Hidroksiapatit

Hidroksiapatit merupakan mineral dari kalsium hidroksil fosfat Secara keseluruhan, mineral tersebut tidak tersebar luas, meskipun terdapat beberapa endapan yang kaya. Tulang dan gigi vertebrata juga memiliki persentase hidroksiapatit yang tinggi.

Apa itu hidroksiapatit?

Hidroksiapatit terdiri dari kalsium fosfat terhidroksilasi. Dalam kristal, lima ion kalsium terkait dengan tiga ion fosfat dan satu ion hidroksil. Ini adalah senyawa ionik yang mengkristal dalam sistem kristal heksagonal.

Gugus hidroksil menstabilkan seluruh kristal. Dengan fluorapatit dan klorapatit, hidroksiapatit membentuk rangkaian campuran yang mulus. Hidroksiapatit terjadi sebagai mineral pendamping dalam berbagai mineral seperti serpentinite, talc shale atau pegmatite. Mineral tersebut sejauh ini telah terdeteksi di sekitar 250 lokasi. Munculnya masing-masing mineral tergantung pada komposisi dan rasio pencampuran dengan mineral lain yang menyertai.Hidroksiapatit juga terjadi di dalam makhluk hidup. Tulang dan gigi vertebrata pada khususnya terdiri dari persentase tinggi mineral ini.

Selain hidroksiapatit, juga mengandung bahan organik berupa jaringan ikat dan sel. Karena kandungan mineralnya yang hampir murni, enamel gigi adalah bahan yang paling keras di dalam organisme. Kandungan hidroksiapatitnya lebih dari 95 persen. Pembentukan hidroksiapatit berlangsung dalam kerangka biomineralisasi. Bahannya sangat stabil dan sangat tahan terhadap pengaruh fisik dan kimia. Tulang dan gigi merupakan arsip penting dari lingkungan hidup.Hanya asam, termasuk asam buah, yang perlahan membusuk hidroksiapatit.

Fungsi, efek & tugas

Dalam organisme manusia, hidroksiapatit merupakan zat pendukung terpenting. Ini memberi sistem kerangka kekuatan yang diperlukan. Bersama dengan bahan jaringan ikat khusus seperti kolagen, kekuatan tarik dan stabilitas yang diperlukan tercipta di tulang, misalnya.

Komposisi tulang dan gigi berbeda. Faktor yang menentukan disini adalah proporsi hidroksiapatit. Tulang terdiri dari sekitar 65 persen mineral. Sisanya terdiri dari kolagen dan osteoblas. Jumlah hidroksiapatit di gigi jauh lebih tinggi. Karena itu gigi jauh lebih keras daripada tulang. Fungsinya menentukan komposisi. Tulang milik sistem muskuloskeletal. Pemaparan mereka yang berbeda terhadap gaya mekanis membutuhkan fleksibilitas tertentu. Gigi digunakan untuk menghancurkan makanan.

Ini membutuhkan kekuatan dan kekuatan yang jauh lebih kuat, yang juga harus tercermin dalam bahan yang lebih keras. Gigi terdiri dari enamel gigi luar, dentin dan pulpa gigi. Enamel gigi harus sangat kuat dan keras sehingga terdiri dari lebih dari 95 persen hidroksiapatit. Ini membuatnya sangat tahan terhadap pengaruh luar. Dentin adalah zat mirip tulang. Ini terdiri dari 70 persen hidroksiapatit. Sebagian besar sisanya adalah jaringan ikat. Pulpa gigi atau pulpa adalah jaringan pembuluh darah dan saraf yang menyuplai gigi.

Pendidikan, kejadian, properti & nilai optimal

Hidroksiapatit tulang dan gigi terbentuk sebagai bagian dari biomineralisasi. Secara geologis, biomineralisasi sudah merupakan proses lama. Bakteri purba juga membentuk jeruk nipis beberapa miliar tahun yang lalu. Prosesnya masih serupa sampai sekarang. Sel tertentu mengambil ion mineral dalam keadaan terlarut.

Mineralisasi terjadi dengan menjenuhkan larutan dengan ion yang sesuai. Dalam kasus hidroksiapatit, ini adalah ion kalsium dan fosfat. Yang disebut osteoblas bertanggung jawab atas mineralisasi dalam tulang. Selama mineralisasi, mereka berkembang menjadi osteosit yang tidak lagi dapat membelah dan membentuk jaringan di dalam mineral yang mengeras. Biomineralisasi terjadi di gigi dengan cara yang sama. Di sini odontoblas bertanggung jawab atas mineralisasi.

Penyakit & Gangguan

Hidroksiapatit sangat stabil. Tetapi di dalam tulang ada proses pembangunan dan kerusakan yang konstan. Bentuk tulang harus menyesuaikan dengan kebutuhan yang sangat berbeda. Jadi substansi tulang baru terus-menerus dibangun. Bagaimanapun, selalu ada kerusakan substansi tulang.

Jika proses penguraian mendominasi, yang dikenal sebagai osteoporosis berkembang. Prosesnya dikendalikan oleh hormon. Hormon paratiroid bertanggung jawab atas keseimbangan kadar kalsium dalam darah. Jika terjadi kekurangan kalsium, ini mengaktifkan mobilisasi hidroksiapatit dari tulang. Hormon kalsitriol bertanggung jawab untuk penyerapan kalsium dari makanan di usus dan mineralisasi di tulang. Kedua hormon itu antagonis. Jika penyerapan kalsium dari makanan terganggu karena hanya sejumlah kecil kalsitriol yang terbentuk akibat kekurangan vitamin D, resorpsi tulang melebihi pembentukan tulang. Kepadatan tulang menurun dan pada saat bersamaan kerapuhan tulang meningkat.

Namun, proses ini sangat rumit dan dalam banyak kasus belum sepenuhnya dipahami. Hidroksilapatit juga bisa rusak di gigi. Namun, ini bukanlah proses hormonal. Secara fisiologis, gigi harus bertahan selama mungkin agar mampu menghancurkan makanan. Namun, bakteri pengurai sisa makanan membentuk asam yang dapat menyerang email gigi. Asam melarutkan hidroksiapatit menjadi ion kalsium dan ion fosfat, dimana ion hidroksil bereaksi dengan ion hidrogen dari asam untuk membentuk air. Ion kalsium dan ion fosfat kemudian larut dalam air.

Aktivitas bakteri yang berlarut-larut dan pembentukan asam yang konstan pada akhirnya membuat lubang di email gigi. Tanpa perawatan, kerusakan gigi akan merusak gigi. Namun, dengan pasta gigi yang mengandung fluorida, hidroksiapatit dapat diubah menjadi fluorapatit yang jauh lebih stabil. Hal ini memungkinkan untuk menghentikan proses kerusakan gigi untuk jangka waktu yang lebih lama.