Apatit

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Apatit ist ein Calciumphosphat der allgemeinen Formel Ca5[X|(PO4)3] (X = F, OH, Cl). Es ist ein sehr häufiges Mineral.

Im Organismus übernimmt Hydroxylapatit (Ca5[OH|(PO4)3]) wichtige Stützfunktionen. Die Substanz kann durch bestimmte Zellen, z.B. den Osteoblasten im Knochen, aus Phosphat- und Calcium-Ionen erzeugt werden. Dazu werden zunächst in einer Kollagen-Matrix aus organischen Phosphaten (vermutlich Glucose-6-phosphat) so lange Phosphationen freigesetzt, bis das Löslichkeitsprodukt für Calciumphosphat überschritten ist. Kollagen wirkt als Kristallisationskeim und es kristallisiert Hydroxylapatit aus. Im Knochen ist das Calcium nicht irreversibel gebunden, sondern kann wieder freigesetzt werden. Knochen sind daher ein wichtiger Calcium-Speicher.

Die Knochen enthalten etwa 50% Hydroxylapatit, das Zahnbein 70%, der Zahnschmelz besteht zu 97% aus Hydroxylapatit. Der Zahnschmelz ist damit die härteste Substanz im Körper.

Durch Säuren kann Hydroxylapatit aber angegriffen werden:

Ca5[OH|(PO4)3] + H3O+ --> 5 Ca2+ + 3 PO43– + 2 H2O

Die Hydroxidionen im Apatit werden durch Säuren neutralisiert, das Kristallgitter zerfällt. Fluorapatit ist dagegen säurestabil, da die Fluorid-Ionen nicht mit H3O+ reagieren. Da die OH-Ionen im Hydroxylapatit gegen Fluorid ausgetauscht werden können:

Ca5[OH|(PO4)3] + F <=> Ca5[F|(PO4)3] + OH

ist es möglich, durch fluoridhaltige Zahncreme, Mundwasser sowie durch Zusatz von Fluoriden zu Speisesalz und Trinkwasser die Hydroxylapatit-Kristalle an der Oberfläche des Zahnschmelzes in Fluorapatit zu überführen und damit vor einem Säureangriff zu schützen. Diese Fluorierung ist ein wesentlicher Bestandteil der Karies-Prophylaxe.

Fluorapatit
Fluorapatit