Функции слюнных желез и слюны

СЖ выполняют много различных функций: пищеварительную, защитную, трофическую, инкреторную, экскреторную, регуляторную.

Пищеварительная функция слюны. Составной частью функциональной системы питания является пищеварение в полости рта, которое состоит из жевания, обработки пищевого комка и глотания. Слюна создает необходимые условия для скольжения пищевого по пищеводу, она увлажняет пищу, покрывает ее пеной и слизью, что делает пищевой комок мягким и скользким. При жевании пища смешивается со слюной, которая составляет 10 – 20 % от количества пищи. Несмотря на достаточно большой набор ферментов слюны, наибольшая ее пищеварительная активность проявляется в отношении углеводов, благодаря эффектам a-амилазы. У человека a-амилаза общей слюны синтезируется главным образом в ОУОЖ.
a-Амилаза развивает свою активность в широком диапазоне рН 3.8-9.4 с оптимальным действием при нейтральных значениях рН. На активность энзима оказывают стабилизирующее действие ионы Са²⁺, ионы СL^-, бромидов и нитратов — активирующее.

a-Амилаза слюны начинает расщепление крахмала или гликогена в ротовой полости,
но ее воздействие быстро инактивируется в кислой среде желудочного сока (при 5
значении рН<3.5) Дальнейшее расщепление крахмала или гликогена происходит
благодаря а-амилазе секрета поджелудочной железы и заканчивается с помощью
мальтазы и изомальтазы секрета тонкого кишечника. По своим иммунохимическим свойствам и аминокислотному составу слюнная a-амилаза очень сходна с панкреатической амилазой).

Защитная функция слюны. Защитная роль слюны состоит не только в увлажнении тканей полости рта, смывании остатков пищи, слущенного этителия, но и в значительной степени в биологическом очи­щении полости рта. Она обеспечивает вымывание и фермен­тативное расщепление оставшейся на зубахи между ними пищи. Этот механизм имеет важное значение для профилактики кариеса. Кроме того, слюна формирует защитный барьер полости рта, состоящий из муцинов, антител и других антимикробных факторов, например, лизоцима.

Иммуноглобулины (антитела) слюны попадают в нее в результате местного синтеза плазматическими клетками и из крови, путем транссудации через десневой желобок. В течение суток в полость рта поступает 0.5 – 2.4 мл десневой жидкости. Кроме того десневой желобок является главным источником поступления лейкоцитов в полость рта.

Основным местнообразующимся иммуноглобулином является секреторный – sIgA. Его концентрацию в наружных секретах возможно рассматривать как показатель иммунобиологической реактивности организма. Секреторный иммуноглобулин А, находящийся на слизистых оболочках и в секретах, по структуре и свойствам отличается от Ig А, циркулирующего в плазме крови. Секреторный IgА активирует комплемент слюны, что в конечном итоге приводит к лизису микробов. Кроме этого, он препятствует адгезии микроорганизмов к клеткам слизистой оболочки полости рта, образует комплексы с муцином.

Вторым Ig, синтезируемым местно и избирательно секретируемым, является IgM. Обычно его содержится в слюне не много. У лиц с недостаточной выработкой sIgА в качестве компенсаторного механизма увеличена выработка Ig М. IgМ поступает из сыворотки крови через десневую жидкость, а также с секретом ОУСЖ. Абсолютное содержание IgM может существенно изменяться при местных воспалительных процессах и увеличении сосудистой проницаемости.

Установлено, что в десневой жидкости содержится еще не большая фракция IgG (10-20%), продуцируемая местно плазматическими клетками при развитии воспаления в тканях парадонта.

Транспорт IgD и IgE через эпителиальный барьер затруднен, поэтому в слюне можно обнаружить только следы этих Ig преимущественно за счет их поступления внежелезистым путем пассивной диффузии.

Слюна выводится в полость рта, поверхность которой покрыта слизистой оболочкой, являющейся одним из внешних барьеров, соприкасающихся с внешней средой. Устойчивость этого барьера в том числе обеспечивается факторами неспецифической резистентности: клеточными - лейкоцитами, Т-лимфоцитами, макрофагами, плазматическими клет­ками и гуморальными - лизоцимом, лактоферрином, интерферонами.

Лейкоциты в полости рта осуществляют с одной стороны, фагоцитоз микроорганизмов, а с другой стороны являются источником ряда бактерицидных веществ - пероксидазных систем защиты, лизоцима, лактоферрина и др. Активированные различными агентами нейтрофилы генерируют актив­ные формы кислорода - супероксид-анион, гидроксильный радикал, а также перекись водорода и хлорноватистую кис­лоту. Метаболиты кислорода, выделяемые нейтрофилами внутрь фагосомы или во внеклеточную среду, изменяют топографию мембраны фагоцитированных микроорганизмов, деструктуируют основные внутриклеточные компоненты, подготавливая их к гидролизу под действием протеиназ и гидролаз. В этом про­цессе важную роль играют метаболиты арахидоновой кисло­ты — простагландины и лейкотриены.

Выделяемые СЖ ферменты — протеазы, ДНК-аза, РНК-аза разрушают вирусы, вызывая деградацию нуклеиновых кис­лот вирусов и бактерий, что может играть существенную роль в защите организма от проникновения инфекционного факто­ра через полость рта.

К защитной функции слюны относится присутствие в ней ряда факторов свертывающей (IV, V, VIII, X) и противосвертывающей систем, хотя они в основном не выделяются СЖ, а фильтруются в ротовую жидкость из плазмы крови. Фибринолитические компоненты слюны прямо участвуют в процессах физиологической и репаративной регенерации слизистой оболочки, которые протекают значительно быстрее, чем на коже.

Все это имеет значение для обеспече­ния надежного местного иммунитета, т.к. микротравмы поло­сти рта пищей возникают ежедневно.

Для активной антибактериальной защиты в полости рта есть пероксидазные системы защиты, которые являются источником образования перекиси водорода. Различают две си­стемы.

Слюнная пероксидаза—тиоцианат—Н₂О₂. Торможение ро­ста в полости рта кариесогенных стрептококков типа mutants активно осуществляет система, состоящая из фермента пероксидазы, тиоционата (роданида) и Н₂О₂. Слюнная перо­ксидаза (старое название — лактопероксидаза) может быть синтезирована в ОУСЖ или происходить из гранулоцитов крови. Роданид (SCN^-) попадает в слюну из крови. Н₂О₂ является продуктом жизнедеятельности некариесогенных штаммов бактерий флоры полости рта. В присутствии лактопероксидазы образующаяся Н₂О₂ окисляет SCN^- в гипотиоцианат (OSCN^-) и HOSNC. Антибактериальная активность гипотиоционата в 10 раз выше, чем у Н₂О₂. Из образовавшего­ся гипотиоционата спонтанно возникают кислородные ра­дикалы с высокой реактивной способностью и разрушают липиды клеточных мембран микроорганизмов. При этом также образуются сернистый дийианит и цианаты, которые оказывают повреждающее действие на бактериальные клетки. Показано, что St. mutant наиболее чувствителен к ингибированию гипотиоционатом при рН<7.0. Наибольшее окисление SCN~ пероксидазой протекает при рН=5-6. При этом создается опасность деминерализации твердых тканей зубов.

Миелопероксидаза—галогены— Н₂О₂. Энзим миелопероксидаза поступает в слюну преимущественно из азурофильных гранул полиморфноядерных лейкоцитов. Этот фермент, формируя ферментсубстратный комплекс с Н₂О₂, окисляет ионы галогенов (СL^-, Вг^--, I^-). Образуются радикалы гипохлорита (ОСL^-), хлоридиума (СL^--) и молекулы СL^2-. При взаи­модействии гипохлорита (ОСL^-) с Н₂О₂ образуется актив­ная форма кислорода.

Одним из наиболее важных факторов естественной защиты организма от патогенных микроорганизмов является фермент из класса гидролаз — лизоцим, гидролизующий полисахарид клеточной стенки бактерий. Под влиянием лизоцима осуществляется лизис клеточных стенок бактерий вследствие реакции деполяризации полисахаридов клеточной стенки, что ведет к их гибели. Биологическая роль лизоцима не ограничивается антибактериальным действием, он принимает участие в процессах регенерации и заживления ран полости рта.

Лактоферрин — это гликопротеин, играющий важную роль в киллинге бактерий фагоцитами. Механизм бактериостатического действия связан с конкуренцией с бактериями за желе­зо дыхательных ферментов. Лактоферрин придает также слю­не реологические свойства.

Муцины способствуют адгезии — приклеиванию бактерий к эпителиальным клеткам, а лизины действуют на цитоплазматическую мембрану, вызывая аутолиз бактерий.

Несколько подробнее остановимся на муцинах. Это высокомолекулярные гликопротеиды. Главная их функция — смачивание слизистой оболочки полости рта и зубов и защита их от повреждений. Mуцин G1 — выполняет функции смазки и защиты тканей, смазывает все поверхности полости рта, обеспечивает защитный барьер между твердыми и мягкими тканями и внешней средой, участвует в жевании, речи и глотании.

Mуцин G2 — компонент не иммунной системы защиты полости рта, способен связаться с разнообразными микроорганизмами полости рта агглютинацией и даже убивать грибки

В настоящее время описаны 9 человеческих генов муцина. Муцины составляют приблизительно 16 % полного белка в цельной слюне. Муцины могут служить механизмом защиты в агрессивной среде полости рта, играть роль в распределении слюнных белков в различных участках полости рта.

Трофическая функция слюны. Полость рта является одним из внешних барьеров, через который возможно поступление патогенных агентов в орга­низм. Важнейшим компонентом этого барьера является его структурная целостность, т.е. нормальное строение слизистой оболочки. Трофическая функция слюны состоит вподдержании:

» постоянного увлажнения слизистой;

» высокого уровня физиологической регенерации;

» должного уровня метаболических процессов.

В случае нарушений выработки и выделения слюны воз­никают три группы симптомов (Wright W.E., 1987).

1. Функциональные нарушения и дискомфорт. При гипосиалии затрудняется жевание, глотание и нарушается вку­совое восприятие пищи, в тяжелых случаях может на­рушаться речь.

2. Поражения мягких тканей полости рта. Патология мяг­ких тканей возникает в результате высыхания эпите­лия и снижения трофического воздействия слюны. В эксперименте показано, что после сиалэктомии заметно (на половину) снижается толщина слизистой оболоч­ки; медленнее заживают поверхностные раны языка. Причем явления дистрофии и гипорегенерации возни­кают не только в полости рта, а по всей слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Считается, что ослабление тем­пов пролиферации связано с дефицитом эпидермального фактора роста (ЭФР), поступающего со слюной в полость рта и просвет пищеварительного тракта. Эффект действия ЭФР максимально проявляется только при нарушении целостности слизистой оболочки. Дело в том, что для доступа этого высокомолекулярного белка в базальные (стволовые) клетки необходимо преодолеть защитный слой муцина и 3-5 слоев ороговевшего эпителия. В слюне есть и другие факторы роста, но их влияние на поддержание гомеостаза слизистой полости рта не установлено.

Помимо факторов роста в слюне содер­жатся и другие биологически активные вещества — биогенные амины, катехоламины. В последнее время обнаружено, что некоторые заболевания слизистой обо­лочки полости рта (хронический афтозный стоматит, афты Сеттона) сопровождаются увеличением в слюне содержания норадреналина и гистамина (Гарвалинский С.Г., 1992; Русанова А.Г., 1995).

3. Поражения твердых тканей зубов. Слюна является тро­фическим фактором для твердых тканей зуба. Поэтому при уменьшении слюноотделения появляются трещины вэмали зубов, эмаль становится хрупкой в области режущего края у резцов, быстро развивается множе­ственный кариес. Клиническая картина, возникающая в полости рта при нарушениях слюноотделения, называ­ется ксеростомией (сухость во рту).

Буферные свойства и структура слюны. Буферная емкость слюны, т.е. ее способность нейтрали­зовать кислоты и щелочи, обычно расценивается как защит­ный механизм полости рта, функционирующий по принципу саморегуляции.

В полости рта действуют облигатные, т.е. всегда присутствующие, и факультативные (действие которых может отсутствовать) факторы.

Облигатные факторы: слюна, пища, ротовая микрофлора, десневая жидкость, зубной камень, зубы.

Факультативные: гигиенические средства, медикаменты, протезы.

Функция регуляции кислотно-щелочного баланса осуществ­ляется слюной за счет ее буферных свойств. Буферная ем­кость обеспечивается 3 основными буферными системами: бикарбонатной, фосфатной и белковой. Бикарбонаты обеспечивают 80% буферных свойств слюны, их концентрация в слюне возрастает прямо пропорционально увеличению скорости сек­реции.

Буферная емкость значительно варьирует и может за­висеть от характера питания, времени суток, состояния ЖКТ. рН слюны с увеличением скорости слюноотделения увеличи­вается, поэтому рН днем выше, чем ночью. Второй по значе­нию считается фосфатная система, третьей — белковая.

Жидкокристаллическое состояние слюны необходимо для проявления таких свойств слюны, как ценообразование, пленкообразование и, соответственно, выполнения моющей, солюбилизирующей, смазочной и защитной функций. Разбавление слюны водой, сахарозой или соляной кисло­той исключает кристаллизацию. На­против, фторид калия, хлорид цинка, мочевина способствуют образованию кристаллов.

Новый подход к изучению свойств слюны позволяет луч­ше понять прочность связи эмали и пелликулы, обеспечиваю­щей селективную проницаемость ионов в ткани зубов, кото­рая объясняется структурным соответствием симметрии жид­ких кристаллов слюны и гексагональных призм эмали зубов.

В цельной стимулирован­ной слюне обнаружены мицеллоподобные шарики. Они вызы­вают агглютинацию бактерий в полости рта при участии ионов Са, электростатического и гидрофобного взаимодействия. Кроме того, агглютинирующая активность слюнных мицеллоподобных шариков связана с присутствием секреторного IgA (Young A. et al, 1998).

Согласно В.К.Леонтьеву и соавт. (1991), основу слюны составляют мицеллы, связывающие большое количество воды, в результате чего все водное пространство оказывается свя­занным и поделенным между ними.

Предполагается, что основным видом мицелл являются ми­целлы фосфата кальция ([Ca₃(PO4)2]m), который образует нерастворимое ядро. На поверхности ядра собираются находя­щиеся в слюне в избытке молекулы гидрофосфата (НРО₄^2-). В адсорбционном и диффузных слоях мицеллы будут находить­ся ионы Са, являющиеся противоионами. Белки, связывающие огромное количество воды (в частности муцин), способствуют распределению всего объема слюны между мицеллами, в резуль­тате чего она структурируется, приобретает высокую вязкость.

В кислой среде заряд мицеллы может уменьшиться вдвое и снизиться ее устойчивость, а ионы дигидрофосфата такой мицеллы не будут участвовать в процессе реминерализации. При понижении рН до 6.2 слюна становится недонасыщенной Са²⁺ и неорганическим фосфатом и превращается в деминерализующую. Появляются ионы Н₂РО₄ вместо НРО₄^2-. Подщелачивание сопровождается увеличением ионов РО₄^3-, которые участвуют в образовании труднорастворимого соеди­нения Са₃(РО₄)₂, содержащегося в виде зубного камня.

Инкреторная функция слюнных желез. Экстракты СЖ вызывают эффекты, сходные с действием ряда гормонов. Они обусловлены полипептидами, имеющими об­щее строение, в основе которых лежат длинные цепи, сход­ные с проинсулином:

глюкагон;

инсулин;

инсулинподобный белок;

паротин;

тимотропный фактор;

фактор гранулоцитопоэза;

фактор роста мезодермы;

фактор роста нервов (ФРН);

фактор роста сосудистого эндотелия;

ЭФР (эпидермальный фактор роста);

эритропоэтин.

ФРН способствует росту аксонов из симпатических и эмбриональных сенсорных нервных клеток и необходим для нормального эмбрионального развития симпатических нейро­нов. Физиологически важ­ными источниками ФРН являются клетки нейроглии, т.е. благодаря это­му фактору нервные окончания поддерживают гомеостаз са­мого нейрона.

Гормон увеличивает скорость поглощения нуклеотидов и глюкозы, регулирует синтез РНК, липидов, осуществляет спе­цифический синтез ряда ферментов. ФРН включен в регуля­цию холинергических нейронов ЦНС, является самым силь­ным противовоспалительным агентом. Его активность в 1000 раз выше, чем у индометацина. Общебиологическое значение ФРН — это нейроиммунная регуляция процессов адаптации и стресс-реакции.

ФРН образуется в клетках выводных протоков и выделяется в слюну. Если гормон поступает в кровь, то он вступает в связь с альфа-макроглобулинами. Без ФРН многие нейроэндокринные клетки ЖКТ не синтезируют гормоны. ФРН обладает способностью ускорять заживление ран.

ЭФР (эпидермальный фактор роста) - второй белковый фактор, способен индуцировать быстрое открытие века у новорожденных и прорезывание резца во pту, что частично может быть результатом стимуляции роста эпидермальных клеток и кератинизации. В отличие от ФРН, ЭФР является индуктором митозов в ряде видов клеток эпидермальной и неэпидермальной природы: фибробластов, хондробластов, нейроглии.

ЭФР присутствует не только в слюне, но и в молоке у человека (80 нг/мл). Как и ФРН, этот гормон синтезируется под контролем тестостерона. На поверхности клеток находится от 40 до 100 тыс. рецепторов к ЭФР. Гор­мон ЭФР связывается с рецептором и образуется комплекс (гормон+рецептор) на поверхности клетки (микрокластер), который затем погружается внутрь клетки и становится митогеном. В конечном счете наблюдается увеличение продук­ции РНК, белков и в течение 24 ч синтеза ДНК. Последние исследования на животных показали, что ЭФР обладает цитозащитным действием на верхний отдел ЖКТ и является одним из важнейших факторов заживления экспери­ментальных язв.

Его цитозащитное действие состоит, во-пер­вых, в торможении кислотной секреции желудка, во-вторых, при стрессе увеличивается продукция ЭФР, тем самым пре­дупреждается образование стрессовых язв. Аналогично гормон действует на регенерацию кожи у людей; смазывание ран кре­мом, содержащим 10 мг/мл ЭФР, вызывает выраженную ре­генерацию эпидермиса и дермы. ЭФР необходим для регенерации печени. Вырабатываемый в СЖ ЭФР выделяется в слюну.

Третий полипептидный гормон был обнаружен в ОУСЖ быка и поэтому получил название паротин. Позднее установлено, что он присутствует в подчелюстных железах (S-napoтин). Некоторое количество паротина поступает в слюну (па­ротин А) и мочу — уропаротин. Все виды паротина отличаются друг от друга молекулярной массой, которая составляет 128-132 кД. Главной точкой приложения гормона является фосфорно-кальциевый обмен в костной и хрящевой ткани. В его отсутствие уменьшается число пролиферирующих хондробластов, нарушается их ориентировка, развивается дистрофия хря­щей. При введении развиваются многочисленные другие эф­фекты: гипергликемия, гипохолестеринемия, гип- и диспротеинемия. Снижается содержание кальция в крови с одновременным увеличением включения его в минерализованные ткани. Паротин стимули­рует гемопоэз, а также повышает проницаемость гистогематических барьеров.

В СЖ многих животных обнаруживается инсулинподобный белок (исследования Е.А.Шубниковой), состоящий, как и инсулин, из 2 пептидных цепочек А и Б. Сходство этого белка и инсулина — не только в химическом строении, но и в биологических свойствах: он снижает уровень сахара в крови. Этот фактор вырабатывается в клетках гранулярного отдела протоков СЖ. При экспериментальном диабете его продук­ция резко увеличивается, т.е. в какой-то степени компенсируется недостаточность инсулярного аппарата поджелудочной железы.

В СЖ обнаружены и другие факторы роста: тимоцит-трансформирующий фактор роста; факторы роста мезодермы; эндотелия; факторы, усиливающие рост эритроцитов и гранулоцитов; трансформирующий фактор роста- a.

Эритропоэтин (гормон, контролирующий образование и созревание эритроцитов) относится к тем факторам, которые присутствуют в СЖ не всегда. Доказано, что иммунореактивный эритропоэтин секретируется в ПЧСЖ и эта секреция опосредована адренергическими рецепторами. Скорее всего синтез эритропоэтина в СЖ происходит при определенных специфических условиях, таких как гемолитическая анемия (Tatemoto V. et al., 1991).

Кроме того, СЖ являются местом образования фермен­тов, с помощью которых образуются гормоноподобные веще­ства: ренин, который через образование ангиотензина вызы­вает сужение кровеносных сосудов и калликреин, который активирует образование кининов, резко повышающих проницаемость кровеносных сосудов и снижающих их тонус. Они являются медиаторами боли и ряда других эффектов.

Каков механизм регуляции функции эндокринных клеток СЖ? Образование паротина регулируется концентрацией Са²⁺. Имеются данные о запуске синтеза ФРН медиаторами макро­фагов, контактирующих с поврежденными тканями. Сигнал запуска синтеза ФРН в денервированных тканях продуцируется макрофагами, контакти­рующими с дегенерирующими аксонами.