Biomineralizacja

Question 1

Do czego prowadzi biomineralizacja?

Answer 1

do powstawania form krystalicznych minerałów

Question 2

Obecności czego wymaga proces biomineralizacji?

Answer 2

odpowiedniego lokalnego stężenia jonów tworzących złogi mineralne

Question 3

Od czego się rozpoczyna proces biomineralizacji?

Answer 3

od nukleacji, potem następuje wzrost kryształów, które mogą łączyć się ze sobą

Question 4

co to jest nukleacja?

Answer 4

tworzenie licznych „punktów krystalizacji” na matrycy organicznej

Question 5

Co reguluje proces biomineralizacji?

Answer 5

• Powszechne prawa fizyko-chemiczne
• Kontrola genetyczna realizowana poprzez produkcję substancji organicznych (białek strukturalnych i czynnościowych oraz innych makrocząsteczek), które modyfikują ogólne i lokalne stężenia jonów mających tworzyć kryształy oraz regulują proces nukleacji i wzrostu kryształów

Question 6

Jakie wyróżniamy typy mineralizacji?

Answer 6

• mineralizacja fizjologiczna

- mineralizacja patologiczna (ektopowa)

Question 7

Jakie struktury podlegają mineralizacji fizjologicznej?

Answer 7

kość, zmineralizowane tkanki zęba (szkliwo, zębina, cement)

Question 8

Jakie struktury mogą zostać zmineralizowane patologicznie?

Answer 8

naczynia krwionośne, zastawki serca, kamień nazębny

Question 9

Jakie wyróżniamy typy mineralizacji patologicznej?

Answer 9

• z normokalcemią - zależy od lokalnych zmian matrycy organicznej
• z hyperkalcemią - zależy od wzrostu poziomu Ca

Question 10

Jakie struktury cytoplazmatyczne uczestniczą w kontroli mineralizacji?

Answer 10

• wewnątrzkomórkowe zbiorniki jonów Ca (kalciosomy)

- pęcherzyki macierzy

Question 11

Jakie wyróżniamy składniki substancji pozakomórkowej zdolne do wiązania jonów Ca (często w sposób przypominający układ sieci krystalicznej) lub pośrednio wpływające na proces mineralizacj?

Answer 11

• sialoproteina kości
• białka zębiny: fosfoforyna (DPP) i sialoproteina zębiny (DSP), białko macierzy zębiny DMP-1
• białka szkliwa: amelogeniny, enameliny
• kolagen
• białka niekolagenowe kości: osteonektyna, osteokalcyna, osteopontyna (SP-1) i inne
• białka adhezyjne: fibronektyna, trombospondyna
• proteo/glikozoaminoglikany: dekoryna, biglikan
• enzymy: metaloproteinazy i ich inhibitory (TIMP) modyfikujące gęstość i układ makrocząsteczek substancji pozakomórkowej

Question 12

Do jakiej organelli należą kalciosomy?

Answer 12

do gładkiej siateczki śródplazmatycznej

Question 13

Co zawierają kalciosomy?

Answer 13

białko wiążące wapń

Question 14

Za pomocą jakich struktur blona komórkowa kalciosomów reguluje poziom wapnia?

Answer 14

• pompa wapniowa (gromadzenie jonów Ca)

- kanały wapniowe (uwalnianie jonów Ca)

Question 15

Co zawierają pęcherzyki macierzy?

Answer 15

• fosfatazy (zasadowa, pirofosfataza, ATP-aza)
• lipidy (cholesterol, fosfatydyloseryna)
• aneksyny (białka wiążące Ca i fosfolipidy)

Question 16

W jaki sposób działają aneksyny?

Answer 16

• formowanie kompleksów Ca-fosforan-lipid
• tworzenie w błonie pęcherzyka kanałów dla Ca
• wiązanie pęcherzyka z kolagenem

Question 17

Jakie wyróżniamy fazy mineralizacji przy pomocy pęcherzyków macierzy?

Answer 17

faza pęcherzykowa i włóknista

Question 18

Jak przebiega faza pęcherzykowa mineralizacji przy pomocy pęcherzyków macierzy?

Answer 18

• błona pęcherzyków wiąże proteoglikany które wiążą i zatrzymują jony Ca
• komórka wydziela metaloproteinazy trawiące proteoglikany, co uwalnia jony Ca
• jony Ca są transportowane do wnętrza pęcherzyków przez kanały (aneksyny)
• fosfataza zasadowa i pirofosfataza odszczepiają od ufosforylowanych substratów reszty fosforanowe • wewnątrz pęcherzyków dochodzi do powstawania fosforanów wapnia (nukleacja),
• pierwsze złogi mineralne są bezstrukturalne lub mają niedoskonałą strukturę krystaliczną i dopiero później ulegają przebudowie do bardziej stabilnych kryształów hydroksyapatytowych.

Question 19

W jaki sposób przebiega faza włóknista mineralizacji przy pomocy pęcherzyków macierzy?

Answer 19

• wzrost kryształów prowadzi do rozerwania pęcherzyków i rozprzestrzeniania się kryształów w istocie międzykomórkowej
• proces ten wspomagany jest przez nukleatory – składniki istoty międzykomórkowej wiążące jony w ten sposób, że ich zagęszczenie i układ zbliżone są do mającej powstać sieci krystalicznej
• proces postępuje wzdłuż włókien kolagenowych

Question 20

Jakie tkanki zęba są mineralizowane przy pomocy pęcherzyków macierzy?

Answer 20

cement i pierwsze pokłady zębiny (które staną się zębiną okrywową)

Question 21

W jaki sposób są mineralizowane tkanki zęba poza cementem i zębiną okrywową?

Answer 21

bezpośrednio na matrycy organicznej

Question 22

Które kolageny i w jaki sposób działają na proces mineralizacji zębiny?

Answer 22

typ I, III, V: ukierunkowują mineralizację (wzdłuż włókien kolagenowych)

Question 23

Jak działa DSPP na mineralizację zębiny?

Answer 23

hamuje mineralizację

Question 24

Jak i gdzie powstaje DPP i DSP?

Answer 24

w przestrzeni pozakomórkowej w wyniku cięcia DSPP przez metaloproteinazy

Question 25

W jaki sposób DPS i DPP wpływają na mineralizację?

Answer 25

wiążą jony Ca, inicjują tworzenie kryształów hydroksyapatytów i ich dojrzewanie

Question 26

Jakie proteoglikany wpływają na mineralizację zębiny?

Answer 26

dekoryna, biglikan, lumikan

Question 27

Gdzie się znajdują fosfolipidy i w jaki sposób wpływają na mineralizację zębiny?

Answer 27

głównie w froncie mineralizacji, z reguły występują razem z proteoglikanami, uczestniczą w regulacji tworzenia kryształów HA

Question 28

Jakie enzymy uczestniczą w mineralizacji zębiny?

Answer 28

fosfatazy, metaloproteinazy, lipazy

Question 29

W jaki sposób fosfatazy, metaloproteinazy i lipazy wpływają na mineralizację zębiny?

Answer 29

uczestniczą w zmianach składników organicznych związanych z procesem mineralizacji

Question 30

Dlaczego zębina jest zmineralizowana a prezębina nie?

Answer 30

Odontoblasty (podobnie jak osteocyty kości) mogą przeżyć jedynie w kontakcie z niezmineralizowaną macierzą

Question 31

Jakie czynniki utrzymują prezębinę w stanie niezmineralizowanym?

Answer 31

• inhibitory mineralizacji (DSPP)

* brak promotorów mineralizacji

Question 32

Jaki charakter mają pierwsze kryształy w szkliwie?

Answer 32

fosforanów ośmio- i trójwapniowych (nie hydroksyapatytów), które następnie ulegają połączeniu z drobniejszymi kryształami hydroksyapatytowymi zębiny

Question 33

Jakie czynniki są niezbędne w procesie mineralizacji szkliwa?

Answer 33

• ekspresja genu DSPP

* strukturalne białka szkliwa i enzymy

Question 34

Jakie strukturalne białka szkliwa są niezbędne w procesie mineralizacji?

Answer 34

amelogeniny, enameliny i ameloblastyny

Question 35

W jaki sposób enamelolizyna wpływa na mineralizację szkliwa?

Answer 35

częściowo trawi białka szkliwa w pierwszej fazie mineralizacji

Question 36

W jaki sposób kalikreina-4 wpływa na mineralizację szkliwa?

Answer 36

trawi białka szkliwa w końcowej fazie mineralizacji

Question 37

Kiedy rozpoczyna się mineralizacja cementu?

Answer 37

w pierwszym okresie cementogenezy

Question 38

Jak przebiega proces mineralizacji cementu po zakotwiczeniu włókien zewnątrzpochodnych?

Answer 38

postępuje wzdłuż włókien (już bez dalszego udziału pęcherzyków macierzy)

Question 39

Co jest źródłem jonów wapniowych, fosforanowych i węglanowych w procesie mineralizacji płytki nazębnej?

Answer 39

ślina i płyn szczeliny dziąsłowej

Question 40

Co zapoczątkowuje proces mineralizacji płytki nazębnej?

Answer 40

rolę mogą tu odgrywać substancje bakteryjne, wzrost pH śliny i organiczne składniki płytki nazębnej

Question 41

Co nasila proces mineralizacji płytki nazębnej?

Answer 41

procesy zapalne

Question 42

Co stanowi mineralne składniki kamienia nazębnego?

Answer 42

• hydroksyapatyty – 50%

- inne odmiany fosforanów wapnia – 50%