нескольких микроэлементов могут вызвать заболевание организма. Наблюдается и обратная тесная связь, когда различные заболевания сопровождаются нарушением содержания тех или иных микроэлементов.

В крови беременных, в зависимости от срока и течения беременности, обнаружены значительные колебания концентраций меди, железа и марганца, титана, алюминия, меди, кремния, железа, марганца, меди, никеля, меди и цинка. Изменение количественного состава микроэлементов крови женщин при неосложненной беременности рассматривается как физиологическое явление; оно отражает механизм транспортировки элементов из организма матери в организм растущего плода, для которого эти микроэлементы являются необходимыми, в процессе формирования тканей и органов.

Значительные сдвиги, связанные с состоянием материнского организма, течением и сроком беременности, обнаружены в крови плаценты. В обмене элементов между матерью и плодом (кальций, магний, фосфор, марганец, медь, цинк, йод и др.) плацента принимает активное участие. Количественное содержание микроэлементов в крови плода определяется различной степенью проницаемости плацентарного барьера для различных микроэлементов. Избирательная барьерная функция плаценты проявляется по отношению к фтору. Если фтор поступает в организм в оптимальном количестве, то он свободно проходит через плаценту. Если поступление фтора чрезмерное, то плацента становится барьером, который регулирует поступление фтора в зародыш.

Кровь из пупочной вены новорожденных от матери с нормально протекающей беременностью содержит в среднем в процентах на золу: меди — 0,0058%, кремния—0,0187%, алюминия —0,0394%, титана — 0,0144%, марганца — 0,0012%.

В органах и тканях плода избирательно концентрируются определенные элементы, что, по-видимому, связано с биологическими закономерностями его развития. Накопление марганца в органах и тканях с возрастом объясняется высоким поглощением кислорода развивающейся мышечной и нервной тканью. Кремний, алюминий и титан перераспределяются из крови в ткани, так как они участвуют в образовании эпителиальных и соединительнотканных структур, обеспечивая их прочность. Количество кадмия, содержащегося в органах эмбриона, велико, затем снижается к 5 мес, нарастает, достигая максимума к 6—7 мес, и снова падает к моменту рождения. С возрастом происходит постепенное уменьшение количества меди в крови здоровых детей. Так, в возрасте до 1 г. меди содержится 259,7—233,3%, в 11 —14 лет— 125, в 13 лет — 108,6%.

Огромный интерес представляют колебания концентраций микроэлементов в организме при различных заболеваниях; они могут служить одним из объяснений механизма кариозного поражения зубов, которое мы чаще наблюдали при различных соматических и инфекционных заболеваниях. Однако, чтобы разобраться в патологии, необходимо знать естественную пропорциональность микроэлементов в организме в целом, в разных органах и тканях в отдельности в течение всего периода развития и жизни человека. Большой интерес представляют данные о содержании микроэлементов в тканях плода, в крови матери и о соотношениях концентраций в этих субстратах.

Концентрация каждого микроэлемента весьма своеобразно меняется на протяжении антенатального развития человека.

Основным и самым главным органом обмена — «центральной лабораторией» для минеральных веществ является скелет.

Наиболее интенсивное обызвествление кости происходит в период внутриутробного развития. В костях в это время значительно изменяется содержание марганца и хрома. Возможно, что процентное уменьшение марганца в костях в онтогенезе является следствием повышения биологической активности его благодаря включению в органические комплексы. В трубчатых костях по мере обызвествления их происходит снижение концентрации рибонуклеиновых кислот и одновременно количества марганца, поскольку хром, марганец и никель содержатся в относительно больших количествах в рибонуклеиновой кислоте. Хром, кроме того, является уплотнителем костной ткани; по мере минерализации количество его в кости возрастает. Концентрация молибдена в костях достигает наивысшего уровня к 32 нед, что связано с интенсивностью минерализации костей. После периода окостенения содержание молибдена снижается. Марганец в крови людей составляет 0,7, в кости — 2,51 мг%. Относительное постоянство количества марганца в тканях и органах обеспечивается депонированием его печенью, мозгом и костной системой. Алюминия, кремния, титана в крови меньше всего обнаруживается в период полового созревания. Марганец мало изменяется в период 1 —12 лет (1,3—1,5 мг% на золу).

У детей, больных рахитом, содержание железа в крови было снижено, а меди повышено. В межприступном периоде ревматизма в крови детей повышено содержание меди, цинка, особенно при суставной форме, и меньше при поражении сосудистой системы. В активной фазе болезни установлены сдвиги в содержании кремния, алюминия, марганца, кобальта и никеля.

Как известно, при рахите нарушается минеральный обмен и в первую очередь фосфорно-кальциевый. Введение меди крысам, у которых был экспериментальный рахит, вызывало закономерное снижение неорганического фосфора в сыворотке крови.

При этом существенно не изменялась активность щелочной фосфатазы сыворотки крови, в то время как молибден вызывал значительное ее увеличение.

Острая и хроническая формы лучевой болезни (в эксперименте на животных) сопровождаются нарушением обмена меди, марганца, цинка и кобальта. Нарушение характеризуется определенным типом изменения количественного содержания каждого из них в органах и в целом организме. Количество кобальта в крови при анемии уменьшалось тем значительнее, чем резче она выражена. Алиментарная анемия может сопровождаться уменьшением в крови меди и железа. Туберкулезные поражения сопровождаются изменением содержания меди, алюминия, кремния, титана и железа в крови. В условиях экспериментальной денервации уменьшено содержание марганца, кремния, алюминия, титана, меди в мышцах и меди, кремния, титана и марганца в костях. В цельной крови больных сахарным диабетом наблюдалось снижение концентрации марганца и кремния в 2,5 раза; меди, титана и алюминия — в 3 раза. Болезнь Боткина характеризуется сдвигами содержания в крови меди и кобальта, которые зависят от тяжести и периода болезни.

Физиологически оптимальный количественный и качественный состав микроэлементов характерен для всех тканей и сред организма. Нарушение этих соотношений может явиться причиной ряда патологических состояний организма. В свою очередь многие заболевания сопровождаются изменением содержания микроэлементов в органах и тканях и, что особенно важно, в крови, являющейся источником питания всех тканей, в том числе и зубов. Существует выраженная взаимозависимость между состоянием организма и содержанием микроэлементов в тканях и средах его Получены конкретные и обстоятельные сведения о физиологической роли и возможных механизмах влияния микроэлементов на процессы обмена веществ в тканях и в организме в целом.

Содержащиеся в зубах микроэлементы и изменения их содержания, нередко весьма значительные, находятся в тесной связи с возрастом, состоянием зубов (интактные, пораженные кариесом или пародонтозом), состоянием организма и другими факторами. Для разных микроэлементов, в зависимости от указанных условий, имеет место различный характер и степень изменения содержания. В частности, это касается меди, цинка, марганца, олова, свинца, алюминия, ванадия, селена, железа, кремния и др. При исследовании зубов животных с различной резистентностью к кариесу концентрация в эмали фторидов, марганца, ванадия и молибдена не особенно отличалась. Однако малые сдвиги концентрации не равнозначны понятию их физиологической пассивности. Ведь граница между «незначительными» и «значительными» его количественными изменениями еще не установлена ни для одного элемента. Прежде всего необходимо учитывать, что абсолютные количественные сдвиги концентрации микроэлементов, по всей вероятности, не могут в полной мере характеризовать биологическое значение их. Большее значение имеют относительные сдвиги, то есть изменения по отношению к абсолютному содержанию данного микроэлемента в субстрате. Не установлена еще и граница биологической активности этих относительных сдвигов.

Исследованию роли микроэлементов в физиологии и патологии зубов уделено внимания совершенно недостаточно. Представленные в литературе данные о концентрации микроэлементов в тканях зубов разноречивы и несистем атизированы.

Наиболее ранние данные, преимущественно о качественном микроэлементном составе зубов, получены Armstrong. Применив спектральный анализ, он обнаружил 0,3% калия, 0,02% цинка в эмали (несколько меньше в дентине), а также серебро, натрий, плагину, стронций, барий, хром, олово, марганец, титан, никель, ванадий, алюминий, кремний, бор, фтор, железо. Придавая огромное значение исследованиям состава зубов в норме и патологии, он предполагал, что механизм изменения минерального состава эмали и дентина в период развития (созревания) зубов, а также в норме и патологии объясняется разной интенсивностью обмена; так же объяснялось и различие состава постоянных и молочных зубов. Микроэлементный состав пораженных зубов, отличающийся от здоровых, он объяснял процессом деминерализации.

В работах последних лет увеличилось число изучаемых микроэлементов. Исследуется их количественное содержание в эмали и дентине зубов в норме и при кариесе. Кроме обычного количественного определения микроэлементов выясняются особенности их топографического распределения в зубах, химических форм, в которых микроэлементы находятся в тканях зубов и др. На основании анализа этих данных пытаются выяснить физиологическое значение микроэлементов в процессах обмена в норме и при кариесе.

В неповрежденном зубе обнаружены: свинец (0,0071 — 0,037%) и следы лантана, серебра, стронция, бария, хрома, олова, марганца, титана, никеля, ванадия, алюминия, бора, лития, селена, мышьяка.

Цинк кумулируется преимущественно в поверхностных структурах зубов. В слабых концентрациях он обнаружен в более глубоких слоях, аналогично фтору и свинцу. Концентрация цинка в поверхностном слое эмали зубов на разных участках колеблется в пределах 430—2100 мкг/г. Содержание цинка после прорезывания зуба непостоянно. Обнаружены значительные различия в концентрациях цинка как в зубах людей из одной, так и из разных географических областей. По сравнению с другими микроэлементами, обнаруженными в зубах (свинец, алюминий, стронций, кремний, железо, марганец, олово), только цинк по концентрациям приближается к фтору. Наблюдаемые различия в распределении цинка и фтора в зубе можно расценивать как результат различной способности цинка и фтора соединяться с протеинами. Цинк и фтор быстро реагируют с гидрокси-апатитом; цинк, кроме того, легко вступает в комплексы с протеинами и аминокислотами.

В нормальной эмали с помощью гамма-лучей обнаружены хром, серебро, железо, кобальт, платина, свинец. Аналогичные топографические особенности концентрации микроэлементов обнаружил Büttner: цинк, свинец и железо накапливаются у ее поверхности; кроме того, он дифференцирует микроэлементы на такие, которые в высоких концентрациях накапливаются в ее поверхностных слоях (эмали, цинк, железо, серебро, свинец, марганец, кремний, олово), и такие, которые находятся в небольших количествах и не накапливаются в зубах (стронций, медь, алюминий, калий).

Дифференцировать микроэлементы на постоянно присутствующие в зубах и на микроэлементы непостоянные или случайные весьма существенно. Понятие непостоянные и случайные не могут рассматриваться как идентичные. Возможно, некоторые микроэлементы (непостоянные) необходимы в зубе в какой-то период; затем они могут исчезать, когда потребность в их действии отпадает. В этом плане весьма интересны данные о количественных и качественных отношениях микроэлементов в зачатках зубов в период антенатального одонтогенеза.

Минерализация эмали, дентина и кости происходит по единым законам и аналогичным образом. Данные о влиянии ванадия, кремния, кобальта, титана, марганца, стронция, бария на минерализацию в процессе образования кости в эмбриональном периоде и в процессе регенерации кости позволяют думать, что эти микроэлементы могут играть роль и при минерализации зубов. Повышение содержания некоторых микроэлементов в период интенсивного остеогенеза, возможно, связано с активирующим действием их на фосфатазы. Сведения о содержании микроэлементов в формирующихся зубах в онтогенетическом аспекте представляют, таким образом, большой интерес. Вместе с тем в литературе нет данных о динамике содержания микроэлементов в зачатках зубов человека на протяжении эмбрионального периода.

Степень формирования различных зубов (резцы, клыки, моляры) в каждый из возрастных периодов неодинакова.

Освещая процессы формирования зубов, многие авторы отмечают симметричность и до 25 нед равномерность их развития; в вопросе о последовательности и интенсивности развития зубов нет единого мнения, а иногда встречаются и разноречивые данные.

Мы установили, что минерализация начинается ранее 16 нед; так, после сжигания 16-недельных фолликулов мы получали довольно твердую золу, сохраняющую форму зубных черепков; очевидно, это связано с тем, что матрица была уже минерализована; интенсивность роста разных зубов различная; в течение эмбрионального развития наблюдается не строго равномерное и последовательное формирование зубов. Особенно интенсивный рост зачатков зубов происходит в период между 20—25, 30—35 и 36—40 неделями. Затем интенсивность роста снижается (см. рис. 1,2).

рис. 1 Динамика формирования зубов верхней челюсти в антенатальном периоде (в неделях). рис. 2 Динамика формирования зубов нижней челюсти в антенатальном периоде (в неделях).

 

Скорость роста фолликулов всех зубов в период антенатального одонтогенеза разная, но характер изменения скорости, которая определяется на графике углом наклона отрезка, для всех зубов закономерно аналогичен (рис. 3, 4 ).

рис. 3 Скорость роста зачатков молочных верхних зубов верхней челюсти в периодах антенатального одонтогенеза рис. 4 Скорость роста зачатков молочных зубов нижней челюсти в периодах антенатального одонтогенеза

Интенсивность формирования зубов очень высока (о чем свидетельствует крутизна графика) в период между 20—25 неделями. Затем с 25 до 30 нед прирост зубов уменьшается. С 30 по 35 нед почти равномерно для всех зубов снова увеличивается скорость роста, которая несколько снижается с 36 нед до рождения. Отмечается некоторое отклонение в симметричности формирования клыков верхней челюсти в период 21— 25 нед; клыков нижней челюсти в периоды 16—20 и 36—40 нед.

Динамика интенсивности формирования зубов позволяет прийти к заключению о том, что в пределах возрастных периодов, принятых в наших исследованиях, характер изменений скорости формирования всех зубов аналогичный. Это также позволяет предполагать аналогичный характер и интенсивность обмена в различных фолликулах в пределах определенных периодов антенатального одонтогенеза. Скорость роста зубов, очевидно, связана с различной интенсивностью обменных процессов, а также разной интенсивностью минерализации в разные возрастные периоды. Можно ожидать, что вещества, участвующие или влияющие на эти процессы, в том числе и микроэлементы, будут менять свои концентрации синхронно с изменением скорости роста.

Анализ данных литературы и наши поисковые спектральные анализы золы зубов и их зачатков дали основание исследовать содержание 15 микроэлементов: меди, серебра, стронция, кадмия, алюминия, кремния, олова, свинца, ванадия, хрома, молибдена, марганца, железа, кобальта, никеля.

В табл. 1 представлены данные количественного содержания изучаемых микроэлементов в зачатках зубов эмбрионов всех возрастных групп — от 16-й недели до рождения.

табл. 1 Концентрации микроэлементов (МЭ) в фолликулах зубов в период антенатального онтогенеза

Динамику содержания меди, серебра, алюминия, кремния, олова, свинца, ванадия, хрома, марганца, железа и никеля в зачатках зубов эмбрионов человека различных возрастных групп иллюстрирует рис. 5.

рис. 5 Динамика содержания микроэлементов в зачатках зубов человека на этапах антенатального развития

Характер изменения количественных содержаний меди, алюминия, ванадия отличается резкими и значительными колебаниями, но содержание железа, кремния, марганца изменяется незначительно. Серебро, свинец, хром, никель отличаются тем, что в каком-то периоде развития не содержатся совершенно, а затем после значительного нарастания концентрация их резко снижается до следовых количеств, а некоторые микроэлементы совсем не обнаруживаются. По аналогии постоянства содержания и характера количественных изменений можно выделить 2 группы микроэлементов: 1) медь, алюминий, кремний, ванадий, железо, марганец; 2) серебро, свинец, хром, никель.

Общие черты в характере изменений количественного содержания не исключают особенностей каждого микроэлемента. Железо содержится в наибольшем количестве в 16—20 нед и постепенно уменьшается до 36— 40 нед. Интенсивность снижения концентрации меди, алюминия, ванадия и марганца происходит аналогично и в те же периоды времени. Очень своеобразно, отлично от других, изменяется содержание кремния: высокая концентрация в 16—25 нед (возможно, это связано с тем, что в этот период идет интенсивный рост белковой матрицы зуба; как известно, в образовании коллагеновой субстанции принимает активное участие кремний), с 26 до 40-й нед наблюдается постоянное снижение его концентрации. В этот период в меньшей мере происходит рост коллагеновой матрицы и превалирует ее минерализация. Совершенно особый характер количественных изменений содержания в фолликулах никеля и хрома. Эти микроэлементы на ранних стадиях развития находятся в следовых количествах и достигают максимальных концентраций к 31—35 нед со времени максимальной минерализации формирующейся коронки зуба и снижением удельного веса белка в минерализующихся тканях зуба. Серебро обнаруживается в самый ранний период в следовых количествах, в 21—25 нед концентрация его достигает максимума, с 26—30 нед снижается до следовых количеств в конце антенатального периода.

Соотношения микроэлементов в фолликулах зубов в разные возрастные периоды (рис. 6) в сопоставлении с изменением скорости формирования зубов также дают представления о зависимости этих двух явлений.

рис. 6 Соотношение концентрации исследуемых микроэлементов в зачатках зубов плодов человека.

Скорость роста зачатков зубов в период от 16 до 25 нед самая большая за весь антенатальный одонтогенез. К этому времени в фолликулах зубов содержится медь, алюминий, кремний, ванадий, марганец и железо в измеримых количествах (в пределах чувствительности спектрального анализа). Кремний и железо содержатся в самых больших количествах по сравнению с другими микроэлементами. Концентрация железа в этот ранний период развития самая высокая за время формирования зубов. В довольно высоких концентрациях содержится медь, алюминий, ванадий и в наиболее низкой — марганец. Серебро, свинец и хром находятся только в следовых количествах.

Между 26-й и 30-й нед скорость роста зубов самая низкая за весь антенатальный период развития. Изменение состава и концентрация микроэлементов следующие: концентрация серебра достигает максимального значения, железа — незначительно снижается, а меди, алюминия, кремния, марганца — незначительно увеличивается. В следовых количествах, как и раньше, содержится свинец и хром.

Период с 31-й по 35-ю нед, так же как с 16-й по 25-ю нед, характеризуется увеличением скорости роста всех зубов. Состав и количественное содержание микроэлементов в них также изменяется. Резко снижается концентрация меди, серебра, ванадия, алюминия; незначительно уменьшается содержание железа, кремния, марганца. В умеренном количестве (по сравнению с другими элементами) стал обнаруживаться никель, который в более раннее время развития не обнаруживался; количество свинца от следов достигло измеримых концентраций. Значительная скорость формирования в 31—35 нед сопровождается резким увеличением концентрации свинца и появлением никеля при снижении содержания меди, алюминия и ванадия. Незначительное снижение кремния, марганца и железа как бы уравновешивается снижением серебра, при высоком содержании которого в предыдущем периоде имело место снижение скорости роста.

В 36—40 нед скорость роста зубов почти не изменяется по сравнению с предыдущим периодом; для резцов она остается такой же, а для моляров и клыков несколько ниже. Это единственный из возрастных периодов антенатального развития, когда хром содержится в измеримых количествах. Серебро совершенно не обнаруживается. Значительно уменьшается концентрация свинца; увеличивается количество меди, алюминия, ванадия. Концентрация железа, никеля, марганца незначительно увеличивается, а кремния — уменьшается.

Скорость формирования зубов у переношенных плодов в период 41—43 нед резко уменьшается. В этом периоде имеет место и снижение содержания всех микроэлементов. Оно более четко проявляется для меди, ванадия, алюминия, кремния, хрома (содержание которого снова уменьшается до следов). Незначительно уменьшается содержание железа, никеля, свинца и марганца. Эти данные получены при исследовании переношенных плодов. Для всех графиков изменения концентраций микроэлементов в зачатках зубов в период антенатального одонтогенеза их отмечается одна общая черта — перелом между периодами 16—25 и 26—30 нед, а также между периодами 31—35 и 36—40 нед. Это совпадает с периодами изменения скорости роста фолликулов, что позволяет предполагать связь процессов формирования их с соотношениями и концентрациями микроэлементов, которые обнаружены в зачатках зубов.

По признаку характера изменения содержания микроэлементов с предполагаемой биологической активностью их в процессах формирования и минерализации зубов из числа исследованных нами можно выделить следующие:

1.    Всегда присутствуют и дают значительные количественные сдвиги в периоды наиболее интенсивного изменения роста зубов, то есть в моменты замедления или ускорения формирования зубов, медь, алюминий, кремний, свинец, ванадий, марганец, железо, никель.

2.    Непостоянно присутствуют в следовых количествах серебро, олово, хром, молибден.

3.    Не обнаружены — стронций, кадмий, кобальт. Судя по приведенной количественной характеристике, по-видимому, из 15 изученных микроэлементов только 8 (медь, алюминий, кремний, свинец, ванадий, марганец, железо и никель) могут оказать наиболее активное влияние на процессы обмена в зубах в период их формирования и минерализации.

Микроэлементный состав фолликулов зубов детей, умерших в возрасте 8—20 нед, имеет определенные особенности.

Резкие отличия микроэлементного состава зубов детей этой группы, надо полагать, находятся в зависимости от химического состава искусственного питания. Почти половина фолликулов зубов детей данной возрастной группы содержит микроэлементы, которые мы не обнаружили в фолликулах зубов плодов. Количественное содержание микроэлементов, которые мы обнаружили в фолликулах плодов и фолликулах детей данной возрастной группы, резко отличаются. Некоторые из детей вскармливались искусственно с первых дней жизни. Характер искусственного вскармливания их был различен. Причиной смерти явились отит, пневмония или диспепсия на фоне резкой дистрофии или гипотрофии. В зубах всех детей содержались микроэлементы: алюминий, кремний, свинец, ванадий, марганец, железо. В зубах некоторых детей, кроме указанных 7, обнаружены еще 8 микроэлементов, перечисленных в табл. 2 (ввиду малого количества наблюдаемых детей приведены их максимальные и минимальные концентрации). Анализ этих данных представляет интерес. Так, суммарное количество случайных микроэлементов по максимальному содержанию составляют 0,0963%, а по минимальному — 0.0090%.

табл. 2 Содержание микроэлементов, обнаруживаемых в зачатках зубов детей 8-20 -недельного возраста непостоянно (в процентах на золу)

Суммарное содержание постоянных микроэлементов, по средним данным, составляет 0,00818%· При максимальном содержании случайных микроэлементов они составляют 54,1% всего микроэлементного состава, а постоянные— только 45,9%· При минимальном содержании случайных микроэлементов они составляют только 10,00%, а постоянные — 90,00%. Приведенные расчеты свидетельствуют о резких сдвигах микроэлементного состава фолликулов детей данной возрастной группы по сравнению с фолликулами переношенных плодов.

Исследования количественного содержания микроэлементов в зачатках зубов в зависимости от возраста плода позволили установить определенную зависимость между скоростью формирования зубов и количественным содержанием 7 из 15 изучаемых. Изменение скорости процесса формирования зубов происходило синхронно с изменением содержания микроэлементов. На основании этого явления можно полагать, что перечисленные в первую очередь постоянно содержащиеся микроэлементы являются необходимыми биологически активными элементами, биологически активными факторами процессов обмена в зубах в течение всего периода их антенатального одонтогенеза. Наблюдающееся сопряженное изменение концентраций микроэлементов, а также описываемые в литературе физиологические свойства позволяют предполагать синергическое действие меди, алюминия и ванадия. Свинец и ванадий, очевидно, могут взаимозаменяться, так как при сохранении интенсивности течения процессор формирования зуба уменьшение содержания ванадия совпадает с увеличением содержания свинца. В ранние периоды формирования зачатков, вероятно, особо важное значение приобретают железо и кремний, которые в этот период содержатся в максимальных количествах. В более поздние периоды эмбриогенеза их содержание постепенно снижается. Концентрация марганца относительно стабильна. Она незначительно меняется при изменении скорости формирования.



Микроэлементы непостоянные обнаруживаются в фолликулах зубов в определенные периоды их формирования. Появление одних и исчезновение других, а также изменчивость их концентраций дают основание полагать, что никель действует аналогично свинцу и является синергистом меди, алюминия и ванадия. Содержание серебра достигло максимума в период снижения скорости роста зубов. Возможно, это объясняется тем, что оно замедляет процесс формирования зубов, снижает его интенсивность. Хром содержится в зубах в течение всего периода эмбриогенеза в следовых количествах и только в период 36—40 нед концентрация его резко увеличивается. Возможно, это связано с перестройкой биохимических процессов, усилением протеолитических реакций в фолликуле в это время за счет интенсивной минерализации.

Физиологическое действие и участие микроэлементов в биохимических реакциях обмена веществ в зубных тканях в определенной степени могут быть поняты и раскрыты на основе данных об общих принципах процессов обмена и минерализации твердых тканей — зубов и кости.

Вследствие минерализации белковой матрицы эмали и дентина образуется высокоспециализированная зубная ткань со своеобразным, весьма инертным обменом веществ, обусловленным филогенетическим процессом развития зубов, как защитный и приспособительный феномен на агрессивные факторы полости рта и механические нагрузки, которые испытывает зуб при обработке пищи.

Процесс минерализации происходит под влиянием биологических активаторов, одним из них являются фосфатазы, которых много в зачатках зубов. Возможно, что действие микроэлементов проявляется посредством активирования фосфатаз. Можно предполагать, что в образовании ядрышка минерализации могут принимать участие определенные микроэлементы вследствие присоединения к коллагену и образования металлопротеиновых активных комплексов.

Некоторым основанием к высказанным предположениям служат данные об особенностях гистотопографии АТФ-азы, щелочной и кислой фосфатаз и ряда микроэлементов в зачатках зубов белых крыс, обнаруженные нами. В зонах минерализации зубного зачатка накапливаются кислая и щелочная фосфатаза. В клетках пульпы эмалевого органа и малодифференцированных клетках зубного сосочка концентрировалась кислая фосфатаза; в наружных клетках (дифференцированных) зубного сосочка и амелобластах — щелочная фосфатаза, активность которой возрастала по мере интенсивности дифференциации клеток. Гистотопография меди, марганца и цинка совпадает с участками наибольшей активности АТФ-азы, щелочной и кислой фосфатаз. Именно в этих зонах наиболее интенсивно происходят процессы обмена, который лежит в основе формирования и минерализации эмали и дентина. Сопоставление серийных срезов зачатков зубов крыс, в которых гистохимическим методом выявлена АТФ-аза, кислая и щелочная фосфатазы, медь, марганец и цинк, их тщательный анализ позволяют сделать такое заключение.

При формировании зубов в равной степени реальны все пути влияния микроэлементов на обмен, о которых шла речь выше. В зрелых зубах такое влияние они могут оказывать непосредственно или путем соединения с неспецифическим белком, имеющимся в зубной лимфе, вследствие чего образуются биологически активные вещества. Не исключен путь влияния через фосфатазы, которые обнаружены в зрелых зубах.

Согласно современным данным, к живым тканям относятся ткани, в которых происходит биологический обмен веществ, способные к саморегулированию. Трудно исключить ткани зуба из этой категории. В противном случае они бы не обладали такой поразительной резистентностью к различным разрушающим факторам внешней среды. Обмен веществ в высокоспециализированной зубной ткани, которая образовалась в процессе формирования зуба как органа, характеризуется минерализацией, деминерализацией и реминерализацией органической матрицы твердых тканей зуба. Приведенное рассуждение совершенно не исключает из механизма развития патологии, в частности кариеса, местные факторы: кислоты, микроорганизмы, физические факторы, действующие на зубы. Однако при прочих равных условиях эти факторы все же не вызывают кариеса при достаточной резистентности зубных тканей. Кариес зубов является результатом комплекса причин: предрасположенности к кариесу (в основе которой лежит неполноценность минерализации в период образования зубов или нарушения обмена в сформированном зубе или того и другого вместе) и воздействие факторов, действующих непосредственно на зуб извне (слюна, микроорганизмы и др.).

Существует связь между количеством кислых мукополисахаридов в тканях зуба и кариозным поражением; эмаль, пораженная кариозным процессом, содержит мукополисахаридов меньше, чем здоровая. Биохимические сдвиги в тканях зубов заключаются в том, что связь между минеральными и органическими компонентами в участке кариозного пятна ослаблена, сопротивляемость их внешним местным факторам снижается и возникают условия для реализации действия кислот, микроорганизмов и др. Микроэлементы различными путями оказывают весьма активное влияние на обмен веществ в организме, в том числе и в зубах они оказывают непосредственное действие на бляшки и процессы, происходящие в них. Не исключены и физико-химические пути воздействия на обмен (изменения электрических зарядов, осмос, диффузия).

Электропроводность водных вытяжек из опилок эмали и дентина интактных и кариозных зубов резко отличается. Водные вытяжки эмали и дентина кариозных зубов обладают значительно большей электропроводностью, чем вытяжки из тканей интактных зубов. Содержание ионов в пораженной ткани значительно выше за счет процессов диссимиляции в зубах, которые наблюдаются при кариесе. Количественное содержание ионов в тканях зубов в определенной мере позволяет судить об интенсивности обмена и его характере. Ионный состав влияет на характер обмена и вместе с тем отражает его, так как зависит от того, что превалирует — ассимиляция или диссимиляция.

Изменения обмена в твердых тканях зубов, особенно в начальном периоде развития кариеса, отражает изменения обменных процессов, которые наступают в организме. Вместе с тем на обмен в тканях зуба оказывает влияние также количественная ионная концентрация и качественный ионный состав, создаваемые макро- и микроэлементами и их соединениями. Внедрение микроэлементов в кристаллические структуры эмали, как полагает Büttner, может происходить в процессе гетероионного обмена. Ионы кальция в молекуле апатита могут быть замещены кремнием, марганцем, стронцием, тогда как гидроксильные ионы могут замещаться хлоридами, фторидами. Ионный обмен может вовлекать гидратные оболочки вокруг кристалла, поверхность кристалла и всю его массу. Внутренняя замена возможна, однако только для тех ионов, которые являются по своему размеру подходящими для кристаллической решетки (фтор, стронций). Кроме ионного обмена имеется также возможность адсорбции ионов по поверхности кристалла. Возможно, микроэлементы в определенной мере оказывают влияние на ионный состав жидкости, находящейся в зубе.

Можно полагать, что микроэлементы, содержащиеся при формировании, являются необходимыми и в сформированных зубах. В них происходит обмен веществ, идентичный для всех периодов развития, однако с разным соотношением ассимиляции и диссимиляции, характеризующийся различными количественными параметрами.

Изменения содержания микроэлементов, наблюдаемые в периоды изменения интенсивности минерализации и обмена, характерны для всех зубов в различном возрасте и находятся в зависимости от их физиологического состояния. Эти изменения синхронны с изменениями содержания влаги и белковой субстанции, с изменениями интенсивности роста зубов и с интенсивностью минерализации, с изменением обмена в тканях зубов при кариесе по сравнению с интактными зубами. Наблюдающееся динамическое постоянство изменения количественного содержания и соотношений микроэлементов, а также данные о кариесогенном или кариесостатическом действии их в эксперименте на животных дают основания рассматривать медь, алюминий, силиций, ванадий, марганец, железо, свинец и, возможно, серебро и никель, как биологически активные микроэлементы в процессах обмена веществ, происходящих в тканях зубов.

Особого внимания заслуживают данные о незначительных количественных сдвигах в соотношениях микроэлементов в зубах в норме и при кариесе. Содержание цинка в зубах не зависит от функциональной принадлежности зубов, от сопутствующих и перенесенных заболеваний, но зависит от степени поражения кариесом: начальный кариес — 3,2 γ. поверхностный кариес — 6,4 γ, средний кариес — 8,6 у, глубокий кариес — 16,9 γ на 1 г золы. Содержание цинка в здоровых и кариозных зубах значительно различается, особенно при развивающихся формах кариеса. Изменяется содержание меди в связи со степенью кариозного процесса. В нормальной эмали по сравнению с дентином свинца в 4 раза меньше; при кариесе это соотношение составляет 2,4, что может быть связано с нарушением обмена. Свинец содержится в норме в молочных и постоянных зубах. Минимальное количество (3,5 мкг/г золы) определено в постоянных несформированных зубах. При начальном кариесе содержание свинца остается таким же, как в норме, но при поверхностном и среднем оно снижается. При глубоком кариесе постоянных и молочных зубов содержание свинца в них снова увеличивается. Марганца в молочных зубах содержится больше, чем в постоянных, а в зубах детей, получавших дополнительно марганец, его больше в 2 раза, чем в зубах детей, не получавших его. В норме и при кариесе содержание марганца в зубах людей не зависит от возраста. Нарастание содержания марганца идет одновременно с развитием кариеса.

Молибден был обнаружен только в 11 из 24 интактных зубов, в пределах 2,5—10 на 1 г золы. В 19 из 35 кариозных зубов был обнаружен молибден в пределах 2,5—4,0 (на 1 г золы). Количество меди в зубах повышается по мере прогрессирования кариозного процесса. Увеличение меди в зубах при среднем и глубоком кариесе не отражает, очевидно, истинного положения. Оно может быть отнесено за счет экзогенной импрегнации меди из слюны. В противном случае утверждение Л. Н. Неживенко противоречит полученным автором данным в том, что медь обладает противокариозным действием.

Ванадий содержится постоянно в тканях зубов; среднее содержание его в нормальных зубах в 2 с лишним раза больше, чем в пораженных кариесом. Очевидно, дефицит ванадия в твердых тканях, наряду с другими моментами, играет некоторую роль в возникновении и развитии кариеса.

Никель и серебро обнаружены в зубах в норме, при кариесе и альвеолярной пиорее; содержание никеля при кариесе по сравнению с нормой понижено, особенно при поверхностном кариесе.

Стронция в зубах белых крыс при экспериментальном рахите больше по сравнению с нормой в 40 раз. Уменьшается количество бария, кремния, меди и железа (на 20—25%), но при дальнейшем развитии кариеса снова выравнивается.

Титан увеличивается на 10—13%. Концентрация стронция в зубах зависит от географической местности, в которой проживает человек.

Селен является нормальной составной частью зубов людей в возрасте 20—25 лет. Максимальное содержание селена в постоянных зубах наблюдается у людей в возрасте 30—40 лет. В дентине постоянных зубов содержание селена составляет 0,52 мг/кг, а в эмали — 0,84 мг/кг. В молочных зубах содержание его значительно выше— соответственно 2,6 и 4,5 мг/кг. Содержание селена в эмали молочных зубов не зависит от пола, групп зубов и перенесенных болезней.

Фтора в здоровой части эмали кариозных зубов содержится меньше (475 мкг/г), чем в поверхностном слое интактной эмали (503,8 мкг/г), Gedalia, Kalderon, 1964. Наименьшая концентрация фтора была обнаружена в основной массе эмали (62 мкг/г). Содержание его в цементе было значительно выше, чем в эмали. Это противоречит укоренившемуся мнению, что прочность определяется содержанием фтора, но аналогично данным Büttner о том, что фтора в зубах животных, менее подверженных кариесу (например, собака), меньше, чем в зубах человека (табл. 3).

табл. 3 Сравнительны данные о минеральном составе зубов некоторых млекопитающих

Он утверждает, что прочность эмали не прямо пропорциональна содержанию в ней фтора.

Количество фтора в зубах находится в зависимости от характера питания. Максимальные его количества обнаружены при молочно-растительной диете, минимальные—при преобладании мясной.

Содержащиеся в зубах микроэлементы не являются инертными компонентами. Есть много оснований расценивать дисбаланс микроэлементов в ткани как одну из причин возникновения патологических процессов. Экспериментальные и клинические наблюдения, свидетельствующие о кариесогенном или кариесостатическом действии определенных микроэлементов или совместного действия нескольких микроэлементов, вызывают интерес к изучению многих биологически активных элементов.

Мы выявили группу микроэлементов, количественные соотношения которых изменяются: в молочных зубах интактных и кариозных, в различные возрастные периоды, в зависимости от принадлежности к функциональной группе (резцы, клыки, моляры), агрохимических условий места проживания. Интактные и кариозные молочные зубы были в различной стадии инволюции — у одних зубов корни только начали рассасываться, у других уже полностью рассосались. Это в определенной мере могло оказывать влияние на обмен веществ в зубе, на его минеральный состав.

Из всех находившихся в исследовании зубов наибольшее число составили резцы и моляры. Резцы вплоть до возрастной физиологической смены в 75,4% остаются некариозными; моляры ко времени удаления почти у 95% людей поражены кариесом; клыки до времени смены остаются некариозными у 56% людей. Наименее кариесоустойчивыми являются моляры. В связи с этим представляет интерес степень минерализации, содержание органического компонента и воды в зубах различных функциональных групп.

Воды содержится в кариозных зубах больше, чем в интактных (в резцах, клыках и молярах почти в равной степени). Во всех интактных зубах золы, то есть минерального остатка, значительно больше, чем в кариозных. Значительной разницы процентного содержания минерального компонента в зубах с осложненным и не-осложненным кариесом нет. Интенсивная истинная кариозная деминерализация зуба, вероятно, происходит при функционирующей пульпе. После ее гибели идет медленное химическое растворение вещества зуба, которое уже не влияет на степень минерализации тканей.

Соотношение воды, органического вещества и минерального остатка зависят от степени резорбции корня в значительно большей степени, чем в зависимости от возраста. При изучении химического состава молочных зубов определяющим параметром является не возраст, а состояние корня (формирующийся, сформированный и резорбирующийся) : в одной возрастной группе находятся зубы с разной степенью резорбции корня; вместе с тем зубы с корнями, резорбированными в равной степени, наблюдаются в разном возрасте.

Спектрографические исследования, проведенные нами для определения в зубах натрия, меди, серебра, цинка, стронция, алюминия, кремния, олова, свинца, ванадия, молибдена, хрома, марганца, железа, никеля, показали, что содержание некоторых микроэлементов незначительно изменялось в разных зубах, а во многих пробах они вообще не обнаруживались. К таким микроэлементам относятся никель, кобальт, молибден, ванадий и в меньшей степени олово. Полученные данные в отношении этих элементов не могли считаться достоверными. Поэтому в исследованиях были приняты за достоверные данные о постоянно содержащихся во всех зубах натрия, меди, серебра, цинка, стронция, кремния, алюминия, железа, марганца.

Резцы, клыки, моляры поражаются кариесом с различной частотой. В связи с этим представляет интерес вопрос о содержании микроэлементов в зубах каждой из этих групп, то есть в зубах с различной устойчивостью к кариесу. Мы обнаружили, что изменение содержания изучаемых микроэлементов в молочных зубах зависят от принадлежности к функциональной группе (резцы, клыки или моляры), однако более значительны изменения их содержания в кариозных зубах, по сравнению со здоровыми.

У подавляющем числе людей корни исследуемых зубов находились в разной степени резорбции, и только немногие зубы были с полностью сохранившимися корнями. Большинство зубов было удалено в период рассасывания их корней, то есть в период инволюции зуба, и прекращения функции пульпы, в период резко сниженного обмена вещества в зубе. Этот факт не следует упускать при оценке полученных данных. Изменения соотношения эмали, дентина и цемента в зубе по мере рассасывания корня, по-видимому, также могут оказать влияние на результаты спектрографических исследований образцов. Содержание микроэлементов в молочных зубах зависит только от их клинического состояния, более всего отражают зубы в стадии полного рассасывания корней. Кроме того, зубы с резорбированными корнями по своему анатомическому соотношению зубных тканей (дентин, эмаль, цемент) наиболее близки к соотношению этих тканей в зачатках зубов в период рождения и в первые недели жизни плода, результаты исследований которых были представлены ранее.

В молочных зубах с резорбированными корнями мы изучали количественное содержание 15 микроэлементов.

Обнаружено, что постоянно присутствуют только 7 (медь, алюминий, кремний, свинец, ванадий, марганец, железо), 2 из остальных 8 микроэлементов не были обнаружены ни в интактных, ни в кариозных зубах (кадмий и кобальт), а 6 микроэлементов (серебро, стронций, олово, хром, молибден, никель) содержатся непостоянно и с большими количественными колебаниями.

Четко обнаруживаются изменения содержания микроэлементов в здоровых и кариозных зубах. Статистически достоверное различие (Р < 0,05) отмечено в содержании кремния и марганца для всех групп зубов. Для железа и ванадия такие различия установлены в группе клыков, а для меди — в группе резцов. Результаты исследований позволяют предполагать определенную биологическую активность кремния, марганца, ванадия, меди и железа в процессах обмена (минерализации, деминерализации и реминерализации) в зубах в норме и патологии.

Лабораторные и экспериментальные исследования, а также клинические еще немногочисленные наблюдения позволили определить довольно обширную группу микроэлементов, которые прямо или косвенно могут влиять на развитие кариеса. В широком понимании состояние зубов связано с характером распределения микроэлементов, их концентраций во внешней и внутренней средах организма и в самих зубах. Руководствуясь такой точкой зрения, мы изучали микроэлементный состав зубов, слюны и крови у здоровых людей и у людей с пораженными кариесом зубами — жителей различных географических зон, содержание микроэлементов в воде и пище этих зон, как показали наши исследования, неодинаково.

Интерес представляет сопоставление концентраций микроэлементов в здоровых и кариозных зубах людей, проживающих в различных географических зонах. Исследования проводили в Черниговской области и в Волынской в плане единых комплексных наших исследований. В обоих областях имелись 3 аналогичные агрохимические зоны: полесская, промежуточная (переходная) и лесостепная. Спектральный анализ тканей зубов проводили методиками, которые позволили определить количественное содержание максимально возможного числа микроэлементов в одной пробе. Причем у жителей Волынской области анализы проведены раздельно в эмали и дентине.

Весьма любопытна для анализа таблица 5. Ни в одном случае концентрации микроэлементов в дентине не обнаружены в меньшей концентрации, чем в эмали. Эта закономерность больших концентраций микроэлементов в дентине позволяет предполагать, что микроэлементы путем диффузии поступают из дентина в эмаль.

Интересный и важный вывод позволяют сделать данные этой таблицы: содержание некоторых микроэлементов в местности с меньшей поражаемостью кариесом увеличивается и в эмали, и в дентине (кремний, железо, кобальт, медь, стронций); ванадий, наоборот, в здоровых зубах жителей Прилук выше, но у больных кариесом его меньше, чем у больных кариесом, проживающих в других зонах, то есть наблюдается как бы резкий дефицит ванадия.

Возникает дискорреляция в распределении алюминия, кремния и хрома в эмали и дентине. Особенно это проявляется в отношении хрома — резко упала его концентрация в эмали, несколько возросла в дентине. Аналогичная характеристика изменения концентраций марганца в эмали и дентине. Обнаруживается еще одна закономерность — в эмали кариозных зубов концентрация всех микроэлементов ниже, чем в эмали здоровых зубов.

Если проанализировать характер изменения концентрации микроэлементов отдельно в эмали здоровых зубов жителей разных геохимических зон от зоны с более высоким поражением кариесом к зоне с низким поражением, то концентрация микроэлементов возрастает закономерно. Что касается дентина, то наблюдаются обратные соотношения. Суммарные концентрации микроэлементов в тканях зуба не позволяют выявить этой дискорреляции, и поэтому при выведении коррелятивной зависимости между поражаемостью кариесом и содержанием микроэлементов в тканях зуба возникает погрешность.

Анализ данных  позволяет предположить, что кариозный процесс развивается не только в результате абсолютного уменьшения концентрации определенных микроэлементов в тканях зуба, но и вследствие возникающей диспропорции их в эмали и дентине, от нарушения оптимальных (то есть тех, которые наблюдаются в здоровых зубах) концентраций их в тканях зуба.

Необходимо учитывать не только абсолютные изменения концентрации микроэлементов при оценке их влияния на кариес зубов. Например, кремний в эмали кариозных зубов уменьшается, но уменьшение его тем меньше, чем меньше пораженность зубов кариесом в определенной геохимической зоне (лесостепная зона — г. Камень-Каширский по сравнению с другой зоной). Ванадий и хром дает обратные соотношения —тем выраженнее снижение их концентрации в эмали, чем меньше поражение кариесом в геохимической зоне. В обоих случаях, особенно во втором, может быть погрешность вследствие того, что не известна интенсивность поражения людей, у которых взяты зубы для исследования.

Концентрация микроэлементов в зубах в конечном итоге создается кровью и слюной, а кровь и слюна, как это было показано ранее, значительно изменяются в зависимости от состояния организма. Представляют интерес данные о концентрации микроэлементов в крови и слюне людей. Кровь является источником микроэлементов в зачатках зубов в период их формирования, кровь через пульпу остается одним из источников поступления их в период созревания тканей зуба и в период функционирования сформированного зуба. Очевидно, этим путем (через пульпу) может поддерживаться кариесустойчивость тканей зуба либо она может ослабляться, уступая место кариесвосприимчивости.

Во избежание влияния других факторов на конъюнктуру микроэлементов в крови забор ее производили у доноров — практически здоровых людей. Донорами являлись юноши 19—20 лет. Группы обследованных были составлены по принципу сохранения идентичности условий. Всего было 6 групп: 3 группы доноров, имеющих здоровые зубы (80 человек) и проживающих в грех геохимических районах Волынской области (30, 30 и 20 человек соответственно каждому району), и 3 группы доноров, зубы которых были поражены кариесом (28, 30, 20 человек).

В табл. 6 приведены средние концентрации изучаемых микроэлементов в крови доноров, с непораженными кариесом зубами.

табл. 6 Концентрация микроэлементов в крови доноров с непораженными кариесом зубами

Данные спектрального анализа свидетельствуют о том, что у доноров г. Камень-Каширского все элементы содержатся в более высокой концентрации, чем у доноров г. Ковеля и г. Луцка (кроме меди). Имеют место колебания концентраций отдельных микроэлементов в крови доноров всех 3 городов; в одних случаях они статистически достоверны, в других такой достоверности нет. В целом анализ данных позволяет констатировать влияние геохимических условий на концентрацию микроэлементов в крови. Можно полагать, что эти колебания находятся в пределах компенсаторных, если говорить об их этиологической роли в развитии кариеса. На микроэлементный состав крови оказывает влияние химический состав пищи и воды.

В табл. 7 представлены результаты спектрального анализа крови доноров, зубы которых были поражены кариесом.

табл. 7 Концентрация микроэлементов в крови доноров с пораженными кариесом зубами

Анализ данных показывает, что микроэлементный состав крови доноров г. Камень-Каширского по концентрации выше (за исключением кремния и стронция), чем у доноров других геохимических районов. В г. Камень-Каширском поражаемость кариесом на 30% ниже, чем в г. Ковеле.

Особенно значительны сдвиги при сравнении данных о концентрации микроэлементов в крови доноров (зубы здоровые и пораженные кариесом). Следует отметить, что не для всех микроэлементов имеется четкая закономерность снижения их в крови доноров, болеющих кариесом. Такая закономерность нарушается для марганца и меди. При проведении статистического анализа обнаруживается обратная и сильная зависимость между содержанием марганца в крови и поражаемостью зубов кариесом (Чху — 0,97) у доноров 3 городов. Между содержанием меди в крови и поражаемостью зубов кариесом выявлена средней силы зависимость (Чху — 0,40).

Можно предполагать, что не только абсолютные концентрации микроэлементов проявляют определенную направленную биологическую активность. Она зависит от сочетанного действия сопряженно действующих микроэлементов.

Слюна является биологической средой, которая постоянно, с момента прорезывания зуба, контактирует с эмалью зуба. Аналогично тому, как кожа, соприкасаясь с воздухом, подвергаясь различным воздействиям окружающей среды, «дышит», поглощает ультрафиолетовые лучи и испытывает другие воздействия физического и химического характера, так и эмаль, соприкасаясь со слюной, подвергается ее воздействию. Ротовая жидкость по своему составу очень сложна. Она содержит макро- и микроэлементы: кальций, фосфор, магний, натрий, калий, алюминий, кремний, марганец, железо, медь, цинк и др. Установлено, что в 100 г золы слюны содержится 0,00015 мг марганца, 0,0022 мг железа, 0,055 мг меди, 0,012 мг серебра, следовые количества бария. При этом обнаружено избирательное концентрирование стронция (0,01%) в слюне; концентрация бромидов в слюне в 1,5 раза больше, чем в крови. В слюне обнаружены медь и кобальт . Концентрация марганца в слюне колеблется в пределах 0,008—0,071 мг/л, а меди 0,023—0,227 мг/л (Green, 1970). Очень важными компонентами слюны для физиологических свойств являются ферменты, витамины, аминокислоты, редуцирующие вещества, буферные вещества и др. В эксперименте на крысах исследованы в смешанной слюне концентрации йода, карбонатов, фосфатов, радиосеры, тиоцианата, сульфата, Ca45, Na36, цитрата — С14, глицина — С14, активность лак-татдегидрогеназы, щелочной фосфатазы и др. Установлено в различной степени изменение этих показателей у крыс, содержащихся на кариесогенной диете, по сравнению с обычной. Обнаружены изменения белковой фракции слюны человека в зависимости от состояния организма.

Сложность состава слюны связана с той сложной и разнообразной функцией, которую она выполняет; частью и по отношению к эмали зубов. В частности, слюна оказывает влияние на проницаемость Ca45 в эмаль зубов собак. Ю. А. Федоров (1957), Е. В. Боровский (1973) предполагают, что проницаемость фосфорно-кальциевых соединений в эмаль происходит при помощи ферментов слюны.

У беременных женщин изменяется содержание некоторых макроэлементов и сахара в слюне. У кариесрезистентных лиц содержание общего кальция в слюне выше, чем у кариесактивных — 2,3 и 1,5 ммоль (Herdel, 1967).

Состав слюны, вероятно, зависит в первую очередь от функции слюнных желез, которая у больных кариесом изменяется, судя по поглощению слюнными железами инфракрасного спектра с длиной волны 12 μ . Pozeik полагал, что роль слюны заключается в том, чтобы вымывать вредно действующие вещества, нейтрализовать кислоты, являться буфером, оказывать бактерицидное действие (за счет роданистого калия).

Р. П. Подорожная отмечает, что изучение ферментов слюны интересно по многим соображениям. В частности, активность ферментов слюны может отражать состояние или изменение внутренних органов, центральной нервной системы, общей реактивности организма, а также некоторые стороны механизма развития патологии тканей, с которыми слюна контактирует, так как она является одним из основных путей поступления веществ в эмаль зуба. В эмаль зуба через слюну поступают неорганический фосфат, аминокислоты — аспарагиновая, глютаминовая, аланин и др. На скорость их поступления оказывают влияния ферменты слюны. Через слюну в эмаль поступают сульфаты, которые включаются в мукополисахариды (главным образом хондроитин-серную кислоту), которые являются одним из основных компонентов зубных тканей; в слюне мпс увеличиваются при кариесе. В ткани зуба из слюны, по данным Р. П. Подорожной (1974), включаются кальций, фосфат, лимонная кислота, глицин, что было обнаружено с помощью радиоактивных изотопов. Определенное влияние на эмаль зуба оказывают редуцирующие вещества.

Нашей задачей не является детальное изложение физиологического действия слюны на эмаль зуба и значения изменения ее компонентов в патологии зубов, в частности кариеса. Приведенные краткие сведения достаточно красноречиво свидетельствуют о значении слюны для нормального функционирования эмали.

Многие авторы придают значение слюне как активной среде воздействия на зубы.



Много имеется оснований предполагать, что микроэлементы слюны принимают самое непосредственное участие в воздействии ее на эмаль. Ряд микроэлементов могут непосредственно проникать в эмаль и воздействовать на процессы кристаллизации (ванадий, стронций, фтор), влиять на обменные процессы в эмали через активность ферментов слюны и тканей зуба (медь, цинк, фтор, марганец), микроорганизмы зубного налета (фтор).

Кровь является эндогенным источником поступления микроэлементов в зуб, поэтому они из слюны могут поступать в эмаль зуба. И хотя концентрация микроэлементов слюны в значительной степени зависит от концентрации их в крови, можно думать, что роль слюнных желез определенна, что создает характерный состав слюны. Слюна непосредственно контактирует с эмалью. Некоторые исследователи полагают, что созревание эмали после прорезывания зуба, которое происходит в среде слюны, осуществляется именно только за счет минеральных веществ, которые содержатся в слюне. При этом они исключают роль пульпы, как органа, питающего ткани зуба, в том числе и эмаль. Наша точка зрения совершенно иная, а именно: пульпа остается питательным центром зуба, но в связи с новыми условиями, которые создаются после прорезывания зуба в процессах осмоса и дуффузии (веществ обмена в тканях зуба), играет определенную роль слюна. В связи с этим представляет интерес ее состав, в частности в аспекте освещаемого нами вопроса — содержании микроэлементов в слюне, влияние факторов внешней среды на него, связь микроэлементного состава слюны с состоянием организма, влияние ее на зубы.

Данные о микроэлементном составе слюны получены путем спектрального исследования золы смешанной слюны. Донорами слюны являлись юноши 18—19 лет, которые были разделены на 6 групп (всего 122). Одну серию обследованных составили люди, зубы которых не поражены кариесом, но которые проживают в 3 разных геохимических зонах (1, 2, 3 группы, соответственно 20, 20 и 16 человек). Вторую серию составили люди, зубы которых были поражены кариесом; они также проживали в тех же геохимических зонах (5, 6, 7 группы, соответственно 20, 20 и 26 человек). Результаты исследования представлены в табл. 8, 9.

табл. 8 Концентрация микроэлементов в слюне людей с интактными зубами  табл. 9 Концентрация микроэлементов в слюне людей с кариозными зубами

В отличие от крови кобальт не обнаружен в слюне здоровых и пораженных кариесом зубов людей. Вариабельность концентраций в слюне остальных 9 микроэлементов очень большая. Статистико-математическая обработка не показала коррелятивной зависимости концентрации между всеми группами. При анализе данных 1-й и 3-й группы установлена достоверная разница в концентрации ванадия, железа, кремния, стронция. У доноров, пораженных кариесом зубов, проживающих в г. Ковеле (4-я группа) и г. Камень-Каширском (6-я группа), достоверно различные (Р < 0,001) концентрации в слюне ванадия, железа, меди, стронция, цинка, причем концентрация ванадия ниже, а остальных элементов выше, чем у доноров г. Ковеля. При сравнении концентраций микроэлементов в слюне пораженных кариесом зубов доноров и здоровых обнаружено, что алюминий, кремний, хром, марганец, железо, медь, цинк, стронций содержатся в более высоких концентрациях в слюне здоровых людей, ванадий, наоборот,— у пораженных кариесом. Эти соотношения свойственны обследованным жителям всех 3 геохимических районов. Наряду с этими имеется определенная, менее выраженная закономерная вариабельность в разрезе геохимических районов.

Статистический анализ установил обратную и сильную коррелятивную зависимость между поражением кариесом и содержанием в слюне железа, меди, цинка и стронция. Аналогичная зависимость, но средней силы, имеет место к концентрациям алюминия, хрома и марганца.

Приведенные данные наглядно показывают, что подобно тому, как и при различных других соматических заболеваниях наблюдается изменение концентрации микроэлементов в тканях и средах организма, при кариесе наблюдается коррелятивная связь между заболеванием и содержанием микроэлементов в тканях зубов и средах, питающих их,— крови и слюне.