Биологическая роль гетерогенных равновесий

Важную роль в организме играют гетерогенные равновесия между ионами Са²⁺, РО₄^3-, ОН^- и костной тканью, основу которой составляет гидроксиапатит Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂. Для нормального функционирования организма вреден как недостаток кальция, так и его избыток.

При недостатке ионов Са²⁺ возможно размягчение костной ткани, повышение хрупкости костей и другие негативные явления.

При избытке ионов Са²⁺ в организме самопроизвольно происходит смещение гетерогенного равновесия в сторону образования осадка, что может сопровождаться окостенением скелета, артритом и другими физиологическими отклонениями.

Распространенным заболеванием является кариес зубов. Эта патология также связана со смещением гетерогенного равновесия. Кариес зубов начинается с образования на поверхности зуба поврежденного участка эмали. Под действием кислот, вырабатываемых бактериями, происходит частичное растворение гидроксиапатита, который входит в состав зубной эмали:

Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂ + 14Н⁺ 10Са²⁺ + 6Н₂РО₄^- + 2Н₂О.

В качестве средства, корректирующего нарушение гетерогенного равновесия и повышающего сопротивляемость зубов к кариесу, используют фторид натрия NaF. Применение NaF способствует осаж-дению фторапатита, тем самым ускоряя процесс реминерализации (образование кристаллов):

10Ca²⁺ + 6PO₄^3-+ 2F^- Са₁₀(РО₄)₆F₂¯.

Кроме того, фторид-ионы легко замещают гидроксид-ионы в гидроксиапатите, образуя менее растворимый (и более твердый) защитный слой фторапатита:

Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂ + F^- Са₁₀(РО₄)₆F₂¯ + 2ОH^-.

Следует отметить, что предельно допустимой концентрацией фторид-ионов в питьевой воде является 1 мг/л. Превышение этой концентрации может привести к другому заболеванию - фторозу.

Дата добавления: 2014-11-06