Зуб в желудочном соке выглядел лучше, чем я ожидал. Зуб в коле тоже удивил, но совсем по другой причине. А вот третий стакан со слюной устроил сюрприз, к которому я вообще не был готов.
Три стакана на столе.
В первый налил Coca-Cola Classic, pH 2,37. Во второй раствор соляной кислоты с пепсином, грубая имитация желудочного сока с pH около 1,5. Третий заполнил искусственной слюной, pH 6,8. В каждый стакан опустил фрагмент удалённого зуба.
Двое суток. Потом я достал образцы.
Зуб из колы потемнел и покрылся рыжеватым налётом. Но когда я попробовал его ногтем, тот оказался твёрдым. Зуб из желудочного сока, наоборот, побелел, стал матовым, и при нажатии на нём осталась вмятина. Зуб в слюне выглядел так, будто пролежал в воде.
Кола не разрушила зуб за двое суток. А собственный желудочный сок размягчил его до состояния мела.
Что происходит с эмалью на уровне атомов
Эмаль зуба состоит из кристаллов гидроксиапатита, Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂. Это самая прочная ткань в человеческом теле. Она твёрже кости и хряща. Но у неё есть ахиллесова пята.
Когда ионы водорода из кислоты добираются до кристаллической решётки, они вытаскивают кальций и фосфат. Решётка теряет звенья. Эмаль становится пористой, затем мягкой, а потом и вовсе исчезает.
Критический порог растворения, pH 5,5. Всё, что кислее, начинает разрушать эмаль. Группа Дж. Фезерстоуна из Университета Торонто уточнила, что этот порог колеблется от 5,5 до 6,5 в зависимости от того, сколько кальция и фосфата содержится в слюне конкретного человека.
Именно поэтому одни пьют колу годами и ходят с идеальными зубами, а у других эмаль разрушается от яблочного фреша. Порог у каждого свой.
Теперь арифметика. pH колы равен 2,37. pH желудочного сока, от 0,8 до 1,5. Разница кажется незначительной, пока не вспомнишь, что шкала pH логарифмическая. Каждая единица означает десятикратную разницу в концентрации ионов водорода. Желудочный сок кислее колы примерно в 10–70 раз.
Как желудок добирается до зубов
Группа А. Лустиг из Бернского университета в Швейцарии провела прямое сравнение. Желудочный сок вымыл 69,6 микрограммов кальция на литр из эмали. Кола, для сравнения, имеет показатель 18,7. Разница составляет 3,7 раза.
Но кислотность здесь только половина истории. В желудочном соке действует пепсин - фермент, расщепляющий белки. Пока соляная кислота растворяет минеральную часть эмали, пепсин атакует тонкую органическую матрицу между кристаллами. Двойной удар. Группа Т. Сайто из Университета Сан-Паулу подтвердила, что комбинация HCl с пепсином даёт на 20–30% большую потерю минералов, чем одна только HCl.
При гастроэзофагеальной рефлюксной болезни (ГЭРБ) кислота из желудка регулярно поднимается по пищеводу в полость рта. Существует так называемый тихий рефлюкс. Без изжоги, без кислого привкуса, вообще без симптомов. Но стоматолог при осмотре видит характерную картину: эмаль на задней поверхности верхних зубов тает, будто её подтачивают невидимой наждачкой.
Слюна и её тихая работа
Теперь вернемся к третьему стакану. Зуб в слюне остался нетронутым. И дело не в том, что слюна нейтральна и ничего не делает.
Слюна перенасыщена ионами кальция и фосфата. При нормальном pH 6,8–7,0 эти ионы непрерывно встраиваются в повреждённые участки эмали. Реминерализация. Группа Дж. тен Кейт из ACTA (Амстердам) показала, что искусственная слюна восстанавливает до 18% потерянной твёрдости эмали за первые три минуты контакта.
Три минуты
Но пелликула работает ещё интереснее. Это белковая плёнка толщиной 10–20 нанометров, формирующаяся на зубе почти мгновенно после контакта со слюной. Белки статерин и гистатин оседают на поверхность и создают нечто вроде защитного покрытия. Исследователи из Университета Кампинас (К. Ханнинг) обнаружили любопытный факт. Когда кислота атакует зуб, внешние слои пелликулы разрушаются, принимая удар на себя. Но базальный слой, непосредственно прилегающий к эмали, не смывается даже кислотой.
Проще говоря, слюна не нейтральный наблюдатель. Это активная ремонтная бригада, круглосуточно восстанавливающая эмаль. Без перерывов.
Настоящая угроза и где она прячется
Отсюда напрашивается вывод, что кола совсем безвредна. Нет. У неё низкий pH, она содержит ортофосфорную кислоту в концентрации 0,51 мг/мл. Но вот что обнаружила группа Дж. Рединеса из Университета Алабамы: апельсиновый сок и Mountain Dew разрушают эмаль в пять раз сильнее, чем кола. Лимонный сок вообще вне конкуренции.
Причина кроется в лимонной кислоте. Она действует как хелатор, то есть захватывает ионы кальция из эмали и удерживает их. Фосфорная кислота в коле на это не способна. Отсюда вытекает ещё один парадокс. Диетическая кола разрушает зубы сильнее обычной, так как в ней часть фосфорной кислоты заменена на лимонную.