Влияние фтора и фторосодержащих соединений на здоровье населения

·                   поражение почек

·                   отёк лёгких

·                   поражение центральной нервной системы

Фтор может доставить серьезные проблемы здоровью даже при употреблении в малых дозах, которые имеются в зубной пасте или фторированной воде. Есть более чем 30 исследований животных, которые говорят о том, что фторид – это нейротоксин, который уменьшает когнитивные способности (изучения языка, речи, мыслительная способность) и память. Среди последствий длительного применения фтора встречаются: рак, генетические нарушения ДНК, ожирение, понижение IQ, летаргия, болезнь Альцгеймера и несколько других. Высокие концентрации ионов фтора опасны ввиду их способности к ингибированию ряда ферментативных реакций, а также к связыванию важных в биологическом отношении элементов. (Р, Са, Mg и других), нарушающему их баланс в организме.

Отравления фтором возможны у работающих в химические промышленности, при синтезе фторсодержащих соединений и производстве фосфорных удобрений. Фтор раздражает дыхательные пути, вызывает ожоги кожи. При остром отравлении возникают раздражение слизистых оболочек гортани и бронхов, глаз, слюнотечение, носовые кровотечения; в тяжелых случаях – отек легких, поражение центральной нервной системы и других; при хроническом – конъюнктивит, бронхит, пневмония, пневмосклероз, флюороз. Характерно поражение кожи типа экземы.

Поступление соединений фтора в организм и их метаболизм

Соединения фтора содержатся в питьевой воде, почве (80–100 млн 1), воздухе (0,1–1,3 мкг/м3) и в различной концентрации в продуктах питания. Например, содержание фторидов в питьевой воде в Германии составляет 0,02–1,8 мг/л. Лишь в нескольких регионах России оно превышает 0,5 млн 1. В разных законодательных актах о качестве питьевой воды значение предельно допустимых концентраций ионов фтора установлено на уровне 1,5 млн. В некоторых видах минеральных вод концентрация фторидов значительно выше этой границы, что указывается на этикетке. При концентрациях, превышающих 5 млн, обязательно следует предупреждающее указание. Среднее дневное количество фторидов в пищевом рационе взрослого человека составляет 0,3–0,7 мг.

На территориях с высоким уровнем потребления чая, значительной долей в рационе морской рыбы и фторированной питьевой воды общее количество фтора, получаемое организмом из пиши, может быть более высоким. В пищевых продуктах фтора обычно содержится мало. Исключение составляет морская рыба – в среднем 500 мг%, при этом в скумбрии содержится до 1400 мг%. Продукты питания, особенно богатые фтором указанны в табл. 2.

Таблица 2

К количеству фтора, принятому с пищей, необходимо прибавить поступившее в организм количество фтора, содержащееся в фторидных кариесостатических препаратах, которое, в зависимости от вида и количества препарата, может быть различным.

Следует различать прием фторидов и их всасывание организмом, т.е., биологическую усвояемость. Приблизительно 60–80% всего количества фторидов, поступивших в организм с пищей, через желудочно-кишечный тракт попадает в кровь. При попадании в организм неорганических соединений фтора в условиях осуществления мероприятий противо-кариозной терапии организмом резорбируется примерно 80–100% от общего количества.

При наличии труднорастворимых фторидов, например, фторида кальция, всасывание фторидов организмом затруднено. Содержание фторидов в плазме крови, как правило, составляет 0,7–2,4 мкмоль/л (1 мкмоль равен 0,019 млн.).

После перорального приема фторидов их концентрация в плазме крови кратковременно повышается. В нормальных условиях период полураспада, в зависимости от особенностей организма и от принятой дозы фторидов в плазме крови, составляет 2–9 часов.

Соединения фтора имеют особое сродство к костям и твердым тканям зуба. В зависимости от степени усвоения организмом и частоты приема фторидов концентрация накопленного в костях фтора разная. Особое сродство фторидов к костям приводит к тому, что костная система организма становится одним из основных факторов гомеостаза фтора в крови. При однократном приеме высоких доз соединений фтора костная система выступает в качестве буфера, принимающего излишек фторидов, уравновешивая таким образом концентрацию фторидов в крови. Небольшое количество принимаемого ежедневно фтора откладывается в костях. Поэтому, содержание фтора в костной ткани с возрастом постепенно увеличивается, достигая своего максимума в 50–60 лет. Откладывание фтора в костях способствует возрастанию количества апатитовых кристаллов, снижает растворимость костной системы организма, стабилизирует ее.

Во время роста организма баланс фторидов преимущественно положительный. Приблизительно 45% от общего количества поступившего в организм фтора удерживается организмом, по 1% выводится с потом и слюной, 49% – почками и 4% – фекалиями.

В организме взрослого человека преобладает уравновешенный баланс фторидов. Это значит, что около 30% резорбированного организмом фтора откладывается в костях, одновременно вследствие активности остеокластов, такое же количество фторидов высвобождается. И наконец, столько же фтора выделяется из организма (94% от этого количества – почками).

При приеме высоких концентраций фтора на протяжении длительного времени происходит интенсификация отложения его в костной ткани, что способствует установлению гомеостаза в плазме крови с компенсированным балансом фтора.

Если в дальнейшем интенсивность поступления в организм соединений фтора снижается, после определенного времени наступает состояние так называемого отрицательного баланса фтора, при котором увеличивается количество высвобожденных из костной ткани ионов фтора, что обеспечивает состояние уравновешенного баланса. В организме человека содержится в среднем около 10 г. фтора.

Фтор также обладает особым сродством к твердым тканям зуба. В период первичной минерализации, а еще больше во время минерализации в пеоиодразвития зуба, в твердых тканях зуба происходит отложение фтора.

Ионы фтора откладываются преимущественно в кристаллическую решетку гидроксиапатитов. Вследствие накопления фтора в эмали в период развития зуба, кристаллическая решетка эмали становится более прочной и устойчивой к воздействию кислот. В результате этого повышается резистентность твердых тканей зуба к влиянию кариесогенных факторов.

В прорезавшихся зубах концентрация фтора максимальная на поверхности эмали. По направлению к внутренним слоям эмали она снижается, увеличиваясь на границе эмалево-дентинного слоя.

После прорезывания зуба в результате местной фтористой профилактики концентрация фтора на поверхности эмали увеличивается.

Недостаток фторидов и кариес зубов

Препараты, применяемые для профилактики кариеса зубов, представляют собой соединения фтора – фториды, которые содержатся в виде ионов, связанных с каким-либо катионом.

Фториды поступают в организм с водой, продуктами, лекарствами, пестицидами, и значительная их часть является результатом человеческой деятельности. При изучении метаболизма фторида в организме человека оказалось, что его соединения имеют сродство к минералам, из которых построены кости и зубы. Накопление подобных соединений происходит в тех участках тканей, которые контактируют с циркулирующими жидкостями (например, в поверхностной эмали и дентине). Количество фторида, содержащегося в плазме крови и откладывающегося в тканях, напрямую зависит от его поступления в организм из различных источников, в первую очередь из питьевой воды.

Процесс накопления фторида в тканях зуба наиболее интенсивно происходит во время формирования коронки и в период минерализации в первые годы после прорезывания зуба. Содержание фторида выше в поверхностных слоях эмали и понижается к глубоким слоям, в органической матрице эмали и дентина он не выявлен. В области режущего края зубов концентрация фторида значительно выше, чем в области шейки. Вероятно, данный феномен обусловлен тем, что режущий край формируется первым, более длительно развивается и минерализуется, вследствие чего абсорбирует больше фторида.

Для молочных зубов характерна более низкая концентрация фторида, чем для постоянных. С возрастом концентрация фторида в постоянных зубах снижается, что, вероятно, обусловлено постепенным стиранием эмали.

Согласно современной концепции, кариесостатическое действие фторида обеспечивается его накоплением в тканях и жидкостях полости рта в виде фторида кальция. Фторид проникает в эмаль из слюны. При регулярном введении фторида происходит пополнение таких запасов в виде глобул микрокристаллов фторида кальция, образующихся на поверхности эмали. Постоянное поступление фторида даже в небольших концентрациях, подобных тем, что присутствуют в зубных пастах, достаточно для поддержания резистентности эмали. В настоящее время признано, что после того, как произошло образование микрокристаллов фторида кальция, на их поверхности оседают фосфаты и белки, содержащиеся в слюне. Фосфат-ионы адсорбируются на активных центрах кристаллов фторида кальция, что приводит к формированию поверхностного слоя фторидгидро-ксиапатита. Этот процесс значительно замедляет скорость растворения фторида кальция.

Уменьшение величины рН обусловливает нестабильность фторида кальция и способствует выделению иона фтора. Можно сказать, что в процессе кислотной атаки фторид кальция действует как идеальный фторидвыделяющий агент, и это замедляет процесс деминерализации эмали.

Исследования показывают, что фторид, включенный в кристаллическую решетку, является потенциальным фактором защиты от кариеса. Однако в ингибировании кариеса в полости рта участвует фторид, который находится на границе взаимодействия эмали и ротовой жидкости. Фторид воздействует на эмаль зуба и бактерии зубного налета. Влияние поступающего извне фторида на эмаль зубов зависит от того, когда происходит это воздействие.

Если оптимальные дозы фторида поступают до прорезывания зубов, то:

·                   увеличивается размер кристаллов гидроксиапатита;

·                   в гидроксиапатите происходит замещение гидроксильных групп (ОН) на ионы фтора с образованием кристаллов фторапатита;

·                   снижается содержание карбонатов;

·                   эмаль становится более прочной, фиссуры менее глубокими и более широкими.

Если фторид поступает после прорезывания зубов, то:

·                   снижается растворимость эмали;

·                   происходит реминерализация частично деминерализованной эмали.

Эти особенности определяют значительно большую эффективность использования системных методов введения фторида по сравнению с местными методами.

Воздействие фторида на зубной налет приводит к нарушению метаболизма патогенных бактерий и не влияет на нормальную микрофлору полости рта, результатом чего является снижение кариесогенности элемента. Соединения фтора в слюне и налете ингибируют транспорт глюкозы в клетки патогенных бактерий и образование внеклеточных полисахаридов, формирующих матрицу зубного налета. Низкие концентрации фторида – способны подавлять активность ферментов, участвующих в образовании органических кислот.

Исследователи предполагают, что «оптимальный» ежедневный прием фторида колеблется от 0,05 до 0,07 мг/кг массы тела. Общий прием фторида не должен превышать 0,1 мг/кг массы тела в день, чтобы избежать появления флюороза зубов и костей. Национальная академия наук США считает безопасным прием в день от 1,5 до 4 мг фторида.

В избыточных концентрациях фториды токсичны. Симптомы, проявляющиеся при всасывании избытка препаратов фтора, многочисленны: флюороз, изменения слизистой оболочки желудка, снижение концентрационной способности почек. Первыми признаками отравления фторидом являются тошнота, рвота, боль в области живота. Если принята доза менее 5 мг/кг массы тела, в качестве противоядия per os используют кальций – молоко или известковую воду. Если доза превышает эту величину, необходима госпитализация. Детям срочная помощь нужна при приеме фторида в дозе 5 мг/кг массы тела и выше.

Флюороз

Флюороз – заболевание, связанное с интоксикацией фтором, возникающее в результате повышенного содержания фтора в питьевой воде. Одним из наиболее ранних признаков флюороза является поражение зубов. По мнению некоторых авторов, флюороз зубов – это гипоплазия специфического происхождения, обусловленная избытком фтора в питьевой воде.

Флюороз – заболевание эндемическое. Фтор широко распространен в природе. Наибольшее количество фтора встречается в минеральных источниках. Он является важным биологическим элементом, выполняющим физиологическую роль в организме. Фтор входит в состав всех органов человека, но в основном он содержится в костях и зубах.

Взрослый человек получает в среднем с продуктами 0,5–1,1 мг фтора в сутки с пищевыми продуктами и 2,2–2,5 мг с водой. Характерно, что фтор пищевых продуктов всасывается хуже, чем фториды, растворимые в воде. Чем больше фтора в питьевой воде, тем чаще встречается флюороз и меньше – кариес. Флюороз в первую очередь проявляется на резцах верхней челюсти и премолярах, реже на резцах нижней челюсти и молярах. Установлено, что большая часть фтора, поступающего в организм, выделяется почками и потовыми железами, а меньшая часть задерживается в организме.

Точный механизм возникновения флюороза еще до конца не изучен. Считают, что фактор токсически действует на амелобласты, что и ведет к неправильному формированию эмали. Установлено, что, чем больше фтора содержит питьевая вода, тем больше выражен флюороз зубов. Наряду с этим при наличии у большинства людей эндемического района значительных изменений зубов у некоторых лиц имеются легкие поражения. Более того, в таких районах есть дети, зубы которых совершенно здоровы. Это значит, что при одинаковой концентрации фтора в воде организм может по-разному реагировать на его поступление. Предполагают, что фтор, являясь ферментативным ядом, при длительном его применении снижает активность фосфатазы и тем самым нарушает минерализацию эмали.

Клиническая картина

Флюорозом поражаются в основном постоянные зубы детей (молочные редко), живущих с рождения в очаге эндемического флюороза или поселившихся там в возрасте до 3–4 лет. При незначительном превышении содержания фтора поражаются только резцы, при большом – все зубы. В соответствии с государственными стандартами определена допустимая концентрация фтора в водоисточнике – 1,5 мг/л. Следует отметить, что при такой концентрации нередко наблюдается флюороз зубов. При концентрации фтора в воде – 1,0 – 1,5 мг/л наблюдается флюороз у 30% населения, при 1,5–2,0 мг/л – 30 – 40%, при 2,0–3,0 мг/л флюороз наблюдается у 80–90% населения эндемического района (В.К. Патрикеев). Употребление в течение длительного времени воды с повышенным содержанием фтора не вызывает у взрослых изменения цвета эмали сформированных зубов.

Концентрации фтора в воде, превышающие 6 мг/л, могут вызвать изменения в уже сформировавшихся зубах (И.О. Новик). Следует отметить, что в местах с жарким климатом может наблюдаться выраженный флюороз зубов при умеренном содержании фтора в питьевой воде (0,5–0,7 мг/л). Это связано с повышенным введением воды в организм. Очаги флюороза с наибольшим клиническим проявлением выявлены на территории Украины, Азербайджана, Молдавии, Казахстана. В РФ флюороз встречается в Московской области (Коломна), Калининской, Тамбовской и других областях.

На основании клинических наблюдений установлено, что оптимальном содержанием фтора в питьевой воде является 1 мг/л, при такой концентрации редко наблюдается флюороз (или проявляется в виде легкой формы) и имеет место выраженный кариесостатический эффект.

В зависимости от тяжести проявления флюороза зубов различают следующие формы: штриховую, пятнистую, меловидно-крапчатую, эрозивную и деструктивную. Первые три формы протекают без потери тканей зуба, а эрозивная и деструктивная – с потерей.

Штриховая форма флюороза характеризуется появлением небольших меловидных полосок – штрихов, расположенных в подповерхностных слоях эмали. Полоски могут быть обозначены хорошо, но часто они выражены слабо и проявляются при высушивании поверхности зуба. Слияние полос приводит к образованию пятна, в котором все же различимы полосы. Штриховая форма чаще наблюдается на вестибулярной поверхности резцов верхней челюсти, реже – на нижней.

Пятнистая форма характеризуется наличием хорошо выраженных меловидных пятен без полос. Меловидные пятна множественные, расположены по всей поверхности зубов. Иногда они, сливаясь, образуют пятно большого размера. Меловидно-измененный участок эмали постепенно переходит в нормальную эмаль. Пятнистое поражение эмали наблюдается на многих зубах, но особенно выражено на резцах верхней и нижней челюстей. Иногда изменяется цвет участка поражения – пятно приобретает светло-коричневый цвет. Особенностью этой формы флюороза зубов является то, что эмаль в области пятна гладкая, блестящая.

Меловидно-крапчатая форма характеризуется значительным многообразием. Обычно эмаль всех поверхностей имеет матовый оттенок, и на этом фоне имеются хорошо очерченные пигментированные пятна. Иногда эмаль желтоватого цвета с наличием множественных пятен, точек. В некоторых случаях вместо точек имеются поверхностные поражения с убылью эмали (диаметром 1,0–1,5 мм и глубиной 0,1–0,2 мм). При меловидно-крапчатой форме наблюдается быстрое стирание эмали с обнажением пигментированного дентина темно-коричневого цвета.

Эрозивная форма характеризуется тем, что на фоне выраженной пигментации эмали имеются значительные участки, на которых она отсутствует, различной формы дефекты – эрозии. При эрозивной форме выражено стирание эмали и дентина.

Деструктивная форма характеризуется нарушением формы коронок зубов за счет эрозивного разрушения и стирания твердых тканей. Деструктивная форма наблюдается в районах, в водоисточниках которых фтора содержится свыше 5 мг/л. При этой форме ткани зуба хрупкие, нередко наблюдается их отлом. Однако полость зуба не вскрывается за счет отложения заместительного дентина.

Патологическая анатомия

Характер изменений во многом зависит от формы клинического поражения (тяжести изменений). При начальной форме заболевания (штриховая и пятнистая формы) в подповерхностном слое обнаруживаются измененные участки различных размеров и очертаний. Резко выражены полосы Гунтера – Шрегера, которые дугообразно изгибаются и доходят до эмали, хорошо видны линии Ретциуса. Поверхность эмали наряду с ровными очертаниями имеет отдельные выпуклости и впадины. Дентиноэмалевое соединение зубчатой формы. Поверхностный слой эмали имеет муаровый рисунок, что обусловлено увеличением межпризменных пространств за счет частичной резорбции эмалевых призм, зонами гипо- и гиперминерализации.

При помощи микрорентгенографии установлено, что на участке пятен флюороза наружных слоев отчетливо выявлено снижение плотности, что указывает на уменьшение минерализации. Подобные данные объясняют причину пигментации эмали. Происходит это за счет проникновения красящих веществ в участки эмали с повышенной проницаемостью. Это подтверждается и тем, что участки пигментации флюорозных зубов содержат большее количество азотсодержащих органических веществ.

Под электронным микроскопом при легких степенях поражения отмечается подчеркнутость структур кристаллов гидроксиапа-титов. При тяжелых формах четкость структур снижается.

При помощи поляризационной микроскопии установлены наиболее выраженные изменения в наружных слоях эмали. В участках флюорозного пятна поражено преимущественно межпризменное пространство.

Дифференциальный диагноз

Флюороз на стадии пятна дифференцируют от кариеса, для которого характерно одиночное поражение в типичных для кариеса участках (пришеечная область, контактная поверхность). При флюорозе поражения множественные, располагаются на вестибулярной и язычной поверхностях. Кроме того, флюороз проявляется с момента прорезывания зубов.

Лечение

Терапия флюороза зависит от стадии патологического процесса. При флюорозе, сопровождающемся только изменениями цвета эмали (штриховая, пятнистая, меловидно-крапчатая формы), положительный эффект дает местное лечение, суть которого состоит в отбеливании с последующей реминерализирующей терапией. Отбеливание производят растворами неорганических кислот. После изоляции зуба от слюны ватными тампонами поверхность зуба высушивают и обрабатывают 20–30% раствором кислоты (соляной или фосфорной) в течение 2–3 мин до просветления эмали. После этого поверхность зуба промывают водой и высушивают. Очень важно, чтобы после обработки зуба кислотой и высушивания он не соприкасался со слюной. Затем на зубы делают аппликацию 10% раствора глюконата кальция в течение 15 – 20 мин. В следующее посещение (не более чем через 1–2 сут) процедуру повторяют с той лишь разницей, что раствором кислоты тщательно обрабатывают только измененные в цвете участки эмали. Курс лечения состоит из 10–15 процедур. В период лечения рекомендуется принимать внутрь глюконат кальция, глицерофосфаты. Как показывают клинические наблюдения, стойкий эффект (восстановление естественного блеска эмали) наблюдается в течение 6–8 мес. Повторные курсы лечения необходимо повторять с появлением пигментированных пятен (обычно через 6–8 мес). Рекомендуется строгое соблюдение правил личной гигиены. Для чистки зубов используется паста реминерализующего действия

При эрозивной и деструктивной формах поражения, сопровождающихся нарушением целости эмали, отбеливание дает меньший эффект. Широкое применение находят методы восстановления формы и цвета коронки зуба. Для этого используются композитные пломбировочные материалы типа «Эвикрол», позволяющие восстанавливать форму коронки без препарирования тканей. Наряду с этим для восстановления коронок разрушенных зубов часто применяются ортопедические методы лечения. В некоторых случаях при отломе коронок или разрушений значительной части для фиксации используются штифты.

Профилактика

Профилактика флюороза должна проводиться везде, где имеет место повышенное содержание фтора в источниках водоснабжения. Особое внимание следует уделять районам, где в воде содержится более 2 мг/л фтора. По современным представлениям, фтор, всасываясь в желудочно-кишечном тракте, гематогенным путем действует на амелобласты, нарушая процесс образования и минерализации эмали. В связи с этим интенсивные профилактические мероприятия должны проводиться в период закладки зубов и их минерализации.

Профилактические мероприятия делятся на коллективные меры, направленные на уменьшение содержания фтора в питьевой воде, и на меры индивидуальной профилактики.

Уменьшение количества фтора в питьевой воде может быть достигнуто путем замены водоисточника или снижения содержания фтора за счет смешения водоисточников с использованием, например, скважин и ледниковой воды в горной местности. Существуют методики очистки питьевой воды от избытка фтора. Следует, однако, иметь в виду, что полностью обеспечить население эндемических районов очищенной от фтора питьевой водой невозможно, хотя для небольших контингентов детского населения это делать можно.

Индивидуальные меры профилактики должны проводиться с момента рождения ребенка. В первую очередь следует избегать искусственного вскармливания и раннего прикорма ребенка. С началом прикорма не следует вводить в пище большое количество воды, а нужно заменять молоком и соками. Клинические наблюдения показали, что дополнительное введение в пищу витамина С, D, глюконата кальция в значительной степени уменьшает проявление флюороза. Важное значение имеет состав пищевого рациона. В частности, следует исключать или ограничивать продукты, содержащие фтор (морская рыба, животное масло, шпинат и др.). Особо важное значение в профилактике флюороза имеет вывоз детей на летний период из эндемического района. Клинические наблюдения показали, что замена водоисточников в течение 3–4 мес ежегодно в первые 8–10 лет жизни ребенка способствует нормализации образования эмали и в значительной степени снижает процент поражения зубов флюорозом.

Список литературы

1.     Белякова Т.М. Фтор в почвах и растениях в связи с эндемическим флюорозом/ Т.М. Белякова // Почвоведение. 1977. №8 55–63

2.     Большая советская энциклопедия. – М.: Изд-во АН СССР, 1975.

3.     Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных элементов в почвах/А.П. Виноградов // М.: Изд-во АН СССР, 1957.

4.     http://www.stomfak.ru/detskaya-stomatologiya/nedostatok-ftoridov-i-karies-zubov.html? Itemid=1

Страницы: 1, 2