Hydroxyapatite mewakili mineral dari kalsium hidroksil fosfat. Secara keseluruhan, mineral tidak diedarkan secara meluas, walaupun terdapat simpanan individu yang banyak. Vertebrata tulang dan gigi juga terdiri daripada peratusan hidroksiapatit yang tinggi.
Apa itu hidroksiapatit?
Hydroxyapatite terdiri daripada hidroksilasi kalsium fosfat. Dalam kristal, lima kalsium ion dikaitkan dengan tiga fosfat ion dan satu ion hidroksil. Ia adalah sebatian ion yang mengkristal dalam sistem kristal heksagon. Oleh itu kumpulan hidroksil menstabilkan keseluruhan kristal. Dengan fluorapatit dan klorapatit hidroksilapatit membentuk siri campuran tanpa jurang. Hydroxylapatite berlaku dalam pelbagai mineral seperti serpentinite, talc shale atau pegmatite sebagai mineral yang menyertainya. Mineral tersebut telah dikesan di sekitar 250 lokasi setakat ini. Penampilan individu mineral bergantung pada komposisi dan nisbah pencampuran dengan mineral lain yang menyertainya. Hydroxyapatite juga berlaku dalam organisma hidup. Terutama tulang dan gigi vertebrata terdiri daripada peratusan mineral ini yang tinggi. Selain hidroksiapatit, mereka juga mengandungi bahan organik dalam bentuk tisu penghubung dan sel. Kerana kandungan mineralnya yang hampir tulen, gigi enamel adalah bahan paling sukar dalam organisma. Oleh itu, kandungan hidroksiapatitnya melebihi 95 peratus. Pembentukan hidroksiapatit berlaku semasa biomineralisasi. Bahannya sangat stabil dan sangat tahan terhadap pengaruh fizikal dan kimia. Oleh itu, tulang dan gigi mewakili arkib penting persekitaran tempat tinggal. Sahaja asid, termasuk asid buah, menguraikan hidroksiapatit secara perlahan.
Fungsi, kesan dan tugas
Dalam organisma manusia, hidroksiapatit adalah bahan sokongan terpenting. Ia menyediakan sistem rangka dengan yang diperlukan kekuatan. Bersama khas tisu penghubung bahan seperti kolagen, sebagai contoh, tegangan yang diperlukan kekuatan dan kestabilan dihasilkan dalam tulang. 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. Bahagian hidroksiapatit pada gigi jauh lebih tinggi. Oleh itu, gigi juga lebih keras daripada tulang. Faktor penentu komposisi adalah fungsi. Tulang adalah sebahagian daripada sistem lokomotor. Beban mereka yang berbeza oleh daya mekanikal memerlukan fleksibiliti tertentu. Gigi berfungsi mengisar makanan. Ini memerlukan kekuatan yang lebih besar dan kekuatan, yang juga mesti dicerminkan dalam bahan yang lebih sukar. Dalam proses ini, gigi terdiri dari bahagian luar enamel, yang dentin dan pulpa pergigian. The enamel mestilah sangat kuat dan keras dan dengan itu terdiri daripada lebih 95 peratus hidroksiapatit. Ini menjadikannya sangat tahan terhadap pengaruh luaran. Dentin, pada gilirannya, adalah bahan seperti tulang. Ia terdiri daripada 70 peratus hidroksiapatit. Selebihnya kebanyakannya tisu penghubung. Pulpa gigi, atau pulpa, menyediakan rangkaian saluran darah kapal and saraf untuk membekalkan gigi.
Pembentukan, kejadian, sifat dan nilai optimum
Hidroksiapatit tulang dan gigi terbentuk sebagai sebahagian daripada biomineralisasi. Biomineralisasi sudah menjadi proses kuno dalam sejarah bumi. Kuno bakteria juga membentuk batu kapur beberapa bilion tahun yang lalu. Prosesnya masih serupa hingga kini. Sel-sel tertentu menyerap ion mineral dalam keadaan larut. Mineralisasi berlaku dengan ketepuan larutan dengan ion yang sesuai. Bagi hidroksiapatit, ini adalah ion kalsium dan fosfat. Dalam kes tulang, yang disebut osteoblas bertanggungjawab untuk mineralisasi. Semasa mineralisasi, mereka berkembang menjadi osteosit yang tidak lagi dapat membahagi dan membentuk rangkaian dalam mineral pejal. Dengan cara yang serupa, biomineralisasi juga berlaku di gigi. Di sini, odontoblas bertanggungjawab untuk mineralisasi.
Penyakit dan gangguan
Hydroxyapatite sememangnya sangat tahan lama. Tetapi proses penumpukan dan pemecahan terus berlaku di dalam tulang. Bentuk tulang mesti disesuaikan dengan keperluan yang sangat berbeza. Oleh itu, bahan tulang baru sentiasa dibina. Walau bagaimanapun, selalu ada kerosakan bahan tulang. Sekiranya proses degradasi berlaku, apa yang disebut osteoporosis berkembang. Prosesnya dikendalikan secara hormon. Oleh itu, hormon paratiroid bertanggungjawab untuk tahap kalsium yang seimbang di darah. Sekiranya kekurangan kalsium, ia mengaktifkan mobilisasi hidroksiapatit dari tulang. Hormon kalsitriol bertanggungjawab untuk kalsium penyerapan dari makanan di usus dan mineralisasi pada tulang. Kedua-duanya hormon adalah antagonis. Sekiranya kalsium penyerapan dari makanan terganggu kerana sedikit kalsitriol dihasilkan kerana kekurangan vitamin D, resorpsi tulang mendominasi pembentukan tulang. Ketumpatan tulang berkurang dan kerapuhan tulang meningkat pada masa yang sama. Walau bagaimanapun, proses ini sangat rumit dan dalam banyak kes belum difahami sepenuhnya. Hydroxyapatite juga boleh merosot pada gigi. Walau bagaimanapun, ini bukan proses hormon. Secara fisiologi, gigi harus bertahan selama mungkin agar dapat mengisar makanan. Walau bagaimanapun, penguraian bakteria dari serpihan makanan terbentuk asid yang boleh menyerang enamel gigi. Asid melarutkan hidroksiapatit menjadi ion kalsium dan ion fosfat, dan ion hidroksil bertindak balas dengan hidrogen ion asid untuk terbentuk air. Ion kalsium dan ion fosfat kemudian larut masuk air. Aktiviti bakteria yang berpanjangan dan pembentukan asid yang berterusan akhirnya menyebabkan lubang terbentuk di enamel gigi. Tanpa rawatan, pereputan gigi membawa kepada kerosakan gigi. Walau bagaimanapun, dengan menggunakan fluorida-mengandungi ubat gigi, hidroksiapatit dapat diubah menjadi fluoroapatit yang jauh lebih stabil. Ini memungkinkan untuk menghentikan proses pemusnahan gigi untuk jangka masa yang lebih lama.
