Биологична роля на муцин. Човешка слюнка: състав, функции, ензими

Слюноотделяне и слюноотделянеса сложни процеси, които протичат в слюнчените жлези. В тази статия ще разгледаме и всички функции на слюнката.

Слюноотделянето и неговите механизми, за съжаление, не са добре разбрани. Вероятно образуването на слюнка с определен качествен и количествен състав възниква поради комбинация от филтриране на кръвни компоненти в слюнчените жлези (например: албумини, имуноглобулини C, A, M, витамини, лекарства, хормони, вода), селективни отделяне на някои от филтрираните съединения в кръвта (например някои протеини от кръвната плазма), допълнително въвеждане в слюнката на компоненти, синтезирани от самата слюнчена жлеза, в кръвта (например муцини).

Фактори, влияещи върху слюноотделянето

Следователно слюноотделянето може да се промени като системините фактори, т.е. фактори, които променят състава на кръвта (например прием на флуор с вода и храна) и фактори местенкоито засягат функционирането на самите слюнчени жлези (например възпаление на жлезите). Като цяло съставът на секретираната слюнка качествено и количествено се различава от този на кръвния серум. По този начин съдържанието на общ калций в слюнката е приблизително два пъти по-ниско, а съдържанието на фосфор е два пъти по-високо, отколкото в кръвния серум.

Регулиране на слюноотделянето

Слюноотделянето и слюноотделянето се регулират само рефлекторно (условен рефлекс към вида и миризмата на храна).През по-голямата част от деня честотата на невроимпулсите е ниска и това осигурява така нареченото базово или „нестимулирано“ ниво на слюнка.

При хранене, в отговор на вкусови и дъвкателни стимули, се наблюдава значително увеличаване на броя на невроимпулсите и се стимулира секрецията.

Скорост на секреция на слюнка

Скоростта на секреция на смесена слюнка в покой е средно 0,3-0,4 ml/min, стимулация чрез дъвчене на парафин увеличава тази цифра до 1-2 ml/min. Скоростта на нестимулирано слюноотделяне при пушачи с опит до 15 години преди пушене е 0,8 ml / min, след пушене - 1,4 ml / min.

Съдържащите се в тютюневия дим съединения (над 4 хиляди различни съединения, включително около 40 канцерогени) дразнят тъканта на слюнчените жлези. Значителното пушене води до изчерпване на вегетативната нервна система, която отговаря за слюнчените жлези.

Местни фактори

• хигиенно състояние на устната кухина, чужди тела в устната кухина (протези)
• химичният състав на храната поради нейните остатъци в устната кухина (зареждането на храната с въглехидрати увеличава съдържанието им в устната течност)
• състояние на устната лигавица, пародонта, твърдите тъкани на зъбите

Ежедневен биоритъм на слюнка

Дневен биоритъм:слюноотделянето намалява през нощта, това създава оптимални условия за жизнената активност на микрофлората и води до значителна промяна в състава на органичните компоненти. Известно е, че скоростта на отделяне на слюнка определя резистентността към кариес: колкото по-висока е степента, толкова по-устойчиви са зъбите на кариес.

нарушение на слюноотделянето

Най-честото нарушено слюноотделяне е намалената секреция (хипофункция). Наличието на хипофункция може да показва страничен ефект от медикаментозното лечение, системно заболяване (захарен диабет, диария, фебрилни състояния), хиповитаминоза A, B. Истинското намаляване на слюноотделянето може не само да повлияе на състоянието на устната лигавица, но и да отразява патологични промени в слюнчените жлези.

Ксеростомия

Срок "ксеростомия"се отнася до усещането на пациента за сухота в устата. Ксеростомията рядко е единственият симптом. Свързва се с орални симптоми, които включват повишена жажда, повишен прием на течности (особено по време на хранене). Понякога пациентите се оплакват от парене, сърбеж в устата („синдром на пареща уста“), орална инфекция, затруднено носене на подвижни протези и необичайни вкусови усещания.

Хипофункция на слюнчените жлези

В случаите, когато слюноотделянето е недостатъчно, можем да говорим за хипофункция. Основната характеристика е сухотата на тъканите, облицоващи устната кухина хипофункция на слюнчените жлези.Устната лигавица може да изглежда тънка и бледа, да е загубила блясъка си и да е суха при докосване. Езикът или спекулумът могат да прилепнат към меките тъкани. Също така е важно да се увеличи честотата на зъбния кариес, наличието на инфекции в устната кухина, особено кандидоза, образуването на фисури и лобули по задната част на езика, а понякога и подуване на слюнчените жлези.

Повишено слюноотделяне

Слюноотделянето и слюноотделянето се увеличават с чужди тела в устната кухина между храненията, повишена възбудимост на вегетативната нервна система. Намаляването на функционалната активност на вегетативната нервна система води до стагнация и развитие на атрофични и възпалителни процеси в органите на слюноотделяне.

Функции на слюнката

функции на слюнката,която е 99% вода и 1% разтворими неорганични и органични съединения.

1. храносмилателни
2. Защитен
3. Минерализиращи

Храносмилателна функция на слюнката, свързана с храната, се осигурява от стимулирания поток на слюнка по време на самото хранене.Стимулираната слюнка се отделя под въздействието на дразнене на вкусовите рецептори, дъвчене и други стимули (например в резултат на гърлен рефлекс). Стимулираната слюнка се различава от нестимулираната слюнка както по скорост на секреция, така и по състав. Скоростта на секреция на стимулираната слюнка варира в широки граници от 0,8 до 7 ml/min. Активността на секрецията зависи от естеството на стимула.

Установено е, че слюноотделянето може да се стимулира механично (например чрез дъвка, дори и без овкусяване). Такова стимулиране обаче не е толкова активно, колкото стимулацията, дължаща се на вкусови стимули. Сред вкусовите стимуланти най-ефективни са киселините (лимонена киселина). Сред ензимите на стимулираната слюнка преобладава амилазата. 10% от протеина и 70% от амилазата се произвеждат от паротидните жлези, останалата част се произвежда главно от подчелюстните жлези.

амилаза- съдържащ калций металоензим от групата на хидролазите, ферментира въглехидратите в устната кухина, спомага за отстраняването на остатъците от храна от повърхността на зъбите.

алкална фосфатазапроизвежда се от малки слюнчени жлези, играе специфична роля при формирането и реминерализацията на зъбите. Амилазата и алкалната фосфатаза се наричат ​​маркерни ензими, които предоставят информация за секрецията на големите и малките слюнчени жлези.

Защитната функция на слюнката

Защитна функция, насочена къмзапазването на целостта на тъканите на устната кухина се осигурява преди всичко от нестимулирана слюнка (в покой). Скоростта на неговата секреция е средно 0,3 ml/min., но скоростта на секреция може да бъде обект на доста значителни дневни и сезонни колебания.

Пикът на нестимулираната секреция настъпва в средата на деня, а през нощта секрецията намалява до стойности под 0,1 ml/min. Защитните механизми на устната кухина се разделят на 2 групи: неспецифични защитни фактори, действащ като цяло срещу микроорганизми (чужди), но не и срещу специфични представители на микрофлората, и специфични(специфична имунна система), засягаща само определени видове микроорганизми.

Слюнката съдържа муцинът е сложен протеин, гликопротеин,съдържа около 60% въглехидрати. Въглехидратният компонент е представен от сиалова киселина и N-ацетилгалактозамин, фукоза и галактоза. Муциновите олигозахариди образуват о-гликозидни връзки със серинови и треонинови остатъци в протеиновите молекули. Муциновите агрегати образуват структури, които здраво задържат вода вътре в молекулярната матрица, поради което разтворите на муцин имат значително вискозитет.Отстраняване на сиалик киселинизначително намалява вискозитета на разтворите на муцин. Орална течност с относителна плътност 1,001 -1,017.

муцини от слюнката

муцини от слюнкатапокрийте и смажете повърхността на лигавицата. Големите им молекули предотвратяват прилепването и колонизацията на бактериите, предпазват тъканите от физическо увреждане и им позволяват да устоят на термични удари. Някаква мъгла в слюнката поради наличието на клетъчниелементи.

лизозим

Специално място принадлежи на лизозима, синтезиран от слюнчените жлези и левкоцитите. лизозим (ацетилмурамидаза)- алкален протеин, който действа като муколитичен ензим. Има бактерициден ефект, дължащ се на лизиране на мурамовата киселина, компонент на бактериалните клетъчни мембрани, стимулира фагоцитната активност на левкоцитите и участва в регенерацията на биологичните тъкани. Хепаринът е естествен инхибитор на лизозима.

лактоферин

лактоферинима бактериостатичен ефект поради конкурентното свързване на железните йони. Сиалопероксидазав комбинация с водороден прекис и тиоцианат инхибира активността на бактериалните ензими и има бактериостатичен ефект. Хистатинима антимикробно действие срещу Candida и Streptococcus. цистатиниинхибира активността на бактериалните протеази в слюнката.

Имунитетът на лигавицата не е просто отражение на общия имунитет, а се дължи на функцията на независима система, която има важен ефект върху формирането на общия имунитет и протичането на заболяването в устната кухина.

Специфичният имунитет е способността на микроорганизма селективно да реагира на антигени, които са влезли в него. Основният фактор за специфична антимикробна защита са имунните γ-глобулини.

Секреторни имуноглобулини в слюнката

В устната кухина най-широко са представени IgA, IgG, IgM, но основният фактор за специфична защита в слюнката е секреторни имуноглобулини (главно клас А). Нарушава бактериалната адхезия, поддържа специфичен имунитет срещу патогенни орални бактерии. Специфичните за вида антитела и антигени, които изграждат слюнката, съответстват на човешката кръвна група. Концентрацията на групови антигени А и В в слюнката е по-висока, отколкото в кръвния серум и други телесни течности. Въпреки това, при 20% от хората, количеството на груповите антигени в слюнката може да е ниско или да липсва напълно.

Имуноглобулините от клас А са представени в тялото от две разновидности: серумни и секреторни. Серумният IgA се различава малко от IgC по своята структура и се състои от две двойки полипептидни вериги, свързани с дисулфидни връзки. Секреторният IgA е устойчив на различни протеолитични ензими. Има предположение, че ензимно-чувствителните пептидни връзки в секреторните IgA молекули са затворени поради добавянето на секреторен компонент. Тази резистентност към протеолиза има важно биологично значение.

IgAсе синтезират в плазмените клетки на lamina propria и в слюнчените жлези, а секреторният компонент в епителните клетки. За да проникнат в тайните, IgA трябва да преодолее плътния епителен слой, покриващ лигавиците; молекулите на имуноглобулин А могат да преминат по този начин както през междуклетъчните пространства, така и през цитоплазмата на епителните клетки. Друг начин за появата на имуноглобулини в тайни е навлизането им от кръвния серум в резултат на екстравазация през възпалена или увредена лигавица. Плоският епител, покриващ устната лигавица, действа като пасивно молекулярно сито, особено благоприятствайки проникването на IgG.

Минерализираща функция на слюнката.минерали от слюнкатамного разнообразен. Най-голямо количество съдържа йони Na ​​+, K +, Ca 2+, Cl -, фосфати, бикарбонати, както и много микроелементи като магнезий, флуор, сулфати и др. Хлоридите са активатори на амилаза, фосфатите участват в образуването на хидроксиапатити, флуориди - хидроксиапатитни стабилизатори. Основната роля в образуването на хидроксиапатити принадлежи на Ca 2+ , Mg 2+ , Sr 2+ .

Слюнката служи като източник на калций и фосфор, навлизащи в зъбния емайл, следователно слюнката обикновено е минерализираща течност. Оптималното съотношение Ca/P в емайла, необходимо за процесите на минерализация, е 2,0. Намаляването на този коефициент под 1,3 допринася за развитието на кариес.

Минерализираща функция на слюнкатасе състои в влияние върху процесите на минерализация и деминерализация на емайла.

Системата емайл-слюнка теоретично може да се разглежда като система: HA кристал ↔ HA разтвор(разтвор на Ca 2+ и HPO 4 2- йони),

° С съотношение скорост на процесаСкоростта на разтваряне и кристализация на емайл НА при постоянна температура и площ на контакт между разтвора и кристала зависи само от продукта на моларните концентрации на калциеви и хидрофосфатни йони.

Скорост на разтваряне и кристализация

Ако скоростите на разтваряне и кристализация са равни, толкова йони преминават в разтвора, колкото се утаяват в кристала. Продуктът на моларните концентрации в това състояние - състояние на равновесие - се нарича продукт на разтворимост (PR).

Ако в разтвор [Ca 2+ ] [HPO 4 2- ] = PR, разтворът се счита за наситен.

Ако е в разтвор [Ca 2+ ] [HPO 4 2- ]< ПР, раствор считается ненасы­щенным, то есть происходит растворение кристаллов.

Ако в разтвор [Ca 2+ ] [HPO 4 2- ] > PR, разтворът се счита за пренаситен, кристалите растат.

Моларните концентрации на калциеви и хидрофосфатни йони в слюнката са такива, че техният продукт е по-голям от изчисления PR, необходим за поддържане на равновесието в системата: HA кристал ↔ HA разтвор (разтвор на йони на Ca 2+ и HPO 4 2-).

Слюнката е пренаситена с тези йони. Такава висока концентрация на калциеви и хидрофосфатни йони допринася за тяхната дифузия в течността на емайла. Поради това последният е и пренаситен разтвор на НА. Това осигурява предимствата на минерализацията на емайла, докато той узрява и реминерализира. Това е същността на минерализиращата функция на слюнката. Минерализиращата функция на слюнката зависи от pH на слюнката. Причината е намаляване на концентрацията на бикарбонатни йони в слюнката поради реакцията:

HPO 4 2- + H + H 2 PO 4 –

Дихидрофосфатните йони H 2 RO 4 - за разлика от хидрофосфата HPO 4 2-, не дават НА при взаимодействие с калциеви йони.

Това води до факта, че слюнката се превръща от свръхнаситен разтвор в наситен или дори ненаситен разтвор по отношение на HA. В този случай скоростта на разтваряне на НА се увеличава, т.е. скорост на деминерализация.

рН на слюнката

Намаляването на pH може да възникне с увеличаване на активността на микрофлората поради производството на киселинни метаболитни продукти. Основният произвеждан кисел продукт е млечната киселина, която се образува при разграждането на глюкозата в бактериалните клетки. Увеличаването на скоростта на деминерализация на емайла става значително, когато pH падне под 6,0. Въпреки това, толкова силно подкиселяване на слюнката в устната кухина рядко се случва поради работата на буферните системи. По-често има локално подкиселяване на околната среда в областта на образуване на мека плака.

Повишаването на pH на слюнката спрямо нормата (алкализиране) води до увеличаване на скоростта на минерализация на емайла. Това обаче също увеличава скоростта на отлагане на зъбен камък.

Статерини в слюнката

Редица слюнчени протеини допринасят за реминерализацията на подповърхностните лезии на емайла. Статерини (пролин-съдържащи протеини) иредица фосфопротеини предотвратяват кристализацията на минерали в слюнката, поддържат слюнката в състояние на пренаситен разтвор.

Техните молекули имат способността да свързват калция. Когато pH в плаката спадне, те освобождават калциеви и фосфатни йони в течната фаза на плаката, като по този начин допринасят за повишена минерализация.

По този начин обикновено в емайла протичат два противоположно насочени процеса: деминерализация поради освобождаването на калциеви и фосфатни йони и минерализация, дължаща се на включване на тези йони в решетката на НА, както и растеж на HA кристали. Определено съотношение на скоростта на деминерализация и минерализация осигурява поддържане на нормалната структура на емайла, неговата хомеостаза.

Хомеостазата се определя главно от състава, скоростта на секреция и физикохимичните свойства на устната течност. Преходът на йони от устната течност в HA емайла е придружен от промяна в скоростта на деминерализация. Най-важният фактор, влияещ върху хомеостазата на емайла, е концентрацията на протони в устната течност. Намаляването на рН на устната течност може да доведе до повишено разтваряне, деминерализация на емайла

Буферни системи за слюнка

Буферни системи за слюнкапредставена от бикарбонатна, фосфатна и протеинова системи. pH на слюнката варира от 6,4 до 7,8, в по-широк диапазон от pH на кръвта и зависи от редица фактори – хигиенното състояние на устната кухина, естеството на храната. Най-мощният дестабилизиращ pH фактор в слюнката е киселиннообразуващата активност на оралната микрофлора, която се засилва особено след прием на въглехидрати. „Киселинна“ реакция на устната течност се наблюдава много рядко, въпреки че локалното намаляване на pH е естествено явление и се дължи на жизнената активност на микрофлората на зъбната плака и кариозните кухини. При ниска скорост на секреция рН на слюнката се измества към киселинната страна, което допринася за развитието на кариес (рН<5). При стиму­ляции слюноотделения происходит сдвиг рН в щелочную сторону.

Микрофлората на устната кухина

Микрофлората на устната кухина е изключително разнообразна и включва бактерии (спирохети, рикетсии, коки и др.), гъби (включително актиномицети), протозои и вируси. В същото време значителна част от микроорганизмите на устната кухина на възрастните са анаеробни видове. Микрофлората се разглежда подробно в курса на микробиологията.

Статия за конкурса "био/мол/текст":Муцините са основните гликопротеини на слузта, която покрива дихателните, храносмилателните и пикочните пътища. Слузният слой предпазва от инфекции, дехидратация, физични и химични увреждания, а също така действа като лубрикант и улеснява преминаването на вещества през тракта. Но нещо друго е интересно: оказва се, че чрез промяна на нивото на производство на муцин в епителните клетки на различни органи - белите дробове, простатата, панкреаса и други - може да се съди за развитието на скрити за момента онкологични процеси. Това е особено вярно, когато има трудности при диагностициране на рак и при определяне на източника на туморни клетки по време на метастази.

Забележка!

Спонсор на номинацията „Най-добра статия за механизмите на стареене и дълголетие“ е Фондация „Наука за удължаване на живота“. Наградата за избор на публиката беше спонсорирана от Хеликон.

Спонсори на конкурса: 3D Bioprinting Solutions Laboratory for Biotechnology Research и Visual Science Studio за научна графика, анимация и моделиране.

Фигура 1. Секретирани и мембранозни форми на муцини в защитната бариера на епитела. но - Секретираните муцини образуват защитен повърхностен гел върху епителните клетки. MUC2 е най-разпространеният муцин в стомашно-чревната лигавица. б - Трансмембранните муцини са изложени на повърхността на епителните клетки, където образуват част от гликокаликса. Региони с тандемни аминокиселинни повторения в N-края са твърдо фиксирани над гликокаликса и когато се откъснат, муциновите субединици се отварят в MUC1 и MUC4, които могат да предават стресов сигнал в клетката. Рисуване от .

В лигавицата муцините изпълняват важна защитна функция. Те помагат на тялото да се пречисти от нежелани вещества, да се дистанцира от патогенни организми и дори да регулира поведението на микробиотата. В червата, например, мукопротеините участват в диалога между бактериите и епителните клетки на лигавицата. Микробиота, чрез епителните клетки, влияе върху производството на муцини (фиг. 2), които от своя страна могат да участват в предаването на възпалителни сигнали. Бактериофагите са прикрепени към муцин гликани, които също допринасят за регулирането на броя на бактериите. Въглехидратните вериги на мукопротеините перфектно свързват водата, образувайки плътен слой и по този начин предпазвайки антимикробните протеини от изхвърляне в чревния лумен. Разбира се, в лигавицата на стомашно-чревния тракт (и не само) мукопротеините не са основният защитен механизъм. В допълнение към муцините, в защитата участват антимикробни пептиди, секретирани антитела, гликокаликс и други структури.

Фигура 2. Влияние на микробиотата върху секрецията на слуз.Бактериите - коменсали на дебелото черво по време на катаболизма на несмилаеми въглехидрати в тънките черва образуват късоверижни мастни киселини ( SCFA, късоверижни мастни киселини), като ацетат, пропионат и бутират, които повишават производството на муцини и защитната функция на епитела. Рисуване от .

При продължителен стрес върху клетката е възможна нейната ракова трансформация. Под действието на стрес клетката може да загуби полярност, в резултат на което нейните апикални трансмембранни молекули, сред които присъстват и муцини, започват да се излагат върху базолатералните повърхности. На тези места муцините са нежелани гости, тъй като тяхното неспецифично свързване с други молекули и рецептори може да доведе до нарушаване на междуклетъчните и базалните контакти. MUC4, например, съдържа EGF-подобен домен, способен да се свърже с рецептора на тирозин киназа на съседна клетка и да доведе до разрушаване на тесни връзки. Лишена от връзка с околната среда, деполяризираната клетка има всички шансове да стане ракова, ако вече не е.

Фигура 3. Структура на мукопротеина MUC1. СВ- цитоплазмен домен, TM- трансмембранен домен. Рисуване от .

При диагностицирането на някои видове злокачествени тумори се изследва профилът на муцините, произвеждани от клетките. Факт е, че експресията на гени на различни видове мукопротеини по време на развитието на организма има специфична пространствено-времева рамка. Въпреки това, нерегулирана експресия на някои от тези гени често се наблюдава при онкологични заболявания. Например, MUC1 (фиг. 3) е маркер за рак на пикочния мехур в определени количества. При патологията концентрацията на MUC1 се увеличава значително, а структурата на мукопротеина също се променя. Чрез влияние върху клетъчния метаболизъм чрез тирозин киназа и други рецептори, MUC1 засилва производството на клетъчни растежни фактори.

Въпреки това, оценката на серумното ниво на MUC1 не е много чувствителна, въпреки че е много специфичен метод за диагностициране на рак на пикочния мехур, неподходящ за скрининг, но подходящ за наблюдение на прогресията. Установено е също, че благоприятният изход от заболяването е свързан с хиперпродукция на рецептора за епидермалния растежен фактор HER3 на фона на повишено съдържание на MUC1. Само с помощта на кумулативен анализ на тези маркери могат да се правят прогнози.

По-нататъшни проучвания, свързани с този муцин, ще бъдат посветени на изследването на влиянието на взаимодействията на MUC1 с различни фактори и рецептори върху хода на заболяването. В допълнение, генният локус, отговорен за синтеза на MUC1 молекулата, вече е идентифициран. Този локус се счита за възможна цел за генна терапия с цел намаляване на риска от развитие на първичен тумор и неговите метастази*.

* - Подробности за генетичната терапия са описани в статията " Генна терапия срещу рак» .

Друго проучване установи, че анормалната експресия на гена, кодиращ MUC4, е маркер за рак на панкреаса. Генът на този муцин е значително експресиран в раковите клетки, но не и в тъканите на нормална или дори възпалена жлеза (при хроничен панкреатит). Учените са използвали PCR с обратна транскрипция като основен диагностичен метод. По същия начин те също така оценяват нивото на синтеза на MUC4 иРНК в моноцитната фракция на периферната кръв на пациентите: в края на краищата това би било най-лесният начин за скрининг в клиники, ако е успешен. Такъв анализ се оказа надежден начин за откриване на аденокарцином на панкреаса в ранните етапи. При здрави хора и при тумори на други органи, генна експресия MUC4не е поправено.

Откритието, че трансмембранните муцини са свързани с клетъчната трансформация и могат да допринесат за развитието на тумора, бележи началото на ново направление в изследването на противоракови агенти - досега в предклиничните проучвания.

Увеличаване на производството на муцини може да се наблюдава при различни заболявания, засягащи лигавиците. Въпреки това, в някои случаи, профилът на генна експресия на различни муцини може да бъде свързан със специфична патология. И сред многобройните структурни трансформации на муцини, характерни за рака, могат да се откроят тези, които ще станат най-специфичните маркери за рутинно откриване на конкретен тумор.

литература

1. Behera S.K., Praharaj A.B., Dehury B., Negi S. (2015). Изследване на ролята и разнообразието на муцините в здравето и болестите със специален поглед върху незаразните заболявания. Glycoconj. Дж. 32 , 575-613;
2. Kufe D.W. (2009). Муцини при рак: функция, прогноза и терапия. Нац. Rev. Рак. 9 , 874-885;
3. Linden S.K., Sutton P., Karlsson N.G., Королик V., McGuckin M.A. (2008 г.). Муцини в мукозната бариера за инфекция. Мукозен имунол. 1 , 183-197;
4. Shan M., Gentile M., Yeiser J.R., Walland A.C., Bornstein V.U., Chen K. et al. (2013). Слузта подобрява чревната хомеостаза и оралната толерантност чрез доставяне на имунорегулаторни сигнали. наука. 342 , 447-453;
5. Kamada N., Seo S.U., Chen G.Y., Núñez G. (2013). Роля на чревната микробиота в имунитета и възпалителните заболявания. Нац. Rev. Имунол. MUC) генна експресия при човешки аденокарцином на панкреаса и хроничен панкреатит: потенциална роля на MUC4като туморен маркер с диагностично значение. Clin. Cancer Res. 7 , 4033-4040;
6. Brayman M., Thathiah A., Carson D.D. (2004). MUC1: Многофункционален компонент на клетъчната повърхност на епитела на репродуктивната тъкан. възпроизвеждане. биол. ендокринол. 2 , 4..

Характеристики на състава, свойства, зависимост от стимулиране на слюноотделянето. Физиологична роля на слюнката.
Смесената слюнка (орална течност) е вискозна (поради наличието на гликопротеини) течност. Колебанията на pH на слюнката зависят от хигиенното състояние на устната кухина, естеството на храната и скоростта на секреция. При ниска скорост на секреция рН на слюнката се измества към киселинната страна, а когато се стимулира слюноотделянето, се измества към алкалната страна.
Слюнката се произвежда от три двойки големи слюнчени жлези и много малки жлези на езика, лигавицата на небцето и бузите. От жлезите през отделителните канали слюнката навлиза в устната кухина. В зависимост от набора и интензитета на секреция на различни гландулоцити в жлезите, те отделят слюнка с различен състав. Паротид-25% и малките жлези на страничните повърхности на езика, съдържащи голям брой серозни клетки, отделят течна слюнка с висока концентрация на натриев и калиев хлорид и висока амилазна активност. Изолира се течен протеинов секрет. Малките слюнчени жлези произвеждат по-гъста и по-вискозна слюнка, съдържаща гликопротеини. Тайната на подчелюстната жлеза - 70% (смесен протеин-мукозен секрет) е богата на органични вещества, включително муцин, съдържа амилаза, но в по-ниска концентрация от слюнката на околоушната жлеза. Слюнката на подезичната жлеза 3-4% (смесен протеин-мукозен секрет) е още по-богата на муцин, има изразена алкална реакция, висока фосфатазна активност. Секретът на слизестите жлези, разположени в корена на езика и небцето, е особено вискозен поради високата концентрация на муцин. Има и малки смесени жлези. Количеството отделяна слюнка е променливо и зависи от състоянието на тялото, вида и миризмата на храната.
Физиологична роля на слюнката.
- намокряне и омекотяване на храната
- смазваща функция
-храносмилателни
- защитна
- минерализация на емайла
- поддържане на оптимално pH
-регулаторни
- екскреторна

2. Ензими на слюнката - алфа амилаза, лизозим, пероксидаза, фосфатаза, пептидил пептидаза и др. Техният произход и значение.
амилаза
-Съдържаща калцийметалоензим.
- Хидролизира вътрешно 1,4-гликозидни връзки в нишестето и подобни полизахариди.
- Има няколко изоензима-амилаза.
- Малтозата е основният краен продуктхраносмилане.
-екскретира се със секрета на околоушната жлеза и лабиалните малки жлези
-не е свързано с възрастта, но варира през деня и зависи от приема на храна
лизозим
- Глобуларен протеин с mol. с тегло 14 kDa.

Секретира се от епителните клетки на каналите на слюнчените жлези и неутрофилните левкоцити.

Действа като антимикробен агент срещу Грам+ и Грам- бактерии, гъбички и някои вируси.

Механизмът на антимикробния ефект е свързан със способността на лизозима да хидролизира гликозидната връзка между N-ацетилглюкозамин и N-ацетилмурамова киселина.
-(NANA-NAMA) в полизахаридите на бактериалната клетъчна стена.

пероксидаза и каталаза
-желязо-порфиринови ензими с антибактериално действие
-окисляване на субстрати, като се използва водороден прекис като окислител
- слюнчената пероксидаза има няколко изоформи
- слюнката има висока пероксидазна активност
Миелопероксидазата се получава от неутрофилни левкоцити
-каталазата е с бактериален произход
катазата разгражда водородния прекис до образуване на кислород и вода
Алкална фосфатаза
-хидролизира естерите на фосфорната киселина
- активира минерализацията на костната тъкан и зъбите
- източникът на ензима са подезичните жлези
кисела фосфатаза
източник са паротидните жлези, левкоцитите и микроорганизмите
- има 4 изоформи на кисела фосфатаза
- активира процесите на деминерализация на зъбните тъкани и резорбция на пародонталната костна тъкан
каброанхидраза
-принадлежи към класа на лиазите
- катализира разцепването на C-O връзката във въглеродната киселина, което води до образуването на CO2 и H2O молекули
- концентрацията му е много ниска по време на сън и се повишава през деня, след събуждане и закуска
-регулира буферния капацитет на слюнката
- ускорява отстраняването на киселините от повърхността на зъба, предпазва зъбния емайл от деминерализация
цистатини
- Семейство от 8 протеинаполучени от общ предшественик.
- Те са фосфопротеинимолекулно тегло 9-13 kDa.
- Съдържа различни групипритежаващи свойствата на мощни инхибитори на бактериалните протеинази.
- 2 видове цистатини се намират в състава на зъбната пеликула.
Нуклеази (РНКази и ДНКази)

Играе важна роля в защитната функция на смесената слюнка
източник са левкоцитите
- в слюнката са открити киселинни и алкални РНКази и ДНКази, които се различават по различни функции
- при някои възпалителни процеси на меките тъкани на устната кухина броят им се увеличава

3. Непротеинови нискомолекулни компоненти на слюнката: глюкоза, карбоксилни киселини, липиди, витамини и др.

4. Неорганични компоненти на слюнката, тяхното разпределение в стимулирана и нестимулирана слюнка, катионен и анионен състав. Калций, фосфор, тиоцианати. рН на слюнката. Буферни системи за слюнка. Причини и значение на ацидотичното изменение на рН.
Неорганичните компоненти, които изграждат слюнката, са представени от аниони Cl, PO4, HCO3, SCN, I, Br, F, SO4, катиони Na, K, Ca, Mg и микроелементи Fe, Cu, Mn, Ni, Li, Zn, Cd, Pb, Li и др. всички минерални макро-микроелементи се намират както под формата на прости йони, така и в състава на съединенията - соли, протеини и хелати.
HCO3 анионите се екскретират чрез активен транспорт от паротидните и субмандибуларните слюнчени жлези и определят буферния капацитет на слюнката. Концентрацията на HCO3 слюнка "покой" е 5 mmol/l, а в стимулираната - 60 mmol/l.
Na и K йони влизат в смесената слюнка със секрета на паротидната и подчелюстната слюнчена жлеза. Слюнката на подчелюстните жлези съдържа 8-14 mmol/l K и 6-12 mmol/l Na. В паротидната слюнка се определя още по-голямо количество К - около 25-49 mmol / l и много по-малко натрий - само 2-8 mmol / l.

Слюнката е пренаситена с фосфорни и калциеви йони. Фосфатът се намира в две форми: под формата на "неорганичен" фосфат и свързан с протеини и други съединения. Съдържанието на общия фосфат в слюнката достига 7,0 mmol / l, от които 70-95% се пада на дела на неорганичния фосфат (2,2-6,5 mmol / l), който се представя под формата на монохидрофосфат - HPO 4 - и дихидроген фосфат - H 2 RO 4 - . Концентрацията на монохидрофосфат варира от под 1 mmol/l в слюнката „почивка“ до 3 mmol/l в стимулираната слюнка. Концентрацията на дихидроген фосфат в "покойната" слюнка достига 7,8 mmol/l, а в стимулираната слюнка става по-малко от 1 mmol/l.

Съдържанието на калций в слюнката е различно и варира от 1,0 до 3,0 mmol/L. Калцият, подобно на фосфатите, е в йонизирана форма и в комбинация с протеини. Има коефициент на корелация Ca 2+ /Ca общо, който е равен на 0,53-0,69.
Тази концентрация на калций и фосфат е необходима за поддържане на постоянството на зъбните тъкани. Този механизъм протича през три основни процеса: регулиране на pH; пречка за разтварянето на зъбния емайл; включване на йони в минерализирани тъкани.

Повишаването на кръвната плазма до нефизиологични стойности на йони на тежки метали е придружено от екскрецията им през слюнчените жлези. Йоните на тежки метали, които влизат в устната кухина със слюнка, взаимодействат с молекулите на сероводород, освободени от микроорганизми и се образуват метални сулфиди. Така се появява "оловна граница" на повърхността на емайла на зъбите.

Когато уреята се унищожи от уреаза на микроорганизми, в смесената слюнка се отделя амонячна молекула (NH3). Тиоцианатите (SCN - , тиоцианати) навлизат в слюнката от кръвната плазма. Тиоцианитите се образуват от циановодородна киселина с участието на ензима роданеза. Слюнката на пушачите съдържа 4-10 пъти повече тиоцианат от непушачите. Броят им може да се увеличи и при възпаление на пародонта. С разпадането на йодтиронините в слюнчените жлези се отделят йодиди. Количеството йодиди и тиоцианати зависи от скоростта на слюноотделяне и намалява с увеличаване на секрецията на слюнка.

Буферни системи за слюнка.
Буферните системи са такива разтвори, които са в състояние да поддържат постоянно рН среда, когато се разреждат или се добавят малко количество киселини и основи. Намаляването на pH се нарича ацидоза, а повишаването се нарича алкалоза.
Смесената слюнка съдържа три буферни системи: хидрокарбонат, фосфатИ протеин.Заедно тези буферни системи образуват първата линия на защита срещу киселинна или алкална атака върху оралните тъкани. Всички буферни системи на устната кухина имат различни граници на капацитет: фосфатът е най-активен при pH 6,8-7,0, хидрокарбонатът при pH 6,1-6,3, а протеинът осигурява буферен капацитет при различни стойности на pH.

Основната буферна система на слюнката е хидрокарбонат , която е конюгирана киселинно-алкална двойка, състояща се от молекула H 2 CO 3 - протонен донор, и хидрокарбонатна HCO 3 - акцептор на протони.

По време на хранене, дъвчене, буферният капацитет на въглеводородната система се осигурява на базата на равновесие: CO 2 + H 2 O \u003d HCO 3 + H +. Дъвченето е придружено от увеличаване на слюноотделянето, което води до увеличаване на

измерване на концентрацията на бикарбонат в слюнката. Когато се добави киселина, фазата на прехода на CO 2 от разтворен газ към свободен (летлив) газ се увеличава значително и повишава ефективността на неутрализиращите реакции. Поради факта, че крайните продукти от реакциите не се натрупват, настъпва пълно отстраняване на киселините. Това явление се нарича "буферна фаза".

При продължително стоене на слюнката настъпва загуба на CO 2. Тази характеристика на въглеводородната система се нарича буферен етап и продължава, докато не се изразходват повече от 50% от въглеводорода.

След излагане на киселини и основи, H 2 CO 3 бързо се разлага до CO 2 и H 2 O. Дисоциацията на молекулите на въглеродната киселина протича на два етапа:

H 2 CO 3 + H 2 O HCO 3 - + H 3 O + HCO 3 - + H 2 O CO 3 2- + H 3 O +

Фосфатна буферна система слюнката е конюгирана киселинно-алкална двойка, състояща се от дихидрогенфосфатен йон H 2 PO 2- (протонен донор) и монохидрофосфатен йон - HPO 4 3- (акцептор на протони). Фосфатната система е по-малко ефективна от въглеводородната и няма ефекта на "буферната фаза". Концентрацията на HPO 4 3- в слюнката не се определя от скоростта на слюноотделяне, така че капацитетът на фосфатната буферна система не зависи от приема на храна или дъвчене.

Реакциите на компонентите на фосфатната буферна система с киселини и основи протичат по следния начин:

При добавяне на киселина: HPO 4 3- + H 3 O + H 2 PO 2- + H 2 O

При добавяне на база: H2PO2- + OH - HPO43- + H2O

Протеинова буферна система има афинитет към биологичните процеси, протичащи в устната кухина. Представлява се от анионни и катионни протеини, които са силно разтворими във вода. Тази буферна система включва повече от 944 различни протеина, но не е напълно известно кои протеини участват в регулирането на киселинно-алкалния баланс. Карбоксилните групи на аспартатните, глутаматните радикали, както и цистеиновите, сериновите и тирозиновите радикали са донори на протони

В това отношение, протеиновата буферна система е ефективна както при рН 8,1, така и при рН 5,1.

pH на слюнката в „покой“ се различава от pH на стимулираната слюнка. Така нестимулираната секреция от паротидните и субмандибуларните слюнчени жлези има умерено кисело рН (5,8), което се повишава до 7,4 с последваща стимулация. Това изместване съвпада с увеличаване на количеството HCO 3 в слюнката – до 60 mmol/l.

Благодарение на буферните системи при практически здрави хора нивото на рН на смесената слюнка се възстановява след хранене до първоначалната стойност в рамките на няколко минути. При неизправност на буферните системи рН на смесената слюнка намалява, което е придружено от увеличаване на скоростта на деминерализация на емайла и инициира развитието на кариозен процес.

pH на слюнката до голяма степен се влияе от естеството на храната: при прием на портокалов сок, кафе със захар, ягодово кисело мляко, pH пада до 3,8-5,5, докато пиенето на бира, кафе без захар практически не предизвиква промени в pH на слюнката. .
Причини:
Обикновено продуктите от окисляването на органичните киселини бързо се отстраняват от тялото. При фебрилни заболявания, чревни разстройства, бременност, гладуване и др., те се задържат в тялото, което в леки случаи се проявява с поява в урината ацетооцетна киселинаи ацетон (т.нар. ацетонурия), а при тежки (например с диабет) може да доведе до кома.
5. Протеини от слюнката. Основни характеристики. Муцин, имуноглобулини, други гликопротеини. Специфични протеини на слюнката. Ролята на протеините във функциите на слюнката.
Редица слюнчени протеини се синтезират от слюнчените жлези. Представени са от муцин, протеини, богати на пролин, имуноглобулини, паротин, лизозим, хистатини, цистатини, лактоферин и др. Протеините са с различно молекулно тегло, най-голямо са муцините и секреторния имуноглобулин А. Тези протеини на слюнката образуват пеликула върху устната лигавица , който осигурява смазване, предпазва лигавицата от въздействието на факторите на околната среда и протеолитичните ензими, секретирани от бактериите и унищожените полиморфонуклеарни левкоцити, както и предотвратява изсушаването й.
Муцини

Глобуларни протеини
Муцините са силно хидрофилни (устойчиви на дехидратация).
- Притежават уникални реологични свойства (висок вискозитет, еластичност, адхезивност с ниска разтворимост).
- Има 2 основни вида муцини (MG1 и MG2).
- Подредени в същата посока като потока на течността, муциновите молекули служат като биологичен лубрикант, намалявайки силата на триене на движещите се елементи на устната кухина.
- Може да се прикрепи към полизахаридите на бактериалната мембрана, създавайки муцинова мембрана около бактериалните клетки и по този начин да спре тяхното агресивно действие.
Муцините са основните структурни компоненти на зъбната пеликула.

Имуноглобулини (Ig)

- Антитела са плазмени имуноглобулини (γ-глобулини).

Образува се в клетките на имунната система (лимфоцити).

Всички основни видове ( IgA, IgM, IgG, IgD, IgE)открит в устната течност.

Неутрализира антигените на бактерии и вируси.

Основните структурни звена са 2 тежки и

2 леки вериги, свързани с междуверижни дисулфидни връзки.

И двата типа вериги съдържат променливи краища, участващи в разпознаването и свързването на антигена.

Хистатини

Семейство от 12 богати на хистидин пептиди.

Секретира се от паротидните и субмандибуларните жлези.

Остатъците от отрицателно заредени аминокиселини се намират близо до С-края.

Те участват в образуването на зъбната пеликула.

Инхибира растежа на кристали хидроксиапатит.

Мощни инхибитори на бактериалните протеинази.
лактоферин

Гликопротеин, открит в много телесни течности.

Най-високата концентрация на лактоферин се среща в слюнката и коластрата.

Лактоферинът изпълнява защитна функция, т.к. свързва Fe 3+ йони, необходими за растежа и размножаването на бактериите.

Лактоферинът е в състояние да промени редокс потенциала на бактериите, което също води до бактериостатичен ефект.

Богати на пролин протеини (PRPs)

Подобно на статерина, също и асиметрични молекули

Инхибира растежа на кристалите на калциевия фосфат

Инхибирането се дължи на 30 отрицателно заредени аминокиселинни остатъка близо до N-края.

PRP подпомагат бактериалната адхезия към повърхността на емайла:

С-крайът е отговорен за силно специфично взаимодействие с бактериите в устната течност,

Пролин-глутамил дипептидният фрагмент, разположен в С-края, изпълнява тази функция.
α - и β-дефензини

Пептиди, богати на цистеин с преобладаващо β-листова структура.

Произвежда се от левкоцити.

Действат като антимикробни агенти срещу Грам+ и Грам-бактерии, гъбички и някои вируси.

Те могат да образуват канали в микробните клетки и да инхибират протеиновия синтез в тях.
Кателицидини

Пептиди с преобладаващо α-спирална структура.

Намира се в слюнката, лигавиците и кожата.

Те могат да образуват йонни канали в бактериалните клетки и да инхибират протеиновия синтез.
6. Гингивална течност. Характеристики на химичния му състав.
- Произвежда се в гингивалния жлеб.

Състав, подобен на интерстициална течност

Интактната дъвка произвежда JJ със скорост от 0,5-2,4 ml/ден

Нормалната дълбочина на гингивалния жлеб е 3 mm или по-малко.

При пародонтит дълбочината на този жлеб става повече от 3 мм. В този случай се нарича джоб за дъвка.

Състав J:
1. Клетки

десквамирани епителни клетки,

неутрофили,

Лимфоцити и моноцити (малък брой),

бактерии

2. Неорганични йони

Същото като в кръвната плазма

Флуор (J - източник F - за минерализация)

3.Органични компоненти

Протеини (концентрация 61-68 g/l)

Протеини - същите като в плазмата - серумен албумин, глобулини, комплемент, протеазни инхибитори (лактоферин), имуноглобулини A, M, G,

Вещества с ниско молекулно тегло - лактат, урея, хидроксипролин,

Ензими (клетъчни и извънклетъчни)
J функции:

пречистване -Движението на тази течност отмива потенциално опасните клетки и бактерии.

Антибактериален- имуноглобулини, лактоферин.

Реминерализиращи- Ca 2+, PO 3 H 2 - и F - йони,

Калцият и фосфорът участват в образуването на пеликула, но могат да доведат до образуването на зъбен камък,

Антиоксидант- J съдържа същите антиоксиданти като общата устна течност.

Муцини (от лат. mucus - слуз)

секрети (секрети) на епителни клетки на лигавиците на дихателните, храносмилателните, пикочните пътища, както и на подчелюстните и сублингвалните слюнчени жлези. Според химическата природа на М. - смес от въглехидратно-протеинови съединения - гликопротеини (Вижте Гликопротеини). Осигурява на лигавиците влага, еластичност; M. слюнката допринася за овлажняването и залепването на хранителния болус и преминаването му през хранопровода. Обгръщайки лигавицата на стомаха и червата, М. я предпазва от въздействието на протеолитичните ензими на стомашния и чревния сок. Те изпълняват защитна функция в организма, например потискат адхезията (хемаглутинация (виж Хемаглутинация)) на червените кръвни клетки, причинени от грипния вирус.

Голяма съветска енциклопедия. - М.: Съветска енциклопедия. 1969-1978 .

Вижте какво представляват "Mucins" в други речници:

- (от латински mucus mucus), мукопротеините са семейство гликопротеини с високо молекулно тегло, съдържащи киселинни полизахариди. Те имат гелообразна консистенция и се произвеждат от епителните клетки на почти всички животни, включително и хората. Муцините са основните ... ... Уикипедия

- (от латински mucus mucus) гликопротеини, които са част от вискозните секрети на лигавиците на животните, както и слюнката, стомашните и чревните сокове. Осигурява влага и еластичност на лигавиците... Голям енциклопедичен речник

Сложни протеини (гликопротеини), които са част от секретите на лигавиците. Съдържа гл. обр. киселинни полизахариди, свързани с протеини чрез йонни връзки. Фукомуцините (с високо съдържание на фукоза) се намират в повечето секрети на лигавиците на жлезите ... ... Биологичен енциклопедичен речник

муцини- ов, мн.ч. (единица mucin, a, m.). mucine lat. слуз слуз. Полутечни, прозрачни, вискозни вещества, които са част от секретите на лигавиците, слюнката, стомашните и чревни сокове. ALS 3. Лекс. Майкелсън 1866: муцин; TSB 2: муцини / ny ... Исторически речник на галицизмите на руския език

- (от латински mucus mucus), гликопротеини, които са част от вискозните секрети на лигавиците на животните, както и слюнката, стомашните и чревните сокове. Осигурява овлажняване и еластичност на лигавиците. * * * МУЦИНИ МУЦИНИ (от лат. слуз… … енциклопедичен речник

Мн. Полутечни, прозрачни, вискозни вещества, които са част от секретите на лигавиците, слюнката, стомашните и чревни сокове. Тълковен речник на Ефремова. Т. Ф. Ефремова. 2000... Съвременен тълковен речник на руския език Ефремова

- (от лат. mucus mucus), гликопротеини, които са част от вискозните секрети на лигавиците на стомаха, както и слюнката, стомашните и чревните сокове. Осигурява влага и еластичност на лигавиците... Естествени науки. енциклопедичен речник

Състоянието на твърдите и меките тъкани на устната кухина се определя от количеството и свойствата на слюнката, която се отделя от слюнчените жлези, разположени в предната част на храносмилателния тракт на човека.

Множество малки слюнчени жлези са разположени в лигавицата на езика, устните, бузите, твърдото и мекото небце. Извън устната кухина има 3 двойки големи жлези – околоушна, сублингвална и подчелюстна и комуникират с нея чрез канали.

6.1. СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ НА СЛЮНЧЕНИТЕ ЖЛЕЗИ

Големите слюнчени жлези са алвеоларно-тръбни и се състоят от секреторни участъци и система от пътища, които доставят слюнката в устната кухина.

В паренхима на слюнчените жлези се разграничават терминален участък и система от отделителни канали. Крайните участъци са представени от секреторни и миоепителни клетки, които комуникират чрез десмозоми със секреторни клетки и допринасят за отстраняването на секрети от крайните участъци. Крайните участъци преминават в интеркаларните канали, а те от своя страна в набраздените канали. Клетките на последните се характеризират с наличието на удължени митохондрии, разположени перпендикулярно на базалната мембрана. В апикалните части на тези клетки има секреторни гранули. Еднопосочният транспорт на слюнката се осигурява от резервоарни и клапни структури, както и мускулни елементи.

В зависимост от състава на секретираната слюнка се разграничават белтъчни, мукозни и смесени секреторни участъци. Паротидните слюнчени жлези и някои жлези на езика отделят течен протеинов секрет. Малките слюнчени жлези произвеждат по-гъста и по-вискозна слюнка, съдържаща гликопротеини. Подчелюстната и сублингвалната, както и слюнчените жлези на устните, бузите и върха на езика отделят смесен белтъчно-мукозен секрет. По-голямата част от слюнката се образува от субмандибуларните слюнчени жлези (70%), паротидните

(25%), подезични (4%) и малки (1%). Такава слюнка се нарича собствена слюнка или течаща слюнка.

Функции на слюнчените жлези

секреторна функция . В резултат на секреторната дейност на големите и малките слюнчени жлези се овлажнява устната лигавица, което е необходимо условие за осъществяване на двустранен транспорт на химикали между устната лигавица и слюнката.

Екскреторна (ендокринна) функция . Със слюнката се отделят различни хормони – глюкагон, инсулин, стероиди, тироксин, тиротропин и др. Инжектират се урея, креатинин, производни на лекарства и други метаболити. Слюнчените жлези имат селективен транспорт на вещества от кръвната плазма в секрета.

Регулаторна (интегративна) функция . Слюнчените жлези имат ендокринна функция, която се осигурява от синтеза на паротин и растежни фактори в него - епидермален, инсулиноподобен, нервен растеж, ендотелен растеж, растеж на фибробласти, които имат както паракринни, така и автокринни ефекти. Всички тези вещества се екскретират както в кръвта, така и със слюнката. Със слюнка в малки количества те се отделят в устната кухина, където допринасят за бързото заздравяване на увреждането на лигавицата. Паротинът има ефект и върху епитела на слюнчените жлези, като стимулира протеиновия синтез в тези клетки.

6.2. МЕХАНИЗЪМ НА ОТДЕЛЕНИЕ НА СЛЮНКА

Секреция- вътреклетъчният процес на навлизане на вещества в секреторната клетка, образуването на секрет с определена функционална цел от тях и последващото освобождаване на тайната от клетката. Периодичните промени в секреторната клетка, свързани с образуването, натрупването, секрецията и възстановяването чрез по-нататъшна секреция, се наричат ​​секреторен цикъл. Разграничават се от 3 до 5 фази на секреторния цикъл, като всяка от тях се характеризира със специфично състояние на клетката и нейните органели.

Цикълът започва с навлизането на вода, неорганични и нискомолекулни органични съединения (аминокиселини, монозахариди и др.) в клетката от кръвната плазма чрез пиноцитоза, дифузия и активен транспорт. Веществата, които влизат в клетката, се използват за синтез

секреторен продукт, както и за вътреклетъчни енергийни и пластмасови цели. Във втората фаза се образува първичният секреторен продукт. Тази фаза се различава значително в зависимост от вида на образувания секрет. В крайната фаза секреторният продукт се освобождава от клетката. Според механизма на слюноотделяне от секреторните отдели всички слюнчени жлези са екзокринно-мерокринни. В този случай секретът се освобождава от клетката без разрушаване на жлезистите клетки в разтворен вид през апикалната му мембрана в лумена на ацинуса и след това навлиза в устната кухина (фиг. 6.1).

Активният транспорт, синтезът и секрецията на протеини изискват енергиен разход на АТФ молекули. Молекулите на АТФ се образуват по време на разграждането на глюкозата в реакциите на субстратно и окислително фосфорилиране.

Образуване на първична слюнчена секреция

Секрецията на слюнчените жлези съдържа вода, йони и протеини. Специфичността и изолирането на секреционни продукти с различен състав направи възможно идентифицирането на секреторни клетки с три типа вътреклетъчни транспортери: протеинови, лигавични и минерални.

Образуването на първичната тайна е свързано с редица фактори: приток на кръв през кръвоносните съдове, заобикалящи секреторните участъци; слюнчените жлези, дори в покой, имат висок

Първична секреция на йони от кръвната плазма (изотонична слюнка)

Ориз. 6.1.Транспортни системи в слюнчените жлези, участващи в образуването на слюнчен секрет.

обемен кръвен поток. Със секрецията на жлезите и произтичащата от това вазодилатация притока на кръв се увеличава 10-12 пъти. Кръвоносните капиляри на слюнчените жлези се характеризират с висока пропускливост, която е 10 пъти по-висока, отколкото в капилярите на скелетните мускули. Вероятно такава висока пропускливост се дължи на наличието на активен каликреин в клетките на слюнчените жлези, който разгражда кининогените. Получените кинини (калидин и брадикинин) променят съдовата пропускливост; поток на вода и йони през перицелуларното пространство, отваряне

канали върху базолатералните и апикалните мембрани; свиване на миоепителни клетки, разположени наоколо

секреторни секции и отделителни канали. В секреторните клетки повишаването на концентрацията на Ca 2+ йони е придружено от отваряне на калциево-зависими йонни канали. Синхронната секреция в ацинарните клетки и свиването на миоепителни клетки води до освобождаване на първична слюнка в отделителните канали. Секреция на електролити и вода в секреторните клетки.Електролитният състав на слюнката и нейният обем се определят от активността на ацинарните клетки и каналните клетки. Транспортирането на електролити в ацинарните клетки се състои от два етапа: прехвърляне на йони и вода през базолатералната мембрана в клетката и излизането им през апикалната мембрана в лумена на каналите. В клетките на отделителните канали се извършва не само секреция, но и реабсорбция на вода и електролити. Транспортът на вода и йони се осъществява и в перицелуларното пространство по механизма на активен и пасивен транспорт.

Йоните Ca 2+, Cl - , K + , Na + , PO 4 3-, както и глюкоза и аминокиселини навлизат в клетката през базолатералната мембрана. В бъдеще последните се използват за синтеза на секреторни протеини. Молекулата на глюкозата претърпява аеробно разпадане до крайните продукти CO 2 и H 2 O с образуването на АТФ молекули. Повечето от молекулите на АТФ се използват за функционирането на транспортните системи. С участието на карбоанхидраза молекулите на CO 2 и H 2 O образуват въглеродна киселина, която се дисоциира на H + и HCO 3 -. Ортофосфатът, който влиза в клетката, се използва за образуване на АТФ молекули, а излишъкът се освобождава през апикалната мембрана с помощта на протеин-носител.

Повишаването на концентрацията на Cl-, Na+ йони вътре в клетката предизвиква приток на вода в клетката, която навлиза чрез протеини – аквапорини. Аквапорините осигуряват бърз транспорт на течности през мембраните на епителните и ендотелните клетки. Идентифициран при бозайници

11 члена от семейството на аквапорините с клетъчно и субклетъчно разпределение. Някои аквапорини са протеини на мембранния канал и присъстват като тетрамери. В някои случаи аквапорините се намират във вътреклетъчни везикули и се прехвърлят към мембраната в резултат на стимулация с вазопресин, мускарин (аквапорин-5). Аквапорини -0, -1, -2, -4, -5, -8, -10 селективно пропускат вода; аквапорини -3, -7, -9 не само вода, но и глицерол и урея, а аквапорин-6 - нитрати.

В слюнчените жлези аквапорин-1 е локализиран в капилярните ендотелни клетки, докато аквапорин-3 присъства в базолатералната мембрана на ацинарните клетки. Притокът на вода в ацинарната клетка води до интегрирането на протеина аквапорин-5 в апикалната плазмена мембрана, което осигурява изхода на вода от клетката в слюнчения канал. Едновременно с това йоните на Са 2+ активират йонните канали в апикалната мембрана и по този начин изтичането на вода от клетката се придружава от освобождаване на йони в отделителните канали. Част от водата и йоните влизат в състава на първичната слюнка през перицелуларното пространство. Получената първична слюнка е изотонична спрямо кръвната плазма и е близка до нея по състав на електролитите (фиг. 6.2).

Ориз. 6.2.Клетъчни механизми на йонен транспорт в ацинарни клетки.

Биосинтеза на протеинова секреция . В ацинарните клетки и клетките на отделителните канали на слюнчените жлези се извършва биосинтеза на протеинова секреция. Аминокиселините влизат в клетката чрез натрий-зависими мембранни транспортери. Синтезът на секреторни протеини се извършва върху рибозомите.

Рибозомите, свързани с ендоплазмения ретикулум, синтезират протеини, които след това се гликозилират. Прехвърлянето на олигозахариди към растящата полипептидна верига се извършва от вътрешната страна на мембраната на ендоплазмения ретикулум. Липиден носител е долихол фосфат, липид, съдържащ около 20 изопренови остатъка. Олигозахариден блок, състоящ се от 2 N-ацетилглюкозаминни остатъка, 9 манозни остатъка и 3 глюкозни остатъка, е прикрепен към долихол фосфати. Образуването му протича чрез последователно добавяне на въглехидрати от UDP- и GDP-производни. В трансфера участват специфични гликозилтрансферази. След това въглехидратният компонент се прехвърля напълно към определен аспарагинов остатък от растящата полипептидна верига. В повечето случаи 2 от 3 глюкозни остатъка от прикрепения олигозахарид се отстраняват бързо, докато гликопротеинът все още е свързан с ендоплазмения ретикулум. При прехвърляне на олигозахарида към протеина се освобождава долихол дифосфат, който под действието на фосфатазата се превръща в долихол фосфат. Синтезираният изходен продукт се натрупва в пукнатините и лакуните на ендоплазмения ретикулум, откъдето се придвижва към комплекса на Голджи, където завършва узряването на секрета и пакетирането на гликопротеините във везикули (фиг. 6.3).

Фибриларните протеини и протеинът синексин участват в движението и отстраняването на секрета от клетката. Получената секреторна гранула влиза в контакт с плазмената мембрана и се образува плътен контакт. Освен това върху плазмолемата се появяват междумембранни глобули и се образуват "хибридни" мембрани. В мембраната се образуват дупки, през които съдържанието на секреторните гранули преминава в извънклетъчното пространство на ацинуса. След това материалът от мембраната на секреторните гранули се използва за конструиране на мембрани на клетъчните органели.

В апарата на Голджи на субмандибуларните и сублингвалните мукоцити на слюнчените жлези се синтезират гликопротеини, съдържащи голямо количество сиалови киселини, аминозахари, които са в състояние да свързват водата с образуването на слуз. Тези клетки се характеризират с по-слабо изразен плазмен ретикулум и изразен апарат.

Ориз. 6.3.Биосинтез на гликопротеини на слюнчените жлези [според Voet D., Voet J.G., 2004 г., с поправките].

1 - образуване на олигозахаридно ядро ​​в молекулата на долихол фосфат с участието на гликозилтрансферази; 2 - движение на долихол фосфат, съдържащ олигозахарид, във вътрешната кухина на ендоплазмения ретикулум; 3 - прехвърляне на олигозахаридното ядро ​​към аспарагиновия остатък на растящата полипептидна верига; 4 - освобождаване на долихол дифосфат; 5 - рециклиране на долихол фосфат.

Голджи. Синтезираните гликопротеини се образуват в секреторни гранули, които се освобождават в лумена на отделителните канали.

Образуване на слюнка в отделителните канали

Дукталните клетки синтезират и съдържат биологично активни вещества, които се екскретират в апикална и базолатерална посока. Клетките на каналите не само образуват стените на отделителните канали, но също така регулират водния и минералния състав на слюнката.

От лумена на отделителните канали, където преминава изотоничната слюнка, Na + и Cl - йони се реабсорбират в клетката. В клетките на набраздените канали, където има голям брой митохондрии,

Ориз. 6.4.Образуване на слюнка в набраздените клетки на отделителните канали на слюнчените жлези.

образуват се много молекули CO 2 и H 2 O. С участието на карбоанхидразата въглеродната киселина се дисоциира на H + и HCO 3 -. Тогава H + йони се отделят в замяна на Na + йони, а HCO 3 - - за Cl - . Върху базолатералната мембрана са локализирани транспортни протеини Na ​​+ / K + ATP-ase и Cl - - канал, през който Na + и Cl - йони навлизат от клетката в кръвта (фиг. 6.4).

Процесът на реабсорбция се регулира от алдостерон. Потокът на вода в отделителните канали се осигурява от аквапорини. В резултат на това се образува хипотонична слюнка, която съдържа голямо количество HCO 3 - , K + йони и малко Na + и Cl - .

В хода на секрецията от клетките на отделителните канали освен йони се отделят различни протеини, които също се синтезират в тези клетки. Получените секрети от малки и големи слюнчени жлези се смесват с клетъчни елементи (левкоцити, микроорганизми, десквамиран епител), остатъци от храна, метаболити на микроорганизми, което води до образуването на смесена слюнка, която се нарича още устна течност.

6.3. РЕГУЛИРАНЕ НА СЛЮЖЕНИЕТО

Центърът на слюноотделяне е локализиран в продълговатия мозък и се контролира от супрабулбарните области на мозъка, вкл.

ядрата на хипоталамуса и кората на главния мозък. Центърът на слюноотделяне се инхибира или стимулира според принципа на безусловните и условните рефлекси.

Безусловни стимулатори на слюноотделянето по време на приема на храна са дразнения на 5 вида рецептори в устната кухина: вкусови, температурни, тактилни, болкови, обонятелни.

Вариацията в състава и количеството на слюнката се постига чрез промяна на възбудимостта, броя и вида на възбудените неврони от центъра за слюноотделяне и съответно броя и вида на инициираните клетки на слюнчените жлези. Обемът на слюнката се определя главно от възбуждането на М-холинергичните неврони, които засилват синтеза и секрецията на секреция от ацинарните клетки, тяхното кръвоснабдяване и отделянето на секрет в каналната система чрез контракции на миоепителни клетки.

Миоепителни клетки са прикрепени към базалната мембрана с помощта на хемидесмозоми и съдържат в цитоплазмата протеини-цитокератини, гладкомускулни актини, миозини и a-актинини. Процесите се простират от тялото на клетката, покривайки епителните клетки на жлезите. Чрез свиването миоепителни клетки допринасят за промотирането на секрета от крайните участъци по отделителните канали на жлезите.

Ацетилхолинът в миоепителни и ацинарни клетки се свързва с рецептора и активира фосфолипаза С чрез G-протеина. Фосфолипаза С хидролизира фосфатидилинозитол - 4,5-бифосфат, а полученият инозитол трифосфат 2+ повишава концентрацията на Са2+ в клетките Ca 2+ йони, идващи от депото, се свързват с калмодулин протеин. В миоепителни клетки активираната с калций киназа фосфорилира леките вериги на гладката мускулатура на миозина, които взаимодействат с актина, за да ги накарат да се свиват (Фигура 6.5). Характеристика на гладката мускулна тъкан е доста ниската активност на миозинова АТФаза, така че бавното образуване и разрушаване на актин-миозинови мостове изисква по-малко АТФ. В тази връзка контракцията се причинява бавно и се поддържа дълго време.

Слюноотделянето също се регулира от симпатиковата инервация, хормони и невропептиди. Освободените невротрансмитери, епинефрин и норепинефрин, се свързват със специфични адренорецептори на базолатералната мембрана на ацинарната клетка. Полученият комплекс предава сигнали чрез G-протеини. Активираната аденилатциклаза катализира трансформацията на молекулата

Ориз. 6.5.Ролята на ацетилхолина в образуването и отделянето на секрети в секреторните участъци на слюнчените жлези.

АТФ към втория месинджър 3",5" cAMP, което е придружено от активиране на протеин киназа А, последвано от протеинов синтез и тяхната екзоцитоза от клетката. След свързването на адреналина с a-адренергичните рецептори се образува молекула 1,4,5-инозитол трифосфат, която се придружава от мобилизиране на Са 2+ и отваряне на калциево-зависими канали с последващо

последваща секреция на течности. По време на секрецията клетките губят Ca 2+ йони, което е придружено от промяна в пропускливостта на мембраната в жлезистите клетки.

В допълнение към невротрансмитерите (адреналин, норепинефрин и ацетилхолин), невропептидите играят важна роля в регулирането на съдовия тонус на слюнчените жлези: вещество Р, което е медиатор на повишена пропускливост за протеините на кръвната плазма, и вазоактивни чревни (чревни) полипептид (VIP), който участва в нехолинергичната вазодилатация.

Активните пептиди калидин и брадикинин също влияят на кръвния поток и повишават съдовата пропускливост. Серинова трипсин-подобна протеиназа участва в образуването на кинини - каликреин,произвеждани от клетките на набраздените канали. Каликреинът причинява ограничена протеолиза на глобуларни протеини на кининогени с образуването на биологично активни пептиди - кинини. Брадикининът се свързва с В1 и В2 рецепторите, което води до мобилизиране на вътреклетъчния калций с последващо активиране на протеин киназа С, което задейства каскада от предаване на сигнал вътре в клетката чрез азотен оксид, cGMP и простагландини. Образуването на тези втори пратеници в ендотелните и гладкомускулните клетки осигурява вазодилатация на слюнчените жлези и лигавиците. Това води до хиперемия, повишена съдова пропускливост, понижаване на кръвното налягане. Синтезът на каликреин се увеличава под влиянието на андрогени, тироксин, простагландин, холиномиметици и (3-агонисти.

Аспартил протеиназата също участва в регулирането на съдовия тонус - ренин.Ренинът се концентрира в гранулираните извити канали на подмандибуларните жлези, където се локализира в секреторни гранули заедно с епителния растежен фактор. Повече ренин се синтезира в слюнчените жлези, отколкото в бъбреците. Ензимът съдържа две полипептидни вериги, свързани с дисулфидна връзка. Той се секретира като препроренин и се активира чрез ограничена протеолиза.

Под действието на ренин ангиотензиногенът се разцепва и пептидът ангиотензин I се освобождава.

отензин I с ангиотензин-конвертиращ ензим с разцепване на два аминокиселинни остатъка, води до образуването на ангиотензин II, който причинява стесняване на периферните артерии, регулира водно-солевия метаболизъм и може да повлияе на секреторната функция на слюнчените жлези (фиг. 6.6 ).

Ориз. 6.6.Схема на връзката между системите ренин-ангиотензин и каликреин-кинин на повърхността на съдовия ендотел в слюнчените жлези.

В същото време ангиотензин-конвертиращият ензим и аминопептидазите действат като кининази, които разцепват активните кинини.

6.4. СМЕСЕНА СЛЮНКА

Смесената слюнка (орална течност) е вискозна (поради наличието на гликопротеини) течност с относителна плътност 1001-1017. Колебанията в рН на слюнката зависят от хигиенното състояние на устната кухина, естеството на храната и скоростта на секреция. При ниска скорост на секреция рН на слюнката се измества към киселинната страна, а когато се стимулира слюноотделянето, се измества към алкалната страна.

Функции на смесената слюнка

Храносмилателна функция . Чрез намокряне и омекотяване на твърда храна, слюнката осигурява образуването на хранителен болус и улеснява

поглъщане на храна. След импрегниране със слюнка, хранителните компоненти в устната кухина претърпяват частична хидролиза. Въглехидратите се разграждат от а-амилаза до декстрини и малтоза, а триацилглицеролите до глицерол и мастни киселини чрез липаза, секретирана от слюнчените жлези, разположени в корена на езика. Разтварянето на химикалите, които съставляват храната в слюнката, допринася за възприемането на вкуса от вкусовия анализатор.

комуникативна функция. Слюнката е необходима за формирането на правилна реч и комуникация. При постоянен приток на въздух по време на разговор, хранене, в устната кухина се задържа влага (муцин и други слюнчени гликопротеини).

Защитна функция . Слюнката почиства зъбите и устната лигавица от бактерии и техните метаболитни продукти, остатъци от храна. Защитната функция се осъществява от различни протеини - имуноглобулини, хистатини, α- и (3-дефензини, кателидин, лизозим, лактоферин, муцин, инхибитори на протеолитични ензими, растежни фактори и други гликопротеини.

Минерализираща функция . Слюнката е основният източник на калций и фосфор за зъбния емайл. Те влизат през придобитата пеликула, която се образува от протеини на слюнката (статцерин, протеини, богати на пролин и др.) и регулира както влизането на минералните йони в зъбния емайл, така и излизането им от него.

Състав на смесена слюнка

Смесената слюнка се състои от 98,5-99,5% вода и сух остатък (Таблица 6.1). Сухият остатък е представен от неорганични вещества и органични съединения. Всеки ден човек отделя около 1000-1200 мл слюнка. Активността на секрецията и химичният състав на слюнката са подложени на значителни колебания.

Химичният състав на слюнката е подложен на дневни колебания (циркадни ритми). Скоростта на слюноотделяне варира в широки граници (0,03-2,4 ml / min) и зависи от голям брой фактори. По време на сън скоростта на секреция намалява до 0,05 ml / min, нараства няколко пъти сутрин и достига горната граница на 12-14 часа, до 18 часа намалява. Хората с ниска секреторна активност са много по-склонни да развият кариес, така че намаляването на количеството слюнка през нощта допринася за проявата на действието на кариесогенни фактори. Съставът и секрецията на слюнката също зависят от възрастта и пола. При възрастните хора, например, значително се увеличава

Таблица 6.1

Химичен състав на смесената слюнка

Xia количество калций, което е важно за образуването на зъбен и слюнчен камък. Промените в състава на слюнката могат да бъдат свързани с употребата на лекарства, интоксикация и заболявания. Така че при дехидратация, диабет, уремия се наблюдава рязко намаляване на слюноотделянето.

Свойствата на смесената слюнка варират в зависимост от естеството на причинителя на секрецията (например вида на приетата храна), скоростта на отделяне. Така че, когато ядете бисквитки, сладки в смесена слюнка, нивото на глюкоза и лактат временно се повишава. При стимулиране на слюноотделянето количеството на отделената слюнка се увеличава, концентрацията на Na + и HCO 3 - йони в нея се повишава.

Неорганични компоненти , които са част от слюнката, са представени от аниони Cl -, PO 4 3-, HCO 3 -, SCN -, I -, Br -, F -, SO 4 2-, катиони Na ​​+, K +, Ca 2+ , Mg 2 + и микроелементи: Fe, Cu, Mn, Ni, Li, Zn, Cd, Pb, Li и др. Всички минерални макро- и микроелементи се намират както под формата на прости йони, така и в състава на съединения - соли , протеини и хелати (Таблица .6.2).

Аниони HCO 3 – екскретира се чрез активен транспорт от паротидните и субмандибуларните слюнчени жлези и определя буферния капацитет на слюнката. Концентрацията на HCO 3 - слюнка "покой" е 5 mmol/l, а в стимулираната слюнка 60 mmol/l.

Таблица 6.2

Неорганични компоненти на нестимулирана смесена слюнка

и кръвна плазма

Йоните Na + и K + навлизат в смесената слюнка със секрета на паротидната и подчелюстната слюнчена жлеза. Слюнката на подчелюстните слюнчени жлези съдържа 8-14 mmol/l калий и 6-12 mmol/l натрий. Паротидната слюнка съдържа още по-голямо количество калий – около 25-49 mmol/l и много по-малко натрий – само 2-8 mmol/l.

Слюнката е пренаситена с фосфорни и калциеви йони. Фосфатът се намира в две форми: под формата на "неорганичен" фосфат и свързан с протеини и други съединения. Съдържанието на общия фосфат в слюнката достига 7,0 mmol / l, от които 70-95% се пада на дела на неорганичния фосфат (2,2-6,5 mmol / l), който се представя под формата на монохидрофосфат - HPO 4 - и дихидроген фосфат - H 2 RO 4 - . Концентрацията на монохидрофосфат варира от под 1 mmol/l в слюнката „почивка“ до 3 mmol/l в стимулираната слюнка. Концентрацията на дихидроген фосфат в "покойната" слюнка достига 7,8 mmol/l, а в стимулираната слюнка става по-малко от 1 mmol/l.

Тази концентрация на калций и фосфат е необходима за поддържане на постоянството на зъбните тъкани. Този механизъм протича през три основни процеса: регулиране на pH; пречка за разтварянето на зъбния емайл; включване на йони в минерализирани тъкани.

Повишаването на кръвната плазма до нефизиологични стойности на йони на тежки метали е придружено от екскрецията им през слюнчените жлези. Йоните на тежки метали, които влизат в устната кухина със слюнка, взаимодействат с молекулите на сероводород, освободени от микроорганизми и се образуват метални сулфиди. Така се появява "оловна граница" на повърхността на емайла на зъбите.

Когато уреята се унищожи от уреаза на микроорганизми, в смесената слюнка се отделя амонячна молекула (NH3). Тиоцианатите (SCN - , тиоцианати) навлизат в слюнката от кръвната плазма. Тиоцианитите се образуват от циановодородна киселина с участието на ензима роданеза. Слюнката на пушачите съдържа 4-10 пъти повече тиоцианат от непушачите. Броят им може да се увеличи и при възпаление на пародонта. С разпадането на йодтиронините в слюнчените жлези се отделят йодиди. Количеството йодиди и тиоцианати зависи от скоростта на слюноотделяне и намалява с увеличаване на секрецията на слюнка.

органична материя са представени от протеини, пептиди, аминокиселини, въглехидрати и присъстват главно в утайката от смесена слюнка, образувана от микроорганизми, левкоцити и десквамирани епителни клетки (Таблица 6.3). Левкоцитите абсорбират компонентите на хранителните вещества, влизащи в устната кухина, а получените метаболити се отделят в околната среда. Друга част от органичните вещества - урея, креатинин, хормони, пептиди, растежни фактори, каликреин и други ензими - се отделят със секрецията на слюнчените жлези.

Липиди. Общото количество липиди в слюнката е променливо и не надвишава 60-70 mg/l. Повечето от тях навлизат в устната кухина със секретите на паротидните и субмандибуларните слюнчени жлези и само 2% от кръвната плазма и клетките. Част от слюнчените липиди са представени от свободни дълговерижни наситени и полиненаситени мастни киселини - палмитинова, стеаринова, ейкозапентаенова, олеинова и др. В допълнение към мастните киселини, свободният холестерол и неговите естери (около 28% от общия брой), триацилглицероли (прибл. 40-50%) се определят в слюнката и много малко количество глицерофосфолипиди. Трябва да се отбележи, че данните за съдържанието и естеството на липидите в слюнката са нееднозначни.

Таблица 6.3

Органични компоненти на смесена слюнка

Това се дължи преди всичко на методите за пречистване и изолиране на липидите, както и на метода за получаване на слюнка, възрастта на изследваните лица и други фактори.

уреясе екскретира в устната кухина от слюнчените жлези. Най-голямото му количество се секретира от малките слюнчени жлези, след това от паротидната и подчелюстната. Количеството отделена урея зависи от скоростта на слюноотделяне и е обратно пропорционално на количеството отделена слюнка. Известно е, че нивото на урея в слюнката се повишава при бъбречно заболяване. В устната кухина уреята се разгражда с участието на уреолитични бактерии в утайката на слюнката:

Количеството освободен NH 3 влияе върху pH на зъбната плака и смесената слюнка.

В допълнение към урея в слюнката се определя пикочна киселина, чието съдържание (до 0,18 mmol / l) отразява концентрацията му в кръвния серум.

Слюнката също съдържа креатинин в количество от 2,0-10,0 µmol/l. Всички тези вещества определят нивото на остатъчния азот в слюнката.

органични киселини. Слюнката съдържа лактат, пируват и други органични киселини, нитрати и нитрити. Утайката на слюнката съдържа 2-4 пъти повече лактат от течната му част, докато пируватът се определя повече в супернатантата. Увеличаването на съдържанието на органични киселини, по-специално лактат в слюнката, и плаката допринасят за фокалната деминерализация на емайла и развитието на кариес.

нитрати(НЕ s -) и нитрити(NO 2 -) влизат в слюнката с храна, тютюнев дим и вода. Нитратите с участието на нитрат редуктазата на бактериите се превръщат в нитрити и съдържанието им зависи от тютюнопушенето. Доказано е, че пушачите и хората, заети в производството на тютюн, развиват левкоплакия на устната лигавица, а активността на нитрат редуктазата и количеството нитрити се увеличават в слюнката. Получените нитрити от своя страна могат да реагират с вторични амини (аминокиселини, лекарства), за да образуват канцерогенни нитрозо съединения. Тази реакция протича в кисела среда и се ускорява от добавените към реакцията тиоцианати, чието количество в слюнката също се увеличава при пушене.

Въглехидратив слюнката са предимно в протеин-свързано състояние. Свободните въглехидрати се появяват след хидролизата на полизахариди и гликопротеини от гликозидази на слюнчените бактерии и α-амилаза. Въпреки това, получените монозахариди (глюкоза, галактоза, маноза, хексозамини) и сиаловите киселини бързо се оползотворяват от оралната микрофлора и се превръщат в органични киселини. Част от глюкозата може да идва със секретите на слюнчените жлези и да отразява концентрацията й в кръвната плазма. Количеството глюкоза в смесената слюнка не надвишава 0,06-0,17 mmol/l. Определянето на глюкозата в слюнката трябва да се извършва по метода на глюкозооксидазата, тъй като наличието на други редуциращи вещества значително изкривява истинските стойности.

Хормони.В слюнката се определят редица хормони, главно от стероиден характер. Те влизат в слюнката от кръвната плазма през слюнчените жлези, гингивалната течност, а също и при прием на хормони per os. Слюнката съдържа кортизол, алдостерон, тестостерон, естрогени и прогестерон, както и техните метаболити. Те се намират в слюнката предимно в свободно състояние и само в малки количества в комбинация със свързващи протеини. количество

андрогените и естрогените зависи от степента на пубертета и може да се промени с патологията на репродуктивната система. Нивото на прогестерон и естрогени в слюнката, както и в кръвната плазма, се променя в различните фази на менструалния цикъл. Нормалната слюнка съдържа също инсулин, свободен тироксин, тиротропин, калцитриол. Концентрацията на тези хормони в слюнката е ниска и не винаги корелира с нивата в кръвната плазма.

Регулиране на киселинно-алкалното състояние на устата

Епителът на устната кухина е изложен на голямо разнообразие както от физични, така и от химични влияния, свързани с приема на храна. Слюнката е в състояние да защити епитела на горната част на храносмилателния тракт, както и зъбния емайл. Една от формите на защита е запазването и поддържането на pH средата в устната кухина.

Тъй като смесената слюнка е суспензия от клетки от течна среда, която измива зъбната редица, киселинно-алкалното състояние на устната кухина се определя от скоростта на слюноотделяне, съвместното действие на буферните системи за слюнка, както и метаболитите на микроорганизмите, брой зъби и честота на тяхното разположение в зъбната дъга. Стойността на рН на смесената слюнка обикновено варира от 6,5 до 7,4 със средна стойност около 7,0.

Буферните системи са такива разтвори, които са в състояние да поддържат постоянно рН среда, когато се разреждат или се добавя малко количество киселини или основи. Намаляването на pH се нарича ацидоза, а повишаването се нарича алкалоза.

Смесената слюнка съдържа три буферни системи: хидрокарбонат, фосфатИ протеин.Заедно тези буферни системи образуват първата линия на защита срещу киселинна или алкална атака върху оралните тъкани. Всички буферни системи на устната кухина имат различни граници на капацитет: фосфатът е най-активен при pH 6,8-7,0, хидрокарбонатът при pH 6,1-6,3, а протеинът осигурява буферен капацитет при различни стойности на pH.

Основната буферна система на слюнката е хидрокарбонат , която е конюгирана киселинно-алкална двойка, състояща се от молекула H 2 CO 3 - протонен донор, и хидрокарбонатна HCO 3 - акцептор на протони.

По време на хранене, дъвчене, буферният капацитет на въглеводородната система се осигурява на базата на равновесие: CO 2 + H 2 O \u003d HCO 3 + H +. Дъвченето е придружено от увеличаване на слюноотделянето, което води до увеличаване на

измерване на концентрацията на бикарбонат в слюнката. Когато се добави киселина, фазата на прехода на CO 2 от разтворен газ към свободен (летлив) газ се увеличава значително и повишава ефективността на неутрализиращите реакции. Поради факта, че крайните продукти от реакциите не се натрупват, настъпва пълно отстраняване на киселините. Това явление се нарича "буферна фаза".

При продължително стоене на слюнката настъпва загуба на CO 2. Тази характеристика на въглеводородната система се нарича буферен етап и продължава, докато не се изразходват повече от 50% от въглеводорода.

След излагане на киселини и основи, H 2 CO 3 бързо се разлага до CO 2 и H 2 O. Дисоциацията на молекулите на въглеродната киселина протича на два етапа:

H2CO3 + H2O<--->HCO 3 - + H 3 O + HCO 3 - + H 2 O<--->CO 3 2- + H 3 O +

Фосфатна буферна система слюнката е конюгирана киселинно-алкална двойка, състояща се от дихидрогенфосфатен йон H 2 PO 2- (протонен донор) и монохидрофосфатен йон - HPO 4 3- (акцептор на протони). Фосфатната система е по-малко ефективна от въглеводородната и няма ефекта на "буферната фаза". Концентрацията на HPO 4 3- в слюнката не се определя от скоростта на слюноотделяне, така че капацитетът на фосфатната буферна система не зависи от приема на храна или дъвчене.

Реакциите на компонентите на фосфатната буферна система с киселини и основи протичат по следния начин:

При добавяне на киселина: HPO 4 3- + H 3 O +<--->H2PO2- + H2O

При добавяне на база: H 2 PO 2- + OH -<--->HPO 4 3- + H 2 O

Протеинова буферна система има афинитет към биологичните процеси, протичащи в устната кухина. Представлява се от анионни и катионни протеини, които са силно разтворими във вода. Тази буферна система включва повече от 944 различни протеина, но не е напълно известно кои протеини участват в регулирането на киселинно-алкалния баланс. Карбоксилните групи на аспартат, глутамат радикали, както и цистеинови, серинови и тирозинови радикали са донори на протони:

R-CH2-COOH<--->R-CH2-COO - + H + (аспартат);

R-(CH2)2-COOH<--->R-CH2-COO - + H + (глутамат).

Аминогрупите на радикалите на аминокиселините хистидин, лизин, аргинин са в състояние да прикрепят протони:

R-(CH2)4-NH2 + H+<--->R-(CH2)4 (-NH+) (лизин)

R-(CH2)3-NH-C (= NH) -NH2) + H+<--->(R-(CH2)3-NH-C (=NH2+) -NH)

(аргинин)

В това отношение, протеиновата буферна система е ефективна както при рН 8,1, така и при рН 5,1.

pH на слюнката в „покой“ се различава от pH на стимулираната слюнка. Така нестимулираната секреция от паротидните и субмандибуларните слюнчени жлези има умерено кисело рН (5,8), което се повишава до 7,4 с последваща стимулация. Това изместване съвпада с увеличаване на количеството HCO 3 в слюнката – до 60 mmol/l.

Благодарение на буферните системи при практически здрави хора нивото на рН на смесената слюнка се възстановява след хранене до първоначалната стойност в рамките на няколко минути. При неизправност на буферните системи рН на смесената слюнка намалява, което е придружено от увеличаване на скоростта на деминерализация на емайла и инициира развитието на кариозен процес.

pH на слюнката до голяма степен се влияе от естеството на храната: при прием на портокалов сок, кафе със захар, ягодово кисело мляко, pH пада до 3,8-5,5, докато пиенето на бира, кафе без захар практически не предизвиква промени в pH на слюнката. .

Структурна организация на мицелите на слюнката

Защо калцият и фосфатът не се утаяват? Това се дължи на факта, че слюнката е колоидна система, съдържаща агрегати от доста малки неразтворими във вода частици (0,1-100 nm) в суспензия. В колоидна система има две противоположни тенденции: нейната нестабилност и желанието за самоукрепване и стабилизиране. Общата стойност на голямата повърхност на колоидни частици рязко увеличава способността му да абсорбира други вещества от повърхностния слой, което повишава стабилността на тези частици. В случай на органични колоиди, наред с електролитите, които са йонни стабилизатори, протеините играят стабилизираща роля.

Вещество в дисперсно състояние образува неразтворимо "ядро" с колоидна степен на дисперсия. Влиза в

адсорбционно взаимодействие с електролитни йони (стабилизатор) в течна (водна) фаза. Молекулите на стабилизатора се дисоциират във вода и участват в образуването на двоен електрически слой около ядрото (адсорбционен слой) и дифузен слой около такава заредена частица. Целият комплекс, състоящ се от водонеразтворимо ядро, дисперсна фаза и стабилизатори (дифузни и адсорбционни), покриващи ядрото, е наречен мицели .

Каква е вероятната структурна организация на мицелите в слюнката? Предполага се, че неразтворимото ядро ​​на мицела образува калциев фосфат [Ca 3 (PO 4) 2] (фиг. 6.7). Молекулите на монохидроген фосфат (HPO 4 2), намиращи се в излишък в слюнката, се сорбират върху повърхността на ядрото. Адсорбционните и дифузните слоеве на мицелите съдържат Ca 2+ йони, които са противойони. Протеините (по-специално муцинът), които свързват голямо количество вода, допринасят за разпределението на целия обем слюнка между мицелите, в резултат на което тя се структурира, придобива висок вискозитет и става неактивна.

Конвенции

Ориз. 6.7.Предложен модел на структура на мицела на слюнката с ядро ​​от калциев фосфат.

В кисела среда зарядът на мицела може да бъде намален наполовина, тъй като монохидрогенфосфатните йони свързват H + протони. Появяват се дихидрогенфосфатни йони - H 2 PO 4 - вместо HPO 4 - монохидрофосфат. Това намалява стабилността на мицелите и дихидрогенфосфатните йони на такива мицели не участват в процеса на реминерализация на емайла. Алкализирането води до увеличаване на фосфатните йони, които се свързват с Ca 2+ и се образуват слабо разтворими Ca 3 (PO 4) 2 съединения, които се отлагат под формата на зъбен камък.

Промените в структурата на мицелите в слюнката също водят до образуване на камъни в каналите на слюнчените жлези и развитие на слюннокаменна болест.

Микрокристализация на слюнката

П.А. Leus (1977) е първият, който показва, че структури с различни структури се образуват върху предметно стъкло след изсъхване на капка слюнка. Установено е, че естеството на микрокристалите на слюнката има индивидуални характеристики, които могат да бъдат свързани със състоянието на тялото, устните тъкани, естеството на храненето и екологичната ситуация.

Когато слюнката на здрав човек се изсушава под микроскоп, се виждат микрокристали, които имат характерен рисунък от образувани „листата на папрат“ или „коралови клонки“ (фиг. 6.8).

Има известна зависимост на вида на модела от степента на вискозитет на слюнката. При нисък вискозитет микрокристалите са представени от малки, безформени, разпръснати, рядко разположени образувания без ясна структура. Те включват отделни участъци под формата на тънки, слабо изразени "листата на папрат" (фиг. 6.9, А). Напротив, при висок вискозитет на смесената слюнка, микрокристалите са плътно подредени и предимно хаотично ориентирани. Има голям брой зърнести и диамантени структури с по-тъмен цвят в сравнение с подобни образувания, открити в смесена слюнка с нормален вискозитет (фиг. 6.9, Б).

Използването на вода, наситена с минерали с висока електропроводимост (коралова вода) нормализира вискозитета и възстановява структурата на течните кристали в устната течност.

Естеството на модела на микрокристалите също се променя с патологията на дентоалвеоларната система. Така че за компенсираната форма на хода на кариеса е характерен ясен модел на удължени кристали.

Ориз. 6.8.Структурата на микрокристалите на слюнката на здрав човек.

Ориз. 6.9.Структурата на микрокристалите на смесената слюнка:

НО- слюнка с нисък вискозитет; Б- слюнка с повишен вискозитет.

лопризматични структури, слети помежду си и заемащи цялата повърхност на капката. При субкомпенсирана форма на кариесния поток се виждат отделни дендритни кристално-призматични структури с малки размери в центъра на капката. При декомпенсирана форма на кариес се вижда голям брой изометрично подредени кристални структури с неправилна форма по цялата площ на капката.

От друга страна, има доказателства, че микрокристализацията на слюнката отразява състоянието на организма като цяло, поради което се предлага да се използва кристализацията на слюнката като тестова система за бърза диагностика на определени соматични заболявания или обща оценка на състоянието на тялото.

Протеини от слюнката

Понастоящем около 1009 протеина са открити в смесена слюнка чрез двуизмерна електрофореза, от които 306 са идентифицирани.

Повечето протеини на слюнката са гликопротеини, в които количеството въглехидрати достига 4-40%. Секретите на различните слюнчени жлези съдържат гликопротеини в различни пропорции, което определя разликата в техния вискозитет. Така най-вискозната слюнка е секретът на подезичната жлеза (коефициент на вискозитет 13,4), след това подчелюстната (3,4) и паротидната (1,5). При условия на стимулация могат да се синтезират дефектни гликопротеини и слюнката става по-малко вискозна.

Гликопротеините на слюнката са хетерогенни и се различават по mol. маса, подвижност в изоелектричното поле и съдържание на фосфати. Олигозахаридните вериги в слюнчените протеини се свързват с хидроксилната група на серин и треонин с О-гликозидна връзка или се прикрепват към аспарагинов остатък чрез N-гликозидна връзка (фиг. 6.10).

Източниците на протеини в смесената слюнка са:

1. Тайните на големите и малките слюнчени жлези;

2. Клетки - микроорганизми, левкоцити, десквамиран епител;

3. Кръвна плазма. Протеините на слюнката изпълняват много функции (фиг. 6.11). При което

един и същи протеин може да участва в няколко процеса, което ни позволява да говорим за полифункционалността на слюнчените протеини.

секреторни протеини . Редица протеини на слюнката се синтезират от слюнчените жлези и са представени от муцин (две изоформи M-1, M-2), протеини, богати на пролин, имуноглобулини (IgA, IgG, IgM),

Ориз. 6.10.Прикрепване на монозахаридни остатъци в гликопротеините чрез O- и N-гликозидни връзки.

каликреин, паротин; ензими - а-амилаза, лизозим, хистатини, цистатини, стацерин, карбоанхидраза, пероксидаза, лактоферин, протеинази, липаза, фосфатази и др. Те имат различен кей. маса; муцините и секреторния имуноглобулин А имат най-голямо (фиг. 6.12). Тези протеини от слюнката образуват пеликула върху устната лигавица, която осигурява смазване, предпазва лигавицата от факторите на околната среда и протеолитичните ензими, секретирани от бактериите и унищожени от полиморфонуклеарните левкоцити, и също така предотвратява нейното изсушаване.

муцини -протеини с високо молекулно тегло с много функции. Открити са две изоформи на този протеин, които се различават по мол. маса: муцин-1 - 250 kDa, муцин-2 - 1000 kDa. Муцинът се синтезира в субмандибуларните, сублингвалните и малките слюнчени жлези. Муциновата полипептидна верига съдържа голямо количество серин и треонин, като общо има около 200 от тях.

Ориз. 6.11.Полифункционалност на смесените протеини на слюнката.

Ориз. 6.12.Молекулно тегло на някои основни секреторни протеини на слюнката [според Levine M., 1993].

една полипептидна верига. Третата най-често срещана аминокиселина в муцина е пролин. N-ацетил-

невраминова киселина, N-ацетилгалактозамин, фруктоза и галактоза. Самият протеин наподобява гребен по своята структура: къси въглехидратни вериги стърчат като зъби от здрав, богат на пролин, полипептиден гръбнак (фиг. 6.13).

Благодарение на способността си да свързват голямо количество вода, муцините придават вискозитет на слюнката, предпазват повърхността от бактериално замърсяване и разтварянето на калциевия фосфат. Бактериалната защита се осигурява във връзка с имуноглобулини и някои други протеини, прикрепени към муцина. Муцините присъстват не само в слюнката, но и в секретите на бронхите и червата, семенната течност и секретите от шийката на матката, където играят ролята на лубрикант и предпазват подлежащите тъкани от химични и механични увреждания.

Олигозахаридите, свързани с муцините, имат антигенна специфичност, която съответства на групово специфични антигени, които също присъстват като сфинголипиди и гликопротеини на повърхността на еритроцитите и като олигозахариди в млякото и урината. Способността да се отделят специфични за групата вещества в слюнката се наследява.

Концентрацията на групово специфични вещества в слюнката е 10-130 mg/l. Те идват основно от секрета на малките слюнчени жлези и отговарят точно на кръвната група. Изследването на групово специфични вещества в слюнката се използва в съдебната медицина за установяване

Ориз. 6.13.Структурата на слюнчения муцин.

промени в кръвната група в случаите, когато не може да се направи по друг начин. В 20% от случаите има индивиди, при които гликопротеините, съдържащи се в тайните, са лишени от характерната антигенна специфичност A, B или H.

Протеини, богати на пролин (BBP). Тези протеини са докладвани за първи път през 1971 г. от Опенхаймер. Те са открити в слюнката на паротидните жлези и представляват до 70% от общото количество на всички протеини в тази тайна. Mol. масата на BBP варира от 6 до 12 kDa. Изследване на аминокиселинния състав разкри, че 75% от общия брой аминокиселини са пролин, глицин, глутаминова и аспарагинова киселини. Това семейство е обединено от няколко протеина, които са разделени на 3 групи според свойствата си: кисели BBP; основно BBP; гликозилиран BBP.

BBP изпълняват няколко функции в устната кухина. На първо място, те лесно се адсорбират върху повърхността на емайла и са компоненти на придобитата зъбна пеликула. Киселинните BBP, които са част от зъбната пеликула, се свързват с протеина статерин и предотвратяват взаимодействието му с хидроксиапатит при киселинни стойности на pH. По този начин киселинните BBP забавят деминерализацията на зъбния емайл и инхибират прекомерното отлагане на минерали, тоест поддържат постоянно количество калций и фосфор в зъбния емайл. Киселинните и гликозилирани BBP също са способни да свързват определени микроорганизми и по този начин да участват в образуването на микробни колонии в зъбната плака. Гликозилирани BBP участват в овлажняването на хранителния болус. Предполага се, че основните BBP играят определена роля в свързването на хранителните танини и по този начин предпазват устната лигавица от тяхното увреждащо действие, а също така придават вискоеластични свойства на слюнката.

Антимикробни пептиди навлизат в смесена слюнка със секрета на слюнчените жлези от левкоцитите и епитела на лигавицата. Те са представени от кателидини; α - и (3-дефензини; калпротектин; пептиди с висок дял на специфични аминокиселини (хистатини).

Хистатини(протеини, богати на хистидин). От секретите на паротидните и субмандибуларните човешки слюнчени жлези е изолирано семейство основни олиго- и полипептиди, характеризиращи се с високо съдържание на хистидин. Изследването на първичната структура на хистатините показа, че те се състоят от 7-38 аминокиселинни остатъка и имат висока степен на сходство един с друг. Семейството хистатини е представено от 12 пеп-

спретнат с различни мол. маса Смята се, че отделните пептиди от това семейство се образуват в реакции на ограничена протеолиза, или в секреторни везикули, или по време на преминаването на протеини през жлезистите канали. Хистатините -1 и -2 се различават значително от другите членове на това семейство протеини. Установено е, че хистатин-2 е фрагмент от хистатин-1, а хистатин-4-12 се образуват по време на хидролизата на хистатин-3 с участието на редица протеинази, по-специално каликреин.

Въпреки че биологичните функции на хистатините не са напълно изяснени, вече е установено, че хистатин-1 участва в образуването на придобитата зъбна пеликула и е мощен инхибитор на растежа на кристали хидроксиапатит в слюнката. Смес от пречистени хистатини инхибира растежа на някои видове стрептококи (Str. mutans).Хистатин-5 инхибира действието на вируса на имунодефицита и гъбичките (Candida albicans).Един от механизмите на такова антимикробно и антивирусно действие е взаимодействието на хистатин-5 с различни протеинази, изолирани от орални микроорганизми. Доказано е също, че те се свързват със специфични гъбични рецептори и образуват канали в тяхната мембрана, което осигурява транспортирането на йони K+, Mg 2+ в клетката с мобилизиране на АТФ от клетката. Митохондриите също са мишени за хистатини в микробните клетки.

α- И ^-Дефензини -нискомолекулни пептиди с mol. с тегло 3-5 kDa, притежаващи (3-структурни и богати на цистеин. Източник на α-дефензини са левкоцитите, и (3-дефензини - кератиноцити и слюнчените жлези. Дефензините действат върху грам-положителни и грам-отрицателни бактерии, гъбички (Candida albicans)и някои вируси. Те образуват йонни канали в зависимост от типа на клетката, а също така се агрегират с мембранни пептиди и по този начин осигуряват транспорта на йони през мембраната. Дефензините също инхибират протеиновия синтез в бактериалните клетки.

Протеинът също участва в антимикробната защита калпротектин -пептид, който има мощен антимикробен ефект и навлиза в слюнката от епителиоцити и неутрофилни гранулоцити.

Статерини(протеини, богати на тирозин). Те казват, че от секрета на паротидните слюнчени жлези са изолирани фосфопротеини, съдържащи до 15% пролин и 25% киселинни аминокиселини. чиято маса е 5,38 kDa. Заедно с други секреторни протеини те инхибират спонтанното утаяване на калциево-фосфорни соли по повърхността на зъба, в устната кухина и в слюнчените жлези. Статерините свързват Ca 2+, като инхибират отлагането му и образуването на хидроксиапатити в слюнката. Също така, тези протеини имат способността не само да инхибират растежа на кристалите, но и фазата на нуклеация (образуването на семената на бъдещия кристал). Те се определят в емайловата пеликула и се свързват от N-терминалната област с емайлови хидроксиапатити. Статерините заедно с хистатини инхибират растежа на аеробни и анаеробни бактерии.

лактоферин- гликопротеин, съдържащ се в много тайни. Особено много е в коластрата и слюнката. Свързва желязото (Fe 3+) на бактериите и нарушава редокс процесите в бактериалните клетки, като по този начин упражнява бактериостатичен ефект.

Имуноглобулини . Имуноглобулините се разделят на класове в зависимост от структурата, свойствата и антигенните характеристики на техните тежки полипептидни вериги. Всички 5 класа имуноглобулини присъстват в слюнката - IgA, IgAs, IgG, IgM, IgE. Основният перорален имуноглобулин (90%) е секреторният имуноглобулин А (SIgA, IgA 2), който се секретира от паротидните слюнчени жлези. Останалите 10% от IgA 2 се секретират от малките и субмандибуларните слюнчени жлези. Цялата слюнка при възрастни съдържа 30 до 160 µg/mL SIgA. Дефицитът на IgA 2 се среща в един случай на 500 души и е придружен от чести вирусни инфекции. Всички останали видове имуноглобулини (IgE, IgG, IgM) се определят в по-малки количества. Те идват от кръвната плазма чрез проста екстравазация през малките слюнчени жлези и пародонталната бразда.

лептин- протеин с мол. с маса 16 kDa участва в процесите на регенерация на лигавицата. Свързвайки се с кератиноцитните рецептори, той предизвиква експресия на кератиноцитни и епителни растежни фактори. Чрез фосфорилиране на сигналните протеини STAT-1 и STAT-3, тези растежни фактори насърчават диференциацията на кератиноцитите.

гликопротеин 340(gp340, GP 340) е протеин, богат на цистеин, с кей. с тегло 340 kDa; се отнася до антивирусни протеини. Като аглутинин, GP 340 в присъствието на Ca 2+ се свързва с аденовируси и вируси, които причиняват хепатит и HIV инфекция. Той също е взаимен

работи с орални бактерии (Str. mutans, Helicobacter pylori ии т.н.) и потиска кохезията им при образуване на колонии. Инхибира активността на левкоцитната еластаза и по този начин предпазва протеините на слюнката от протеолиза.

В слюнката са открити и специфични протеини - саливопротеин, който насърчава отлагането на фосфорно-калциеви съединения по повърхността на зъбния емайл, и фосфопротеин, калций-свързващ протеин с висок афинитет към хидроксиапатит, който участва в образуването на зъбен камък и плака.

Освен секреторните протеини, албумините и глобулиновите фракции влизат в смесената слюнка от кръвната плазма.

ензими на слюнката. Водеща роля сред защитните фактори на слюнката играят ензими с различен произход - а-амилаза, лизозим, нуклеази, пероксидаза, карбоанхидраза и др. Това се отнася в по-малка степен за амилазата, основният ензим на смесената слюнка, участващ в начални етапи на храносмилане.

Гликозидази.В слюнката се определя активността на ендо- и екзогликозидазите. Слюнчената а-амилаза принадлежи предимно към ендогликозидазите.

α-амилаза.Слюнчената α-амилаза разцепва α(1-4)-гликозидните връзки в нишестето и гликогена. По своите имунохимични свойства и състав на аминокиселини, слюнчената α-амилаза е идентична с панкреатичната амилаза. Някои разлики между тези амилази се дължат на факта, че слюнчените и панкреатичните амилази са кодирани от различни гени (AMU 1 и AMU 2).

Изоензимите на а-амилазата са представени от 11 протеина, които са обединени в 2 семейства: А и В. Протеините от семейство А имат мол. маса от 62 kDa и съдържат остатъци от въглехидрати, а изоензимите от семейство В са лишени от въглехидратен компонент и имат по-нисък мол. маса - 56 kDa. В смесената слюнка е идентифициран ензим, който отцепва въглехидратния компонент и чрез дегликозилиране на изоамилазите, а протеините от семейство А се превръщат в протеини от семейство В.

α-Амилазата се отделя със секрета на околоушната жлеза и лабиалните малки жлези, където концентрацията й е 648-803 μg/ml и не е свързана с възрастта, а варира през деня в зависимост от миенето на зъбите и храненето.

Освен а-амилазата, активността на още няколко гликозидази се определя в смесената слюнка - a-L-фукозидаза, но- и (3-глюкозидаза, но- и (3-галактозидази, a-D-манозидази, (3-глюкуронидази, (3-хиалуронидази, β-N-ацетилхексозаминидаза, невраминидаза. Всички те

имат различен произход и различни свойства. α-L-фукозидазата се секретира със секрецията на паротидните слюнчени жлези и разцепва α-(1-»2) гликозидни връзки в къси олигозахаридни вериги. Източникът на β-N-D-ацетилхексозаминидаза в смесената слюнка са тайните на големите слюнчени жлези, както и микрофлората на устната кухина.

α- и (3-глюкозидази, α- и (3-галактозидази, (3-глюкуронидаза, невраминидаза и хиалуронидаза) са с бактериален произход и са най-активни в кисела среда. корелира с броя на грам-отрицателните бактерии и се увеличава с възпаление на венците. Заедно с активността на хиалуронидаза , активността на (3-глюкуронидаза) се повишава, която обикновено се потиска от инхибитора на (3-глюкокуронидаза), идващ от кръвната плазма.

Показано е, че въпреки високата активност на киселинните гликозидази в слюнката, тези ензими са способни да разцепват гликозидни вериги в слюнчените муцини с образуването на сиалови киселини и аминозахари.

лизозим -протеин с мол. с тегло около 14 kDa, чиято полипептидна верига се състои от 129 аминокиселинни остатъка и е нагъната в компактна глобула. Триизмерната конформация на полипептидната верига се поддържа от 4 дисулфидни връзки. Лизозимната глобула се състои от две части: едната съдържа аминокиселини с хидрофобни групи (левцин, изолевцин, триптофан), другата част е доминирана от аминокиселини с полярни групи (лизин, аргинин, аспарагинова киселина).

Слюнчените жлези са източник на лизозим в устната течност. Лизозимът се синтезира от епителните клетки на каналите на слюнчените жлези. Със смесена слюнка приблизително 5,2 μg лизозим навлиза в устната кухина за 1 минута. Друг източник на лизозим са неутрофилите. Бактерицидният ефект на лизозима се основава на факта, че той катализира хидролизата на α (1-4)-гликозидната връзка, свързваща N-ацетилглюкозамин с N-ацетилмурамова киселина в полизахаридите на клетъчната стена на микроорганизмите, което допринася за унищожаването на муреин в бактериалната клетъчна стена (фиг. 6.14).

Когато хексазахаридният фрагмент на муреин се постави в активния център на макромолекулата на лизозима, всички монозахаридни единици запазват конформацията на стола, с изключение на пръстен 4, който попада в твърде

Ориз. 6.14.Структурна формула на муреин, присъстващ в мембраната на грам-положителните бактерии.

com е тясно заобиколен от странични радикали на аминокиселинни остатъци. Пръстен 4 приема по-напрегната форма на полустол и се изравнява. Гликозидната връзка между пръстени 4 и 5 се намира в непосредствена близост до аминокиселинните остатъци на активния център asp-52 и glu-35, които участват активно в неговата хидролиза (фиг. 6.15).

Чрез хидролитично разцепване на гликозидната връзка в полизахаридната верига на муреин се разрушава бактериалната клетъчна стена, което формира химическата основа на антибактериалното действие на лизозима.

Грам-положителните микроорганизми и някои вируси са най-чувствителни към лизозим. Образуването на лизозим се намалява при някои видове заболявания на устната кухина (стоматит, гингивит, пародонтит).

карбоанхидраза- ензим, принадлежащ към класа на лиазите. Катализира разцепването на C-O връзката във въглеродната киселина, което води до образуването на CO 2 и H 2 O молекули.

Карбоанхидразата тип VI се синтезира в ацинарните клетки на паротидните и субмандибуларните слюнчени жлези и се секретира в слюнката като част от секреторните гранули. Това е протеин с кей. с тегло 42 kDa и представлява около 3% от общото количество на всички протеини в паротидната слюнка.

Секрецията на карбоанхидраза VI в слюнката следва циркаден ритъм: концентрацията й е много ниска по време на сън и се повишава през деня след събуждане и ядене на закуска. Тази циркадна зависимост е много подобна

Ориз. 6.15.Хидролиза (3 (1-> 4) гликозидна връзка в муреин от ензима лизозим.

със слюнчена β-амилаза и доказва положителна корелация между нивото на активност на слюнчената амилаза и концентрацията на карбоанхидраза VI. Това доказва, че тези два ензима се секретират по сходни механизми и могат да присъстват в едни и същи секреторни гранули. Карбанхидразата регулира буферния капацитет на слюнката. Последните проучвания показват, че карбоанхидраза VI се свързва с емайлната пеликула и запазва ензимната си активност върху повърхността на зъба. Върху пеликула карбоанхидразата VI участва в превръщането на бикарбоната и метаболитните продукти на бактериите в CO 2 и H 2 O. Ускорявайки отстраняването на киселините от повърхността на зъба, карбоанхидразата VI предпазва зъбния емайл от деминерализация. Ниска концентрация на карбоанхидраза VI в слюнката се открива при хора с активен кариозен процес.

Пероксидазипринадлежат към класа на оксидоредуктазите и катализират окисляването на донора на H2O2. Последният се образува в устната кухина от микроорганизъм

mami и количеството му зависи от метаболизма на захарозата и аминозахарите. Ензимът супероксид дисмутаза катализира образуването на H 2 O 2 (фиг. 6.16).

Ориз. 6.16.Реакция на дисмутация на супероксид анион от ензима супероксид дисмутаза.

Слюнчените жлези отделят тиоцианатни йони (SCN -), Cl - , I - , Br - в устната кухина. В смесената слюнка нормално присъстват слюнчена пероксидаза (лактопероксидаза) и миелопероксидаза, а при патологични състояния се появява глутатион пероксидаза.

Слюнчената пероксидаза се отнася до хемопротеини и се образува в ацинарните клетки на паротидните и субмандибуларните слюнчени жлези. Представен е от множество форми с кей. с тегло 78, 80 и 28 kDa. В секрета на паротидната жлеза активността на ензима е 3 пъти по-висока, отколкото в подчелюстната. Слюнчената пероксидаза окислява SCN - тиоцианатите. Механизмът на окисляване на SCN - включва няколко реакции (фиг. 6.17). Най-голямото окисление на SCN - слюнчената пероксидаза настъпва при pH 5,0-6,0, така че антибактериалният ефект на този ензим се увеличава при кисели стойности на pH. Полученият хипотиоцианат (-OSCN) при рН<7,0 подавляет рост ул. мутании има 10 пъти по-мощно антибактериално действие

по-разреден от H 2 O 2 . В същото време, с намаляване на pH, рискът от деминерализация на твърдите зъбни тъкани се увеличава.

В процеса на пречистване и изолиране на слюнчената пероксидаза беше установено, че ензимът е в комплекс с един от BBP, което очевидно позволява на този ензим да участва в защитата на зъбния емайл от увреждане.

От полиморфонуклеарните левкоцити се освобождава миелопероксидазата, която окислява йони Cl-, I-, Br-. Резултатът от взаимодействието на системата "водороден пероксид-хлор" е образуването на хипохлорит

Ориз. 6.17.Етапи на окисление на тиоцианатите от слюнчената пероксидаза.

(HOCl-). Обект на действие на последните са аминокиселините на протеините на микроорганизмите, които се превръщат в активни алдехиди или други токсични продукти. В тази връзка, способността на слюнчените жлези, заедно с пероксидазата, да отделят значителни количества йони SCN - , Cl - , I - , Br - . B също трябва да се припише на функцията на антимикробна защита.

По този начин биологичната роля на пероксидазите, присъстващи в слюнката, е, че, от една страна, продуктите на окислението на тиоцианатите и халогените инхибират растежа и метаболизма на лактобацилите и някои други микроорганизми, а от друга страна, натрупването на H 2 O 2 молекули от много видове се предотвратява.стрептококи и клетки на устната лигавица.

Протеинази(слюнчени протеолитични ензими). В слюнката няма условия за активно разграждане на протеините. Това се дължи на факта, че в устната кухина няма денатуриращи фактори, а също така има голям брой инхибитори на протеинази от протеинова природа. Ниската активност на протеиназите позволява на слюнчените протеини да останат в естественото си състояние и да изпълняват пълноценно своите функции.

В слюнката на здрав човек се определя ниска активност на киселинни и слабо алкални протеинази. Източникът на протеолитични ензими в слюнката са предимно микроорганизми и левкоцити. В слюнката присъстват трипсин-подобни, аспартилови, серинови и матриксни металопротеинази.

Трипсин-подобните протеинази разцепват пептидни връзки, в образуването на които участват карбоксилните групи на лизин и аргинин. Сред слабо алкалните трипсин-подобни протеинази, каликреинът е най-активен в смесената слюнка.

Киселинният трипсин-подобен катепсин В практически не се открива в нормата и неговата активност се увеличава по време на възпаление. Катепсин D, кисела протеиназа с лизозомен произход, се отличава с факта, че няма специфичен за него инхибитор в тялото и в устната кухина. Катепсин D се освобождава от левкоцитите, както и от възпалените клетки, така че активността му се повишава при гингивит и пародонтит. Матричните металопротеинази в слюнката се появяват, когато междуклетъчният матрикс на пародонталните тъкани е унищожен, а техният източник е гингивалната течност и клетките.

Протеинови инхибитори на протеиназите . Слюнчените жлези са източник на голям брой секреторни протеиназни инхибитори.

Те са представени от цистатини и нискомолекулни киселинно-стабилни протеини.

Киселинно-стабилните протеинови инхибитори издържат на нагряване до 90°C при киселинни стойности на pH, без да губят своята активност. Това са нискомолекулни протеини с mol. с тегло 6,5-10 kDa, способен да инхибира активността на каликреин, трипсин, еластаза и катепсин G.

цистатини.През 1984 г. две групи японски изследователи независимо съобщават за наличието в слюнката на още една група секреторни протеини, слюнчени цистатини. Слюнчените цистатини се синтезират в серозните клетки на паротидните и субмандибуларните слюнчени жлези. Това са кисели протеини с кей. с тегло 9,5-13 kDa. Открити са общо 8 слюнчени цистатина, от които са охарактеризирани 6 протеина (цистатин S, разширена форма на цистатин S-HSP-12, SA, SN, SAI, SAIII). Слюнчените цистатини инхибират активността на трипсин-подобните протеинази - катепсини B, H, L, G, в активния център на които има остатък от аминокиселината цистеин.

Цистатините SA, SAIII участват в образуването на придобитата пеликула на зъбите. Cystatin SA-III съдържа 4 фосфосеринови остатъка, които участват в свързването с хидроксиапатитите на зъбния емайл. Високата степен на адхезия на тези протеини вероятно се дължи на факта, че цистатините са сходни по аминокиселинна последователност с други адхезивни протеини, фибронектин и ламинин.

Смята се, че слюнчените цистатини изпълняват антимикробни и антивирусни функции чрез инхибиране на активността на цистеиновите протеинази. Те също така предпазват слюнчените протеини от ензимно разграждане, тъй като секреторните протеини могат да функционират само в непокътнато състояние.

α1 - протеиназният инхибитор (α 1 -антитрипсин) и α2 -макроглобулин (α2 -M) навлизат в смесена човешка слюнка от кръвната плазма. α 1 -Антитрипсинът се определя само в една трета от изследваните проби от слюнка. Това е едноверижен протеин от 294 аминокиселинни остатъка, който се синтезира в черния дроб. Той конкурентно инхибира микробните и левкоцитните серинови протеинази, еластаза, колагеназа, както и плазмин и каликреин.

α2 -Макроглобулин - гликопротеин с мол. с тегло 725 kDa, състоящ се от 4 субединици и способен да инхибира всякакви протеинази (фиг. 6.18). Синтезира се в черния дроб и в слюнката се определя само при 10% от изследваните здрави хора.

Ориз. 6.18.Схема на механизма на инхибиране на протеиназа α2-макроглобулин: НО -активната протеиназа се свързва с определена част от молекулата α 2 -макроглобулин и се образува нестабилен комплекс α 2 -макроглобулин - протеиназа; Б -ензимът разцепва специфична пептидна връзка („примамка“), което води до конформационни промени в α2-макроглобулиновата протеинова молекула; IN -протеиназата се свързва ковалентно с място в молекулата на α2-макроглобулина, което е придружено от образуването на по-компактна структура. Полученият комплекс с течение на слюнката се отстранява в стомашно-чревния тракт.

В смесената слюнка повечето протеинови инхибитори на протеиназите са в комплекс с протеолитични ензими и само малко количество е в свободно състояние. По време на възпаление количеството на свободните инхибитори в слюнката намалява и инхибиторите в комплексите претърпяват частична протеолиза и губят своята активност.

Тъй като слюнчените жлези са източник на протеиназни инхибитори, те се използват за приготвяне на лекарства (Trasilol, Kontrykal, Gordoks и др.).

Нуклеази (РНКази и ДНКази) играят важна роля в осъществяването на защитната функция на смесената слюнка. Основният източник на тях в слюнката са левкоцитите. В смесената слюнка са открити киселинни и алкални РНКази и ДНКази, които се различават по различни свойства. Експериментите показват, че тези ензими драстично забавят растежа и размножаването на много микроорганизми в устната кухина. При някои възпалителни заболявания на меките тъкани на устната кухина броят им се увеличава.

Фосфатази- ензими от класа хидролаза, които отцепват неорганичния фосфат от органичните съединения. В слюнката те са представени от киселинни и алкални фосфатази.

Кисела фосфатаза (рН 4,8) се съдържа в лизозомите и влиза в смесената слюнка със секретите на големите слюнчени жлези, и

също от бактерии, левкоцити и епителни клетки. В слюнката се определят до 4 изоензима кисела фосфатаза. Ензимната активност в слюнката има тенденция да се повишава при пародонтит и гингивит. Има противоречиви съобщения за промени в активността на този ензим при зъбен кариес. Алкална фосфатаза(рН 9,1-10,5). В секретите на слюнчените жлези на здрав човек активността на алкалната фосфатаза е ниска и произходът й в смесена слюнка е свързан с клетъчни елементи. Активността на този ензим, както и на киселата фосфатаза, се повишава при възпаление на меките тъкани на устната кухина и кариес. В същото време получените данни за активността на този ензим са много противоречиви и не винаги се вписват в определена схема.

6.5. САЛИВАДИАГНОСТИКА

Изследването на слюнката се отнася до неинвазивни методи и се извършва за оценка на възрастта и физиологичния статус, идентифициране на соматични заболявания, патология на слюнчените жлези и устните тъкани, генетични маркери и наблюдение на лекарства.

С появата на нови количествени методи за лаборатория

изследванията все повече използват смесена слюнка. предимство

от тези методи в сравнение с изследването на кръвната плазма са:

Неинвазивно събиране на слюнка, което го прави удобен за получаване като

при възрастни и деца; липса на стрес у пациента по време на процедурата за получаване на слюнка; способността да се използват прости инструменти и приспособления

да получава слюнка; не е необходимо присъствието на лекар и парамедицински персонал по време на събирането на слюнката; има възможност за многократно и многократно получаване на материал за изследване; слюнката може да се съхранява на студено за определено време преди тестване. Нестимулирана смесена слюнка се получава чрез плюене след изплакване на устата. Слюнката на големите слюнчени жлези се събира чрез катетеризация на техните канали и се събира в капсули Лешли-Красногорски, фиксирани към устната лигавица отгоре

канали на паротидните, субмандибуларните и сублингвалните слюнчени жлези. Под въздействието на стимуланти на слюнчената секреция (дъвкане на храна, парафин, нанасяне на кисели и сладки вещества върху вкусовите рецептори на езика) се образува стимулирана слюнка. В слюнката, освободена за определено време, като се вземе предвид нейният обем, се определят вискозитетът, pH, съдържанието на електролити, ензими, муцин и други протеини и пептиди.

За оценка на функционалното състояние на слюнчените жлези е необходимо да се измери количеството стимулирана и нестимулирана слюнка, отделяна за определено време; след това се изчислява скоростта на секреция в ml/min. Намаляването на количеството на отделената слюнка се придружава от промяна в състава й и се наблюдава при стрес, дехидратация, по време на сън, анестезия, в напреднала възраст, с бъбречна недостатъчност, захарен диабет, хипотиреоидизъм, психични разстройства, болест на Sjogren, слюнчен камък заболяване. Значителното намаляване на количеството слюнка води до развитие на сухота в устната кухина - ксеростомия. Повишена секреция (хиперсаливация) се наблюдава по време на бременност, хипертиреоидизъм, възпалителни заболявания на устната лигавица.

Количественият и качественият състав на слюнката зависи от физиологичния статус и възрастта; например слюнката на бебета до 6 месеца съдържа 2 пъти повече Na + йони в сравнение със слюнката на възрастен, което е свързано с реабсорбционни процеси в слюнчените жлези. С възрастта количеството на IgA, тиоцианатите и бързо мигриращите форми на амилазните изоензими се увеличава в слюнката.

Слюнката е източник на генетични маркери. Според протеиновия полиморфизъм наличието на водоразтворими гликопротеини с антигенна специфичност отразява броя на локусите и алелите, както и честотата на алелите при различните човешки раси, което е от голямо значение в антропологията, популационната генетика и съдебната медицина.

Измерването на концентрацията на хормони в слюнката дава възможност да се оцени състоянието на надбъбречните жлези, гонадотропната функция, ритмите на образуване и освобождаване на хормони. Слюнката се изследва за оценка на метаболизма на лекарства, например етанол, фенобарбитал, литиеви препарати, салицилати, диазепам и др. В същото време не винаги съществува корелация между количествената серия от лекарства в кръвта и слюнката, което затруднява използването на слюнка при наблюдение на лекарства.

Определени промени в състава както на смесената слюнка, така и от каналите се откриват при различни соматични заболявания. И така, при уремия, която се проявява с бъбречна недостатъчност, както в слюнката, така и в кръвния серум, количеството урея и креатинин се увеличава. При артериална хипертония в паротидната слюнка нивото на сАМР, общия калций, К + йони се повишава, но концентрацията на Са 2+ йони намалява. При поликистозни тестиси, придружени от безплодие, концентрацията на свободен тестостерон в слюнката се повишава, а при увреждане на надбъбречните жлези и използването на кортизол при заместителна терапия, съдържанието на 17 α-хидрокситестостерон в слюнката се увеличава. При пациенти с хипофункция на хипофизната жлеза, бронзова болест, определянето на кортизол в слюнката е по-информативно, отколкото в урината и слюнката. Стресът се характеризира и с увеличаване на количеството кортизол. Концентрацията на кортизол в слюнката има циркаден ритъм и зависи от психоемоционалното състояние. В ранна бременност и при рак на черния дроб хорион гонадотропин се появява в слюнката. При тумори на щитовидната жлеза в слюнката се повишава концентрацията на тиреоглобулин; при остър панкреатит се увеличава количеството на панкреатичната и слюнчената α-амилаза и липаза. При пациенти с хипотиреоидизъм концентрацията на тироксин и трийодтиронин в слюнката е почти наполовина намалена, а тиротропинът (TSH) е 2,8 пъти по-висок, отколкото при здрави индивиди.

При засягане на слюнчените жлези се наблюдават промени в състава на слюнката. При хроничен паротит екстравазацията на серумни протеини, по-специално албумин, се увеличава, секрецията на каликреин, лизозим се увеличава; техният брой се увеличава в периода на обостряне. При тумори на жлезите се променя не само количеството на секрецията, но и допълнителни протеинови фракции се появяват в слюнката, главно от серумен произход. Синдромът на Sjögren се характеризира с намаляване на слюноотделянето и слюноотделянето, което е свързано с инхибиране на функциите на транспортните протеини на аквапорин. Водният транспорт от ацинарните клетки е намален, което води до подуване и увреждане на клетките. В слюнката на тези пациенти се повишава количеството на IgA и IgM, активността на киселинните протеинази и киселата фосфатаза, лактоферин и лизозим; променя се съдържанието на Na + , Cl - , Ca 2+ и PO 4 3- йони.

Въпреки че не са установени значителни отклонения в състава на слюнката по време на кариес (и тази информация е изключително противоречива), все пак е показано, че при кариес-резистентни индивиди съдържанието на амилаза е значително

по-високи от тези, податливи на кариес. Има също доказателства, че по време на кариес се повишава активността на киселата фосфатаза, намалява броят на (3-дефензини), активността на лактат дехидрогеназата се променя, рН на слюнката и скоростта на слюноотделяне намаляват.

Възпалението на пародонта е придружено от повишаване на активността на катепсините D и B и слабо алкалните протеинази в слюнката. В същото време свободната антитриптична активност намалява, но активността на локално произведените киселинно-стабилни протеиназни инхибитори се увеличава 1,5 пъти, повечето от които са в комплекс с протеиназите. Променят се и свойствата на самите киселинно-устойчиви инхибитори, което е свързано с образуването на техните частично разцепени форми под действието на различни протеинази. В слюнката се повишава активността на ALT и AST. Пародонтитът се характеризира с повишаване на активността на хиалуронидазата (3-глюкуронидаза и нейния инхибитор. Активността на пероксидазата се повишава с 1,5-1,6 пъти, а съдържанието на лизозим намалява с 20-40%. Промените в защитната система се комбинират с увеличаване на количеството тиоцианати с 2-3. Съдържанието на имуноглобулини варира нееднозначно, но количеството на плазмените IgG и IgM винаги се увеличава.

При пародонтално възпаление и патология на устната лигавица се активира окислението на свободните радикали, което се характеризира с увеличаване на количеството малондиалдехид в слюнката и повишаване на активността на супероксид дисмутаза. Глутатион пероксидазата навлиза в слюнката от кръвната плазма по време на кървене на венците, както и през гингивалната течност, чиято активност не се определя нормално.

При пародонтит се променя и активността на нитрат редуктазата и съдържанието на нитрити. При лека и умерена тежест на пародонтит активността на нитрат редуктазата намалява, но с обостряне на процеса при тежък пародонтит активността на ензима се удвоява в сравнение с нормата, а количеството нитрит намалява с 4 пъти.