ヒドロキシアパタイト

ヒドロキシアパタイト リン酸カルシウムカルシウムからの鉱物を表します。全体的にみて、鉱物は広範ではありませんが、個々に豊富な堆積物があります。脊椎動物の骨と歯もヒドロキシアパタイトの高い割合で構成されています。

ヒドロキシアパタイトとは？

ヒドロキシアパタイトは、水酸化リン酸カルシウムで構成されています。結晶では、5つのカルシウムイオンが3つのリン酸イオンと1つのヒドロキシルイオンにリンクされています。六方晶系で結晶化するイオン性化合物です。

ヒドロキシル基は結晶全体を安定させます。フルオロアパタイトとクロラパタイトで、ヒドロキシアパタイトはシームレスな混合シリーズを形成します。ヒドロキシアパタイトは、蛇紋岩、タルク頁岩、ペグマタイトなどのさまざまな鉱物に付随する鉱物として発生します。これまでに約250か所で鉱物が検出されています。個々のミネラルの外観は、組成と他の付随ミネラルとの混合比によって異なります。ヒドロキシアパタイトは生物内でも発生します。特に脊椎動物の骨と歯は、このミネラルの高い割合で構成されています。

ヒドロキシアパタイトに加えて、結合組織や細胞の形で有機物も含んでいます。ほぼ純粋なミネラル含有量のため、歯のエナメル質は生体内で最も硬い材料です。そのヒドロキシアパタイト含有量は95％以上です。ヒドロキシアパタイトの形成は、バイオミネラリゼーションの枠組みの中で行われます。材料は非常に安定しており、物理的および化学的影響に対して非常に耐性があります。骨と歯は生活環境の重要なアーカイブであり、フルーツ酸を含む酸だけがゆっくりとヒドロキシアパタイトを分解します。

機能、効果、タスク

人体では、ヒドロキシアパタイトが最も重要な支持物質です。それは骨格系に必要な強さを与えます。コラーゲンなどの特別な結合組織材料とともに、必要な引張強度と安定性がたとえば骨に作成されます。

骨と歯の構成は異なります。ここで決定的な要素は、ヒドロキシアパタイトの比率です。骨はミネラルの約65％で構成されています。残りはコラーゲンと骨芽細胞で構成されています。歯の中のヒドロキシアパタイトの量ははるかに多いです。したがって、歯は骨よりもはるかに硬いです。機能は作曲に決定的です。骨は筋骨格系に属しています。機械的な力への彼らの異なる露出は、特定の柔軟性を必要とします。歯は食物を砕くために使用されます。

これには、はるかに強い力と強度が必要です。これは、より硬い材料にも反映されているはずです。歯は、外歯エナメル質、象牙質、歯髄で構成されています。歯のエナメル質は非常に硬く、硬くなければならないため、95％以上のヒドロキシアパタイトで構成されています。これにより、外部からの影響に対して非常に耐性があります。象牙質は骨のような物質です。それは70パーセントのヒドロキシアパタイトで構成されています。残りのほとんどは結合組織です。歯髄または歯髄は、歯を供給する血管と神経のネットワークです。

教育、発生、特性および最適値

骨と歯のヒドロキシアパタイトは、バイオミネラリゼーションの一部として形成されます。地質学的用語では、バイオミネラリゼーションはすでに古いプロセスです。古代細菌も数十億年前に石灰を形成しました。プロセスは現在も同様です。特定の細胞は溶解状態のミネラルのイオンを吸収します。

石灰化は、対応するイオンで溶液を飽和させることによって行われます。ヒドロキシアパタイトの場合、これらはカルシウムとリン酸イオンです。いわゆる骨芽細胞は骨の石灰化の原因です。石灰化の間に、それらは骨細胞へと発達し、固化したミネラル内で分裂してネットワークを形成することができなくなります。歯のバイオミネラリゼーションも同様の方法で行われます。ここでは象牙芽細胞が石灰化の原因です。

病気と障害

ヒドロキシアパタイトは非常に安定しています。しかし、骨の中には、構築と分解のプロセスが常にあります。骨の形状は非常に異なる要件に適応する必要があります。したがって、新しい骨物質が常に蓄積されています。ただし、骨物質の分解は常にあります。

分解プロセスが優勢である場合、骨粗しょう症として知られているものが発生します。プロセスはホルモンによって制御されます。副甲状腺ホルモンは、血液中のバランスの取れたカルシウムレベルの原因です。カルシウム欠乏症がある場合、それは骨からのヒドロキシアパタイトの動員を活性化します。ホルモンのカルシトリオールは、腸内の食物からのカルシウムの吸収と骨の石灰化を担っています。両方のホルモンは拮抗薬です。ビタミンDの不足によりカルシトリオールが少量しか形成されないために、食品からのカルシウム吸収が妨げられる場合、骨吸収が骨形成を上回ります。骨密度が低下すると同時に、骨の脆弱性が増加します。

ただし、これらのプロセスは非常に複雑であり、多くの場合、まだ完全には理解されていません。ヒドロキシアパタイトは歯で分解することもできます。ただし、これらはホルモンのプロセスではありません。生理学的には、食べ物をつぶすことができるように、歯はできるだけ長く持続する必要があります。しかし、食品残渣の細菌による分解は、歯のエナメル質を攻撃する可能性のある酸を形成します。酸はヒドロキシアパタイトをカルシウムイオンとリン酸イオンに溶解し、水酸イオンが酸の水素イオンと反応して水を生成する。カルシウムイオンとリン酸イオンは水に溶けます。

長期にわたる細菌活動と一定の酸形成により、最終的に歯のエナメル質に穴ができます。治療なしでは、虫歯は歯を破壊します。しかし、フッ化物を含む練り歯磨きを使用することにより、ヒドロキシアパタイトをより安定したフルオロアパタイトに変換できます。これにより、歯の破壊のプロセスを長期間停止することができます。