Влияние молочной кислоты на состояние зубной эмали

Уже в древние времена были различные взгляды на возникновение кариеса зубов. Кариес – это разрушение твёрдых тканей зуба, приводящее к образованию полости. Так, по мнению Гиппократа (460–377 годы до нашей эры), причина болезни заключалась в «дурных соках», приносимых кровью из больных органов (печени, желудка и других). Гален (131–211 годы) считал, что нервы зуба регулируют питание, от избытка которого возникает воспаление, а от недостатка – хрупкость и ломкость зубов.

В конце XVIII и в начале XIX века возникла химическая теория кариеса зубов. По мнению учёных, твёрдые ткани зубов разрушаются кислотами, образующимися в полости рта в результате брожения и гниения остатков пищи.

После открытия А. Левенгуком микроскопа появилась новая теория кариеса зубов – паразитарная. Учёные считали, что зубы разрушаются в результате деятельности микроорганизмов.

У. Миллер в своих работах (1882-1884 годы) выдвинул и развил химико-паразитарную теорию кариеса зубов.

Эта проблема актуальна и сегодня.

В Жиганском районе функционирует стоматологический кабинет, в котором проводится ежегодно лечебно-профилактический осмотр опытным врачом I квалификационной категории Шульгиной Еленой Борисовной МУ «детская стоматологическая поликлиника». Она познакомила меня с отчётами работы в нашей школе за последние три года. (Приложение № 1).

В результате анализа данных стоматологического кабинета за последние три года выявлены две проблемы:

· количество учащихся со здоровыми зубами очень низко и составляет всего 10–13%, причём, к 2015 году уменьшилось на 3% по сравнению с 2014 годом.

· процент учащихся, которые подлежали санации, очень высок, и составляет 86–88,5%., необходимо заметить, что в 2014-2015 учебном году отмечается положительная тенденция – число санированных учащихся уменьшается на 7.5% , а в 2005-2006 вновь увеличивается на 5%.

Я выдвинул следующие гипотезы:

1. Если пища недостаточно содержит макроэлементов (кальция, фосфора), витамина С, то это негативно сказывается на здоровье зубов;

2. Если неумеренно употреблять сладости, то увеличивается процент кариеса зубов;

3. Если человек чистит зубы фторсодержащими зубными пастами, то зубная эмаль укрепляется;

4. Если регулярно использовать жвачки фирмы «Dirol» после еды, то он предохранят зубы от кариеса.

Целью исследования является изучение биохимической сущности кариеса зубов и влияния молочной кислоты на зубную эмаль.

Для осуществления поставленной цели определены следующие задачи:

1. Изучить литературу по данной проблеме;

2. Изучить биохимические процессы, лежащие в основе кариеса зубов;

3. Проанализировать факторы, влияющие на кариес;

4. Найти эффективные способы защиты зубов от кариеса;

5. Предложить более доступные гигиенические требования по профилактике кариеса зубов для школьников.

Углеводами называют альдегидо- и кетоспирты, а так же некоторые их производные, состав которых отвечает формуле C_nH_2nO_n. Многие углеводы обладают сладким вкусом, что объясняет их часто употребляемое название – сахара.

Гликолиз – это процесс расщепления углеводов в нашем организме, он может происходить тремя путями. На представленной схеме это видно по конечным продуктам.

Схема образования молочной кислоты, которая является одним из главных участников кариеса:

Сахароза→глюкоза→пировиноградная кислота→молочная кислота

С₁₂О₂₂О₁₁→ С₆Н₁₂О₆ → CH₃ – CО – COOH → СН₃ – СНОН– СООН

Ведущая роль в возникновении кариеса принадлежит сахарозе. Именно она вызывает самое быстрое снижение pH 7-4 за несколько минут. Особенно интенсивно проходит процесс гликолиза во время сна. А активность процессов брожения зависит от количества вовлекаемых углеводов. Установлено, что в период потребления избытка сахаров количество зубного налёта увеличивается.

С химической точки зрения процесс разрушения эмали происходит так:

Эксперимент состоит из 3-х частей:

1 часть. Идентифицикация молочной кислоты (методика Рягина С. Н.)

Место проведения: стоматологический кабинет ГБУ ЖЦРБ.

Руководитель: учитель химии Сивцева Н. Н.

Субъект: ученики 11 «А, В» классов (28 чел.)

Объект: глюкоза 

Реактив: 1% раствором хлорида железа (III)

Было взято 28 проб зубного налёта у учащихся, которые были помещены в 1% раствор глюкозы. Пробирки закрываются и ставятся  на водяную баню при температуре 37^оС на один час.

Результат: через час в 19 (68%) пробирках появилось жёлто-зелёное окрашивание, что свидетельствует о наличие молочной кислоты. 

3СН₃-СНОН-СООН + FeCl₃  = (СН₃-СНОН-СОО)₃ Fe + 3НCl

жёлтое окрашивание                       жёлто-зелёное

2 часть. Определение степени кариесогенности зубной эмали (методика Брунера)

Место проведения: стоматологический кабинет ГБУ ЖЦРБ.

Руководитель: учитель химии Сивцева Н. Н.

Субъект: ученики 11 «А, В» классов (28 чел.)

Объект: зубная эмаль

Реактив: метиленовый красный

Метод: колориметрический

Ученики в течение двух минут прополаскивают рот 1% раствором глюкозы. Пипеткой раствор метиленового красного каждые 10 мин. помещают на зубы учащихся, делается три пробы.

Таблица № 1.

Определение степени кариесогенности зубной эмали

Таблица № 2.

Результаты

3 часть . Влияние «Dirol» на рН слюны (методика Стефана)

Место проведения: стоматологический кабинет ГБУ ЖЦРБ.

Руководитель: учитель химии Сивцева Н. Н.

Субъект: ученики 11 «А, В» (16 чел.)

Объект: рН слюны

Реактив: универсальная индикаторная бумага.

Учащимся с высокой степенью кариесогенности дают карамель «Молочный» и делают пробы 4 раз.

Таблица № 3.

Изменение рН слюны после приема карамели

После определения критического рН слюны, учащимся даётся «Dirol», первая проба делается через 10 мин.

Таблица № 4.

Изменение рН слюны после «Dirol».

Результат: по «Кривой Стефана» рН слюны восстанавливается через 20 мин. (I), в нашем эксперименте – через 20-30 мин. (II), рН = 3 остается на одном и том же критическом уровне, если не принимать «Dirol».

Действие «Dirol» происходит в 2 этапа:

а) гидролиз карбамида (основы «Dirol»):

(NH₄)₂CO + H₂O →  2NH₃ ·H₂O + CO₂

б) нейтрализация молочной кислоты:

СН₃ – СНОН– СООН + (NH₄OH) → CH₃ – CНОН - CООNH₄ + H₂O

Заключение.

1. В результате работы изучен вопрос о сущности кариеса и факторах, влияющих на данный процесс.

Кариес – процесс разрушения зубной эмали, который проходит в три стадии: 1) расщепление углеводов под действием стрептококков до образования молочной кислоты; 2) молочная кислота деминерализует эмаль зуба и открывает путь микроорганизмам в глубокие слои эмали; 3)протеолитические бактерии проникают в эмаль и с помощью ферментов разрушают органическую субстанцию зуба, появляется дефект.

2. Проведённый эксперимент на базе стоматологического кабинета ГБУ ЖЦРБ под руководством учителя химии Сивцевой Н. Н. позволил установить:

· молочная кислота образуется при действии стрептококков  зубной эмали на глюкозу и была обнаружена реактивом – хлоридом железа (III);

· Колориметрическим методом было установлено, что 43% учащихся имеют зубы с низкой кариесогенностью, а 57% - высокую;

· рН слюны понижается до критической отметки 3-4 в интервале 20-30 мин., а восстановление рН=7 после «Dirol» происходит в этом же временном интервале 20-30 мин.;

· глюкоза является кариесогенным фактором, который понижает рН слюны до критической отметки.