Определение кальция в костной ткани и зубе.

Цель занятия: изучить минеральный обмен и выполнить

качественную реакцию по открытию кальция вкости и зубе.

Теория вопроса. Качественное определение минеральных соединений в костной ткани и ткани зуба.

Кальций присутствует в организме в значительных количествах (до 1,5 кг), причем 99% его входит в структуру костей и зубов. Костная ткань, составляющая скелет человека - особый вид соединительной ткани. Основное вещество кости состоит из трех типов клеток: остеобласты, остеоциты, остеокласты. Минеральная часть кости состоит главным образом из Са₃(РО₄)₂ , включает карбонаты, фториды, гидроксиды, цитраты, натрий и небольшую часть магния и калия. Кристаллы кости относят к гидроксиапатитам (ГАП). Другая часть минеральной фазы кости представлена аморфным фосфатом кальция (стабильный резерв ионов Са²⁺ и Р^3-), содержание которого зависит от возраста. В раннем возрасте - аморфный фосфат кальция, а в зрелом - кристаллический ГАП.

Особенность минерального компонента кости состоит в том, что фактическое соотношение Са²⁺ и Р^3- равно 1,5. Это позволяет кости легко связывать и отдавать ионы фосфата, поэтому кость - это депо для минералов, особенно для кальция и фосфора.

В состав костной ткани входит вода (10%), органические (20%) и неорганические (70%) вещества. Среди последних большую часть составляет фосфат кальция (85%) и в значительно меньших количествах содержится карбонат кальция (10%), фосфат магния (1,5%) и фторид кальция (0,5%). Минеральные вещества распределены в органическом веществе костей в виде тончайших включений.

В отличие от кости, ткани зуба более минерализованы. Минеральный остаток эмали составляет 96%, дентина - 69%, цемента -76%. Эмаль содержит ГАП, фторапатит, фторид кальция. Соотношение Са/Р в эмали равно 1,75, поэтому эмаль еще более минерализована, чем кость. С возрастом это соотношение доходит до 2,09.В минеральном компоненте - ГАП, в котором чаще, чем в кости обнаруживается магний. Фтористые соли также содержатся в дентине. Цемент менее минерализован, чем дентин. Клеточные элементы - цементобласты. Ионы кальция могут замещаться на близкие по свойству элементы Ва, Mg. При этом снижается соотношение Са/Р, оно уменьшается до 1,33, изменяются свойства этого апатита, уменьшается резистентность эмали к неблагоприятным условиям. Постоянство содержания кальция в костной ткани, ткани зуба и крови поддерживается, главным образом, паратгормоном, кальцитонином, кальцитриолом. Регуляция метаболизма кальция в организме осуществляется теми же гормонами, что и обмен фосфора-паратгормоном, кальцитонином, витаминами Д, А и С.

Признаки дефицита кальция проявляются в виде кариеса зубов, мышечных болей, судорог, остеопороза, остеомаляции, и рахита.

Ход работы:

1. Открытие ионов кальция.

Отобрать 5 капель вытяжки костной ткани в одну пробирку, и столько же капель вытяжки ткани зуба во вторую пробирку. Добавить 3-4 капли насыщенного раствора оксалата аммония в обе пробирки, выпадает осадок оксалата кальция:

+ (NH₄)₂С₂О₄ → СаС₂О₄↓ + (NH₄)₂HPO₄

Оформление занятия: записать в тетрадь результат качественной реакции.

Контрольные вопросы:

1. Минеральный состав костной ткани.

2. Минеральный состав твердых тканей зуба.

3. Состав и строение гидроксиапатитов и их роль в минерализации твердых тканей зуба.

4. Метаболизм кальция и его регуляция.

Тесты: 16,23,30,47,55,56,96.

Литература: 8, 16, 17