Регуляция кислотно-основного состояния полости рта

 

Эпителий полости рта подвергается самым различным и физическим, и химическим воздействиям, связанным с употреблением пищи. Слюна способна защитить эпителий верхней части пищеварительного тракта, а также эмаль зуба. Одной из форм защиты является сохранение и поддержание рН-среды в ротовой полости.

 

Поскольку смешанная слюна представляет собой взвесь клеток жидкой среды, которая омывает зубной ряд, то кислотно-основное состояние полости рта определяется скоростью слюноотделения, совместным действием буферных систем слюны, а также метаболитами микроорганизмов, количеством зубов и частотой их расположения в зубной дуге. Значение рН смешанной слюны в норме колеблется от 6,5 до 7,4 со средней величиной около 7,0.

 

Буферными системами называют такие растворы, которые способны сохранять постоянство рН-среды при их разбавлении или добавлении небольшого количества кислот, оснований. Уменьшение рН называют ацидозом, а увеличение - алкалозом.

 

Смешанная слюна содержит три буферных системы: гидрокарбонатную, фосфатную и белковую. Вместе эти буферные системы формируют первую линию защиты против кислотных или щелочных воздействий на ткани полости рта. Все буферные системы полости рта имеют различные пределы ёмкости: фосфатная наиболее активна при рН 6,8-7,0, гидрокарбонатная при рН 6,1-6,3, а белковая обеспечивает буферную ёмкость при различных значениях рН.

 

Основной буферной системой слюны является гидрокарбонатная, которая представляет собой сопряжённую кислотно-основную пару, состоящую из молекулы H₂CO₃ - донора протона, и гидрокарбонатиона НСО₃^- - акцептора протона.

 

Во время приёма пищи, жевания буферная ёмкость гидрокарбонатной системы обеспечивается на основе равновесия: СО₂ + Н₂О = НСО₃^- + Н⁺. Жевание сопровождается повышением слюноотделения, что приводит к увеличению концентрации гидрокарбоната в слюне. При добавлении кислоты фаза перехода СО₂ из растворённого газа в свободный (летучий) газ значительно возрастает и увеличивает эффективность нейтрализующих реакций. В силу того, что конечные продукты реакций не накапливаются, происходит полное удаление кислот. Этот феномен получил название «буфер-фаза».

 

При длительном стоянии слюны происходит потеря СО₂. Эта особенность гидрокарбонатной системы называется стадией буферизации, и она продолжается до тех пор, пока не израсходуется больше 50% гидрокарбоната.

 

После воздействия кислот и щелочей H₂CO₃ быстро распадается до CO₂ и H₂O. Диссоциация молекул угольной кислоты происходит в две стадии:

 

H₂CO₃ + H₂O ↔ HCO₃^- + H₃O⁺  ; HCO₃^- + H₂O ↔ CO₃^2- + H₃O⁺

 

Фосфатная буферная система слюны представляет собой сопряжённую кислотно-основную пару, состоящую из иона дигидрофосфата H₂PO₄^- (донор протона) и иона моногидрофосфата HPO₄^2- (акцептор протона). Фосфатная система менее эффективна по сравнению с гидрокарбонатной и не имеет эффекта «буфер-фазы». Концентрация HPO₄^2- в слюне не определяется скоростью слюноотделения, поэтому ёмкость фосфатной буферной системы не зависит от приёма пищи или жевания. Реакции компонентов фосфатной буферной системы с кислотами и основаниями происходят следующим образом:

 

• При добавлении кислоты: HPO₄^2- + H₃O⁺ ↔ H₂PO₄^- + H₂O

• При добавлении основания: H₂PO₄^- + ОН^- ↔ HPO₄^2- + H₂O

 

Белковая буферная система имеет сродство к биологическим процессам, протекающим в полости рта. Она представлена анионными и катионными белками, которые хорошо растворимы в воде. Эта буферная система включает более 944 различных белков, но до конца не известно, какие именно белки участвуют в регуляции кислотно-основного равновесия. Карбоксильные группы радикалов аспартата, глутамата, а также радикалы цистеина, серина и тирозина являются донорами протонов:

 

R-CH₂-COOH ↔ R-CH₂-COO- + H⁺ (Аспартат);

 

R-(CH₂)₂-COOH ↔ R-(CH₂)₂-COO- + H⁺ (Глутамат).

 

Аминогруппы радикалов аминокислот гистидина, лизина, аргинина способны присоединять протоны:

 

R-(CH₂)₄-NH₂ + H⁺ ↔ R-(CH₂)₄(-NH₃⁺)  (Лизин)

 

R-(CH₂)₃-NH-C(=NH)-NH₂) + H⁺ ↔ (R-(CH₂)₃-NH-C(=NH₂⁺)-NH₂) (Аргинин)

 

В связи с этим белковая буферная система эффективна как при pH 8,1, так и pH 5,1.

 

рН слюны «покоя» отличается от рН стимулированной слюны. Так, нестимулированный секрет из паротидной и поднижнечелюстной слюнных желёз имеет умеренно кислый рН (5,8), который увеличивается до 7,4 при последующей стимуляция. Этот сдвиг совпадает с увеличением в слюне количества НСО₃^- до 60 ммоль/л.

 

Благодаря буферным системам у практически здоровых людей уровень pH смешанной слюны восстанавливается после еды до исходного значения в течение нескольких минут. При несостоятельности буферных систем pH смешанной слюны снижается, что сопровождается увеличением скорости деминерализации эмали и инициирует развитие кариозного процесса.

 

На pH слюны в большой степени влияет характер пищи: при приёме апельсинового сока, кофе с сахаром, клубничного йогурта pH снижается до 3,8-5,5, в то время как употребление кофе без сахара практически не вызывает сдвигов pH слюны.