ВЛИЯНИЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ НА СТРУКТУРУ ЗУБОВ

Биленко Анастасия

класс 11 «В» МБОУ СОШ № 54, г. Тула

Савчик Елена Александровна

научный руководитель, педагог первой категории, педагог биологии МКОУ СОШ № 39, г. Тула

Введение

Одной из главных проблем в век научно-технического прогресса стала проблема сохранения здоровья. Здоровье человека и окружающая среда неразрывно связаны между собой. В век высоких технологий немаловажное значение для здоровья человека имеет пища, которую мы едим, а так же вопрос ― чем едим? Качество и химический состав продуктов питания оказывают огромное влияние на состояние здоровья человека.

В первую очередь, вещества, содержащиеся в продуктах питания, контактируют с полостью рта, в частности с зубами. Поэтому, проблема изучения их действия на твердую ткань зубов является актуальной.

Рисунок 1. строение зуба

Зуб состоит и з эмали и дентина. Это плотные минерализованные ткани, в большом количестве содержащие кальций в виде кристаллов гидроксиапатитов. В состав эмали входят апатиты многих типов: гидроксиапатит 75 %, карбонапатит 12 %, хлорапатит 4 %, фторапатит 0,6 %, CaCO₃ ― 1 %, MgCO₃ ― 1,6 %, Ca ― 37 %,P ― 17 %.Молярное соотношение Са/P составляет 1.67.

Каждый кристалл эмали имеет гидробный слой ― связанная вода, есть и свободная вода в микропространствах.

Органическое вещество эмали представлено белками, липидами и углеводами. Неорганические вещества составляют 95 %, органические ― 12 %, вода ― 3 %.

Микроэлементы в эмали располагаются неравномерно. В наружном слое большая концентрация фтора, свинца, цинка, железа, меньшее содержание натрия, магния, карбоната. Равномерно по слоям распределяются стронций, медь, алюминий, калий. Основное структурное образование эмали ― эмалевые призмы диаметром 4―6 мкм. Концентрируются в пучки, образуют S- образные изгибы.

Дентин, составляющий основную массу зуба, менее обызвествлен, чем эмаль. В нем содержится 70―72 % неорганического и 28―30 % органического вещества и воды. Основу неорганического вещества составляют фосфат кальция (гидроксиапатит), карбонат кальция и в небольшом количестве фторид кальция. В его составе имеются также многие макро- и микроэлементы. Органическое вещество дентина состоит из белков, липидов и полисахаридов. Аминокислотный состав белков типичен для коллагенов: большое количество глицина, пролина, оксипролина и отсутствие серосодержащих аминокислот.

Кариес ― это самое распространенное заболевание зубов, которым страдает до 98 % жителей земного шара. При этом не существует никакой статистики о возрастной поражаемости зубов кариесом. Он с одинаковой вероятностью может возникнуть у взрослого и у ребенка. Здесь все дело в правильной гигиене. Откуда же берется этот неприятный кариес зубов?

Рисунок 2. Разрушение структуры зуба в агрессивной среде

Кариес ― это заболевание, при котором происходит постепенное разрушение твердой ткани кости зуба, в результате чего в нем образуется полость (Рисунок 2) Он возникает из-за воздействия на зубную эмаль кислот, появляющихся в ротовой полости в результате жизнедеятельности бактерий, разлагающих присутствующий в крови сахар.

Пирожные, конфеты и прочие сладости ― вот что является одним из главных источников сахара в организме, который в свою очередь «бродит» на зубной поверхности, разрушая ее.

При их наличии следует обратиться к стоматологу.

О чем необходимо знать:

·распространение кариеса у жителей г. Тулы достигает 85 %,

·разрушение зубов приводит к нарушению пищеварения и является фактором риска развития заболеваний желудочно-кишечного тракта;

·хронические воспалительные процессы у верхушек корней зубов являются источниками инфицирования и аллергизации.

В данной работе используются не только химические знания, но и знания по биологии. В работе показаны причины возникновения кариеса, а также взаимосвязи человека с окружающей средой указанны факторы, влияющие на здоровье человека, в том числе, и на структуру зубов. Большое внимание в работе отводится профилактике кариеса. В практической части работы показано влияние различных веществ на структуру зуба

Объект исследования: человеческий зуб.

Предмет исследования: влияние испытываемых растворов на структуру зуба. Выявление разрушения зубной эмали и дентина, планирование предотвращения кариеса.

Цель исследования:

Установить воздействия испытуемых растворов на структуру зуба человека.

Выявить наиболее опасные вещества, вызывающие разрушение зуба.

Задачи:

1.  Выявить действия различных веществ окружающей среды, присутствующих в продуктах питания на структуру зубов.

2.  Выявить наиболее агрессивную среду для структуры зубов.

3.  Формировать у населения правила личной гигиены.

Рабочая гипотеза:

Приступая к исследованию, мы предположили, что причиной кариеса являются

Агрессивные в химическом отношении среды, присутствующие в продуктах питания вещества, такие как: уксусная кислота, лимонная кислота, пищевая сода, ванилин, газированная вода Соса-Соla, а так же недостаток ионов Са⁺² и F^-1. Так как повышенная кислотность приводит к разрушению зубной эмали и дентина.

Методы исследования:

Работу испытуемой группы можно условно разделить на следующие этапы:

1.  Изучение специальной литературы с целью подбора метода предотвращения кариеса.

2.  Экспериментальная часть.

3.  Математические вычисления влияния ионов Ca и НPO₄ на эмаль зубов.

4.  Выявление основных видов пищевых продуктов на структуру зубов.

5.  Формулирование выводов и рекомендаций по питанию.

Этиология кариеса:

Основываясь на исторических теориях, в настоящее время достигнуты значительные успехи в изучении этиологии и патогенеза кариеса зубов.

Общепризнанным механизмом возникновения кариеса является прогрессирующая деминерализация твердых тканей зубов под воздействием органических кислот, образование которых связано с деятельностью (Рисунок 3) микроорганизмов.

Рисунок 3. Скопление микроорганизмов в ротовой полости

В возникновении кариозного процесса принимают участие множество этиологичкских факторов, что позволяет считать кариес полиэтиологическим заболеванием. Основными этиологическими факторами являются:

·     микрофлора полости рта;

·     характер и режим питания, содержанием фтора в воде;

·     количество и качество слюноотделения;

·     общее состояние организма;

·     экстремальное воздействие на организм.

Все вышеперечисленные факторы были названы кариесогенными и подразделены на общие и местные, играющие важную роль в возникновении кариеса.

Общие факторы:

1.  Неполноценная диета и питьевая вода.

2. соматическое заболевание, сдвиги функциональном состоянии органов и систем в период формирования и созревания ткани зуба.

3.  Экстремальное воздействие на организм.

4. Наследственность, обуславливающая полноценность структуры и химический состав тканей зуба. Неблагоприятный генетический код.

Местные факторы:

1.  Зубная бляшка и зубной налёт.

2. Нарушение состава и свойств ротовой жидкости, являющиеся индикатором состояние организма в целом.

3.  Углеводистые липкие пищевые остатки в полости рта.

4.  Резистентность зубной ткани, обусловленная полноценной структурой и химическим составом твёрдых тканей зуба.

Для предупреждения и снижения интенсивности кариеса зубов (Рисунок 4) следует обеспечить контроль вышеперечисленных отрицательных факторов и стимуляцию положительных факторов. В настоящее время в определённой мере можно регулировать и поступление в организм необходимых питательных веществ путём организации правильного питания, максимального уменьшения сахарозы,увеличения введения фтора. введения фтора.

Путём интенсивного жевания можно добиться более высокой устойчивости зубов к кариесу. Укрепляя здоровье, занимаясь физической подготовкой, можно улучшить общее состояние и защитно-приспособительные реакции организма. К сожалению, пока что ещё мало средств, позволяющих контролировать наследственные факторы, которые предопределяют строение зубов, конфигурацию поверхности эмали, её плотность, состав слюны, иммунитет.

Для снижения действия микробного фактора на ткани зуба применяют различные противобактериальные средства, введенные в состав зубных паст и эликсиров. Это различные антисептики, лекарственные травы, минеральные соли. В последние годы широкое распространение получил антисептик хлоргексидин, оказывающий выраженное противомикробное действие. Он снижает прилипание микроорганизмов к тканям зуба, то есть зубной налет.

Зубной налет имеет пористую структуру, что обеспечивает проникновение внутрь его слюны и жидких компонентов пищи. В зубном налете содержатся стрептококки: Str. mutans, Str. sanguis, Str. salivarius, для которых характерно анаэробное брожение. В этом процессе субстратом для бактерий в основном являются углеводы, а для отдельных штаммов бактерий ― аминокислоты.

Разработаны методы механической изоляции поверхности эмали от вредного воздействия микроорганизмов и углеводов. С этой целью используются различные покрытия, лаки, пленки, в состав которых нередко введен фтор. Обработка эмали фторосодержащими пастами, лаками, растворами значительно снижает развитие кариеса, особенно у детей.

Некоторые продукты питания препятствуют выработке бактериями кислот, снижая вероятность развития кариеса. Наиболее эффективное противокариозное действие оказывают сыры, особенно Чеддер и швейцарский сыр. Таким же свойством обладает кожура апельсинов и грейпфрутов в связи с высоким содержанием в них фтора.

Наиболее доступным, простым и дешевым методом профилактики кариеса является рациональная гигиена полости рта. Устранение пищевых остатков из межзубных промежутков с помощью зубочисток или нитей, удаление налета зубной щеткой, полоскание рта после еды, массаж десен, интенсивное жевание, употребление твердой пищи ― все это является надежной защитой против кариеса.

Для того, чтобы получить квалифицированную консультацию по поводу гигиены полости рта, следует обратиться к стоматологу. В стоматологическом кабинете вам помогут выбрать щётку по форме зубов, определить необходимую жёсткость щетины, подобрать соответствующие средства для чистки зубов, овладеть правильной методикой чистки. Во многих стоматологических поликлиниках имеются специальные кабинеты гигиены, где проводится обучении и контроль за техникой чистки зубов. Для того, чтобы снизить отрицательное явление углеводов на эмаль зуба, прежде всего следует ограничить и приём с пищей. Нужно стремиться максимально ограничить количество потребляемого сахара, конфет, пирожных, печенья, мучных и макаронных изделий. Суточная доза углеводов не должна превышать 4―7 г. на 1 кг массы тела. Так, при массе 60 кг следует потреблять углеводов не более 240―420 г в день. Очень важен для нормального состава слюны правильный режим питания, приём пищи через определённые интервалы времени. После еды резко возрастёт кислотность слюны, которая постепенно нормализуется до следующего приёма пищи, после чего вновь возрастёт. Если нарушается режим питания, вводятся углеводы в промежутках между основными приёмами пищи, то концентрация кислоты в полости рта значительно превышает нормальный уровень и удерживается в полости рта в течение всего дня. Чтобы снизить вредное влияние продуктов брожения пищевых остатков, следует обязательно прополаскивать рот после еды или ещё лучше, чистить зубы. Специальными исследованиями установлено что замена сахара в продуктах питания на сорбитол, конелин, ксилитон, сахарин, аспартам снижает интенсивность кариеса зубов. Наиболее приемлемой формой употребления ксилитола, с целью профилактики кариеса, является использование жевательных резинок с высоким содержанием ксилитола. Жевательные резинки оказывается комплексный профилактический эффект, стимулируя слюноотделения, способствуя естественному очищению зубов, улучшая трофику тканей при жевании. Однако для профилактического действия без побочных эффектов целесообразно придерживаться следующих правил:

1.  Регулярное употреблении жевательных резинок.

2.  Однократное употребление достаточного количества ксилитола которое содержится в двух подушечках или одном пластике. Употребление подушечек предпочтительнее из-за использования в них более упругого сорта резинки.

3.  Употребление резинок после каждого приёма пищи в течение 10―15 минут.

Употребление резинок до еды вызывает рефлекторную секрецию желудочного сока, что неблагоприятно сказывается на состоянии слизистой оболочки желудка. Длительное непрерывное жевание может вызвать нарушение секреции слюны и перегрузку опорных тканей зубов. Для повышения устойчивости зубов кариесу важно воздействовать на весь организм для стимуляции процессов реактивности. Эти воздействия наиболее эффективны в период формирования и минерализации тканей зубов, т. е. в детском возрасте и в период беременности и вскармливания ребёнка. К общим воздействиям относятся: витаминотерапия, нормализация фосфорно-кальциевого обмена путём восполнения дефицита фосфора и кальция назначением таких препаратов, как глюконат и глицефосфат кальция, фитин.

Практическая значимость

Практическая значимость данного исследования заключается в возможности использовать данного материала в работе по профилактике и лечению кариеса зубов среди населения г. Тулы (Рисунок 4).

Рисунок 4. Динамика поражения кариесом жителей г. Тулы

Экспериментальная часть

Для определения действия на структуру зубов химических веществ, находящихся в продуктах питания , нами были использованы 7 различных растворов веществ, в которые поместили зубы с небольшим повреждением. Затем в течение двух месяцев вели наблюдение, результаты вносили в таблицу. (Таблица 2)

Таблица 2.

Результаты влияния растворов веществ на твердые ткани зуба

Влияние ионов на эмаль зубов

Нами было определенно будет ли происходить растворение эмали зубов, если концентрация ионов кальция в слюне составляет 1,15 ∙ 10 ^-5 моль/л, а ионов гидрофосфата 6*10^-3 моль/л. К_s [CaHPO₄] = 2,7 ∙ 10^-7

Решение:

CaHPO₄ →Ca⁺² +HPO₄^-2

Эмаль растворяется, если: [Ca⁺²] [HPO₄^-2]<K_s [CaHPO₄]

1,15 ∙ 10^-5 ∙ 6 ∙ 10^-3 =6,9 ∙ 10^-8

6,9 ∙ 10^-8 < 2,7 ∙ 10^-7, следовательно, наблюдается растворение минеральных компонентов эмали.

Выводы:

Эмаль — минерализуемая ткань эктодермального происхождения. Эмалевые призмы — основной структурный элемент такни. Призмы содержат очень мелкие волокнистые структуры и снаружи покрыты тончайшей белковой оболочкой, соединяющей эмаль в единую высокопрочную систему, а это доказывает, что это живая ткань, в которой происходят многочисленные процессы. Призменные оболочки устойчивы к слабым кислотам — лимонной и слабым щелочам — пищевой соде.

Эмаль содержит микропоры, занимающие 0,1 % её объёма. Пройдя эмаль, любая из наших сред, достигает менее минерализованной ткани — дентина — и начинает более активно распространяться в ширину, что приводит к более обширному разрушению дентинных трубочек. Это объясняет наблюдаемые нами явления в растворе ванилина, Соса-Соla. Дентин формируется дентинобластами (одонтобластами). Он представлен трубочками, окруженными кальцифированной сетью. Под влиянием различных физиологических и патологических раздражителей откладывается дополнительный репоративный (вторичный) дентин, при этом в просвете дентинных трубочек наблюдаются отложения кристаллов гидроксиаппатитов — склерозированный дентин. Если раздражитель оказывается чрезмерным и ведёт к полной гибели дентинобласта, дентин в этом участке приобретает тёмный вид — «мёртвые пути». Данные изменения по отношению к дентину мы наблюдаем в колбах с растворами ванилина и Соса-Cola.

Из наблюдаемых нами явлений, выявили, что наиболее агрессивными средами по отношению к зубам оказались: раствор ванилина и Соса-Cola, поскольку именно они оказали настолько поражающее, разрушающее воздействие, подвергая изменениям даже эмаль, дентин. Менее агрессивными средами оказались: раствор пищевой соды и лимонной кислоты.

Рекомендации:

·     Следить за гигиеной полости рта (после еды использовать флоссы, жевательную резинку 10—15 минут после еды, чистить зубы 2 раза в день по 3—4 минуты.);

·     Посещать стоматолога в качестве профилактики 1 раз в 6 месяцев;

·     Исключить употребление в пищу карамели, сладкой газированной воды, снизить уровень потребления кофе и чая;

·     Употреблять минеральную воду, богатую витаминами и минералами;

·     Для восполнения нормы кальция в организме употреблять в пищу БАДы;

·     Употреблять в пищу продукты, содержащие кальций (творог, сыр, молоко).

Список литературы:

1.Жилин Д.М., «Химия окружающей среды»,2006. — С. 13—22.

2.Интернет сайт: zubik.ru

3.Курякина Н.В., Морозова С.И.. Кариес и не кариозные поражения твердых тканей зубов: Учебное пособие. — СПб.: ООО «МЕДИ издательство», 2005. — С. 10—15

4.Луцкая И.К., Артюшкевич А.С. Руководство по стоматологии. — Ростов-на Дону, 2001. — С. 27—53

5.Скальный А.В., Химические элементы в физиологии и экологии человека. Издание Мир, 2004. — С. 21—28