ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ НАПИТКОВ НА ЗУБНУЮ ЭМАЛЬ: КОМПЛЕКСНЫЙ ОБЗОР

АННОТАЦИЯ

В эпоху интенсификации темпа жизни и возрастания повседневных требований население все активнее обращается к экспресс-методам борьбы с психоэмоциональным напряжением и усталостью. Наиболее распространенным решением становятся широкодоступные энергетические напитки (ЭН), обеспечивающие временный прирост функциональной активности, продление периода активного бодрствования и улучшение когнитивных функций. Энергетические напитки представляют собой один из наиболее динамично растущих сегментов мирового рынка безалкогольных напитков. В настоящем обзоре проведен анализ актуальных научных исследований и систематизированы научные свидетельства последствий хронического употребления энергетических напитков популярных торговых марок с рассмотрением патофизиологических механизмов повреждающего действия на зубную эмаль.

ABSTRACT

In today’s fast-paced era with increasing daily demands, people are increasingly turning to quick solutions for managing psycho-emotional stress and fatigue. Energy drinks have emerged as the most prevalent solution, offering temporary enhancement of functional activity, extended periods of active wakefulness, and improved cognitive performance. Energy drinks constitute one of the most rapidly expanding segments within the global non-alcoholic beverage market. The present review analyzes contemporary scientific literature and systematizes the evidence base regarding the consequences of chronic energy drink consumption, with emphasis on the pathophysiological mechanisms underlying their erosive effects on dental enamel.

Ключевые слова: энергетические напитки, эрозия эмали, деминерализация, кислотность, микротвердость эмали, кариес, некариозное поражение эмали.

Keywords: energy drinks, enamel erosion, demineralization, acidity, enamel microhardness, caries, non-carious enamel lesion.

Цель. Систематизировать и критически проанализировать современные научные данные о влиянии энергетических напитков на структурные и функциональные характеристики зубной эмали, с акцентом на патофизиологические механизмы повреждения.

Методы. Проведен комплексный анализ рецензируемых публикаций в базах данных PubMed, Scopus, eLibrary, Web of Science за период 2003-2025 гг. по ключевым запросам: «energy drinks and dental enamel», «energy drinks and tooth erosion», «energy drinks and demineralization». Отобрано 68 релевантных источников, включая in vitro исследования, клинические испытания и систематические обзоры.

Введение. Согласно статистическим показателям в странах Северного полушария, потребление энергетических напитков демонстрирует устойчивую тенденцию к увеличению: в детской возрастной группе (до 13 лет) распространенность достигает уровня 17%, в подростковой (до 19 лет включительно) - уже 58%, а среди взрослого населения - 25% от общего объема потребления [1].

Согласно эпидемиологическому исследованию Visram et al. (2016) 68.2% студентов университетов в возрасте 18-24 лет регулярно употребляют энергетические напитки, при этом 12.4% потребляют более 5 банок в неделю [2].

Аналитические прогнозы указывают на то, что глобальный спрос на данную продуктовую категорию к 2030 году превысит показатели 2025 года в 2-3 раза [3].

Типичный энергетический напиток объемом 250 мл содержит в своей основе следующий химический состав:

Кофеин 70-300 мг (в среднем обычно 150 мг)

Алкалоид пуринового ряда. Психоактивное вещество, стимулирующее центральную нервную систему. Временно улучшает концентрацию, внимание и повышает физическую выносливость.

Сахара (преимущественно сахароза, глюкоза, фруктоза и мальтоза) 21-34 г

Быстрые сахара (простые углеводы) в составе энергетиков служат источником энергии. Быстрее всего расщепляется глюкоза, немного дольше сахароза.

Таурин (серосодержащая аминокислота) 1-2 г

Участвует во многих процессах организма. Прежде всего таурин важен тем, что уменьшает накопление молочной кислоты в мышцах, что позволяет тренироваться дольше, снижает воспалительные процессы в тканях и способствует их быстрому восстановлению.

Глюкуронолактон (метаболит глюкозы) 0.6-2.4 г

Регулярное потребление продуктов с глюкуронолактоном помогает улучшить обмен веществ, что способствует повышению энергии и выносливости, а также помогает организму быстрее восстанавливаться после физических нагрузок.

Витамины группы B (B2 рибофлавин, B3 ниацин, B6 пиридоксин, B12 цианокобаламин)

Способствуют ускорению превращения сахаров в энергию и одновременно стабилизируют работу нервной системы (однако попытки насытить организм витаминами группы В с помощью энергетических напитков бесполезны. Кроме эффектов кофеина, который не позволяет витаминам усваиваться, избыток глюкозы вынуждает организм тратить больше тиамина, чтобы поддерживать обмен веществ. Такая комбинация приводит к дефициту жизненно важных витаминов).

Органические кислоты (лимонная, яблочная, ортофосфорная, аскорбиновая)

Выполняют роль консервантов, увеличивают биодоступность других компонентов и создают характерный вкус освежающей кислотности напитка [4-6].

Дополнительные ингредиенты

Растительные экстракты (гуарана, женьшень, гинко билоба)

Гуарана содержит гуаранин (аналог кофеина) и теоретически усиливает стимулирующий эффект на нервную систему. Женьшень является природным адаптогеном, помогающий бороться со стрессом и улучшающий когнитивные функции. Гинко билоба способствует нормальной регуляции метаболизма клеток, повышает уровень глюкозы и АТФ, а также поддерживает необходимый энергетический баланс в клетках.

L-карнитин

Участвует в транспорте жирных кислот в митохондрии клеток для дальнейшего их сжигания и получения энергии. Также он выводит из клеток токсичные соединения.

Инозитол

Витаминоподобное вещество, которое помогает бороться с тревожностью, улучшает мыслительную деятельность [7-8].

Критическим фактором патогенности для эмали зуба является pH энергетических напитков, варьирующий в диапазоне 2.38-3.89, что значительно ниже критического pH деминерализации гидроксиапатита (уровень pH < 5.5):

Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ + 8H⁺ → 10Ca²⁺ + 6HPO₄^2- + 2H₂O.

При pH значением 3.0 концентрация протонов [H⁺] в 400 раз выше, чем при pH 5.5, обеспечивая чрезвычайно высокую скорость растворения [9-10].

Эмаль человека содержит 2-4% карбонат-ионов (CO₃^2-), замещающих как фосфатные (B-тип замещения), так и гидроксильные (A-тип) позиции в кристаллической решетке. Карбонатное замешение критически важно для понимания кислотной растворимости: B-тип карбонапатит на 50-100% более растворим в кислых средах, чем стехиометрический гидроксиапатит [11].

Owens et al. (2007) провели анализ pH и титруемой кислотности 9 популярных брендов энергетических напитков методом pH-метрии и потенциометрического титрования:

Таблица 1.

Анализ кислотности основных брендов энергетических напитков

В ходе исследования было установлено, что показатель титруемой кислотности (буферная емкость) более значим для оценки эрозивного потенциала, чем исходный pH, поскольку определяет длительность поддержания низкого pH в контакте с эмалью при наличии слюнной буферизации [12].

Рассмотрим основные механизмы деминерализации эмали при хроническом воздействии энергетических напитков.

1. Лимонная кислота C₆H₈O₇ - доминирующий компонент. Можно выделить ряд звеньев:

1. Прямое протонирование

H₃Cit ⇄ H⁺ + H₂Cit^- ⇄2H⁺ + HCit^2- ⇄3H⁺ + Cit^3-

При pH 3.0-3.5 доминирует форма H₂Cit^-, обеспечивающая высокую буферную емкость.

2. Хелатирование кальция

Цитрат-ионы Cit^3- образуют прочные комплексы с катионами Ca²⁺. Хелатирование удаляет Ca²⁺ из зоны реакции, сдвигая равновесие растворения гидроксиапатита вправо согласно принципу Ле Шателье.

3. Ингибирование реминерализации

Адсорбция цитрат-ионов на поверхности кристаллов гидроксиапатита → блокирование активных центров роста кристаллов → снижение скорости реосаждения  Ca²⁺ и  PO₄^3- [13].

2. Роль сахаров: синергетический эффект.

Энергетические напитки содержат 21-34 г простых сахаров на порцию 250 мл. Механизм повреждения эмали при этом двойственный:

Прямые эффекты

1. Гиперосмолярность: Высокая концентрация сахаров (8-14%) создает осмотический градиент, способствующий выходу воды из эмали, что может дестабилизировать органический матрикс.
2. Модификация вязкости: изменение реологических свойств раствора влияет на кинетику диффузии H⁺ к поверхности эмали [14].

Непрямые эффекты

1. Субстрат для Streptococcus Mutans: ферментация сахарозы → молочная кислота (pH = 3.86) → дополнительное снижение pH на поверхности зуба.
2. Биопленочная деминерализация: формирование микроколоний кариесогенных бактерий в областях ретенции → локальное пролонгированное кислотное воздействие.

Исследование Ehlen et al. (2008) с использованием внутриротовых устройств (in situ модель) продемонстрировало, что экспозиция энергетическим напитком с последующей 30-минутной инкубацией (моделирование клиренса слюны) иприводит к дополнительному снижению pH налета на 0.8-1.2 единицы по сравнению с напитком без сахара [15].

3. Функциональные добавки (недооцененный фактор).

1. Таурин (2-аминоэтансульфоновая кислота): значение pH водного раствора 4.8-5.2. Таурин вызывает деминерализацию через образование комплексов с ионами кальция, хотя константа устойчивости значительно ниже, чем у цитрата.
2. Глюкуронолактон (метаболит глюкуроновой кислоты): имеет выраженные хелатирующие свойства в отношении двухвалентных катионов.
3. Витамин C (аскорбиновая кислота) имеет pH водного раствора 2.2-3.0, добавляется во многие напитки в качестве антиоксиданта, вносит вклад в общую кислотность [16].

Эрозия эмали, индуцированная энергетическими напитками, представляет собой многоэтапный процесс с отчетливыми морфологическими и биохимическими характеристиками. Анализируя систематические данные актуальных научных исследований, выделим последовательные стадии эрозивного процесса:

Стадия 1. Деминерализация поверхностного слоя (0-5 минут экспозиции)

Молекулярные события:

1. Растворение поверхностных кристаллов гидроксиапатита (преимущественная деминерализация наноразмерных кристаллов со скоростью растворения 0.3-0.8 мкм/мин при pH 3.0 (данные in vitro, статические условия);
2. Формирование «размягченной зоны» (частичная деминерализация с сохранением органического каркаса, толщина до 5 мкм, резкое снижение микротвердости с 340 кг/мм² в норме до 150-180 кг/мм² по Виккерсу) .

Важное замечание: на этой стадии размягченный слой частично обратим при реминерализации слюной, но механически уязвим к абразивному воздействию (чистка зубов, жевание) [17].

Стадия 2. Прогрессирующая деминерализация и формирование «травленого» рельефа (5-30 минут).

Морфологические изменения:

1. Экспонирование головок призм эмали (межпризменное вещество деминерализуется быстрее, т.к у него менее упорядоченная кристаллическая структура. Формируется характерный «сотовый» паттерн повреждения - «honeycomb pattern». Шероховатость поверхности (показатель Ra) при этом увеличивается в 2.5-4 раза);
2. Расширение межкристаллических пространств (проникновение кислот вглубь эмали, увеличение пористости с 0.1% (интактная эмаль) до 2-5% (эродированная) [18].

Стадия 3. Структурная дезинтеграция и потеря вещества эмали (повторные циклические экспозиции)

Характеризуется увеличением глубины эрозий - 18.2 ± 4.7 мкм (Red Bull), 26.8 ± 6.3 мкм (Monster Energy). Объемная потеря эмали 0.42 ± 0.11 мм³ на 1 см³ поверхности. Полная деструкция призматической структуры и формирование микротрещин глубиной 30 мкм. Обнажение дентино-эмалевой границы в тонких участках (пришеечная область) [19].

Обсуждение результатов

Энергетические напитки демонстрируют выраженный эрозивный потенциал, обусловленный низким pH (2.38-3.89), высокой тируемой кислотностью (2.74-8.23 мл NaOH) и синергическим действием органических кислот, сахаров и функциональных добавок. Механизмы повреждения включают химическую деминерализацию гидроксиапатита, нарушение реминерализующего потенциала слюны, истончение пелликулы и структурные изменения призматической архитектоники эмали. Клинические исследования выявляют снижение микротвердости эмали на 23.7-61.2%, увеличение шероховатости поверхности в 2.5-4 раза и потерю минерального содержания до 42.8% после циклических экспозиций.

Заключение

Регулярное потребление энергетических напитков представляет значимый фактор риска развития эрозивных поражений и кариеса зубов. Необходимы образовательные программы, клинические рекомендации по защитным стратегиям и дальнейшие исследования долгосрочных эффектов на стоматологическое здоровье популяции.

Список литературы:

1. Абдирасулова Т. А. Влияние энергетических напитков на твёрдые ткани зубов / Абдирасулова Т. А., Ешиев А. М., Зулпуева А. А. // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. - 2023. - № 10-1 (85). - С. 50-53.
2. Visram S. Consumption of energy drinks  by children and young people: a rapid review examining evidence of physical effects and consumer attitudes. / Visram S., Cheetham M., Riby D. M., Crossley S. J. & Lake A. A. // PLoS ONE. - 2016. - 11 (10). - pp. 6-7.
3. Белокрылова Н. С.  Взаимосвязь между употреблением энергетических напитков и распространённостью заболеваний полости рта / Белокрылова Н. С., Ульзутуева Ц. Э., Пешкова А. Е. // В книге: Медицина завтрашнего дня. Материалы XXIV Научной конференции студентов  и молодых учёных с международным участием. - Чита, 2025. - С. 77-78.
4. Reissig C. J. Caffeinated energy drinks  - A growing problem. // Reissig C. J., Strain E. C. & Griffiths R. R. // Drug and Alcohol Dependence. - 2009. - 99 (1-3). - pp. 1-10.
5. Абдирасулова Т. А. Исследование воздействия энергетических напитков на структуру зубной эмали. /  Абдирасулова Т. А., Ешиев А. М. // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. - 2024. № 7-2 (94). - С. 41-45.
6. Шихнебиев Д. А. О вредном воздействии энергетических напитков на организм человека. / Шихнебиев Д. А., Алискандиева М. А., Шихнабиева Э. Д., Чистяков Н. Н. // Вестник Дагестанской государственной медицинской академии. - 2022. - № 4 (45). - С. 59-63.
7. Калинина А. Г. Влияние на организм употребления компонентов “энергетических” напитков. / Калинина А. Г., Торховская Т. И., Забирова И. Г., Суркова Л. А. // Вопросы наркологии. - 2013. - № 2. - С. 92-105.
8. Абдирасулова Т. А. Последствия употребления энергетических напитков на зубную эмаль, дентин и цемент. // Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета. - 2024. - Т. 24 № 5. - С. 178 -183.
9. Silva J. Influence of energy drinks on enamel erosion: in vitro study using different assessment techniques. / Silva J., Martins J., De Sousa E., Fernandes N., Meira E., Sampaio F., De Oliveira A., Pereira A. // Journal of Clinical and Experimental Dentistry. - 2021. - C. e1076-e1082.
10. Феттер А. Д. Эрозивный потенциал популярных энергетических напитков: исследование pH и титруемой кислотности. / Феттер А. Д., Малекпур Х. А., Кавехе Вернусфадерани Мина Г. А., Будаев Г. Г., Новожилова Н. Е. // Стоматология: теория и практика. - 2025. - Т. 3 № 1 - С. 25-29.
11. Dawes C. What is the critical pH and does a tooth dissolve in acid? / Journal of the Canadian Dental Association. - 2003. - 69 (11). - pp. 722-724.
12. Owens B. M. & Kitchens M. The erosive potential of soft drinks on enamel surface substrate: an in vitro scanning electron microscopy investigation. / Journal of Contemporary Dental Practice. - 2007. - 8(7). - 11-20.
13. Barbour M. E. Enamel dissolution in citric acid as a function of calcium and phosphate concentrations and degree of saturation with respect to hydroxyapatite. / Barbour M. E., Parker D. M., Allen G. C & Jandt K. D. // European Journal of Oral Sciences. - 2003. - 111 (5). - pp. 428-433.
14. Shellis R. P. Effects of pH and acid concentration on erosive dissolution of enamel, dentine, and compressed hydroxyapatite. / Shellis R. P., Barbour M. E., Jones S. B. & Addy M. // European Journal of Oral Science. - 2010. - 118 (5). - pp. 475-482.
15. Ehlen L. A. Acidic beverages increase the risk of in vitro tooth erosion. / Ehlen L. A., Marshall T. A., Qian F., Wefel J. S. & Warren J. J. // Nutrition Research. - 2008. - 28 (5). - pp. 299-303.
16. Georganopoulou D. Do energy drinks have a potential role in oral health? A comprehensive review. / Georganopoulou D., Grammatikopoulou M. G. & Spyroglou I.  // Acta Odontologica Scandinavica. - 2020. - 78 (6). - pp. 407-415.
17. Lussi A. & Jaeggi T. Erosion - diagnosis and risk factors. / Clinical Oral Investigations. - 2008. - 12 (Suppl.1). - pp. 5-13.
18. Barbour J. S. & Rees J. S. The laboratory assessment of enamel erosion: A review. / Journal of Dentistry. - 2004. - 32 (8). - pp. 591-602.
19. Jain P. Commercial soft drinks: pH and in vitro dissolution of enamel. / Jain P., Nihil P., Sobkowski J. & Augustin M. Z. // General Dentistry. - 2007. - 55 (2). - pp. 150-154.