Hydroxyapatite

Hydroxyapatite représente un minéral du phosphate d'hydroxyle de calcium Dans l'ensemble, le minéral n'est pas répandu, bien qu'il existe des gisements riches individuels. Les os et les dents des vertébrés sont également constitués d'un pourcentage élevé d'hydroxyapatite.

Qu'est-ce que l'hydroxyapatite?

L'hydroxyapatite est constituée de phosphate de calcium hydroxylé. Dans le cristal, cinq ions calcium sont liés à trois ions phosphate et un ion hydroxyle. C'est un composé ionique qui cristallise dans un système cristallin hexagonal.

Le groupe hydroxyle stabilise tout le cristal. Avec la fluorapatite et la chlorapatite, l'hydroxyapatite forme une série mixte sans soudure. L'hydroxyapatite se présente comme un minéral d'accompagnement dans divers minéraux tels que la serpentinite, le schiste de talc ou la pegmatite. Le minéral a jusqu'à présent été détecté dans environ 250 emplacements. L'apparence des minéraux individuels dépend de la composition et du rapport de mélange avec d'autres minéraux accompagnants.L'hydroxyapatite se produit également dans les êtres vivants. Les os et les dents des vertébrés en particulier sont constitués d'un pourcentage élevé de ce minéral.

En plus de l'hydroxyapatite, ils contiennent également des matières organiques sous forme de tissu conjonctif et de cellules. En raison de sa teneur en minéraux presque purs, l'émail dentaire est le matériau le plus dur de l'organisme. Sa teneur en hydroxyapatite est supérieure à 95%. La formation d'hydroxyapatite a lieu dans le cadre de la biominéralisation. Le matériau est très stable et extrêmement résistant aux influences physiques et chimiques. Les os et les dents représentent une archive importante du milieu de vie. Seuls les acides, y compris les acides de fruits, décomposent lentement l'hydroxyapatite.

Fonction, effet et tâches

Dans l'organisme humain, l'hydroxyapatite est la substance de soutien la plus importante. Il donne au système squelettique la force nécessaire. Avec un tissu conjonctif spécial tel que le collagène, la résistance à la traction et la stabilité nécessaires sont créées dans les os, par exemple.

La composition des os et des dents est différente. Le facteur décisif ici est la proportion d'hydroxyapatite. Les os sont constitués d'environ 65 pour cent du minéral. Le reste est composé de collagène et d'ostéoblastes. La quantité d'hydroxyapatite dans les dents est beaucoup plus élevée. Par conséquent, les dents sont beaucoup plus dures que les os. La fonction est déterminante pour la composition. Les os appartiennent au système musculo-squelettique. Leur exposition différente aux forces mécaniques nécessite une certaine souplesse. Les dents servent à écraser les aliments.

Cela nécessite une force et une résistance beaucoup plus fortes, qui doivent également se refléter dans un matériau plus dur. Les dents sont constituées de l'émail dentaire externe, de la dentine et de la pulpe dentaire. L'émail dentaire doit être très ferme et dur et est donc composé à plus de 95% d'hydroxyapatite. Cela le rend extrêmement résistant aux influences extérieures. La dentine est une substance semblable à l'os. Il se compose à 70 pour cent d'hydroxyapatite. La plupart du reste est constitué de tissu conjonctif. La pulpe ou pulpe dentaire est un réseau de vaisseaux sanguins et de nerfs qui alimentent la dent.

Éducation, occurrence, propriétés et valeurs optimales

L'hydroxyapatite des os et des dents est formée dans le cadre de la biominéralisation. En termes géologiques, la biominéralisation est déjà un processus ancien. Des bactéries anciennes ont également formé des limes il y a plusieurs milliards d'années. Le processus est toujours similaire aujourd'hui. Certaines cellules absorbent les ions du minéral à l'état dissous.

La minéralisation a lieu en saturant la solution avec les ions correspondants. Dans le cas de l'hydroxyapatite, ce sont des ions calcium et phosphate. Les soi-disant ostéoblastes sont responsables de la minéralisation des os. Lors de la minéralisation, ils se transforment en ostéocytes qui ne sont plus capables de se diviser et de former un réseau au sein du minéral solidifié. La biominéralisation a lieu dans les dents de la même manière. Ici, les odontoblastes sont responsables de la minéralisation.

Maladies et troubles

L'hydroxyapatite est très stable. Mais dans les os, il y a des processus constants de construction et de panne. La forme de l'os doit s'adapter à des exigences très différentes. Ainsi, une nouvelle substance osseuse est constamment constituée. Cependant, il y a toujours une dégradation de la substance osseuse.

Si le processus de dégradation prédomine, ce que l'on appelle l'ostéoporose se développe. Les processus sont contrôlés par les hormones. L'hormone parathyroïdienne est responsable de l'équilibre du taux de calcium dans le sang. En cas de carence en calcium, cela active la mobilisation de l'hydroxyapatite à partir des os. L'hormone calcitriol est responsable de l'absorption du calcium des aliments dans l'intestin et de la minéralisation dans les os. Les deux hormones sont des antagonistes. Si l'absorption du calcium par les aliments est perturbée parce que seule une petite quantité de calcitriol se forme en raison d'un manque de vitamine D, la résorption osseuse l'emporte sur la formation osseuse. La densité osseuse diminue et en même temps la fragilité des os augmente.

Cependant, ces processus sont très compliqués et, dans de nombreux cas, ne sont pas encore entièrement compris. L'hydroxylapatite peut également être décomposée dans les dents. Cependant, ce ne sont pas des processus hormonaux. Physiologiquement, la dent doit durer le plus longtemps possible afin de pouvoir écraser les aliments. Cependant, la décomposition bactérienne des résidus alimentaires forme des acides qui peuvent attaquer l'émail des dents. L'acide dissout l'hydroxyapatite en ions calcium et en ions phosphate, grâce à quoi l'ion hydroxyle réagit avec un ion hydrogène de l'acide pour former de l'eau. Les ions calcium et les ions phosphate se dissolvent ensuite dans l'eau.

Une activité bactérienne prolongée et une formation constante d'acide créent finalement un trou dans l'émail dentaire. Sans traitement, la carie dentaire détruira la dent. Cependant, en utilisant un dentifrice contenant du fluorure, l'hydroxyapatite peut être convertie en fluorapatite beaucoup plus stable. Cela permet d'arrêter le processus de destruction des dents pendant une période de temps plus longue.