Научно-исследовательская работа «Анализ и оценка степени влияния абиотических факторов на формирование патологии зубочелюстной системы человека»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Бакрчинская средняя общеобразовательная школа»

Тетюшского муниципального района РТ

XIV районная конференция школьников «Природное наследие и экология»

Номинация: Будьте здоровы!

Научно-исследовательская работа

«Анализ и оценка степени влияния абиотических факторов на формирование патологии зубочелюстной системы человека»

Выполнила:  Салимзянова Динара Илдаровна,

ученица 9 класса

 Руководитель: Салимзянова Роза Баязитовна,

учитель химии и биологии первой категории

Консультант: Гильмутдинов  Ринат Азатович,

стоматолог Большетарханской участковой больницы

Бакрчи-2015

Содержание

Введение………………………………………………………………………..…2

1.Основная часть…………………………………………………………….….4

1.1.Слюна………………………………………………………………………...4

1.2.Ферменты пищеварения……………………………………………...........4

2.Практическая часть…………………………………………….…………….5

2.1. Методика определения влияния различных факторов на активность амилазы слюны…………………………………………..…………………….…..5

2.1.Сущность методов………………………….………..…………….………..5

2.2.Влияние рН среды на активность амилазы слюны…….………..…….6

2.3.Влияние никотина на активность амилазы слюны…………………....7

2.4.Влияние антибиотика на активность амилазы слюны………………..9

Выводы………………………………...………………………………………..11

Заключение……………………………………………………………...…………11

Список литературы.................................................................................................13

Введение

     На протяжении всей жизни человека на поверхности эмали могут формироваться пелликула зуба и зубной налет. Минерализация зубного налета приводит к образованию зубного камня. Образование  пелликулы существенно ускоряется при снижении рН полости рта. 

     Приобретенная пелликула зуба (ППЗ) представляет собой барьер, через который регулируются процессы минерализации и деминерализации эмали, а также осуществляет контроль за составом микробной флоры, участвующей в образовании зубного налета. Зубной налет возникает путем осаждения микроорганизмов - стрептококков, стафилококков, лактобактерий и др. на поверхность пелликулы  зуба и растет за счет  постоянного наслаивания   новых видов  бактерий. По некоторым данным в состав зубного налета входят от 400 до 1000 видов микроорганизмов. Все микроорганизмы зубного налета - это постоянные обитатели ротовой полости и в нормальных условиях безвредны. Однако при не соблюдении гигиены полости рта,  число бактерий в налете со временем увеличивается. Бактерии находящиеся ближе к поверхности зуба переходят на анаэробное дыхание, продуктами которого являются различные кислоты. Слюна, из-за толщины налета, не может нейтрализовать данные кислоты, они накапливаются и со временем становятся причиной патологических изменений: зубного кариеса и воспаления десны.
    Отложение в зубном налете неорганических веществ, т.е. его минерализация, приводит к образованию зубного камня. В зависимости от расположения на поверхности зуба различают над- и поддесневой зубной камень, по своему составу они сходны [3,6]

       В своей работе я хочу показать, что такие патологии зубочелюстной системы как зубной налет и зубной камень – враг каждого человека, которые созданы самим человеком, его образом жизни, питанием и даже самой внешней средой.

     Моя исследовательская работа посвящена выявлению степени влияния экологических (абиотических) факторов на формирование патологии зубочелюстной системы.  Я считаю, что наше поколение очень мало знает об этом. Именно поэтому я выбрала эту тему для исследования. И если хоть один человек, изучив мою работу, сделает шаг против образования зубного налета и камня, я буду считать свою цель достигнутой. Считаю, что проблема состояния здоровья ротовой полости должна интересовать не только людей, у которых имеется те или иные патологии, но и  здоровых людей.

Цель: Изучение  влияния экологических (абиотических) факторов на формирование патологии зубочелюстной системы.

Объект исследования: фермент слюны

Гипотеза: экологические факторы - рН полости рта, действие никотина и антибиотика способствуют формированию патологии зубочелюстной системы.

Предмет исследования: кислотность среды, никотина табачного дыма, антибиотик.

 Задачи:

1. Проанализировать информационные источники по данной проблеме.
2. Сформулировать цель, задачи и гипотезу исследования.
3. Исследовать влияние экологических (абиотических) факторов – рН полости рта, действие никотина и антибиотика, на слюну человека.
4. Изучить  действие экологических (абиотических) факторов на работу зубочелюстной системы человека.
5. Сделать заключение и выводы.

Практическая значимость:  Данная работа может быть использована педагогами школ и родителями для профилактики, коррекции и снижения патологии зубочелюстной системы у учащихся.

1.Основная часть

1.1.Слюна

    Слюна является физиологической жидкостью. Благодаря присутствию в слюне пищеварительных ферментов и, прежде всего амилазы, во рту происходит первичное пищеварение, расщепление крахмала до простых сахаров. Пропитываясь слюной, пищевой комок делается скользким, благодаря обволакиванию частиц пищи слизистым веществом слюны муцином, и легко проходит по пищеводу в желудок. Каждая из физиологических жидкостей имеет определенное значение рН, и отклонение от нормы может быть причиной тяжелых заболеваний:  рН слюны 6,8, возможные отклонения рН = 5,6  - 7,9  [2]

    Слюна содержит белки: амилазу, лизоцим, альбумины, глобулины и муцин. Содержащийся в слюне фермент амилаза может превращать полисахарид крахмал в дисахарид мальтозу. В среднем за сутки выделяется 1—2,5 л слюны. Слюноотделение находится под контролем вегетативной нервной системы.

1.2. Ферменты и пищеварение

  Ферменты — высокоэффективные катализаторы. Они повышают скорость катализируемой реакции в 1012 раз и более. При приеме пищи продукты после пережевывания смешиваются со слюной и затем после проглатывания поступают в желудок, где смешиваются с желудочным соком. Именно здесь начинается химическое переваривание пищи.

  Ферменты являются белками, поэтому любые агенты, вызывающие денатурацию белка (кислоты, щелочи, никотин, нагревание), приводят к необратимой инактивации фермента [2,4]

  Амилаза (от латинского amylum — «крахмал» и -asa — окончание, обозначающее ферменты) — фермент, расщепляющий крахмал до мальтозы, глюкозы и декстринов. Именно амилаза приводит к появлению сладковатого вкуса при длительном пережёвывании крахмалосодержащих продуктов [1,7]

2. Практическая часть

2.1 Методика определения влияния различных факторов на активность     амилазы слюны                                                                                                        

2.1 Сущность методов

   Амилаза слюны катализирует реакцию гидролиза крахмала.

   При реакции с йодом жидкость в пробирках окрашивается в жёлтый (мальтоза), оранжевый (ахродекстрины), красный (эритродекстрины), фиолетовый (амилодекстрины) и синий (крахмал) цвета. Если окраска синяя – гидролиз не идет [1,2]

   Приготовление  разбавленной  слюны.  Рот ополаскивают  2—3  раза  водой  для  удаления остатков пищи. Отмеряют цилиндром 50 мл дистиллированной воды и ополаскивают ею  рот в течение 3—5 мин в несколько приемов. Собранную жидкость (примерно 50—60 мл)  фильтруют через вату и фильтрат используют для работы [4]

2.2  Влияние pH среды на активность амилазы слюны.

Пронумеровали три пробирки: одна из них - контрольная (№ 1) и две опытные (№ 2 и № 3).

Нанесли с помощью маркера на пронумерованные пробирки по три метки на равном расстоянии (через 2-3 см), используя линейку.

Налили в пробирки, используя пипетки следующие жидкости:

- в пробирку № 1 (контрольную) последовательно до первой метки раствор слюны, до второй - воду, до третьей - раствор крахмала;

- в пробирку № 2 до первой метки - раствор слюны, до второй - раствор соляной кислоты, до третьей - раствор крахмала;

- в пробирку № 3 до первой метки - раствор слюны, до второй - раствор гидроксида натрия, до третьей - раствор крахмала.

Оставили все пробирки на 20 минут для протекания биохимической реакции гидролиза крахмала

С помощью индикаторной бумаги определили значение рН растворов в пробирках № 2 и 3. Запишите полученные результаты в тетрадь.

Добавили в каждую пробирку по 2 капли раствора йода.

Нейтрализовали  содержимое пробирки № 3, внося по каплям в пробирку раствор соляной кислоты (2-4 капли). За результатами нейтрализации следили по изменению окраски индикаторной бумаги [5]

Наблюдали за окраской растворов во всех пробирках

Влияние рН на активность амилазы слюны

Вывод 1: При значении pH 5 и 8 окраска синяя, значит гидролиз не идет

2.3  Влияние никотина  на активность амилазы слюны.

   Курение считается вредной привычкой в силу воздействия на организм нескольких факторов. Одним из них является попадание в организм содержащегося в растениях табака (в сигаретах) никотина. Для организма человека никотин является вредным воздействующим химическим фактором. Одним из проявлений вредного влияния никотина при курении является ухудшение способности слюны к гидролитическому расщеплению крахмала. Это ухудшение может быть вызвано как снижением активности содержащихся в слюне ферментов амилаз, так и снижением их концентрации в слюне из-за пониженной секреции (выделения ферментов в слюну особыми железами).

При изучении влияния курения на свойства слюны у нас получились следующие результаты: в пробирке со слюной курящего человека раствор при добавлении йода приобрел сине-фиолетовый цвет, а в пробе со слюной некурящего окрас раствора при добавлении йода стал светло-желтым. Следовательно, можно сделать вывод, что никотин негативно влияет на гидролитические свойства амилазы слюны, вследствие чего не произошло полного расщепления крахмала. Таким образом, мы выяснили, что одним из проявлений вредного влияния никотина при курении является ухудшение способности слюны к гидролитическому расщеплению крахмала.

Порядок выполнения работы:

1. Пронумеровали пробирки и нанесли с помощью маркера по две метки на равном расстоянии (через 2-3 см), используя линейку.

2. Налили в пробирки жидкости, используя пипетки:

- в пробирку № 1 до первой метки раствор собственной слюны, до второй - раствор крахмала;

- в пробирку № 2 до первой метки раствор слюны курильщика, до второй – раствор крахмала.

3.Добавили в пробирки № 1 и № 2 по 2-3 капли раствора йода [5]

4. Поставили обе пробирки в стакан с теплой водой. Через 10 мин наблюдали за изменением интенсивности синего окрашивания растворов. Оценили скорость изменения окраски в каждой пробирке

Влияние никотина на активность амилазы слюны

Вывод 2: раствор слюны курильщика сине-фиолетовый, значит никотин вызывает снижение активности ферментов слюны  к гидролитическому расщеплению крахмала.

 гидролиз не идет

2.4  Влияние антибиотика  на активность амилазы слюны.

  Антибиотики способны в малых дозах оказывать избирательное токсическое действие на микроорганизмы и клетки. Продающиеся в аптеках антибиотики так же, как никотин и повышенная кислотность, вызывают снижение активности ферментов слюны амилаз к гидролитическому расщеплению крахмала.

   При исследовании влияния антибиотиков на амилазу слюны мы получили желто-коричневое окрашивание в контроле при добавлении йода, что свидетельствует о том, что под действием фермента слюны α – амилазы произошло расщепление крахмала до мальтозы. При действии антибиотика амоксициллина  мы наблюдали стойкое фиолетовое окрашивание, которое показывает, что крахмал не расщепился

Порядок выполнения работы:

1. Пронумеровали  пробирки

2. Налили в первую пробирку на 1/4 объема раствор крахмала, добавили столько же раствора слюны и 2-3 капли раствора йода. Содержимое пробирки перемешали. Поставили пробирку в стакан с теплой водой на 10 минут, после чего наблюдали за изменением окраски.

3. Налили во вторую пробирку на 1/4 объема раствор крахмала, добавили столько же раствора слюны, затем столько же раствора антибиотика и 2-3 капли раствора йода. Содержимое пробирки перемешали. Поставили пробирку в стакан с теплой водой на 10 минут, после чего наблюдали за изменением окраски [5]

4. Следили за скоростью изменения синей окраски раствора в обеих пробирках.

Влияние антибиотика на активность амилазы слюны

Вывод 3: раствор слюны  с антибиотиком сине-фиолетовый, значит  антибиотик вызывает снижение активности ферментов слюны  к гидролитическому расщеплению крахмала.

Выводы

   Изучив литературные источники было выявлено:

• Зубной налет образуется в результате утилизации микрофлорой рта остатков сахара пищи и накапливание их на поверхности зубов;
• Зубной камень образуется из слюны в результате осаждения различных солей кальция, мертвой микрофлорой, белками слюны

    Экспериментально-опытным (химическим) путем выявлено:

• изменение рН среды ротовой полости понижает активность ферментов слюны;
•  под влиянием никотина табака активность ферментов слюны понижается;
• антибиотик  ухудшает активность амилазы

Заключение

   Действие таких факторов как- изменение рН среды, никотина и антибиотика ухудшают способность слюны к гидролитическому расщеплению крахмала. Это отрицательно влияет на состояния здоровья ротовой полости – способствует образованию зубного налета и зубного камня, тем самым инициируют развитие кариеса. Поэтому лекарства надо применять строго по инструкции: за 30 мин. до или после еды. Если человек имеет такую вредную привычку - курить, то курить перед приемом пищи или сразу после приема пищи нежелательно, это способствует образованию зубного налета. ЛУЧШЕ ВООБЩЕ НЕ КУРИТЬ!

   Зубной налет и зубной камень могут стимулировать развитие зубной патологии. Зубной налет вырабатывает токсины, которые могут вызывать гингивит. Зубной камень, разрушая зубодесневое соединение, способствует распространению инфекции в глубь тканей пародонта, а именно возникновению такой патологии как: пародонтит и пародонтоз.

Рекомендации врача - стоматолога:

• До 95% бактерий, вызывающих кариес, воспаление десен и другие болезни, обитает обычно на языке. Поэтому чистите зубы, почистите и язык: снимите с него налет обычной зубной щеткой.
•  После приема пищи сполосните рот теплой водой (после углеводной пищи до исчезновения сладкого вкуса). В течение дня можно освежать рот и жевательной резинкой или зубным эликсиром. Но если ее нет под рукой, протрите язык одноразовым носовым платком или салфеткой.
• Избегайте частого употребления антибиотиков, не применяйте длительное время лекарственные средства без назначения врача
• Поддерживайте рекомендуемую суточную норму фторида (0,8-1 мг.)
• Грамотно подбирайте зубную пасту и зубную щетку (при кариесе используйте деминерализирующие зубные пасты и зубную щетку с щетиной средней жесткости)
• Соблюдайте гигиену ротовой полости, рационально употребляйте сладкую пищу
• Регулярно посещайте стоматолога

Литература

1. Артюхина А.И. Амилаза слюны как объект научного исследования.  Химия в школе №8. 2006г.
2. Егоров А.С.  Репетитор по химии. – Ростов н/Дону:, 2005
3. Петровский Б.В. Популярная медицинская энциклопедия. 1989, с.1253.
4. Химия 10 /профильный уровень/ О.С.Габриелян, Ф.Н.Маскаев, С.Ю.Пономарёв, В.И.Теренин.- М.: Дрофа, 2007
5. Филиппович Ю.Б.Практикум по общей биохимии : [Для хим. спец. пед. ин-тов] / Ю. Б. Филиппович, Т. А. Егорова, Г. А. Севастьянова ; Под общ. ред. Ю. Б. Филипповича, 311 с. ил. 22 см,  2-е изд., перераб. М.: Просвещение, 1982
6. Шилов, И.А. Экология : учеб. Для студентов биол. И мед. Спец. Вузов – 5-е изд., стер. – М.: Высш. Шк., 2006. – 512 с.
7. www.schoolchemistry.by.ru
8. ХиМиК. ru – «Наглядная биохимия» http://www. Xumuk.ru/biochem/96
9. http://ru.wikipedia.org/wiki/Амилаза