Güçlü kunduz dişlerinin sırrı 21.02.2015

Bir tatbikatın korkutucu sesi hemen hemen herkes tarafından bilinir. Dişleri tüm balık yaşamları boyunca yenilenen köpek balıklarının aksine, insanlarda ve çoğu memelide sadece bir kez değişirler - sütten azı dişlerine. Her ne kadar burada kemirgenlerde dişler tüm yaşamları boyunca büyür. Bunun nedeni, ne kadar basmakalıp olursa olsun, kemirgenlerin kemirmesidir, bu yüzden dişlerini eşit şekilde öğütürler. Bu hayvanların varoluş için ana araç olmadan bırakılmaması için, doğa onlara dişlerin sürekli büyümesi için aşınmayı telafi eden bir mekanizma verdi. Peki ya bir kez ve ömür boyu diş verilenlere ne demeli? Northwestern Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü'nden araştırmacılar, hangi elementlerin diş minesinin dayanıklılığını arttırdığını belirlediler ve kunduzların neden bir testere gibi ağaçları kesebildiğini anladılar.

Diş minesi vücudumuzdaki en sert dokudur. İnce uzun hidroksiapatit ipliklerine dayanır. Böyle bir ipliğin kalınlığı sadece 50 nanometredir ve uzunluk bin kat daha fazladır. Açıklık için, eğer bir huş ağacının yüksekliği gövde çapından bin kat daha büyük olsaydı, o zaman ağacın yüksekliği yaklaşık bir kilometre olurdu. Bu tür binlerce iplik demetler halinde birleştirilir, ancak yine de çok incedir - bir saçtan yirmi kat daha incedir. Bu demetler belirli bir yönde düzenlenir, bir tür diş minesini takviye edici çerçeve oluşturur ve aralarındaki boşluk kristalin hidroksiapatit ile doldurulur.

Hidroksiapatit, kalsiyum iyonları, fosfat ve hidroksil iyonları içeren bir mineraldir. Emaye neredeyse tamamen bir mineral bazından oluşsa da, çok küçük miktarlardaki diğer iyonlar bile özelliklerini büyük ölçüde değiştirebilir. Örneğin, kalsiyumun bir kısmı, en küçüğü bile magnezyum iyonları ile değiştirilirse, emaye asitlerin etkisine daha duyarlı hale gelecektir. Basitçe söylemek gerekirse, daha hızlı çözülür. Aynı etki, fosfat iyonlarının karbonat ile yer değiştirmesinden kaynaklanacaktır. Ancak flor iyonlarının yerini fosfat iyonları alırsa, emaye özelliklerini belirgin şekilde iyileştirecektir. Bu nedenle diş macunu florür içerir.

Dişler üzerinde bu kadar zararlı etkisi olan asit ağızda nereden gelir ve ekşi olmamasına rağmen tatlı yemek neden zararlıdır? Gerçek şu ki bakteriler ağızda yaşar ve vücut için bir tehdit oluşturmasalar da diş minesine zarar verebilirler. Kalan şeker bu bakteriler için besin görevi görür. Aynı mikroorganizmalar, şekeri laktik aside dönüştürerek ortamın asitliğini artırmasaydı her şey yoluna girerdi. Ortam ne kadar asidik olursa, diş minesi o kadar hızlı bozulur. Evet, evet, aynı asit-baz dengesi. Bildiğimiz kadarıyla, kunduzlar tatlıları kötüye kullanmazlar, ancak doğa yine de onları dişlerini güçlendiren ek bir mekanizma ile ödüllendirdi. Bütün mesele, emayenin özelliklerini değiştiren iyonlarda yatmaktadır.

Araştırmacılar farelerden, tavşanlardan, sıçanlardan ve kunduzlardan diş minesi örnekleri aldı ve bunları gelişmiş ekipmanlar kullanarak titiz analizlere tabi tuttu. Emayeyi oluşturan ipliklerin yapısını kelimenin tam anlamıyla atom atom incelediler ve ilginç bir şey buldular. Asitlere karşı mukavemet ve direncin esas olarak demir veya magnezyum açısından zengin mineraller içeren amorf maddeden etkilendiği ortaya çıktı. Böyle bir maddenin oranının son derece küçük olmasına rağmen, emayenin koruyucu özelliklerini kökten değiştirir. Örneğin, kunduz diş minesinin aside karşı tavşan dişi minesinden altı kat daha dayanıklı olduğu bulundu. Bütün bunlar, başta ferrihidrit olmak üzere demir bileşiklerinden kaynaklanmaktadır. Sadece kimyasal direnç sağlamakla kalmaz, aynı zamanda diş minesinin mekanik mukavemetini de arttırır. Evet diyebiliriz, kunduzun gerçekten demir dişleri var!

Ancak, neden hala demir mineralleri ile diş macunu yapılmadı? Kavak dallarını kemirmemize gerek olmasa da dişçi ziyaretlerini azaltmak çok güzel olurdu. Bir kunduzun dişlerine bakarsanız, beyazdan çok sarı, hatta kahverengi olduklarını göreceksiniz. Bunlar kesinlikle sağlıklı güçlü dişlerdir ve demir bileşikleri onlara renk verir. İnsan bakış açısından çok estetik değil, ama kunduzlar bunu pek umursamıyor gibi görünüyor.