Hidroxiapatita

Hidroxiapatita representa um mineral do fosfato de hidroxila de cálcio. No geral, o mineral não é muito difundido, embora haja depósitos individuais ricos. Os ossos e dentes dos vertebrados também consistem em uma alta porcentagem de hidroxiapatita.

O que é hidroxiapatita?

A hidroxiapatita consiste em fosfato de cálcio hidroxilado. No cristal, cinco íons de cálcio estão ligados a três íons fosfato e um íon hidroxila. É um composto iônico que se cristaliza em um sistema de cristal hexagonal.

O grupo hidroxila estabiliza todo o cristal. Com a fluorapatita e a clorapatita, a hidroxiapatita forma uma série mista uniforme. A hidroxiapatita ocorre como um mineral acompanhante em vários minerais, como serpentinita, xisto de talco ou pegmatita. O mineral já foi detectado em aproximadamente 250 locais. A aparência dos minerais individuais depende da composição e da proporção de mistura com outros minerais que os acompanham.A hidroxiapatita também ocorre em seres vivos. Os ossos e dentes dos vertebrados, em particular, são compostos por uma alta porcentagem desse mineral.

Além da hidroxiapatita, eles também contêm material orgânico na forma de tecido conjuntivo e células. Devido ao conteúdo mineral quase puro, o esmalte dentário é o material mais duro do organismo. Seu conteúdo de hidroxiapatita é superior a 95%. A formação de hidroxiapatita ocorre no âmbito da biomineralização. O material é muito estável e extremamente resistente a influências físicas e químicas. Ossos e dentes representam um arquivo importante do ambiente vivo. Apenas ácidos, incluindo ácidos de frutas, decompõem lentamente a hidroxiapatita.

Função, efeito e tarefas

No organismo humano, a hidroxiapatita é a substância de suporte mais importante. Dá ao sistema esquelético a força necessária. Junto com o tecido conjuntivo especial, como o colágeno, a resistência à tração e a estabilidade necessárias são criadas nos ossos, por exemplo.

A composição dos ossos e dentes é diferente. O fator decisivo aqui é a proporção de hidroxiapatita. Os ossos são compostos por cerca de 65% do mineral. O restante é composto por colágeno e osteoblastos. A quantidade de hidroxiapatita nos dentes é muito maior. Portanto, os dentes são muito mais duros do que os ossos. A função é decisiva para a composição. Os ossos pertencem ao sistema músculo-esquelético. Sua exposição diferente a forças mecânicas requer uma certa flexibilidade. Os dentes são usados ​​para esmagar alimentos.

Isso requer uma força e resistência muito maiores, que também devem ser refletidas em um material mais duro. Os dentes consistem no esmalte do dente externo, dentina e polpa dentária. O esmalte dentário deve ser muito firme e duro e, portanto, é composto por mais de 95% de hidroxiapatita. Isso o torna extremamente resistente a influências externas. A dentina é uma substância semelhante a um osso. Consiste em 70% de hidroxiapatita. A maior parte do resto é tecido conjuntivo. A polpa do dente ou polpa é uma rede de vasos sanguíneos e nervos que irrigam o dente.

Educação, ocorrência, propriedades e valores ideais

A hidroxiapatita de ossos e dentes é formada como parte da biomineralização. Em termos geológicos, a biomineralização já é um processo antigo. Bactérias antigas também formaram limas há vários bilhões de anos. O processo ainda é semelhante hoje. Certas células absorvem os íons do mineral no estado dissolvido.

A mineralização ocorre saturando a solução com os íons correspondentes. No caso da hidroxiapatita, são íons cálcio e fosfato. Os chamados osteoblastos são responsáveis ​​pela mineralização nos ossos. Durante a mineralização, eles se desenvolvem em osteócitos que não são mais capazes de se dividir e formar uma rede dentro do mineral solidificado. A biomineralização ocorre nos dentes de maneira semelhante. Aqui, os odontoblastos são responsáveis ​​pela mineralização.

Doenças e distúrbios

A hidroxiapatita é muito estável. Mas dentro dos ossos existem processos constantes de construção e decomposição. A forma do osso deve se adaptar a requisitos muito diferentes. Assim, uma nova substância óssea é construída constantemente. No entanto, há sempre uma degradação da substância óssea.

Se o processo de decomposição predomina, o que é conhecido como osteoporose se desenvolve. Os processos são controlados por hormônios. O hormônio da paratireóide é responsável pelo nível equilibrado de cálcio no sangue. Se houver deficiência de cálcio, ativa a mobilização da hidroxiapatita dos ossos. O hormônio calcitriol é responsável pela absorção do cálcio dos alimentos no intestino e pela mineralização nos ossos. Ambos os hormônios são antagonistas. Se a absorção do cálcio dos alimentos for perturbada porque apenas uma pequena quantidade de calcitriol é formada devido à falta de vitamina D, a reabsorção óssea supera a formação óssea. A densidade óssea diminui e, ao mesmo tempo, a fragilidade dos ossos aumenta.

No entanto, esses processos são muito complicados e, em muitos casos, ainda não totalmente compreendidos. A hidroxilapatita também pode ser decomposta nos dentes. No entanto, esses não são processos hormonais. Fisiologicamente, o dente deve durar o máximo possível para poder esmagar o alimento. No entanto, a decomposição bacteriana de resíduos alimentares forma ácidos que podem atacar o esmalte dos dentes. O ácido dissolve a hidroxiapatita em íons de cálcio e íons de fosfato, por meio dos quais o íon hidroxila reage com um íon de hidrogênio do ácido para formar água. Os íons cálcio e os íons fosfato se dissolvem na água.

A atividade bacteriana prolongada e a formação constante de ácido criam um orifício no esmalte do dente. Sem tratamento, a cárie destrói o dente. No entanto, ao usar pasta de dente contendo flúor, a hidroxiapatita pode ser convertida na fluorapatita muito mais estável. Isso permite interromper o processo de destruição do dente por um período mais longo.