Биохимия слюны

Содержание

Слайд 2

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Слюна – сложная биологическая жидкость, вырабатываемая специализированными железами и

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Слюна – сложная биологическая жидкость, вырабатываемая специализированными железами и выделяемая

в ротовую полость.

Количество и состав слюны зависят от:
времени суток
принятой пищи
возраста
состояния ЦНС и вегетативной нервной системы
наличия заболеваний
ОТ СКОРОСТИ СЕКРЕЦИИ!!!!

За сутки продуцируется 0,5 – 2 л слюны
рН = 5,5 – 8,0

Слайд 3

ФУНКЦИИ СЛЮНЫ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ – смачивание, размягчение пищи и гидролиз ряда пищевых

ФУНКЦИИ СЛЮНЫ

ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ –
смачивание, размягчение пищи и гидролиз ряда пищевых веществ

(полисахаридов, эмульгированных липидов и нуклеиновых кислот).
МИНЕРАЛИЗУЮЩАЯ –
поддержание химического состава твёрдых тканей зуба.
ЗАЩИТНАЯ –
омывание, антибактериальная защита, защита от механических и термических повреждений, гемостатическая, ингибирование ферментов микроорганизмов.
РЕГУЛЯТОРНАЯ –
способность поддерживать гомеостаз полости рта с участием собственных гормонов, пептидов, БАВ.
ВЫДЕЛИТЕЛЬНАЯ –
способность выводить конечные продукты азотистого обмена, токсические и лекарственные вещества, метаболиты и гормоны.
Слайд 4

ФОРМИРОВАНИЕ СЕКРЕТА СЛЮННЫХ ЖЕЛЁЗ Секреция слюны происходит рефлекторно: А) с участием

ФОРМИРОВАНИЕ СЕКРЕТА СЛЮННЫХ ЖЕЛЁЗ

Секреция слюны происходит рефлекторно:
А) с участием безусловных

рефлексов (поступление пищи в ротовую полость)
Б) с участием условных рефлексов (при виде и запахе пищи)
В основе секреции слюны 2 механизма:
поступление в секрет воды и ряда низкомолекулярных компонентов крови из сосудистого русла и окружающего интерстиция в просвет концевых отделов;
2) выделение собственно синтезированных органических веществ секреторными клетками железы.
ТРЕБУЕТСЯ много АТФ, образующейся в процессе аэробного дихотомического окисления.
Слайд 5

ФОРМИРОВАНИЕ СЕКРЕТА СЛЮННЫХ ЖЕЛЁЗ просвет протока кровь Na+ Cl- Na+ Cl-

ФОРМИРОВАНИЕ СЕКРЕТА СЛЮННЫХ ЖЕЛЁЗ


просвет протока

кровь

Na+
Cl-

Na+
Cl-

ДО глюкозы

CO2 + Н2О

Н2CO3

Карбо-ангидраза

Н+
+
НСО3-

Слайд 6

ФОРМИРОВАНИЕ СЕКРЕТА СЛЮННЫХ ЖЕЛЁЗ Структура долихолфосфата (n=15-20)

ФОРМИРОВАНИЕ СЕКРЕТА СЛЮННЫХ ЖЕЛЁЗ


Структура долихолфосфата
(n=15-20)

Слайд 7

СОСТАВ СЛЮНЫ

СОСТАВ СЛЮНЫ

Слайд 8

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА СЛЮНЫ Минеральные вещества находятся в виде ионов или связаны

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА СЛЮНЫ

Минеральные вещества находятся в виде ионов или связаны с

другими соединениями.
В слюне, по сравнению с плазмой крови, БОЛЬШЕ:
калия
фосфатов,
тиоционата,
меди,
йода….
МЕНЬШЕ:
натрия,
хлора,
фтора….
Слайд 9

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА СЛЮНЫ Слюна ПЕРЕСЫЩЕНА ионами кальция и фосфора. По законам

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА СЛЮНЫ

Слюна ПЕРЕСЫЩЕНА ионами кальция и фосфора.
По законам химии:
Ca2+ +

PO43- → Ca3(PO4)2↓,
однако ионы сохраняются в растворённом состоянии благодаря формированию мицелл.

Са:Р=1:4

Белки мицелл:
муцины
стазерины

2

Слайд 10

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА СЛЮНЫ Устойчивость мицелл зависит от рН: А) КИСЛАЯ СРЕДА

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА СЛЮНЫ

Устойчивость мицелл зависит от рН:
А) КИСЛАЯ СРЕДА –
HPO42- +

H+ ↔ H2PO4-
в результате отрицательный заряд мицеллы уменьшается,
устойчивость мицеллы снижается,
ядро мицеллы растворяется,
ионы кальция вымываются…
Слюна становится недонасыщенной кальцием и фосфатами,
реминерализующая способность падает,
слюна становится ДЕМИНЕРАЛИЗУЮЩЕЙ жидкостью.
Б) ЩЕЛОЧНАЯ СРЕДА –
HPO42- + OH- ↔ PO43-
PO43- связываются с ионами кальция и образуют нерастворимую соль Ca3(PO4)2, происходит осаждение соли с формированием зубного камня.
Слайд 11

БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ СЛЮНЫ Оптимальная реминерализующая функция слюны проявляется при рН =

БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ СЛЮНЫ

Оптимальная реминерализующая функция слюны проявляется при рН = 6,5

– 7,4.
На рН слюны влияют:
характер пищи
скорость слюноотделения
гигиена полости рта
рН слюны поддерживается за счёт работы 3 буферных систем,
с различными интервалами активности и буферной ёмкости:
гидрокарбонатной,
фосфатной,
белковой.
Благодаря буферным системам у практически здоровых людей уровень рН смешанной слюны восстанавливается после еды до исходного значения
в течение нескольких минут.
Слайд 12

БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ СЛЮНЫ Гидрокарбонатная буферная система: обеспечивает 80% буферных свойств слюны

БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ СЛЮНЫ

Гидрокарбонатная буферная система:
обеспечивает 80% буферных свойств слюны
наиболее активна при

рН = 6,1 – 6,3
интервал буферного действия 5,4 – 7,4
активность зависит от скорости слюноотделения, повышается при приёме пищи и жевании
Н2СО3 НСО3-

донор протона

акцептор протона

CO2 + H2O ↔ HCO3- + H+

При повышении рН
При понижении рН

CO2 летуч, поэтому реакция перехода не ингибируется и происходит полное удаление кислот!

Слайд 13

БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ СЛЮНЫ Фосфатная буферная система: обеспечивает 10% буферных свойств слюны

БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ СЛЮНЫ

Фосфатная буферная система:
обеспечивает 10% буферных свойств слюны
наиболее активна при

рН = 6,8 – 7,0
интервал буферного действия 6,2 – 8,2
активность НЕ зависит от приёма пищи и жевания
Н2РО4- НРО42-

донор протона

акцептор протона

НРО42- + H+ ↔ Н2РО4-

При повышении рН
При понижении рН

Слайд 14

БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ СЛЮНЫ Белковая буферная система: обеспечивает 10% буферных свойств слюны

БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ СЛЮНЫ

Белковая буферная система:
обеспечивает 10% буферных свойств слюны
обеспечивает буферную ёмкость

при ЛЮБЫХ значениях рН
представлена анионными и катионными белками

доноры
протона

…- COOH
Аспартат
Глутамат
…- SH
Цистеин
…- ОH
Серин
Треонин

…- NH2
Гистидин
Лизин
Аргинин

акцепторы
протона

Слайд 15

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ!

Слайд 16

ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА СЛЮНЫ Органические вещества слюны представлены: белками, пептидами, аминокислотами, небелковыми

ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА СЛЮНЫ

Органические вещества слюны представлены:
белками,
пептидами,
аминокислотами,
небелковыми азотистыми соединениями,
углеводами,
липидами,
органическими кислотами и т.д.


Источники органических соединений:
синтез клетками слюнных желёз,
экскреция,
метаболиты лейкоцитов и микроорганизмов.
Слайд 17

БЕЛКИ СЛЮНЫ Представлены около 1000 протеинами. В основном – ГЛИКОПРОТЕИНЫ, неоднородные

БЕЛКИ СЛЮНЫ

Представлены около 1000 протеинами.
В основном – ГЛИКОПРОТЕИНЫ, неоднородные по структуре

и свойствам.
Олигосахаридные цепи связываются
с гидроксильной группой серина и треонина О-гликозидной связью
с аминогруппой аспарагина N-гликозидной связью.

Белки слюны – ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫ.
Грубо все белки можно разделить на:
секреторные белки
белки микроорганизмов
белки плазмы.

Слайд 18

БЕЛКИ СЛЮНЫ Основным представителем секреторных белков является МУЦИН. 50-70% - углеводный

БЕЛКИ СЛЮНЫ

Основным представителем секреторных белков является МУЦИН.
50-70% - углеводный компонент.
Особенности структуры

муцина:
1) содержит много серина и треонина, за счёт которых к полипептидной цепи присоединены остатки
N- ацетилнейраминовой кислоты,
N- ацетилгалактозамина,
фруктозы,
галактозы,
сиаловой кислоты;
2) содержит много пролина, обеспечивающего формирование особой конформации, способной присоединить много олигосахаридных фрагментов;
3) содержит много цистеина, образующего дисульфидные связи при формировании олигомерной структуры.
Функции муцина:
придаёт слюне вязкость;
стабилизирует мицеллу, препятствуя осаждению Ca3(PO4)2;
защита от термических и механических повреждений;
защита от химических повреждений;
защита от бактериального и вирусного загрязнения.
Слайд 19

БЕЛКИ СЛЮНЫ Биосинтез и эксреция муцина: синтез полипептидной цепи на прикреплённых

БЕЛКИ СЛЮНЫ

Биосинтез и эксреция муцина:
синтез полипептидной цепи на прикреплённых рибосомах;
перенос пептидной

части в полость ЭПР;
гликозилирование отдельными углеводными остатками по ОН-группам серина и треонина и целиковыми олигосахаридами по NH2-группе аспарагина;
плотная упаковка в секреторные гранулы с участием Ca2+;
экзоцитоз;
гидратирование;
формирование дисульфидных мостиков;
адсорбция на поверхности слизистой и формирование пелликулы.
Слайд 20

БЕЛКИ СЛЮНЫ Вторые по вкладу в общую долю белков слюны –

БЕЛКИ СЛЮНЫ

Вторые по вкладу в общую долю белков слюны –
БЕЛКИ,

БОГАТЫЕ ПРОЛИНОМ (ББП).
Особенности структуры ББП:
1) содержит до 20-40% пролина;
2) содержит много глицина, глутаминовой и аспарагиновой кислот.
Виды ББП:
Кислые ББП
Основные ББП
Гликозилированные ББП
Слайд 21

БЕЛКИ СЛЮНЫ Функции ББП: Адсорбируются на поверхности эмали, являются компонентами пелликулы

БЕЛКИ СЛЮНЫ

Функции ББП:
Адсорбируются на поверхности эмали, являются компонентами пелликулы и
А)

связывают ионы кальция;
Б) задерживают деминерализацию эмали;
В) ингибируют рост кристаллов фосфата кальция в пересыщенном слюнном секрете
2) Связывают определённые микроорганизмы и участвуют в формировании микробных колоний в зубном налёте;
3) Связывают танины пищи, защищая слизистую оболочку полости рта от их повреждающего действия;
4) Взаимодействуют с мембраной стрептококков, нарушают её проницаемость и вызывают гибель микроорганизмов;
5) Смачивание пищевого комка и обеспечение его проглатывания.
Слайд 22

БЕЛКИ СЛЮНЫ ГИСТАТИНЫ - БЕЛКИ, БОГАТЫЕ ГИСТИДИНОМ (ББГ). Особенности структуры ББГ:

БЕЛКИ СЛЮНЫ

ГИСТАТИНЫ - БЕЛКИ, БОГАТЫЕ ГИСТИДИНОМ (ББГ).
Особенности структуры ББГ:
1) низкомолекулярные

белки;
2) содержит до 25% гистидина;
3) отсутствует пролин;
4) много аргинина и лизина.
Функции ББГ:
1) Участвуют в образовании пелликулы зуба;
2) Ингибируют рост кристаллов гидроксиапатитов в слюне;
3) Обладают бактерицидным действием, взаимодействуя с мембраной бактерий, нарушают её проницаемость и вызывают гибель микроорганизмов;
4) Инактивируют протеазы, секретируемые микроорганизмами ротовой полости;
5) Являются адсорбентами для танинов;
6) Подавляют действие вируса иммунодефицита и грибков.
Слайд 23

БЕЛКИ СЛЮНЫ БЕЛКИ, БОГАТЫЕ ТИРОЗИНОМ – СТАТХЕРИНЫ и СТАЗЕРИНЫ. Особенности структуры

БЕЛКИ СЛЮНЫ

БЕЛКИ, БОГАТЫЕ ТИРОЗИНОМ – СТАТХЕРИНЫ и СТАЗЕРИНЫ.
Особенности структуры ББТ:
гликофосфопротеины;
содержат

много тирозина;
на N-концах молекул находятся отрицательные повторы (Асп-Сер-Сер-Глу-Глу), содержащие фосфорилированные остатки серина.
Функции ББТ:
1) Участвуют в образовании пелликулы зуба;
2) Связывают кальций и препятствуют образованию фосфорно-кальциевых солей на поверхности зуба, в ротовой полости и слюнных железах;
3) Связывают микроорганизмы;
4) Ингибируют рост анаэробных и аэробных микроорганизмов.
Слайд 24

БЕЛКИ СЛЮНЫ ЦИСТАТИНЫ - кислые низкомолекулярные белки, состоящие из 121 аминокислоты.

БЕЛКИ СЛЮНЫ

ЦИСТАТИНЫ -
кислые низкомолекулярные белки, состоящие из 121 аминокислоты.
Функции

цистатинов:
1) Участвуют в образовании пелликулы зуба;
2) Ингибируют лизосомальные ферменты – цистеиновые и сериновые протеазы, специфически связываясь в их активном центре.
При понижении рН проявляют повышенную протеолитическую активность и могут гидролизовать белки слюны.
Слайд 25

БЕЛКИ СЛЮНЫ ЛАКТОФЕРРИН Состоит из двух близких по структуре доменов, имеющих

БЕЛКИ СЛЮНЫ

ЛАКТОФЕРРИН
Состоит из двух близких по структуре доменов, имеющих по одному

железосвязывающих центру
Присоединение каждого иона железа приводит к одновременному связыванию бикарбоната (СО32-), который компенсирует положительный заряд Fe2+
Менее прочно может удерживать ионы цинка и меди
Не снижает сродства к железу в кислой среде
Взаимодействует с ГАГ и протеогликанами мембран эпителия, поэтому на поверхности слизистой имеются участки с высокой концентрацией белка.
Функции лактоферрина:
Связывает железо, понижает его концентрацию в слюне и поступление в бактериальную клетку.
Взаимодействует липополисахаридами мембраны Escherichia coli и вызывает гибель микроорганизмов.
Слайд 26

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ В составе слюны человека выделено более 100 ферментов. Источники

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ

В составе слюны человека выделено более 100 ферментов.
Источники ферментов слюны:
секреторные

клетки слюнных желёз
клетки эпителия полости рта
клетки микроорганизмов
лейкоциты
В слюне присутствуют:
гликозидазы
фосфатазы
протеазы (катепсины A, B, H и L)
ДНКазы и РНКазы
ферменты – антиоксиданты
Слайд 27

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ

Слайд 28

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ ГЛИКОЗИДАЗЫ

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ

ГЛИКОЗИДАЗЫ

Слайд 29

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ α-АМИЛАЗА синтезируется клетками слюнных желёз; металлофермент, имеющий четвертичную структуру;

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ

α-АМИЛАЗА
синтезируется клетками слюнных желёз;
металлофермент, имеющий четвертичную структуру;
коферментом является Са2+ ,

который стабилизирует вторичную и третичную структуру;
активатор – ионы хлора Cl-,
субстрат – крахмал, гликоген, декстрины;
продукт – олигосахариды, мальтотриоза, мальтоза, изомальтоза;
класс – гидролазы;
разрушаемая связь - α-1,4-гликозидная;
роль: 1) гидролиз пищевых полисахаридов
2) гидролиз полисахаридов мембран некоторых бактерий (антибактериальная функция)
В пищевой промышленности зарегистрирована в качестве пищевой добавки E1100 как улучшитель муки и хлеба.
Слайд 30

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ МАЛЬТАЗА синтезируется клетками микроорганизмов; субстрат – мальтоза; продукт –

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ

МАЛЬТАЗА
синтезируется клетками микроорганизмов;
субстрат – мальтоза;
продукт – глюкоза;
класс – гидролазы;
разрушаемая связь

- α-1,4-гликозидная;
Слайд 31

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ ИНЫЕ ГЛИКОЗИДАЗЫ синтезируются клетками слюнных желёз: α-фукозидаза β-N-D–ацетилгексозаминидаза синтезируются

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ

ИНЫЕ ГЛИКОЗИДАЗЫ
синтезируются клетками слюнных желёз:
α-фукозидаза
β-N-D–ацетилгексозаминидаза
синтезируются микроорганизмами:
β-глюкозидаза
α- и β-галактозидаза
β-глюкуронидаза
нейраминидаза
гиалуронидаза
роль бактериальных

гликозидаз:
1) обеспечивают разрушение межклеточного матрикса наших тканей, проникновение микроорганизмов и развитие воспаления
2) разрушение слюнных муцинов и, как следствие, снижение защитного резерва
Слайд 32

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ ЛИЗОЦИМ (МУРАМИДАЗА) синтезируется клетками слюнных желёз; глобулярный белок из

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ

ЛИЗОЦИМ (МУРАМИДАЗА)
синтезируется клетками слюнных желёз;
глобулярный белок из 129 аминокислот;
трёхмерная

структура поддерживается 4 дисульфидными связями;
глобула состоит из двух частей:
гидрофобной (лей, изо, три)
гидрофильной (лиз, арг, асп) ,
субстрат – муреин - полисахарид бактериальных клеточных стенок;
разрушаемая связь - α-1,4-гликозидная;
класс – гидролазы;
активатор – ионы хлора Cl-,
роль - бактерицидная
в пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E1105 как консервант.
Слайд 33

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ ЛИЗОЦИМ (МУРАМИДАЗА) N- ацетил-глюкозамин N- ацетил-мурановая кислота

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ

ЛИЗОЦИМ (МУРАМИДАЗА)

N- ацетил-глюкозамин

N- ацетил-мурановая кислота

Слайд 34

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ ПЕРОКСИДАЗА синтезируется клетками слюнных желёз и лейкоцитами; гемсодержащий белок;

ФЕРМЕНТЫ СЛЮНЫ

ПЕРОКСИДАЗА
синтезируется клетками слюнных желёз и лейкоцитами;
гемсодержащий белок;
субстраты – SCN-, Cl-,

I-, Br- и Н2О2;
продукты – OSCN- , HOCl-, Н2О и О2
роль: 1) антибактериальное действие
2) предотвращение аккумуляции Н2О2
В слюне также присутствуют:
Слайд 35

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА (БАВ) СЛЮНЫ Слюнные железы участвуют в регуляции гомеостаза

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА (БАВ) СЛЮНЫ

Слюнные железы
участвуют в регуляции гомеостаза многих

органов и тканей.
Они синтезируют:
Фактор роста эпителия (ФРЭ) - усиливает резорбцию (разрушение) костной ткани и деление одонтобластов.
Фактор роста нервов (ФРН) - оказывает мощное противовоспалительное действие.
Паротин - способствует минерализации.
Ренин – обладает сосудосуживающим действием.
БАВ слюны обладают эндокринной функцией и участвуют в регуляции гомеостаза полости рта и многих органов и тканей организма.
В слюне присутствуют все 5 классов иммуноглобулинов, а также секреторный – IgAs, продуцируемый слюнными железами.
Секреторный IgAs подавляет прикрепление бактерий на поверхности слизистой оболочки полости рта.
Он обладает выраженным бактерицидным, антивирусным и антитоксическим действием.