Химический состав слюны

Сухой остаток смешанной слюны составляет 0, 5-2, 3%. Из него около 1/3 приходится на неорганические компоненты, а 2/3 – на органические.

Неорганические компоненты

В целом концентрация минеральных веществ в слюне меньше, чем в плазме крови. В таблице 1 приведено содержание основных компонентов в смешанной слюне.

Таблица 1

Содержание важнейших минеральных веществ в слюне (без стимуляции)

Кроме приведенных в таблице минеральных компонентов в слюне обнаруживаются медь, кремний, алюминий, цинк, марганец, кадмий и другие катионы, а также сульфаты, иодиды, бромиды и др.

Жидкая часть слюны формируется в ацинарных просветах в результате взаимодействия ряда ионных транспортеров и каналов. Чаще всего роль пускового фактора играют a₁-адренорецепторы и М-холинорецепторы слюнных желез. Их активация приводит к высвобождению депонированного в митохондриях и эндоплазматическом ретикулуме кальция. Повышение концентрации Са²⁺ в цитоплазме активирует регулируемые каналы для К⁺ и Cl^- в апикальной мембране и котранспортную систему Na⁺/ K⁺/ Cl^- базалатеральной области. В результате этих эффектов обеспечивается трансцеллюлярный поток ионов хлора из межклеточной среды в ацинарный просвет, а накопление ионов Cl^- является движущей силой для привлечения катионов Nа⁺, проникающих через межклеточные контакты. Осмотический градиент, создаваемый высокой концентрацией NaCl, вызывает приток воды, поступающей в основном через клетки слюнной железы. Вместе с водой в ацинарный просвет попадают и другие неорганические вещества («минорные»).

Среди неорганических веществ слюны важнейшее значение имеют кальций и фосфор, т.е. компоненты, которые участвуют в поддержании физиологического состояния эмали, благодаря существованию динамического равновесия между эмалью и слюной.

Кальций. Содержание кальция в слюне по данным разных авторов колеблется в пределах от 0, 6 ммоль/л до 3, 0 ммоль/л. Чуть более половины кальция в слюне находится в ионизированном состоянии (55%), другая часть связана с белками (около 15%) и входит в состав комплексов с фосфатами, цитратом и другими (около 30%). Ряд белков слюны обладают высоким сродством к ионам кальция. Это белки, обладающие значительным содержанием в первичной структуре моноаминодикарбоновых аминокислот - глутамата, аспартата, а также фосфорилированными остатками серина, в частности, стетерин, гистатины, белки, богатые пролином, а также муцины.

Основным источником кальция в слюне являются подчелюстные железы. В среднем они выделяют до 75% всего кальция, содержащегося в ротовой жидкости. Уровень кальция в слюне зависит от скорости слюноотделения и не зависит от его содержания в плазме крови. Первичный секрет слюнных желез содержит мало кальция, однако за счет реабсорбции воды его концентрация впоследствии существенно возрастает.

С увеличением возраста человека содержание кальция в слюне повышается. Максимальная концентрация приходится на средний возраст. При высоких концентрациях кальция в слюне в протоках слюнных желез могут образовываться слюнные камни, которые иногда их закупоривают. В комбинации с фосфатами и с некоторыми органическими компонентами слюны соли кальция в определенных ситуациях могут откладываться на зубном налете, образуя зубной камень, играющий особую роль в развитии патологии пародонта.

Фосфор. В слюне фосфор в основном представлен в виде неорганических соединений (95%) и лишь около 5% в виде органических фракций. Содержание фосфора в слюне (2, 2-6, 5 ммоль/л) больше, чем в сыворотке крови (0, 9-1, 5 ммоль/л). Основным источником фосфора в ротовой жидкости являются нижнечелюстные железы, их секрет содержит концентрации фосфора до 9 ммоль/л. Неорганический фосфор в слюне находится в различных замещениях ортофосфата и в виде пирофосфата (незначительное количество). Однозамещенный фосфат составляет примерно 75-76%, двузамещенный – 24-25%, ортофосфат – 0, 4-0, 5%. Подкисление ротовой жидкости приводит к повышению концентрации дигидрофосфата, с этим связывают резкое снижение минерализующей функции слюны, поскольку минерализующая и деминерализующая активность биологических жидкостей (слюны, плазмы крови и др.) определяется в первую очередь активной концентрацией Са²⁺ и НРО₄^2-.

Ионная сила слюны в 4, 5 раза ниже, чем ионная сила плазмы крови, в результате этого коэффициент активности ионов Са²⁺ и фосфора в слюне возрастает. Так, коэффициент активности дигидрофосфата (Н₂РО₄^-) на 16%, гидрофосфата (НРО₄^2-) – на 74%, кальция (Са²⁺) – на 53% выше, чем в плазме. Расчетное произведение растворимости (Са²⁺· НРО₄^2-) в слюне в 2, 7 раза выше, чем в плазме крови.

Пересыщенность биологических жидкостей ионами Са²⁺ и НРО₄^2- принято называть пересыщенностью гидроксиапатитом. Слюна пересыщена гидроксиапатитами. Пересыщенность слюны ионами Са²⁺ и НРО₄^2- является для зубов основным механизмом поддерживания постоянства состава их тканей, который реализуется тремя путями:

- создает препятствие растворению зубов, поскольку слюна уже пересыщена составляющими эмаль компонентами;

- облегчает внедрение этих ионов из слюны в эмаль, т.к. их активная концентрация значительно превышает таковую в эмали;

- регулирует рН слюны.

Кальций и фосфор образуют в слюне химические соединения в виде гидроксиапатитов, которые динамически устойчивы при соотношении Са/Р в среднем 1/1, 67 (от 1/1, 3 до 1/2).

Пресыщенность гидроксиапатитами характерна как для плазмы крови, так и для слюны, что позволяет организму регулировать состав минерализованных тканей. Слюна пересыщена гидроксиапатитами в 4, 5 раза. Плазма крови – 2-2, 5 раза. У лиц с множественным кариесом степень пересыщенности слюны гидроксиапатитами на 20-25% ниже, чем у кариесрезистентных людей.

В смешанной слюне содержание магния колеблется в пределах 0, 4-0, 9 ммоль/л. Концентрация магния в ней увеличивается ночью и с возрастом. Его концентрация в слюне ниже, чем в крови, но не зависит от последней. Содержание магния так же как и кальция в слюне зависит от скорости слюноотделения, но в отличие от Са²⁺ - обратно пропорционально: с увеличением скорости саливации уровень магния уменьшается. Ионы магния являются активаторами большой группы клеточных и внеклеточных ферментов. Установлено, что локальное повышение концентрации магния in vivo регионарно усиливает минерализацию костей и зубов.

Важнейшими компонентами слюны являются калий и натрий. Их содержание в ротовой жидкости существенно колеблется в течение суток. По коэффициенту К/Nа в слюне можно судить о состоянии электролитного обмена в организме. Концентрация калия в ротовой жидкости составляет 19, 0-25, 0 ммоль/л (560-1480 мг/л). Это в 1, 5-4 раза выше, чем в плазме крови. Содержание натрия – 6, 5-30, 0 ммоль/л (58-560 мг/л), что заметно ниже, чем в плазме крови. Таким образом, содержание К⁺ и Nа⁺ является как бы своеобразными ножницами между показателями в слюне и плазме крови.

Регуляция электролитного состава слюны связана с:

- с непосредственным влиянием концентрации ионов в крови;

- нервной регуляцией через концентрацию ионов в крови;

- действием минералкортикоидов;

- функциональной активностью почек.

Солевой обмен слюны формируется за счет деятельности протоковых клеток. При этом из первичного секрета слюнных желез происходит реабсорбция ионов натрия и образуется конечная гипотоническая жидкость. Поэтому при низкой скорости секреции слюны концентрация Nа⁺ в ней минимальная (идет интенсивная реабсорбция), с повышением интенсивности саливации уровень Nа⁺ в секрете повышается и приближается к таковой в плазме крови, поскольку не успевает реабсорбироваться в стриарных протоках.

Калий в слюну попадает в основном из внутриклеточных запасов, при длительной стимуляции слюноотделения его концентрация снижается. В системе протоков уровень калия постепенно увеличивается и за счет активного транспорта в конечной слюне его значительно больше, чем в плазме крови. Этот процесс не зависит от концентрации Nа⁺ в слюне.

При повышении в ротовой жидкости Nа⁺ и К⁺, выходящие за пределы физиологического, мицеллы могут переходить в изоэлектрическое состояние, которому соответствует формула:

{[mCa₃(PO₄)₂]_n ·HPO₄^2- n Ca²⁺}⁰

При этом устойчивость мицеллы сильно сдвигается, и они коагулируют. Катионы Nа⁺ и К⁺, наряду с другими ионами обуславливают ионную силу слюны, изменяют конформацию белковых структур слюны, защищающих мицеллы от коагуляции. Повышение доминирующих катионов слюны приводит к ослаблению защитных свойств биополимеров.

Таким образом. Увеличение концентрации доминирующих катионов слюны (Nа⁺ и К⁺), с одной стороны, снижает устойчивость мицелл Ca₃(PO₄)₂, а, с другой стороны, ослабляет защитные свойства гликопротеинов. При этом теряются защитные механизмы поддерживания ионов Ca²⁺ и HPO₄^2- в пересыщенном состоянии, что приводит к нарушению структурных и минерализующих свойств слюны.

Концентрация ионов хлора в слюне составляет11-28 ммоль/л, бикарбонатов 10-20 ммоль/л. Основным источником хлора является околоушная железа. В секрете околоушной железы содержание хлора может составлять до 60 ммоль/л. Количество хлора в смешанной слюне меньше, чем в других биологических жидкостях. С возрастом содержание хлора в слюне уменьшается, что способствует образованию зубных отложений.

Бикарбонаты слюны также влияют на степень ее насыщения гидроксиаппатитом. Слюна околоушной железы в отличие от секрета других желез часто бывает недонасыщена ими, с чем связывают более интенсивное поражение кариесом зубов верхней челюсти.

Фториды. Важное значение для сохранения эмали зуба имеет содержание в слюне фторидов. В небольших концентрациях F^- препятствует развитию кариозной деструкции зуба кислотами. Однако избыток фторидов приводит к аномалии состояния эмали. Содержание фторида в слюне составляет 0, 007-0, 024 ммоль/л и практически не зависит от его содержания в питьевой воде. Из-за высокой реактивности фтор не встречается в природе в виде свободного элемента. В организм человека соединения фтора в основном поступают с питьевой водой. В пищевых продуктах фторидов очень мало, обычно 0, 1-0, 3 мг/л, больше несколько в чае и рыбе. Концентрация растворимых фторидов в пресных водах, как правило, находится на уровне 0, 2-1, 5 мг/л. Однако на отдельных территориях Украины, Казахстана, Индии, Китая, Южной Африки достигает 5-10 мг/л. Растворимые фториды почти полностью всасываются в кишечнике на основе диффузионного равновесия фторводорода. Поэтому при более высоких значениях рН имеется и более высокое содержание фторида. Концентрация фторида в жидких средах (слюне, десневой жидкости, желчь, моча) устойчиво соотносится с уровнем F^- в плазме крови. Удаление фторида из организма осуществляется в основном почками. Фториды свободно проникают через эпителий клубочковых капилляров, а канальциевая реабсорбция их относительно невелика.

Попадая в организм в очень небольших количествах, ионы фтора довольно равномерно распределяются в тканях, не вступая в какие-либо реакции, легко выводятся из организма. Аккумулировать F^- способны только кости и зубы. Скелет, накапливая этот микроэлемент, выполняет роль депо. В костях заключено около 99% фторидов всего тела. При дефиците их поступления в организм мобилизация из костной ткани способствует поддержанию обычного уровня фторида в мягких тканях и жидкостях, включая слюну. Следовательно, временный дефицит фторидов для организма не опасен.

Благодаря близости ионных радиусов, одинаковым зарядам и степени гидратации, F^- превосходит все другие ионы по способности замещать НО^- в гидроксиаппатите, и этим объясняется средство фторида к твердым тканям. Изоморфному замещению ионом F^- подвергается лишь небольшая доля гидроксильных групп кристаллической решетки апатитов (примерно 0, 4%). Но образующиеся фторапатиты прочнее исходных кристаллов, устойчивее к растворению, в том числе кислотному.

Уже давно установлена связь между содержанием фтора в питьевой воде и такими заболеваниями как флюороз (пятнистая эмаль) и кариес. При эпидемиологическом исследовании флюороза было установлено, что заболевание наблюдается только у людей, употребляющих воду, в которой содержится избыток фтора (2, 5 мг и более), на протяжении всего периода развития зубов. На поверхности зуба появляются тусклые меловые пятна, затем на этих местах образуются углубления, иногда окрашенные в желтый или темно-коричневый цвет. Происходит нарушение обызвествления зуба.

Таким образом, флюороз поражает эмаль только в период ее формирования, т.е. лишь в 7-8 лет жизни. После прорезывания зуба флюорозные пятна заново не возникают. Механизм возникновения флюороза пока не ясен. Известно, что чрезмерное накопление F^- каким-то образом нарушает процессы минерализации.

Костная ткань в любом возрасте чувствительна к гиперфлюорозу, потому что кость постоянно подвергается ремоделированию, сопряженному с реминерализацией. При этом типичны полиартралгии, кальцификация мест прикрепления связок, сухожилий, мышц, а также утолщение компактной кости, неравномерный рост надкостницы, ограничение подвижности суставов. При недостаточном потреблении кальция чрезмерное поступление фторидов в организм способствует развитию остеопороза.

Установлено, что безопасный диапазон потребления F^- достаточно узок, составляет 0, 7-1, 5 мг в сутки. Оптимальным считается содержание фторидов в питьевой воде около 1 мг/л. Потребление питьевой воды, содержащей менее 0, 5 мг/л фтора, приводит к высокому уровню поражаемости зубов кариесом, особенно у детей и людей в молодом возрасте. При резко выраженном дефиците фтора в питьевой воде, когда в ней содержится 0, 2 мг/л и менее элемента, уровень поражаемости зубов кариесом достигает критических значений. Обогащение водопроводной воды фтором до концентрации 1, 0 мг/л приводит к значительному снижению возникновения кариеса у населения. После того, как формирование зуба полностью заканчивается, фтор значительно меньше влияет на возникновение кариеса. В отсутствии централизованной коррекции потребления фторидов путем фторирования питьевой воды главным средством профилактики кариеса становится использование фторированных зубных паст.

Механизм противокариозного действия фтора пока окончательно не выяснен. Установлено, что фтор вступает в прочное соединение с эмалью зуба. В основной минеральной структуре эмали-гидроксилапатите одна из гидроксильных групп замещается фтором и образуется фтороапатит, более твердый и менее растворимый, чем гидроксиапатит. Показано также, что фториды ускоряют реминерализацию начальных кариозных повреждений, стимулируя их спонтанную репарацию. Известно, что соединения фтора обладают способностью угнетать бактериальную флору, подавляя активность ряда ферментов анаэробного окисления глюкозы, а также других метаболических циклов микроорганизмов.

Содержание йодидов в слюне выше, чем в сыворотке крови приблизительно в 10 раз. Это свидетельствует о том, что слюнные железы концентрируют йод.

В слюне обнаруживается также высокая концентрация роданидов – продуктов сульфирования солей синильной кислоты. Этот процесс протекает в печени и катализируется ферментом тиосульфат-ционидтрансферазой.

Содержание роданидов в слюне существенно варьирует. Имеются данные, указывающие на зависимость количественного содержания роданидов в слюне от степени контакта человека с табачным дымом, от количества поступающего с пищей витамина В₁ (тиамин). По некоторым данным, роданиды наряду с хлором и другими галогенами активируют пероксидазу в слюне. Содержание роданидов в слюне значительно больше, чем в других биологических жидкостях. Возможно, в слюне происходит концентрирование роданидов. Чувствительная качественная реакция на роданиды в судебно-медицинской практике позволяет идентифицировать пятно слюны значительной давности.

В слюне обнаруживаются также железо, стронций, хром, медь, кобальт, цинк, сурьма, рубидий и другие элементы. Выявлено, что электролитный состав слюны незначительно зависит от пола, а в большей степени связан с содержанием биоэлементов в окружающей среде и наличием кариеса. У лиц без кариеса отмечена склонность к повышению концентрации цинка, кальция, железа, стронция, а у обследованных с прогрессирующем кариесом установлена высокая концентрация марганца.

Транспорт ионов и соединений из крови в слюну высокоселективен, что позволило внести понятие гематосаливарного барьера [Ю.А. Петрович, 1977]. Ряд компонентов крови концентрируется слюнными железами и их количество в слюне может быть в 10-20 раз выше, чем в крови (йодиды, роданиды), в то время как содержание хлора, хрома, фтора в плазме крови и слюны отличаются мало.

Минеральные вещества, находящиеся в ротовой жидкости поступают в другие отделы желудочно-кишечного тракта, где они всасываются наравне с такими же компонентами пищи и питьевой воды. Таким образом, слюна вовлечена в общий круговорот минеральных веществ по системе: плазма крови – слюна – пищеварительный тракт – плазма крови. Хотя этот путь проходит лишь небольшая доля электролитов, присутствующих в плазме крови, его наличие обеспечивает стабилизацию минерального состава ротовой жидкости на фоне изменяющихся влияний компонентов пищи и питья.