Биохимический состав ротовой жидкости
Концентрация белков в слюне на момент исследования в значительной степени зависит от:
1) выбора метода анализа (железы как источника слюны, характера стимуляции);
2) циркадных ритмов, стресса, воспаления, инфекции, месячных, беременности, при которых возникают кратковременные изменения;
3) временных факторов (старение, системные болезни, последствия медикаментозного лечения);
4) популяционных особенностей (наследственность, специфика белок-микробных взаимодействий, наконец, белковый полиморфизм, а также синергично-антагонистические взаимоотношения белков).
Относительная концентрация основных белков в слюне околоушных желез сильно варьирует у различных людей, но остается постоянной для конкретного индивидуума, что указывает на физиологическую стабильность этой биологической жидкости. Состав белков почти не зависит от пищевых эффектов и циркадных ритмов. Известно, что содержание субстанции Р и бета-эндорфинов значительно выше в утренние часы, чем вечером, при однонаправленной корреляции обоих нейропептидов.
Среднесуточный объем выделяемой у человека слюны составляет 1–1,5 литра слюны, основная часть которой секретируется во время приема пищи. Выделения малых слюнных желез составляют 7–8 % от всего производимого объема слюны.
Свыше 90 % всей массы слюнного секрета приходится на воду. Большую часть органических соединений смешанной слюны продуцируют железистые клетки, меньшую часть синтезируют клетки протоков слюнных желез, некоторые вещества переносятся в слюну из крови.
В формировании биохимического состава смешанной слюны участвуют белки, липиды — ХС (холестерин), эфиры ХС, СЖК (свободные жирные кислоты), глицерофосфолипиды, стероидные соединения (гормоны), углеводы (олигосахаридные компоненты муцинов, ГАГ (гликозаминогликаны), ди- и моносахариды), небелковые азотсодержащие вещества (мочевина, мочевая кислота, креатин, аммиак, свободные аминокислоты), витамины, циклические нуклеотиды и другие соединения.
Секреция многих белков слюны (факторы роста, гистатины, статерины, ренин и др.) регулируется нервной системой.
Из ацинусов желез секрет поступает в систему укрупняющихся протоков, собирающихся в выводной проток, выносящий несколько измененную здесь (в количестве и составе) слюну в полость рта. Вне приема пищи у человека слюна выделяется для увлажнения полости рта в среднем со скоростью 0,24 мл/мин, при жевании — со скоростью 3–3,5 мл/мин в зависимости от вида пищи.
Количество слюны, выделяющееся за сутки, зависит от особенностей пищи. За сутки у взрослого человека выделяется около 1500–2000 мл слюны. Она содержит 99,0–99,5 % воды и только 0,5–1 % сухого остатка. рН слюны близок к нейтральному (6,8–7,4). Слюна, находящаяся в полости рта (смешанная или ротовая жидкость), содержит секрет больших и малых слюнных желез, слущенный эпителий, лейкоциты, бактерии и продукты их обмена. Смешанная слюна очень отличается по биохимическим параметрам от слюны из протоков слюнных желез (собственно слюна).
В полости рта смешанная слюна выполняет несколько функций:
1. Защитная — слюна увлажняет и очищает ткани ротовой полости, поддерживает видовой состав микрофлоры полости рта, формирует пелликулу зубов, предотвращает осаждение из слюны перенасыщенного раствора фосфата кальция.
2. Пищеварительная — слюна смачивает пищу, обвалакивает пищевые частицы муцином, облегчает проглатывание, вызывает растворение солей, сахаров, расщепление поли и олигосахаридов.
3. Регуляторная — регулирует образование пищеварительных соков и ЖКТ, выделение гормоноидов и гормонов, регулирующих процессы минерализации эмали зуба и поддержание гомеостаза полости рта (содержит паротин, эритропоэтин, фактор роста нервов, фактор роста эпителия и др).
4. Минерализационная — участвует в формировании аппатитов эмали.
5. Выделительная. Со слюной выделяются низкомолекулярные азотсодержащие соединения (мочевина и др.), катионы и анионы, метаболиты гормонов и лекарств и др.
6. Иммунная функция слюны.
7. Гормональная функция.
8. Очищающая функция.
Смешанная слюна содержит органические и неорганические компоненты (таблица 1).
Таблица 1 — Биохимический состав ротовой жидкости
| Компонент | Единицы измерения |
| Плотные вещества | 1,4–1,5 % |
| Органические вещества | 1 % |
| Осадок | 70 мг/л |
| Секреция | 0,4 мл/мин |
| Хлориды | 2,5–3,0 г/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 |
| Белок | 2–3 г/л |
| Фракции белков (электрофорез)в %: — альбумины; — α-глобулины; — β-глобулины; — γ-глобулины; — лизоцим Молочная кислота Пировиноградная кислота | 7–8 11–12 18–20 33 мг/л 9 мг/л |
| Муцин | 3 г/л |
| Углеводы гликопротеинов: — гексозамины; — фукоза; — нейраминовая кислота; — общие гексозы | 100 мг/л 90 мг/л 12 мг/л 195 мг/л |
| Глюкоза | 10–100 мг/л |
| Амилаза | 380 мг/л |
| Иммуноглобулин А | 190 мг/л |
| Иммуноглобулин G | 14 мг/л |
| Иммуноглобулин М | 2 мг/л |
| Мочевина | 200 мг/л |
| Холестерол | 80 мг/л |
В ней присутствуют многие макро- и микроэлементы. Главной особенностью этой жидкости является высокое содержание неорганического фосфата и кальция, что связано с ее минерализующей функцией. Как видно из таблицы 1, ротовая жидкость содержит большое число молекул разной природы. Общее количество плотных веществ в смешанной слюне составляет 3–8 г/л, в среднем 6 г/л. Из этого количества на долю растворенных веществ приходится 80 %, а на долю суспендированных веществ — около 20 %. Функции большинства молекул достаточно хорошо известны. Белки составляют значительную часть сухого остатка ротовой жидкости и выполняют важные функции, связанные с защитой, процессами минерализации и участием в пищеварении.
Исследование белкового спектра слюны в диапазоне молекулярных сит от 20 до 200 кДа обнаруживает 30–40 различных белковых фракций. Индивидуальные особенности выражаются в разном уровне концентраций отдельных белков, а не в их количестве. В смешанной слюне определяется активность более ста ферментов, различных по происхождению и выполнению биологических функций (таблица 2).
Таблица 2 — Некоторые ферменты слюны
| Фермент | Железы — источник фермента | Микроорганизмы — источник фермента | Лейкоциты — источник фермента | Биологическое действие |
| Альфа-амилаза | + | Пищеварительное Защитное | ||
| Мальтаза | + | + | Пищеварительное | |
| Сахараза | + | + | Пищеварительное | |
| Гиалуронидаза | + | Повреждающее | ||
| Лизоцим | + | + | Защитное | |
| Кислая фосфатаза | + | + | + | Деминерализующее |
| Щелочная фосфатаза | + | + | + | Минерализующее |
| Липаза | + | + | + | Пищеварительное |
| Протеиназы | + | + | Повреждающее | |
| Пептидазы | + | + | Повреждающее | |
| Уреаза | + | Защелачивающее | ||
| Каталаза | + | Защитное | ||
| Лактопероксидаза | + | + | Защитное | |
| Миелопероксидаза | + | Защитное | ||
| Гексокиназа | + | Утилизация микроорганизменных сахаров с образованием органических кислот | ||
| Альдолаза | + | + | + | |
| Лактатдегидрогеназа | + | + |
Ведущую роль среди защитных факторов слюны играют ферменты различного происхождения: лизоцим, нуклеазы, пероксидаза. В меньшей мере это относится к амилазе — основному ферменту слюны и ротовой жидкости, участвующему в процессах пищеварения.
Бактерицидное действие лизоцима основано на том, что он катализирует гидролиз b-гликозидной связи (1-->4) между N-ацетилглюкозамином и N-ацетилмурамовой кислотой в полисахаридах клеточной оболочки микроорганизмов. Поэтому наиболее чувствительны к нему грамположительные микроорганизмы и некоторые вирусы. У «безмикробных» животных количество лизоцима значительно меньше, чем у обычных, что показывает роль микрофлоры в стимуляции синтеза лизоцима. Образование лизоцима снижается при некоторых заболеваниях полости рта (стоматиты, гингивиты, парадонтоз).
Содержание воды в слюне составляет 98–99 % от всего состава компонентов.
Важную роль в осуществлении защитной функции ротовой жидкости имеют нуклеазы. В смешанной слюне обнаружены РНК-азы и ДНК-азы, отличающиеся разными свойствами. В зависимости от требований к рН среде выделяют кислую и щелочную РНК-азу. За сутки в полость рта секретируется примерно 60 мкг кислой и 45 мкг щелочной РНК-азы.
ДНК-аза слюны представлена также 2 изоферментами. За сутки секретируется примерно 3–4 мкг фермента. При некоторых воспалительных заболеваниях ротовой полости секреция его увеличивается. Основным источником нуклеаз в слюне являются клетки белой крови. В экспериментах показано, что эти ферменты резко замедляют рост и размножение многих микроорганизмов в ротовой полости.
Еще одним ферментом, участвующим в защитной функции ротовой жидкости, является пероксидаза. Различают собственно пероксидазу и йодидпероксидазу. Первый фермент синтезируется полиморфноядерными лейкоцитами (миелопероксидаза), паренхиматозными клетками молочных желез (лактопероксидаза) и слюнных желез. Второй фермент обнаружен в щитовидной железе и слюнных железах. По механизму действия они схожи и отличаются лишь субстратной специфичностью. В секрете околоушной железы активность фермента в 3 раза выше, чем в подчелюстной.
Обязательным условием действия фермента является присутствие перекиси водорода, поэтому продуцирующие ее микроорганизмы более чувствительны к действию пероксидазы слюны. Повреждающее действие системы «пероксидаза — перекись водорода» на микроорганизмы опосредуется образованием промежуточных окислителей органической и неорганической природы. Прежде всего, необходимо участие одного из анионов: CNS- ,Cl- ,J- ,Br-. Эти анионы взаимозаменяемы, но для пероксидазы слюны более специфичен CNS-, а для лейкоцитарной — Cl-. Результатом взаимодействия системы пероксидаза -Н2О2-Cl- (пероксидаза-перекись водорода-анион хлора) является образование HOCl-. Объектом действия последнего являются аминокислоты белков микроорганизмов. Они превращаются в активные альдегиды или другие токсические продукты.
Поэтому способность слюнных желез секретировать в значительных количествах ионы тиоцианата, йодиды, бромиды, хлориды следует также отнести к антимикробной функции. При совместном действии всех указанных ферментов возникает взаимоусиливающий эффект.
Активность ряда ферментов в слюне крайне низка (протеинкиназы, гликозидаза и др.). Это объясняется тем, что они находятся в комплексе с белками — ингибиторами. Так, в слюне определяется альфа-1 ингибитор протеиназ (альфа-1-антитрипсин), альфа-2-макроглобулин, низкомолекулярные кислотостабильные ингибиторы трипсиноподобных протеиназ (цистатины, S, SA, SN), антилейкопротеиназа и, возможно, другие. Повышение активности протеиназ, освобождение их из комплексов с ингибиторами способствует развитию воспаления пародонта.
Слюна содержит также витамины, гормоны, нитраты, нитриты, роданиды (тиоционаты) и другие соединения. В осадке слюны содержится в 2–4 раза больше лактата, чем в жидкой ее части, а пируват больше определяется в жидкой ее части. Увеличение содержания органических кислот, в частности лактата в слюне, зубном налете способствует очаговой деминерализации и развитию кариеса. С пищей, табачным дымом, водой в слюну поступают нитраты и нитриты. Нитриты при участии нитратредуктазы бактерий превращаются в нитриты, которые, в свою очередь, способны вступать в реакцию со вторичными аминами (аминокислоты, лекарства) с образованием канцерогенных нитрозосоединений, или превращаются в аммиак.
Тиоционаты (SCN-, роданиды) поступают в слюну из сыворотки крови и образуются при участии роданезы из синильной кислоты. В слюне они окисляются до гипотиоционатов и других производных, которые совместно с лактопероксидазой участвуют в защитных реакциях слюны. К факторам местной защиты относят также иммуноглобулины: IgA, IgG, IgM, муцин, ингибиторы протеиназ и бета-глюкуронидаза, лизоцим, РНК-аза, ДНК-аза, амилаза, а также мигрирующие через слизистую оболочку полости рта лейкоциты. В течение суток состав слюны может колебаться, и зависит от приема пищи, состояния организма, в частности, от зубочелюстной системы. Во время сна слюноотделение снижается в десятки раз.
3. ФУНКЦИИ БЕЛКОВ СЛЮНЫ
Белки ротовой жидкости по их функциональным свойствам делят на белки, участвующие в пищеварении, белки, выполняющие антибактериальные, антигрибковые, антивирусные свойства, белки, проявляющие буферные свойства, выполняющие регуляторные функции, белки, оказывающие минерализующее действие (рисунок 1).
Рисунок 1 — Функции белков ротовой жидкости*
* Олецкий, Э. И. Биохимия соединительной ткани и органов полости рта / Э. И. Олецкий, А. Д. Таганович, В. К. Кухта. — Мн.: БГМУ, 2002. — С. 45–53.