Basic HTML Version
31
Mineralization of human carotids,
Agnieszka Bieniek et al.
www.angiologia.pl
na niski stopień uporządkowania struktury wewnętrznej
zidentyfikowanych faz mineralnych.
Otrzymane widma metodą IR wskazują na występo-
wanie w badanych próbkach grupy PO
4
3–
, materii orga-
nicznej oraz ugrupowań wodorotlenowych (ryc. 17–19).
Najintensywniejsze pasma absorpcyjne pochodzą od
grupy fosforanowej, których maksima mieszczą się w za-
kresie 1035–1040 cm
–1
. Oobecności grupy PO
4
3–
świad-
czą również pasma: 471,468–962,6 cm
–1
. Materia
organiczna w badanych próbkach jest reprezento-
wana przez fosfolipidy oraz cholesterol. Piki o liniach
absorpcyjnych: 1235,76–1508,7 cm
–1
oraz 2861,12–
–2931,85 cm
–1
wskazują na obecność formacji orga-
nicznej. Natomiast pasma 1652,53–1658,16 cm
–1
oraz
3357,88–3418,21 cm
–1
świadczą o uwodnieniu pró-
bek. Piki o liniach absorpcyjnych w zakresie 3320,89–
–3418,21 cm
–1
są bardzo szerokimi pasmami i pochodzą
zarówno od wody, jak i od grup hydroksylowych. Analizy
widm spektrofotometrycznych w podczerwieni próbki
przed suszeniem (ryc. 17) oraz po suszeniu (ryc. 18)
potwierdzają fakt, że pasma absorpcyjne pochodzące od
grup wodorotlenowych mogą wskazywać na obecność
zarówno grup OH–, jak i wody zaadsorbowanej po-
wierzchniowo. Podczas obserwacji widm spektroskopo-
wych próbki można zauważyć przesunięcie szerokiego
pasma pochodzącego od wody w próbce wysuszonej
w kierunku niższych liczb falowych. Informacja ta może
świadczyć o silniejszymwiązaniu chemicznymwystępu-
jącym w próbce przed suszeniem.
Dyskusja
Mineralizacja w obrębie żywego organizmu jest pro-
cesem prowadzącym do wzbogacenia lub wysycenia
pewnych jego struktur minerałami. Żywe organizmy
stwarzają doskonałe warunki do krystalizacji różnego
rodzaju związków organicznych i nieorganicznych. Na
ten proces ma wpływ wiele czynników: pH, potencjał
oksydacyjno-redukcyjny (Eh), temperatura oraz stęże-
nie jonów wodorowych [1, 11]. Minerały wytworzone
w naturalny sposób przez tkanki biologiczne stanowią
najważniejsze źródło pierwiastków dla organizmu.
Zawierają one głównie fosfor oraz wapń, ale również
w niewielkich ilościach inne pierwiastki: magnez, stront,
bar, fluor, chlor, ołów, cynk, żelazo i inne. Podstawową
masę mineralną organizmu człowieka tworzą fosforany
wapnia, zwłaszcza bioapatyty. Stąd metabolizm wapnia
i fosforu odgrywa kluczową rolę w procesach minerali-
zacji, zwłaszcza że inne pierwiastki uczestniczące w nich
występują w małych ilościach. W strukturze mineralnej
bioaptytów, oprócz Ca i P, mogą występować kationy:
Na, K, Pb, Sr, Ra, Cu, Mn, Fe itd., które w niewielkiej ilo-
ści mogą być wbudowane w strukturę aptytu. Natomiast
minerals. Living organisms bring about perfect conditions
for crystallizing different sorts of organic and inorganic
compounds. Many factors have an influence on this
process, for example pH, oxidation-reduction potential
(ORP), temperature, and hydrogen ion concentration
[1, 11]. Minerals created in a natural way by biological
tissues are the source of elements for an organism.
They contain mainly phosphorus and calcium, but also
small amounts of other elements: magnesium, strontium,
barium, fluorine, chlorine, lead, zinc, iron, and oth-
ers. The basic mineral mass of the human body consists
of tricalcium phosphate, especially bioapatites. That is
why the metabolism of calcium and phosphorus play
the main role in mineralization processes, especially
since the amount of other elements taking part in these
processes is very small. In the mineral structure of bio-
apatite, as well as Ca and P, also Na, K, Pb, Sr, Ra, Cu,
Mn, Fe and other cations can be found, and they can be
built into a particle in small quantities. At the same time,
phosphate residue can be replaced by C
6
H
5
O
3
3–
sodium
citrate anion, CO
3
2–
carbonate anion, etc., and OH– by
F–. Therefore, the general notation of bioapatite chemi-
cal construction can be presented in the following way:
(Ca, Na, Sr, Pb, K)
5
(PO
4
, CO
3
, HPO
4
)
3
OH, F, Cl [1, 11].
The collagen of damaged structures is regarded as
the main factor that initiates the crystallization of min-
eral grains of apatite in an organism and is a part of the
composition of cartilage and connective tissue. In the
1930s, research regarding collagen protein structure
had begun and corroborated that collagen can have
a partially mineral structure. Long-term research proved
that collagen largely initiates connecting phosphorus
and calcium ions into crystallites. Nucleation of apatite
microcrystals is brought about, most often, in the space
between collagen fibres. A very important observation
was described by Neuman, who proved that systemic
liquids can contain phosphates in excess. In the opinion
of the scientist, this phenomena appears because it
comes to the division of intra- and extra- cellular liquids
between biological membranes, which is connected
with different concentrations of Ca and P ions in the
tissues. Phosphates are also easily caught by
The electrostatic charge which exists on the collagen
fibre surface [11]. Another very important factor that takes
part in apatite crystal formation is cellular mitochondria.
While the calcium is collected by mitochondria, phospho-
rus is automatically collected from surroundings. Conse-
quently, organic and inorganic compounds are created. In
these compounds, the ratio of Ca and P is similar to that
seen in hydroxyapatite. Firstly, micro crystals of apatite are
formed in the hypochondria and then in micro-inclusions
and in large areas of cytoplasm [11, 12].