Kā magnija un dzelzs jonu sadalījums zobu emaljā ietekmē tās īpašības, un kā bebru zobi atšķiras no trušu un citu grauzēju zobiem.
Zobu urbmašīnas skaņa, ko pazīst daudzi, rada noteiktas asociācijas. Atšķirībā no haijām, kuru zobi atjaunojas visu mūžu, cilvēkam un lielākajai daļai zīdītāju zobi mainās tikai vienu reizi — no piena uz pastāvīgajiem zobiem. Taču grauzēju zobi aug nepārtraukti. Tas saistīts ar to, ka, kaut arī tas izklausās banāli, grauzēji grauž, vienmērīgi noberžot savus zobus. Lai šie dzīvnieki nezaudētu galveno izdzīvošanas rīku, daba viņus aprīkojusi ar pastāvīga zobu augšanas mehānismu, kas kompensē nodilumu. Bet ko darīt tiem, kuri zobus saņem tikai vienu reizi uz visu mūžu? Ziemeļrietumu universitātes Materiālu zinātnes un inženierijas fakultātes pētnieki noteica, kuri elementi palielina zobu emaljas izturību, un noskaidroja, kāpēc bebru zobi spēj tikt galā ar koksni ne sliktāk par motorzāģi.
Zobu emalja ir cietākā audi cilvēka organismā. Tās pamatā ir plānas, garas šķiedras no hidroksiapatīta. Vienas šādas šķiedras biezums ir tikai 50 nanometri, bet garums ir tūkstoškārt lielāks. Lai ilustrētu, ja bērza augstums būtu tūkstoškārt lielāks par tā diametru, koks sasniegtu aptuveni kilometru augstumu. Tūkstošiem šādu šķiedru apvienojas saišķos, kas, neraugoties uz savu plānumu, ir divdesmit reižu plānāki par cilvēka mata biezumu. Šie saišķi izvietoti noteiktā virzienā, veidojot tādu kā armējošu karkasu emaljai, un telpa starp tiem piepildīta ar kristālisku hidroksiapatītu.
Hidroksiapatīts — minerals, kas satur kalcija, fosfāta un hidroksila jonus. Kaut arī emalja gandrīz pilnībā sastāv no minerālās pamatnes, pat neliels citu jonu daudzums var būtiski mainīt tās īpašības. Piemēram, ja daļu kalcija aizvieto ar magnija joniem, emalja kļūst jutīgāka pret skābēm — vienkāršāk sakot, tā izšķīst ātrāk. Līdzīgs efekts rodas, aizvietojot fosfāta jonus ar karbonātu. Taču, ja fosfāta jonus aizvieto ar fluora joniem, emaljas īpašības ievērojami uzlabojas. Tieši tāpēc zobu pastās iekļauj fluora saturošas vielas.
No kurienes rodas skābe, kas tik kaitē zobiem, un kāpēc saldais, lai arī nav skābs, ir bīstams? Mutes dobumā dzīvo baktērijas, kas pašas par sevi organismam nav bīstamas, taču var bojāt zobu emalju. Cukura atlikumi ir barība šiem mikroorganismiem. Viss būtu kārtībā, ja baktērijas neparedzami nepārstrādātu cukuru par pienskābi, kas palielina vides skābumu. Jo skābāka vide, jo ātrāk bojājas zobu emalja — jā, tas ir pH līdzsvars. Cik zināms, bebri nelolo pārmērīgu vēlmi pēc saldumiem, tomēr daba viņus apveltījusi ar papildu mehānismu, kas padara to zobus vēl izturīgākus. Viss slēpjas tieši tajos jonos, kas maina emaljas īpašības.
Pētnieki ar sarežģītu aparatūru analizēja peļu, trušu, žurku un bebru zobu emaljas paraugus. Viņi pētīja šķiedru uzbūvi, no kurām sastāv emalja, un atklāja interesantu faktu. Izrādās, ka izturību un noturību pret skābēm galvenokārt ietekmē amorfs materiāls, kas satur minerālvielas, bagātas ar dzelzi vai magniju. Lai gan šādas vielas īpatsvars ir ļoti mazs, tas būtiski maina emaljas aizsargfunkcijas. Piemēram, bebru emalja izrādījās sešas reizes noturīgāka pret skābi nekā trušu emalja. To nodrošina dzelzs savienojumi, galvenokārt ferrihidrīts. Tas ne tikai piešķir ķīmisku noturību, bet arī palielina zobu emaljas mehānisko izturību. Var teikt, ka bebriem patiešām ir «dzelzs» zobi!
Kāpēc līdz šim nav radīta zobu pasta ar dzelzs saturošiem minerāliem? Lai gan mums nav jāgrauž apšu zari, būtu patīkami samazināt vizītes pie zobārsta. Ja paskatīsieties uz bebra zobiem, pamanīsiet, ka tie nav balti — tie ir dzeltenīgi vai pat brūngani. Tie ir pilnīgi veselīgi un stipri zobi, un tieši dzelzs savienojumi piešķir tiem šo krāsu. Cilvēka izpratnē tas var nešķist ļoti estētiski, taču šķiet, ka bebri par to īpaši neuztraucas.
