XVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке. Летняя площадка 2022
Слюна - зеркало здоровья
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Слюна - это сложная биологическая жидкость, вырабатываемая специализированными железами и выделяемая в ротовую полость. В основном именно химический состав слюны определяет состояние и функционирования зубов и слизистой оболочки полости рта. Необходимо различать - слюна как секрет слюнных желез и слюна как ротовая жидкость. Последняя помимо секретов различных слюнных желез содержит микроорганизмы, слущенные эпителиальные клетки, мигрировавшие через слизистую оболочку полости рта лейкоциты (слюнные тельца) и другие компоненты.
Слюну можно рассматривать как смешанную слюну. В течение суток у взрослого человека образуется от 0,5 до 2,0 л слюны.
Секреция слюны у человека не подвержена гормональной регуляции. Слюноотделение может возникать условно-рефлекторно при виде или запахе пищи или под воздействием безусловных рефлексов - наличие инородного тела в полости рта.
Образование слюны представляет собой энергозависимый процесс. Оказывается, что слюнные железы активно поглощают кислород и занимают в этом отношении промежуточное положение между почками и печенью [1].
Пояснительная записка
Актуальность: слюна является клинически информативной биологической жидкостью, которая содержит множество биологических признаков, которые используются в качестве индикаторов состояния всего организма, что делает возможным проведение многочисленных анализов. Диагностика по слюне является новой областью более простого использования не только маркеров, но и анализаторов, что может быть полезно при диагностике заболеваний полости рта.
Новизна: впервые проводилась исследование слюны на устойчивость зубов к кариесу в школьной лаборатории.
Цель: изучение и проведение исследования слюны на устойчивость зубов к кариесу в школьной лаборатории
Задачи:
Изучить литературу, материалы в сети Интернет, получить информацию о биологической роли, химическом составе, о саливодиагностике.
Изучить диагностику слюны на устойчивость зубов к кариесу в школьной лаборатории
Провести диагностику слюны на устойчивость зубов к кариесу в школьной лаборатории
Оформить результаты исследования.
Объект исследования: слюна человека
Предмет исследования: простейшие диагностики слюны
Методы исследования:
Теоретический (Изучение литературы и материалов Интернет-сайтов).
Экспериментальный (Проведение диагностики слюны на устойчивость зубов к кариесу, анализ).
Эмпирический (Наблюдения, описание, объяснение результатов исследования).
Гипотеза: диагностика слюны на устойчивость зубов к кариесу человека помогает оценить «здоровье» зубов.
Практическая значимость: работа покажет значимость слюны в профилактике кариеса. Работу можно использовать на уроках биологии.
Продукт: стендовый доклад
Место проведения исследования: кабинет химии МБОУ Стабенской СШ
Глава 1. Теоретическая часть. Обзор литературы
1.1. Слюнные железы
В связи с функциональными особенностями можно выделить три группы желез:
1. Слизистые, в составе секрета которых содержится много слизи или вязкого секрета. К этой группе относятся мелкие железы корня языка, твердого и мягкого нёба.
2. Белковые железы – в их составе преобладают серозные клетки, а слюна содержит в значительном количестве белки-ферменты. К числу этих желез относится околоушная железа, мелкие слюнные железы боковой поверхности языка. Околоушные железы продуцируют жидкую слюну, содержащую большое количество хлоридов натрия, кальция, ферменты амилазу, каталазу, кислую фосфатазу.
3. Смешанные железы. В составе их секрета есть муцин, вода, соли, белок. К числу этих желез относятся подъязычная, подчелюстная слюнные железы,’ мелкие железы губ и кончика языка.
Подъязычная слюнная железа продуцирует слюну, богатую муцином вязкой консистенции, обладающую щелочной реакцией и высокой активностью кислой и щелочной фосфатазы.
Поднижнечелюстная слюнная железа выделяет секрет, содержащий большое количество муцина, амилазы, хлоридов натрия, кальция, фосфатов кальция и магния, незначительное количество роданистого калия [2].
1.2. Биологическая роль слюны
Слюна выполняет ряд важных функций.
Пищеварительная функция: слюна смачивает, размягчает пищу, способствует ее измельчению, пропитыванию муцином. Благодаря наличию в составе слюны определенных ферментов, в ротовой полости начинается начальный этап пищеварения:
углеводов - α-амилаза, мальтаза;
белков - пепсиноген, трипсиноподобные ферменты;
липидов – липаза;
нуклеиновых кислот – нуклеаза.
Минерализующая функция: поддержание химического состава твердых тканей зуба, особенно эмали. В слюне содержатся все необходимые минеральные компоненты, входящие в состав зуба, органические вещества, витамины, а также гормоны и биологически активные соединения, контролирующие процесс минерализации. Слюна насыщена ионами кальция, магния, фосфата и хлора, высокие концентрации которых способствуют перемещению ионов в эмаль, что имеет важное значение в процессе третичной минерализации эмали, т.е. после прорезывания зуба, и делает ее резистентной к развитию кариеса.
Защитная функция: способность очищать полость рта, наличием антибактериальных веществ (лизоцим, пероксидазы, лактоферрин), системы секреторного иммуноглобулина A (sIg A), муцина, ингибиторов протеиназ.
Выделительная функция: способность выводить конечные продукты азотистого обмена, токсические и лекарственные вещества, метаболиты гормонов. Слюна содержит компоненты буферных систем, обладающие способностью нейтрализовать кислоты и щелочи .
Регуляторная функция: способность поддерживать постоянство полости рта с участием собственных гормонов, пептидов и других биорегуляторов, синтезируемых в слюнных железа [3].
1.3. Состав слюны
Смешанная слюна содержит около 99,5 % воды и соответственно около 0,5–0,6 % сухого вещества, включающего органические и неорганические компоненты.
Неорганические вещества слюны – ионы натрия, калия, кальция, магния, железа, кальция, хлора, фтора, а также фосфаты, хлориды, сульфаты, бикарбонаты.
Органические вещества слюны:
а) белковые соединения: альбумины, глобулины, свободные аминокислоты, и др.;
б) небелковые азотсодержащие соединения – мочевина, аммиак, креатин;
в) вещества с бактерицидным действием – лизоцим, обладающий также и противокариесным эффектом, а также способностью стимулировать регенераторные процессы;
г) в смешанной слюне содержатся до 3 мг % свободных моносахаридов, а также продукты их превращений – лактат, пируват, цитрат;
д) вещества мукоидной природы, в частности муцин. Муцин – важнейший органический компонент слюны, обеспечивает вязкость слюны, способствует склеиванию частичек пищи и формированию пищевого комка, подготовляет его к проглатыванию;
е) гормоны: кортизон; кортизол, эстрогены, тестостерон и др.;
ё) в смешанной слюне в небольших количествах присутствуют холестерин;
ж) витамины;
з) ферменты[3].
1.4. Саливодиагностика
Саливадиагностикой называют биохимические исследования смешанной слюны (ротовой жидкости) с диагностической целью. Состав смешанной слюны отражает функциональное состояние тканей ротовой полости, организма и изменения содержания неорганических и органических веществ, активности ферментов. Слюна представляет собой одну из наиболее значительных альтернатив анализу крови, в ряде случаев не только дополняя его, но даже заменяя [4].
Саливодиагностика может рассказать о состоянии здоровья человека:
содержание креатинина и мочевины может повышаться при патологиях почек;
повышенная вязкость часто наблюдается при нарушении пищеварения;
расстройства эндокринной системы провоцируют изменение концентрации гормонов;
также существует прямая взаимосвязь между кислотностью слюны, концентрацией кальция, фосфора, амилазы и кариесом [5].
Глава 2. Практическая часть. Материалы и методы исследования
Диагностика слюны проведена для членов семьи, состоящей из 5 человек, т.к. известен стоматологический статус каждого.
2.1.Диагностика слюны в стоматологии
В современной стоматологии лабораторные исследования слюны проводятся с целью выявить индивидуальные риски кариеса ещё до того, как потребуется лечение. С помощью данного исследования можно уточнить микробиологический состав слюнной жидкости, её буферную емкость, скорость слюноотделение, вязкость и кислотность.
В работе будут проведены следующие исследования слюны (смешанной слюны): рН, скорость слюноотделения (нестимулированной) и буферная ёмкость.Нестимулированная слюна собирается без внешнего воздействия, и скорость слюноотделения в основном зависит от степени гидратации.
2.1.1. Метод сбора слюны
Смешанную слюну следует собирать утром, натощак с целью максимального исключения воздействия факторов, способных повлиять на её секрецию, путем выплевывания в сосуд.
2.1.2. Исследование рН слюны
Кислотность слюны в среднем в норме составляет 6,5–7,7 рН. Чем выше слюноотделение, тем, соответственно, больше и этот показатель [6].
При помощи датчика рН (цифровая лаборатория Releon химия) исследуем рН слюны. Данные в таблице 1(Приложение 2).
При снижении рН меньше 6,0 говорит об очень высоком риске развития кариеса.
2.1.3. Исследование скорости слюноотделения (нестимулированное)
Сбор ротовой жидкости в состоянии покоя
(нестимулированной).
Cкорость слюноотделения определялась натощак по методике Рединовой Т.Л. и Поздеева А.Р., 1994 г. Пациента усаживают, просят опустить голову и сидеть в таком положении, не глотать слюну и не двигать языком и губами во время всего периода сбора слюны. Слюна аккумулируется в полости рта в течение 2 мин, затем пациента просят сплюнуть все содержимое полости рта в приемный сосуд. Процедуру сбора проводят еще 2 раза так, чтобы общее время сбора составило 6 мин. Скорость слюноотделения, выраженная в мл/мин, составляет общий объем собранной слюны, деленный на 6 [7].
Скорость слюноотделения рассчитывали по формуле:
Cc=V/t, где Сс- скорость слюноотделения, V- объем выделившейся слюны (мл), t- время сбора слюны (в минутах).
Нормальной скоростью нестимулированной слюноотделения считают Сс = 0,31—0,6 мл/мин, гипосекрецию диагностируют при Сс = 0,03— 0,3 мл/мин, гиперсекрецию - при Сс = 0,61—2,40 мл/мин.
Исследованиями Л.А. Дубровиной (1989), А.Р. Поздеева (1993) показано, что при Сс ниже 0,30 мл/мин в полости рта создается кариесогенная ситуация. Прогностическая значимость Сс в отношении кариеса зубов составляет 14% (Мельник А.И., 1991) [8].
Многочисленные научные исследования выявили снижение скорости слюноотделения с возрастом. В настоящее время считается, что основным фактором, который влияет на снижение саливации у пожилых, является прием лекарственных препаратов. Многие пожилые люди принимают лекарства, и чем больше их количество, тем больше тенденция к снижению слюноотделения
2.1.4. Исследование буферной ёмкости слюны
Слюна, тканевая жидкость, кровь, моча, и другие биологические жидкости являются буферными растворами. Благодаря действию их буферных систем поддерживается относительное постоянство водородного показателя внутренней среды, обеспечивающее полноценность метаболических процессов.
Смешанная слюна содержит три буферных системы: гидрокарбонатную, фосфатную и белковую. Вместе эти буферные системы формируют первую линию защиты против кислотных или щелочных воздействий на ткани полости рта. Все буферные системы полости рта имеют различные пределы ёмкости:
фосфатная наиболее активна при рН 6,8-7,0,
гидрокарбонатная при рН 6,1-6,3,
белковая обеспечивает буферную ёмкость при различных значениях рН.
Бикарбонаты обеспечивают 80% буферных свойств слюны, их концентрация в слюне возрастает прямо пропорционально скорости секреции. Буферная емкость значительно варьирует и может зависеть от характера питания, времени суток, состояния ЖКТ. Второй по значению считается фосфатная система, третьей – белковая. При этом на долю бикарбонатного буфера приходится 80% буферной емкости слюны. Второй по значению считается гидрофосфатная, третьей – белковая. Буферная емкость варьирует и может зависеть от характера питания, времени суток, состояния ЖКТ.
Благодаря буферным системам у практически здоровых людей уровень pH смешанной слюны восстанавливается после еды до исходного значения в течение нескольких минут. При несостоятельности буферных систем pH смешанной слюны снижается, что сопровождается увеличением скорости деминерализации эмали и инициирует развитие кариозного процесса.
Установлено, что длительное употребление углеводов снижает этот показатель, а прием продуктов, богатых белками, – повышает. Чем выше буферная ёмкость, тем более высокая резистентность зубной эмали к развитию кариеса.
Буферная емкость слюны определим по методике, предложенной В.К. Леонтьевым (1974). Суть данной методики заключается в следующем. Сначала измеряют рН смешанной слюны, потом к 1,0 мл слюны добавляют 1,0 мл 0,01 Н раствора соляной кислоты и снова определяют рН. Далее к такому же объему слюны добавляют 1,0 мл 0,01 Н раствора NaOH и вновь определяют рН. Показатель рассчитывают по формуле:
БЕ=10/ (рН0- рН1) x Б, где
БЕ - буферная емкость 1,0 л слюны, кислоты или щелочи;
10- коэффициент пересчета на 1,0 л слюны;
(рН0- рН1) – разница в единицах рН до и после добавления 1,0 мл 0,01 Н раствора кислоты или щелочи;
Б - объем слюны, взятой для анализа. [8].
Данные занесли в таблице 1(Приложение 2).
Буферная емкость слюны, то есть способность нейтрализовывать кислоты и щелочи, рассматривается как защитный механизм при действии, прежде всего, кислых продуктов на зубы. Буферная емкость нестимулированной слюны составляет 4,45-4,65 ммоль/л HCl.
Буферная емкость является наиболее объективным показателем активности кариеса. Пациенты с высокой буферной емкостью чаще резистентны к кариозному процессу; пациенты с низкой буферной емкостью восприимчивы к кариесу зубов[9].
2. 2. Результаты собственных исследований
2.2.1. Результат исследование рН слюны
Показатель рН в семье варьируется от 6,07 до 7,6 (Приложение 3).
Водородный показатель слюны в среднем в норме составляет 6,5–7,7 рН.80% членов семьи имеет нормальный показатель рН в пределах 7,4-7, 6. 20% - рН ниже нормы (Приложение 3).
2.2.2. Результат исследования скорости слюноотделения нестимулированной слюны
Скорость слюноотделения ротовой жидкости в состоянии покоя
(нестимулированной) варьируется от 0,33 до 0,75 мл/мин (Приложение 4).
Нормальной скоростью нестимулированной слюноотделения считают Сс = 0,31—0,6 мл/мин, гипосекрецию диагностируют при Сс = 0,03— 0,3 мл/мин, гиперсекрецию - при Сс = 0,61—2,40 мл/мин.
Исследованиями Л.А. Дубровиной (1989), А.Р. Поздеева (1993) показано, что при Сс ниже 0,30 мл/мин в полости рта создается кариесогенная ситуация. Прогностическая значимость Сс в отношении кариеса зубов составляет 14% (Мельник А.И., 1991) [8]. В семье 60% имеют нормальную скорость слюноотделения, 40% -умеренную гиперсекрецию (Приложение 4).
2.2.3. Результат исследования буферной емкости слюны по кислоте
Буферная емкость слюны у членов семьи находится в промежутке 4,48-5,35 ммоль/л по кислоте.
Буферную емкость по щелочи не берем в расчет, т.к. значение рН при добавлении к слюне 0,01Н раствора щелочи, увеличивается и разница междурН0- рН1 отрицательная.
Нормальная буферная емкость нестимулированной слюны составляет 4,45-4,65 ммоль/л по НС1. 40% имеют буферную емкость в норме, 20%- повышенная, 20%-пониженная.
Заключение
Слюна (смешанная слюна) – прозрачная бесцветная жидкость, жидкая биологическая среда организма выделяемая в полость рта тремя парами крупных слюнных желез (подчелюстные, околоушные, подъязычные)и множеством мелких слюнных желез полости рта.
Слюна выполняется следующие функции:пищеварительную, минерализующую, защитную, выделительную, регуляторную.
Слюна содержит около 99,5 % воды и соответственно около 0,5–0,6 % сухого вещества, включающего органические и неорганические компоненты.
Саливодиагностикой называют биохимические исследования смешанной слюны (ротовой жидкости) с диагностической целью. Слюна представляет собой одну из наиболее значительных альтернатив анализу крови, в ряде случаев не только дополняя его, но даже заменяя.
В работе проведены следующие исследования слюны (смешанной слюны): рН, скорость слюноотделения (нестимулированной) и буферная ёмкость. В диагностике участвовали пять членов семьи разного возраста и пола.
Слюна - буферный раствор, который поддерживает в норме кислотно - щелочной баланс в ротовой полости.
Буферная емкость является наиболее объективным показателем активности кариеса. Пациенты с высокой буферной емкостью чаще резистентны к кариозному процессу; пациенты с низкой буферной емкостью восприимчивы к кариесу зубов.
У двух человека с пониженной буферной емкостью имеются проблемы с зубами на протяжении всей жизни – кариес, который они постоянно лечат. Так же отсутствует несколько зубов. У остальных трех членов семьи проблем с кариесом зубов практически не было.
Гипотеза о диагностики слюны на устойчивость зубов к кариесу человека помогает оценить «здоровье» зубов, подтвердилась.
Список использованных источников
1. https://otherreferats.allbest.ru/biology/01177444_0.html
2. https://abstract.science-review.ru/ru/article/view?id=1861
3. https://masters.donntu.org/2016/fknt/orlovskyi/library/article4.pdf
4. Е.Е. Брещенко, И.М. Быков. Биохимия полости рта, ротовой и десневой жидкостей: учебно-методическое пособие. Краснодар, 2018. – 63 с.
5. https://zen.yandex.ru/media/id/5e4278c32e9e63535024dc52/diagnostika-sliuny-v-stomatologii-4-pokazatelia-kotorye-pokajut-risk-kariesa-5f59e8ebefb9584a822116a9
6. Слюна как местный фактор. Роль слюны в постэруптивном созревании эмали, влияние на активность кариозного процесса (medbe.ru) 6
7. Диссертация Иванникова АВ.pdf (msmsu.ru) 7
8. Практическое занятие 8. Кариесогенная ситуация в полости рта и способы ее выявления. Зависимость устойчивости зубов к кариесу от свойств смешанной слюны (количества, вязкости, PH, буферной емкости и др.). КОСРЭ - тест - Первичная профилактика стоматологических заболеваний у детей (ozlib.com) 8
9. Методики определения скорости секреции смешанной слюны (ротовой жидкости) (medznate.ru) 9
10. Буферные системы слюны — Студопедия (studopedia.ru)
Приложение
Приложение 1
Фото 1. Слюнные железы человека
Приложение 2
Таблица 1. Результаты исследования и расчетов
|
№ пробы слюны |
Возраст /пол |
V, мл |
t, мин |
рН0 слюны |
рН1 слюны +0,01Н HCl |
Б, мл |
БЕ к, ммоль/л |
Сс, мл/мин |
|
1 |
42/ж |
2 |
6 |
7,6 |
5, 37 |
1 |
4,48 |
0,33 |
|
2 |
46/м |
4,25 |
6 |
7,5 |
5,22 |
1 |
4,39 |
0,71 |
|
3 |
48/ж |
2,5 |
6 |
6,07 |
4,2 |
1 |
5,35 |
0,42 |
|
4 |
66/ж |
2 |
6 |
7,6 |
5,28 |
1 |
4,31 |
0,33 |
|
5 |
13/ж |
4,5 |
6 |
7,4 |
5,19 |
1 |
4,52 |
0,75 |
Водородный показатель слюны в среднем в норме составляет 6,5–7,7 рН
Нормальной скоростью нестимулированной слюноотделения считают Сс = 0,31—0,6 мл/мин, гипосекрецию диагностируют при Сс = 0,03— 0,3 мл/мин, гиперсекрецию - при Сс = 0,61—2,40 мл/мин.
Нормальная буферная емкость нестимулированной слюны составляет 4,45-4,65 ммоль/л по НС1 [10].
Приложение 3
Рис. 1. Водородный показатель слюны исследуемых членов семьи
Рис. 2. Сравнение значения водородного показателя слюны исследуемых членов семьи
Приложение 4
Рис. 3. Скорость слюноотделения нестимулированной слюны исследуемых членов семьи
Рис. 4. Сравнение значения скорости слюноотделения нестимулированной слюны исследуемых членов семьи
Приложение 5
Рис. 5. Буферная емкость слюны исследуемых членов семьи
Рис. 6. Сравнение значения буферной емкости слюны исследуемых членов семьи