Hidroxiapatita

Hidroxiapatita representa un mineral de hidroxilfosfato de calcio En general, el mineral no está muy extendido, aunque hay depósitos individuales ricos. Los huesos y dientes de los vertebrados también están compuestos por un alto porcentaje de hidroxiapatita.

¿Qué es la hidroxiapatita?

La hidroxiapatita se compone de fosfato cálcico hidroxilado. En el cristal, cinco iones de calcio están unidos a tres iones de fosfato y un ión de hidroxilo. Es un compuesto iónico que cristaliza en un sistema cristalino hexagonal.

El grupo hidroxilo estabiliza todo el cristal. Con fluorapatita y clorapatita, la hidroxiapatita forma una serie mixta sin costuras. La hidroxiapatita se presenta como un mineral acompañante en varios minerales como la serpentinita, la lutita de talco o la pegmatita. Hasta ahora, el mineral se ha detectado en aproximadamente 250 lugares. La apariencia de los minerales individuales depende de la composición y la proporción de mezcla con otros minerales acompañantes.La hidroxiapatita también se encuentra en los seres vivos. Los huesos y dientes de los vertebrados en particular están compuestos por un alto porcentaje de este mineral.

Además de la hidroxiapatita, también contienen material orgánico en forma de tejido conectivo y células. Debido al contenido mineral casi puro, el esmalte dental es el material más duro del organismo. Su contenido de hidroxiapatita es superior al 95 por ciento. La formación de hidroxiapatita tiene lugar en el marco de la biomineralización. El material es muy estable y extremadamente resistente a las influencias físicas y químicas. Los huesos y los dientes representan un archivo importante del entorno de vida, sólo los ácidos, incluidos los ácidos de las frutas, descomponen lentamente la hidroxiapatita.

Función, efecto y tareas

En el organismo humano, la hidroxiapatita es la sustancia de soporte más importante. Le da al sistema esquelético la fuerza necesaria. Junto con un material especial de tejido conectivo, como el colágeno, se crean, por ejemplo, en los huesos la resistencia a la tracción y la estabilidad necesarias.

La composición de huesos y dientes es diferente. El factor decisivo aquí es la proporción de hidroxiapatita. Los huesos están compuestos por alrededor del 65 por ciento del mineral. El resto está formado por colágeno y osteoblastos. La cantidad de hidroxiapatita en los dientes es mucho mayor. Por tanto, los dientes son mucho más duros que los huesos. La función es decisiva para la composición. Los huesos pertenecen al sistema musculoesquelético. Su diferente exposición a fuerzas mecánicas requiere cierta flexibilidad. Los dientes se utilizan para triturar alimentos.

Esto requiere una fuerza y ​​resistencia mucho mayor, que también debe reflejarse en un material más duro. Los dientes están formados por el esmalte externo, la dentina y la pulpa del diente. El esmalte dental tiene que ser muy firme y duro y, por lo tanto, está compuesto por más del 95 por ciento de hidroxiapatita. Esto lo hace extremadamente resistente a las influencias externas. La dentina es una sustancia similar a los huesos. Consiste en un 70 por ciento de hidroxiapatita. La mayor parte del resto es tejido conectivo. La pulpa o pulpa del diente es una red de vasos sanguíneos y nervios que irrigan el diente.

Educación, ocurrencia, propiedades y valores óptimos

La hidroxiapatita de huesos y dientes se forma como parte de la biomineralización. En términos geológicos, la biomineralización ya es un proceso antiguo. Las bacterias antiguas también formaron limas hace varios miles de millones de años. El proceso sigue siendo similar en la actualidad. Ciertas células absorben los iones del mineral en estado disuelto.

La mineralización tiene lugar saturando la solución con los iones correspondientes. En el caso de la hidroxiapatita, se trata de iones de calcio y fosfato. Los llamados osteoblastos son responsables de la mineralización de los huesos. Durante la mineralización, se convierten en osteocitos que ya no pueden dividirse y formar una red dentro del mineral solidificado. La biomineralización se produce en los dientes de forma similar. Aquí los odontoblastos son responsables de la mineralización.

Enfermedades y trastornos

La hidroxiapatita es muy estable. Pero dentro de los huesos hay constantes procesos de construcción y descomposición. La forma del hueso tiene que adaptarse a requisitos muy diferentes. Así que constantemente se acumula nueva sustancia ósea. Sin embargo, siempre hay una degradación de la sustancia ósea.

Si predomina el proceso de degradación, se desarrolla lo que se conoce como osteoporosis. Los procesos están controlados por hormonas. La hormona paratiroidea es responsable del equilibrio del nivel de calcio en la sangre. Si hay una deficiencia de calcio, activa la movilización de hidroxiapatita de los huesos. La hormona calcitriol es responsable de la absorción de calcio de los alimentos en el intestino y la mineralización en los huesos. Ambas hormonas son antagonistas. Si se altera la absorción de calcio de los alimentos porque solo se forma una pequeña cantidad de calcitriol debido a la falta de vitamina D, la resorción ósea supera la formación de hueso. La densidad ósea disminuye y al mismo tiempo aumenta la fragilidad de los huesos.

Sin embargo, estos procesos son muy complicados y en muchos casos aún no se comprenden completamente. La hidroxiapatita también se puede descomponer en los dientes. Sin embargo, estos no son procesos hormonales. Fisiológicamente, el diente debe durar el mayor tiempo posible para poder triturar la comida. Sin embargo, la descomposición bacteriana de los residuos de alimentos forma ácidos que pueden atacar el esmalte dental. El ácido disuelve la hidroxiapatita en iones calcio e iones fosfato, por lo que el ión hidroxilo reacciona con un ión hidrógeno del ácido para formar agua. Los iones de calcio y los iones de fosfato luego se disuelven en agua.

Una actividad bacteriana prolongada y la formación constante de ácido eventualmente crean un agujero en el esmalte dental. Sin tratamiento, la caries dental destruirá el diente. Sin embargo, al usar pasta de dientes que contiene fluoruro, la hidroxiapatita se puede convertir en fluorapatita mucho más estable. Esto permite detener el proceso de destrucción de los dientes durante un período de tiempo más prolongado.