Simona Kaletová, LFUK BA, 4.ročník
Ústna dutina prechádza neustále cyklickými zmenami pH, ktoré súvisia s kolobehom minerálov v tvrdých zubných tkanivách dutiny ústnej. Strata minerálov zo zubov sa nazýva demineralizácia, zatiaľ čo obnova týchto minerálov späť do štruktúry zubov sa nazýva remineralizácia.
Počas života zuba teda existujú demineralizačné a remineralizačné cykly skloviny, ktoré určujú rozsah minerálnej rovnováhy a integritu alebo degradáciu tkaniva. Táto štúdia sa zaoberá tým, akú úlohu pri mineralizácii skloviny zohrávajú proteíny a enzýmy v slinách. V štúdii sa okrem tlmiacej úlohy ľudských slín rozoberá aj prítomnosť iónov v slinách, ktoré ďalej zvyšujú schopnosť remineralizovať demineralizovaný povrch skloviny.
Zubnú sklovinu je možné charakterizovať ako zvápenatené tkanivo, ktoré vytvára vonkajší ochranný obal anatomickej korunky zuba. Skladá sa z 96 % anorganického materiálu, 3 % vody a 1 % organickej matrix. Anorganickou zložkou zubnej skloviny je kryštál hydroxyapatitu (HAP). Sklovina je tvrdé, acelulárne a avaskulárne tkanivo. Tým, že sklovina je acelulárna, nedá sa automaticky vymeniť alebo opraviť, ak je poškodená. Vďaka veľmi vysokému obsahu minerálov je mimoriadne odolná voči zničeniu. Vysoký obsah minerálov v sklovine však zvyšuje náchylnosť k demineralizácii, čo vedie k vzniku zubného kazu.
Úloha slín a ich obsah pri remineralizácii zubnej skloviny
Ľudské sliny pozostávajú z mnohých látok, a preto majú rôzne funkcie. Sliny sú tekutiny, ktoré chránia ústa pred škodlivými mikroorganizmami a dráždivými látkami. Pomáhajú aj pri rôznych ďalších funkciách, ako je reč, žuvanie a prehĺtanie, či pri ochrane zubov a tkanív ústnej dutiny. Schopnosť slín remineralizovať zubnú sklovinu závisí od rôznych faktorov, ktoré sú uvedené nižšie.
Pufrovacia kapacita
Pufrovacia kapacita slín má nevyhnutnú úlohu pri udržiavaní úrovne pH v slinách aj v plaku, čím pomáha neutralizovať účinky vystavenia kyselinám. Medzi tri pufrové systémy, ktoré sú prítomné v slinách, patrí systém kyseliny uhličitej (najdôležitejší), fosfátový systém a bielkovinový systém.
Slinné bielkoviny
Proteíny sú normálnou súčasťou ľudských slín, pričom niektoré slinné proteíny, ako sú proteíny bohaté na prolín – statherín a histatíny, majú afinitu k povrchom skloviny, čím (na)pomáhajú remineralizácii zvýšením lokálnej koncentrácie vápnika. Iné proteíny majú antimikrobiálnu funkciu; histatíny sú antibakteriálne a alfa-defenzín HNP1–3 má antivírusovú funkciu. Niektoré proteíny, ako napríklad laktoferín, môžu zabrániť rastu Streptococcus mutans, pretože sú schopné izolovať z prostredia ústnej dutiny železo, ktoré je životne dôležité pre bakteriálny metabolizmus.
Slinné enzýmy
Lyzozým obsiahnutý v slinách pomáha pri lýze bakteriálnych buniek a je obzvlášť účinný proti grampozitívnym baktériám. Predpokladá sa, že lyzozým zohráva úlohu v prevencii bakteriálnej agregácie a adherencie. Slinný peroxidázový enzým zas chráni zdravie ústnej dutiny tým, že zabraňuje hromadeniu peroxidu vodíka a deaktivuje karcinogénne zlúčeniny.
Slinné fluoridové ióny
Pri normálnom pH sú sliny presýtené vápnikovými a fosfátovými iónmi, preto nedochádza k demineralizácii. Kyseliny bakteriálneho pôvodu a kyseliny pochádzajúce z jedla alebo nápojov majú tendenciu posúvať rovnováhu smerom k úbytku minerálov. S klesajúcim pH sa koncentrácia fosfátov v slinách znižuje a pri pH 5,5 sliny už nie sú presýtené, čím sa spustí proces demineralizácie. Sliny pôsobia ako remineralizačné činidlo a ako transportný prostriedok iónov, akým je napr. fluorid, ktorý sa neskôr môže zabudovať do tkanív. Je dobre známe, že fluorid v slinách (pri kontakte so sklovinou) nahrádza hydroxylový ión v kryštalickej štruktúre apatitu, čím mení HAP na fluorapatit, ktorý je odolnejší voči kyslému prostrediu.
Úlohou fluoridu v slinách je: prevencia demineralizácie, podpora remineralizácie a interferencia s rastom baktérií. Zubný kaz sa začína léziou bielych škvŕn, ktoré je možné zvrátiť vhodnou terapiou fluoridmi. Dai a kol. (2019) uviedli, že iba fluoridová terapia (FT) nemusí byť nedostatočná na reverziu bielych škvŕn, naopak, účinnejšou môže byť kombinácia FT s fluoridovým lakom alebo FT s kazeín-fosfopeptid-amorfným fosforečnanom vápenatým (CPP-ACP).
Slinné ióny vápnika a fosfátu
Fluorid vyžaduje ako vápnikové, tak i fosforečnanové ióny na to aby podporili prirodzený proces remineralizácie skloviny. Obsah vody prítomný v sklovine uľahčuje prítok kyselín a odtok minerálov, čo spôsobuje demineralizáciu. Uvádza sa, že počas procesu demineralizácie sa kalciové ióny uvoľňujú skôr ako fosfátové ióny, a preto použitie výrobku na báze vápnika môže účinne potlačiť proces demineralizácie.
Posledný pokrok v terapii remineralizácie skloviny
V súčasnosti došlo k mnohým inovatívnym pokrokom v systémoch, ktoré pôsobia prostredníctvom slín na podporu remineralizácie skloviny, no zároveň nezávisia od fluoridových terapií. Philip (2019) rozdelil tieto systémy do dvoch kategórií:
- technológie biomimetickej regenerácie,
- systémy, ktoré zvyšujú účinnosť fluóru.
V prvej kategórii je najdôležitejšia regenerácia zubov prostredníctvom dentínfosfoproteínu (DPP). Najaktívnejším systémom pri podpore remineralizácie založeným na DPP je aspartát-serín-serín (8DSS). Aplikácia 8DSS na povrch skloviny nezabraňuje iba vyplavovaniu iónov z povrchu skloviny, ale podporuje aj väzbu vápnikových a fosforečnanových iónov zo slín. Amelogenín je dôležitý proteín, ktorý reguluje rast a dozrievanie kryštálov skloviny v novovytvorenej sklovinovej matrici. Tento proteín však v zrelej sklovine chýba, čo spôsobuje, že sa nedokáže regenerovať. Nanohydroxyapatit je ďalší bioaktívny materiál, ktorý môže podporovať remineralizáciu skloviny. Keďže sú tieto častice veľmi malé (nanorozmerné), silno sa viažu na povrch skloviny a vypĺňajú v nej medzery a otvory.
V druhej kategórii, ktorá je známa aj ako fluoridové promotory, je k dispozícii veľa moderných systémov. Najvýznamnejšie sú systémy na báze fosforečnanu vápenatého, spomedzi ktorých je najdôležitejší CPP-ACP 60. Častice CPP-ACP sú ľahko rozpustné v slinách, dajú sa teda lokalizovať v plaku a pôsobia ako rezervoár vápnikových a fosforečnanových iónov. V kyslom prostredí uvoľňujú tieto ióny na podporu remineralizácie a inhibíciu demineralizácie. Iným materiálom na zvýšenie remineralizácie skloviny je bioaktívne sklo. Rozpúšťa sa vo vodnom roztoku a uvoľňuje sodné, vápenaté a fosforečnanové ióny v slinách, čo vedie k ukladaniu vrstvy HAP na povrch skloviny. Ďalším hlavným systémom v druhej kategórii sú systémy založené na báze polyfosfátov, spomedzi ktorých je najdôležitejší trimetafosforečnan sodný (STMP). STMP podporuje nielen remineralizáciu skloviny, ale inhibuje aj jej demineralizáciu.
Záver
Sliny obsahujú veľa dôležitých látok a fungujú aj ako prenášače iónov, ako sú vápnik, fosfát a fluorid, ktoré sú nevyhnutné na podporu remineralizácie. Patogenita zubnej erózie a kazu je priamo ovplyvnená tlmivou kapacitou a obsahom slín. Sliny slúžia ako stály rezervoár iónov, ktoré pomáhajú neutralizovať pH a zabraňujú demineralizácii. Moderné inovatívne technológie, napríklad biomimetické regeneračné technológie, vrátane dentínových fosfoproteínov, aspartát-serín-serínu, rekombinantného prasacieho amelogenínu, peptidu amelogenínu bohatého na leucín a nano-hydroxyapatitu, podporujú remineralizáciu skloviny. Fluoridové zosilňovače, ako sú fosforečnany vápenaté, polyfosforečnany a prírodné produkty, tiež zohrávajú dôležitú úlohu pri remineralizácii skloviny. Remineralizácia skloviny je pre zub nevyhnutná, pretože sklovina nemá schopnosť regenerácie.
Zdroj: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7076334/
Ilustračný obrázok: https://www.shutterstock.com/cs/image-vector/diagram-tooth-demineralization-remineralization-dental- care-1792776466
