Формирование слюны в выводных протоках

 

Протоковые клетки синтезируют и содержат биологически активные вещества, которые выводятся в апикальном и базолатеральном направлениях. Клетки протоков не только образуют стенки выводящих каналов, но и регулируют водный и минеральный состав слюны.

 

Из просвета выводных протоков, где проходит изотоничная слюна, происходит реабсорбция в клетке ионов Na⁺ и Cl^-. В клетках исчерченных протоков, где имеется большое количество митохондрий, образуется множество молекул СО₂ и Н₂О. При участии карбоангидразы угольная кислота диссоциирует на Н⁺ и НСО₃^-. Затем ионы H⁺ выводятся в обмен на ионы Na⁺, а НСО₃^- - на Cl^-. На базолатеральной мембране локализуются транспортные белки Na⁺/K⁺АТФ-аза и Cl^--канал, через которые ионы Na⁺ и Cl^- поступают из клетки в кровь (рис. 6.4).

 

 

Рис. 6.4. Формирование слюны в исчерченных клетках выводных протоков слюнных желёз.

 

Процесс реабсорбции регулируется альдостероном. Ток воды в выводных протоках обеспечивается белками-аквапоринами. В результате формируется гипотоничная слюна, в которой содержится большое количество ионов НСО₃^-, К⁺ и мало Na⁺ и Cl^-.

 

В ходе секреции из клеток выводных протоков кроме ионов секретируются различные белки, синтезируемые также в этих клетках. Поступившие секреты из малых и больших слюнных желёз смешиваются с клеточными элементами (лейкоциты, микроорганизмы, слущенный эпителий), остатками пищи, метаболитами микроорганизмов, что приводит к формированию смешанной слюны, которую также называют ротовой жидкостью.

 

6.3. РЕГУЛЯЦИЯ СЛЮНООТДЕЛЕНИЯ

 

Центр слюноотделения, локализован в продолговатом мозге и контролируется супрабульбарными отделами головного мозга, включая ядра гипоталамуса и кору большого мозга. Центр слюноотделения тормозится или стимулируется по принципу безусловных и условных рефлексов.

 

Безусловными стимуляторами слюноотделения при приёме пищи выступают раздражения 5 типов рецепторов в полости рта: вкусовых, температурных, тактильных, болевых, обонятельных.

 

Варьирование состава и количества слюны достигается изменением возбудимости, числа и вида возбуждённых нейронов центром слюноотделения и соответственно числа и вида инициированных клеток слюнных желёз. Объём слюноотделения определяется в основном возбуждением М-холинергических нейронов, усиливающих синтез и выделение секрета ацинарными клетками, их кровоснабжением и выведение секрета в систему протоков сокращениями миоэпителиальных клеток.

 

Миоэпителиальные клетки прикрепляются при помощи полудесмосом к базальной мембране и содержат в цитоплазме белки-цито-кератины, гладко-мышечные актины, миозины, α-актинины. От тела клетки отходят отростки, охватывающие эпителиальные клетки желёз. Сокращаясь, миоэпителиальные клетки способствуют продвижению секрета из концевых отделов по выводным протокам желёз.

 

Ацетилхолин в миоэпителиальных и ацинарных клетках связывается с рецептором, и через G-белок активирует фосфолипазу С. Фосфолипаза С гидролизует фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат, и образующийся инозитолтрифосфат повышает концентрацию ионов Ca²⁺ внутри клетки. Ионы Ca²⁺, поступающие из депо, связываются с белком кальмодулином. В миоэпителиальных клетках активированная кальцием киназа фосфорилирует лёгкие цепи гладкомышечного миозина, который взаимодействует с актином, что вызывает их сокращение (рис. 6.5). Особенностью гладкомышечной ткани является довольно низкая активность АТФазы миозина, поэтому медленное образование и разрушение актин-миозиновых мостиков требуют меньшего количества АТФ. В связи с этим сокращение вызывается медленно и поддерживается длительно.

 

 

Рис. 6.5. Роль ацетилхолина в образовании и выделении секрета в секреторных отделах слюнных желёз.

 

Слюноотделение также регулируется симпатической иннервацией, гормонами и нейропептидами. Освобождаемые нейротрансмиттеры - адреналин и норадреналин связываются со специфическими адренорецепторами на базолатеральной мембране ацинарной клетки. Образовавшийся комплекс передаёт сигналы через G-белки. Активированная аденилатциклаза катализирует превращение молекулы АТФ во второй посредник 3',5'цАМФ, что сопровождается активацией протеинкиназы А с последующим синтезом белков и их экзоцитозом из клетки. После связывания адреналина с α-адренорецепторами образуется молекула 1,4,5-инозитолтрифосфата, что сопровождается мобилизацией Са²⁺ и открытием кальцийзависимых каналов с последующей секрецией жидкости. За время секреции клетки теряют ионы Са²⁺, что сопровождается изменением проницаемости мембран в железистых клетках.

 

Помимо нейротрансмиттеров (адреналин, норадреналин и ацетилхолин) в регуляции тонуса сосудов слюнных желёз важную роль играют нейропептиды: вещество P, которая является медиатором повышения проницаемости для белков плазмы крови и вазоактивный кишечный (интестинальный) полипептид (ВИП), участвующий в нехолинэргическом расширении сосудов.

 

На кровоток и повышение проницаемости сосудов также влияют и активные пептиды каллидин и брадикинин. В образовании кининов участвует сериновая трипсиноподобная протеиназа - калликреин, вырабатываемая клетками исчерченных протоков. Калликреин вызывает ограниченный протеолиз глобулярных белков кининогенов с образованием биологически активных пептидов - кининов. Брадикинин связывается с рецепторами В1 и В2, что приводит к моби- лизации внутриклеточного кальция с последующим активированием протеинкиназы С, запускающей каскад передачи сигнала внутри клетки через оксид азота, цГМФ, простагландины. Образование этих вторичных посредников в эндотелиальных и гладко-мышечных клетках обеспечивает расширение сосудов слюнных желёз и слизистых оболочек. Это приводит к гиперемии, повышению проницаемости сосудов, снижению артериального давления. Синтез калликреина увеличивается под влиянием андрогенов, тироксина, простагландина, холиномиметиков и β-адреномиметиков.

 

В регуляции сосудистого тонуса также участвует аспартильная протеиназа - ренин. Ренин концентрируется в гранулярных извитых протоках поднижнечелюстных желёз, где он локализуется в секреторных гранулах вместе с фактором роста эпителия. В слюнных железах ренина синтезируется больше, чем в почках. Фермент содержит две полипептидные цепи, объединенные дисульфидной связью. Выделяется в виде препроренина и активируется путем ограниченного протеолиза.

 

 

Под действием ренина происходит расщепление ангиотензиногена и освобождается пептид ангиотензин I. Дальнейший гидролиз ангиотензина I ангиотензинпревращающим ферментом с отщеплением двух аминокислотных остатков, приводит к образованию ангиотензина II, который вызывает сужение периферических артерий, регулирует водно-солевой обмен и может влиять на секреторную функцию слюнных желёз (рис. 6.6).

 

Рис. 6.6. Схема взаимосвязи ренин-ангиотензиновой и калликреин-кининовой систем на поверхности сосудистого эндотелия в слюнных железах.

 

Одновременно ангиотензинпревращающий фермент и аминопептидазы выступают в качестве кининаз, расщепляющих активные кинины.

 

6.4. СМЕШАННАЯ СЛЮНА

 

Смешанная слюна (ротовая жидкость) представляет собой вязкую (в связи с присутствием гликопротеинов) жидкость с относительной плотностью 1001-1017. Колебания рН слюны зависят от гигиенического состояния полости рта, характера пищи, скорости секреции. При низкой скорости секреции рН слюны сдвигается в кислую сторону, при стимуляции слюноотделения - в щелочную.

 

Функции смешанной слюны

 

Пищеварительная функция. Смачивая и размягчая твердую пищу, слюна обеспечивает формирование пищевого комка и облегчает проглатывание пищи. После пропитывания слюной пищевые компоненты в полости рта подвергаются частичному гидролизу. Углеводы расщепляются α-амилазой до декстринов и мальтозы, а триацилглицеролы до глицерола и жирных кислот липазой, выделяемой слюнными железами, расположенными в корне языка. Растворение в слюне химических веществ, входящих в состав пищи, способствует восприятию вкуса вкусовым анализатором.

 

Коммуникативная функция. Слюна необходима для формирования правильной речи и общения. При постоянном потоке воздуха в процессе разговора, приёма пищи сохраняется влажность в полости рта (муцин и другие гликопротеины слюны).

 

Защитная функция. Слюна очищает зубы и слизистую оболочку полости рта от бактерий и продуктов их метаболизма, остатков пищи. Защитную функцию осуществляют различные белки - иммуноглобулины, гистатины, α- и β-дефензины, кателидин, лизоцим, лактоферрин, муцин, ингибиторы протеолитических ферментов, факторы роста и другие гликопротеины.

 

Минерализующая функция. Слюна - основной источник кальция и фосфора для эмали зуба. Они поступают через приобретённую пелликулу, которая формируется из белков слюны (статзерин, белки богатые пролином и др.) и регулирует как поступление минеральных ионов в эмаль зуба, так и выход их из неё.

 

Состав смешанной слюны

 

Смешанная слюна состоит из 98,5-99,5% воды и сухого остатка (табл. 6.1).

 

Таблица 6.1. Химический состав смешанной слюны

Компоненты слюны	Единицы измерения
Вода	97-99%
Сухой остаток	1,0-3,0%
Органические вещества	1%
Осадок	70 мг/л
Секреция	0,4 мл/мин
Хлориды	2,5-3,0 мг/л
Ионы кальция	40-50 мг/л
Фосфаты	190-200 мг/л
Фтор	0,06-1,8 мг/л
Остаточный азот	100-200 мг/л
рН	6,4-7,3

 

Сухой остаток представлен неорганическими веществами и органическими соединениями. Ежедневно у человека выделяется около 1000-1200 мл слюны. Активность секреции и химический состав слюны подвержены значительным колебаниям.

 

Химический состав слюны подвержен суточным колебаниям (циркадные ритмы). Скорость слюноотделения колеблется в широких пределах (0,03-2,4 мл/мин) и зависит от большого числа факторов. Во время сна скорость секреции снижается до 0,05 мл/мин, утром возрастает в несколько раз и достигает верхнего предела в 12-14 часов, к 18 часам она снижается. У людей с низкой секреторной активностью значительно чаще развивается кариес, поэтому уменьшение количества слюны в ночное время способствует проявлению действия кариесогенных факторов. Состав слюны и секреция также зависят от возраста и пола. У пожилых людей, например, значительно повышается количество кальция, что имеет значение для образования зубного и слюнного камня. Изменения в составе слюны могут быть связаны с приемом лекарственных веществ, интоксикацией и заболеваниями. Так, при обезвоживании организма, сахарном диабете, уремии происходит резкое снижение слюноотделения.

 

Свойства смешанной слюны меняются в зависимости от характера возбудителя секреции (например, вид принимаемой пищи), скорости секреции. Так, при употреблении в пищу печенья, конфет в смешанной слюне временно возрастает уровень глюкозы и лактата. При стимуляции слюноотделения количество отделяемой слюны увеличивается, в ней растёт концентрация ионов Na⁺ и HCO₃^-.

 

Неорганические компоненты, входящие в состав слюны, представлены анионами Cl^-, PO₄^3-, HCO₃^-, SCN^-, I^-, Br^-, F^-, SO₄^2-, катионами Na⁺, К⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ и микроэлементами: Fe, Cu, Mn, Ni, Li, Zn, Cd, Pb, Li и др. Все минеральные макро- и микроэлементы находятся как в виде простых ионов, так и в составе соединений - солей, белков и хелатов (табл. 6.2).

 

Таблица 6.2 Неорганические компоненты нестимулированной смешанной слюны и плазмы крови

 

Вещество	Слюна, моль/л	Плазма крови, моль/л
Натрий	6,6-24,0	130-150
Калий	12,0-25,0	3,6-5,0
Хлор	11,0-20,0	97,0-108,0
Общий кальций	0,75-3,0	2,1-2,8
Неорганический фосфат	2,2-6,5	1,0-1,6
Общий фосфат	3,0-7,0	3,0-5,0
Гидрокарбонат	20,0-60,0	25,0
Тиоцианат	0,5-1,2	0,1-0,2
Медь	0,3	0,1
Йод	0,1	0,01
Фтор	0,001-0,15	0,15

 

Анионы HCO₃^- экскретируется посредством активного транспорта из околоушной и поднижнечелюстной слюнных желёз и определяет буферную ёмкость слюны. Концентра­ция HCO₃^- слюны «покоя» составляет 5 ммоль/л, а в стимулированной слюне 60 ммоль/л.

 

В смешанную слюну ионы Na⁺ и К⁺ поступают с секретом околоушных и подчелюстных слюнных желёз. Слюна из подчелюстных слюнных желёз содержит 8-14 ммоль/л калия и 6-12 ммоль/л натрия. Паротидная слюна содержит ещё большее количество калия - около 25-49 ммоль/л и значительно меньше натрия - всего 2-8 ммоль/л.

 

Слюна перенасыщена ионами фосфора и кальция. Фосфат содержится в двух формах: в виде «неорганического» фосфата и связаного с белками и другими соединениями. Содержание общего фосфата в слюне достигает 7,0 ммоль/л, из них 70-95% приходится на долю неорганического фосфата (2,2-6,5 ммоль/л), который представлен в виде моногидрофосфата - НРO₄^2- и дигидрофосфата - Н₂РО₄^-. Концентрация моногидрофосфата изменяется от уровня ниже 1 ммоль/л в слюне «покоя» до 3 ммоль/л в стимулированной слюне. Концентрация дигидрофосфата слюны «покоя» достигает 7,8 ммоль/л, а в стимулированной слюне его становится меньше 1 ммоль/л.

 

Содержание кальция в слюне различно и колеблется от 1,0 до 3,0 ммоль/л. Кальций, как и фосфаты, находится в ионизированной форме и в соединении с белками. Существует коэффициент соотношения Са²⁺/Са_общий, который равен 0,53-0,69.

 

Такая концентрация кальция и фосфатов необходима для поддержания постоянства тканей зуба. Этот механизм протекает через три основных процесса: регуляцию рН; препятствие в растворении эмали зуба; включение ионов в минерализованные ткани.

 

Увеличение в плазме крови до нефизиологических величин ионов тяжёлых металлов сопровождается их выведением через слюнные железы. Поступившие со слюной в ротовую полость ионы тяжёлых металлов взаимодействуют с выделенными микроорганизмами молекулами сероводорода и образуются сульфиды металлов. Так появляется «свинцовая кайма» на поверхности эмали зубов.

 

При разрушении мочевины уреазой микроорганизмов в смешанную слюну освобождается молекула аммиака (NH₃). Тиоцинаты (SCN^-, роданиды) поступают в слюну из плазмы крови. Тиоцианиты образуются из синильной кислоты с участием фермента роданазы. В слюне курильщиков содержится в 4-10 раз больше роданидов, чем у некурящих. Их количество также может возрастать при воспалении пародонта. При распаде йодтирони­нов в слюнных железах освобождаются иодиды. Количество иодидов и тиоцианатов зависит от скорости слюноотделения и снижается при увеличении секреции слюны.

 

Органические вещества представлены белками, пептидами, аминокислотами, углеводами и в основном присутствуют в осадке смешанной слюны, сформированного микроорганизмами, лейкоцитами и слущенными клетками эпителия (табл. 6.3).

 

Таблица 6.3 Органические компоненты смешанной слюны

 

Вещества	Ед. измерения
Белок	1,0-3,0 г/л
Альбумин	30,0 мг/л
Иммуноглобулин А	39,0-59,0 мг/л
Иммуноглобулин G	11,0-18,0 мг/л
Иммуноглобулин М	2,3-4,8 мг/л
Молочная кислота	33,0 мг/л
Пировиноградная кислота	9,0 мг/л
Гексозамины	100,0 мг/л
Фукоза	90,0 мг/л
Нейраминовая кислота	12 мг/л
Общие гексозы	195,0 мг/л
Глюкоза	0,06-0,17 ммоль/л
Мочевина	200,0 мг/л
Холестерин	80,0 мг/л
Мочевая кислота	0,18 ммоль/л
Креатинин	2,0-10,0 мкмоль/л

 

Лейкоциты поглощают компоненты пищевых веществ, поступающих в ротовую полость, и образующиеся метаболиты освобождаются в окружающую среду. Другая часть органических веществ - мочевина, креатинин, гормоны, пептиды, факторы роста, калликреин и другие ферменты - эскретируется с секретом слюнных желёз.

 

Липиды. Общее количество липидов в слюне непостоянно и не превышает 60-70 мг/л. Большая их часть поступает в ротовую полость с секретами околоушных и поднижнечелюстных слюнных желёз, и только 2% из плазмы крови и клеток. Часть слюнных липидов представлена свободными длинноцепочечными насыщенными и полиненасыщенными жирными кислотами - пальмитиновой, стеариновой, эйкозопентаеновой, олеиновой и др. Кроме жирных кислот в слюне определяются свободный холестерин и его эфиры (около 28% от общего количества), триацилглицеролы (около 40-50%) и в очень небольшом количестве глицерофосфолипиды. Следует отметить, что данные о содержании и характере липидов в слюне неоднозначны. Это связано в первую очередь с методами очистки и выделения липидов, а также способом получения слюны, возрастом обследуемых и другими факторами.

 

Мочевина в полость рта эскретируется слюнными железами. Наибольшее её количество выделяется малыми слюнными железами, затем околоушными и поднижнечелюстными. Количество выделяемой мочевины зависит от скорости слюноотделения и обратно пропорционально количеству выделенной слюны. Известно, что уровень мочевины в слюне повышается при заболеваниях почек. В полости рта мочевина расщепляется при участии уреолитических бактерий осадка слюны:

 

 

Количество освобождающегося NH₃ влияет на рН зубной бляшки и смешанной слюны.

Помимо мочевины в слюне определяется мочевая кислота, содержание которой (до 0,18 ммоль/л) отражает её концентрацию в сыворотке крови.

В слюне также присутствует креатинин в количестве 2,0-10,0 мкмоль/л. Все эти вещества определяют уровень остаточного азота в слюне.

 

Органические кислоты. Слюна содержит лактат, пируват и другие органические кислоты, нитраты и нитриты. В осадке слюны содержится в 2-4 раза больше лактата, чем в жидкой её части, в то время как пируват определяется больше в надосадочной жидкости. Увеличение содержания органических кислот, в частности, лактата в слюне, и зубном налете способствует очаговой деминерализации эмали и развитию кариеса.

 

Нитраты (NО₃^-) и нитриты (NО₂^-) поступают в слюну с пищей, табачным дымом и водой. Нитраты при участии нитратредуктазы бактерий превращаются в нитриты и их содержание зависит от курения. Показано, что у курильщиков и лиц, занятых в табачном производстве, развивается лейкоплакия слизистой оболочки полости рта, а в слюне растёт активность нитратредуктазы и количество нитритов. Образовавшиеся нитриты, в свою очередь, могут вступить в реакцию с вторичными аминами (аминокислоты, лекарства) с образованием канцерогенных нитрозосоединений. Эта реакция протекает в кислой среде, а ускоряют её добавленные в реакцию тиоцианаты, количество которых в слюне также растёт при курении.

 

Углеводы в слюне находятся преимущественно в связанном с белками состоянии. Свободные углеводы появляются после гидролиза полисахаридов и гликопротеинов гликозидазами бактерий слюны и α-амилазой. Однако образовавшиеся моносахара (глюкоза, галактоза, манноза, гексозамины) и сиаловые кислоты быстро утилизируются микрофлорой ротовой полости и превращаются в органические кислоты. Часть глюкозы может поступать с секретами слюнных желёз и отражать её концентрацию в плазме крови. Количество глюкозы в смешанной слюне не превышает 0,06-0,17 ммоль/л. Определение глюкозы в слюне следует проводить глюкозоксидазным методом, поскольку присутствие других редуцирующих веществ значительно искажает истинные значения.

 

Гормоны. В слюне определяется целый ряд гормонов, в основном стероидной природы. В слюну они попадают из плазмы крови через слюнные железы, десневую жидкость, а также при приеме гормонов per os. В слюне обнаружены кортизол, альдостерон, тестостерон, эстрогены и прогестерон, а также их метаболиты. Они находятся в слюне преимущественно в свободном состоянии, и только в небольших количествах в комплексе со связывающими белками. Количество андрогенов и эстрогенов зависит от степени полового созревания и может меняться при патологии репродуктивной системы. Уровень прогестерона и эстрогенов в слюне, как и в плазме крови, меняется в различные фазы менструального цикла. В норме в слюне также присутствуют инсулин, свободный тироксин, тиреотропин, кальцитриол. Концентрация этих гормонов в слюне невелика и не всегда коррелирует с показателями плазмы крови.