Zastanawiasz się, jak wydać pracę doktorską, habilitacyjną lub monografie? Chcesz dokonać zmian w stylistyce i interpunkcji tekstu naukowego? Nic prostszego! Zaufaj Wydawnictwu Borgis - wydawcy renomowanych książek i czasopism medycznych. Zapewniamy przede wszystkim profesjonalne wsparcie w przygotowaniu pracy, opracowanie dokumentacji oraz druk pracy doktorskiej, magisterskiej, habilitacyjnej. Dzięki nam nie będziesz musiał zajmować się projektowaniem okładki oraz typografią książki.

© Borgis - Nowa Stomatologia 4/2001, s. 22-27
Ewa Dąbrowska, Maria Balunowska, Rafał Letko
Zagrożenia wynikające z nadmiernej podaży fluoru
Dangers connected with excessive supply of fluorine. A review
z Zakładu Stomatologii Zachowawczej Akademii Medycznej w Białymstoku
Kierownik Zakładu: prof. dr hab. Wanda Stokowska
Fluor w postaci związków nieorganicznych i organicznych znalazł zastosowanie profilaktyczne i terapeutyczne w stomatologii i innych dziedzinach medycyny. Nazwa fluor pochodzi od łacińskiego słowa fluo, co znaczy cieknę. Została ona nadana fluorowi ze względu na upłynniające właściwości fluorytu, znanego i stosowanego w hutnictwie już w średniowieczu. Fluor należy do grupy chlorowców. Jest to gaz o żółtawozielonej barwie i silnym zapachu. Jest on naturalnym składnikiem biosfery i trzynastym z najobficiej występujących pierwiastków skorupy ziemskiej. Ze względu na swoją bardzo dużą aktywność chemiczną w przyrodzie nie występuje w stanie wolnym. Charakteryzuje się dużym powinowactwem do wielu pierwiastków, m.in. do wapnia, magnezu, manganu, żelaza, glinu, molibdenu, miedzi i cynku (1). Fluor tworzy związki o dużej rozpuszczalności np. fluorek sodu (NaF) i o niskiej np. fluorek wapnia oraz związki kompleksowe w minerałach takich jak kriolit, fluoryt, apatyt. W sposób odwracalny łączy się z jonami wodoru tworząc kwas fluorowodorowy (HF). Poziomy fluorków w wodach naturalnych wykazują duże wahania, od 0,1 ppm do 100 ppm (1 ppm = 1mg/l), w zależności od ilości i rozpuszczalności tych związków obecnych w glebie (2, 3, 4, 5, 6). W większości rzek stężenie fluorków waha się od 0,01 do 0,02 ppm (7). Wyjątek stanowią wody na terenach zanieczyszczonych przez przemysł i wody będące naturalnym źródłem fluorków. W wielu miastach świata woda pitna jest sztucznie fluorkowana w stężeniu 0,5 do 1,5 ppm (6, 7).
Obecne normy dla sztucznego fluorkowania wody pitnej według WHO wynoszą 0,8 ppm-1,0 ppm (5) i istnieje tendencja do ich obniżania.
Zawartość fluorków w pokarmach pochodzenia roślinnego i zwierzęcego waha się i zależy od wielu czynników środowiskowych i sposobów produkcji żywności (8). Świeże pożywienie w USA zawiera od 0,01 do 1,0 ppm fluorków, z wyjątkiem ryb (6-27 ppm) i herbaty (4-400 ppm) (4, 6). Stężenie fluorków w pokarmach przetworzonych wzrasta (3, 9). W krajach gdzie stosuje się fluorkowanie wody, woda taka stosowana do przetwarzania pokarmów zwiększa zawartość fluorków w pożywieniu. Ma to szczególne znaczenie przy przygotowywaniu pokarmów dla niemowląt (5).
Przemysłowymi źródłami związków fluoru w środowisku są przede wszystkim huty aluminium, żelaza, fabryki nawozów fosforowych, huty szkła, cegielnie, przetwórnie kriolitu. Do emisji fluorków przyczynia się też energetyka oparta o procesy spalania węgla (10, 11, 12, 13, 14). Zawartość fluorków w powietrzu w obszarach nie zanieczyszczonych przez przemysł wynosi 0,05 do 1,9 mg/m3. W pobliżu fabryk może sięgać 1,4 mg/m3, a w dalszym sąsiedztwie 0,2 mg/m3. Na terenach rolniczych fluor wprowadzany jest do gleby wraz z nawozami fosforowymi i niektórymi środkami ochrony roślin (5, 7). Obok bezpośrednich ekspozycji przemysłowych, zawodowych oraz endemicznych, coraz więcej danych wskazuje na wzrost zawartości fluorków w roślinach, rybach, przetworach mlecznych i mięsnych (3). Informacje z różnych obszarów świata wskazują, że pobór fluorków z żywności może sięgać około 1,7-4,75 mg na dobę, a po doliczeniu fluorku z wody fluorkowanej (1 ppm) 3,5-5,5 mg na dobę (7). Stwierdza się, iż podaż fluoru średnio co 10 lat podwaja się.
Źródła stanowiące dodatkową podaż związków fluoru to:
- profilaktyka próchnicy: fluorkowanie wody pitnej, tabletki z fluorkiem, pasty, nitki, płukanki, lakiery fluorkowe, gumy do żucia z zawartością fluorku, materiały stomatologiczne wydzielające fluor (12, 13, 15, 16, 17, 18, 19);
- fluorki stosowane w leczeniu osteoporozy (20, 21) i niektóre środki narkozy wziewnej (22),
- zanieczyszczenia przemysłowe (23, 24).
Powszechnie uważa się, że optymalne ilości fluorku potrzebne są do prawidłowej mineralizacji kości i zębów. Wyraźny spadek próchnicy obserwowany w świecie można w dużym stopniu przypisać stosowaniu ogólnemu i miejscowemu związków fluoru. Mechanizm profilaktycznego działania fluoru jest wielokierunkowy (6, 25, 26). Jony fluoru reagują z hydroksyapatytami szkliwa wchodząc w miejsce jonów wodorotlenowych. W wyniku wymiany część hydroksyapatytów szkliwa przekształca się we fluoroapatyty, które mają lepsze właściwości krystaliczne i są słabiej rozpuszczalne w kwasach. Jon fluoru w apatycie tworzy silne wiązanie z grupą NH organicznego zrębu szkliwa, co warunkuje większą stabilność kryształów fluoroapatytu. Druga możliwość profilaktycznego działania fluoru jest uwarunkowana jego zdolnościami stymulowania remineralizacji. Ta zdolność jest ściśle związana z obecnością tego jonu w ślinie oraz płytce nazębnej, a także na powierzchni szkliwa gdzie może występować w postaci fluorku wapnia (6, 25). Niekorzystne dla szkliwa i charakterystyczne dla procesu próchnicowego niskie pH śliny zwiększa aktywność jonu fluorkowego. Dzięki swoim właściwościom fluor wpływa hamująco na tworzenie płytki bakteryjnej oraz produkcję kwasów przez bakterie tej płytki. Ma on też zdolność hamowania enolazy bakteryjnej, enzymu istotnego w przemianie węglowodanów. Możliwe też jest utrudnianie przez fluor transportu glukozy przez błony komórkowe bakterii kwasotwórczych. Ostatnie badania wskazują, że miejscem inhibicji jest przenosząca protony ATP-aza błony bakteryjnej (5, 27, 28).
Fluor obok ustalonego efektu kariostatycznego (6) oraz efektu terapeutycznego w niektórych schorzeniach (np. osteoporoza) może stanowić zagrożenie dla organizmów i być przyczyną ostrego lub przewlekłego zatrucia. W terapii osteoporozy dawka fuoru podawana w postaci NaF wynosi 10-20 mgF/dzień, przy dopuszczalnej dziennej 4 mgF/dzień, jest więc od niej pięciokrotnie większa. U jednej trzeciej pacjentów z osteoporozą przyjmujących NaF w olbrzymich dawkach dziennych wystąpiły objawy niepożądane: nudności, wymioty, wrzody żołądka, bóle reumatyczne (29).
Z powodu różnorodnych efektów wywoływanych przez fluor w układach biologicznych jest on tematem wielu doniesień naukowych. Dodatnie i ujemne efekty działania fluoru zależą od dawki, czasu stosowania oraz specyficznego działania na różne komórki i tkanki. Poznanie mechanizmów przemian fluoru w organizmie pozwala na określenie możliwego ryzyka nadmiernej ekspozycji na jego związki.
Przyjmuje się, że fluorki ulegają absorpcji głównie poprzez przewód pokarmowy i płuca. W badaniach Pattern i wsp. (cyt. za 4) z zastosowaniem znakowanego F18 około 7% dawki fluoru wchłonęło się z jamy ustnej w ciągu 2,5 godziny. Inni autorzy absorbcję fluoru przez śluzówkę jamy ustnej uważają za ograniczoną, stanowiącą mniej niż 1% dziennego wchłaniania (5). Sugeruje się, że może dochodzić do pewnej absorpcji fluoru z preparatów takich jak żele APF oraz roztworów SnF2 nawet jeśli nie dochodzi do ich połykania (4, 30, 31).
Główna absorpcja związków fluoru ma miejsce w żołądku i wynosi 40-50 % przyjętej dawki. Stopień i szybkość wchłaniania są odwrotnie proporcjonalne do pH treści żołądka. W świetle najnowszych badań zależność absorpcji od pH w żołądku opiera się na hipotezie, że kwas hydrofluorowy (fluorowodorowy) powstający w kontakcie z błoną śluzową, a nie jon F jest cząsteczką dyfundującą (29). Pozostała ilości fluorków ulega absorpcji w górnej części jelita cienkiego. Wchłanianie zależy od rodzaju związków fluoru, np. NaF spożyty z wodą ulega absorpcji na drodze dyfuzji biernej prawie w 100%, monofluorofosforan sodu (MFP) jest słabiej i wolniej wchłaniany. Obecność wapnia, magnezu, glinu, ogranicza absorpcję fluorku w przewodzie pokarmowym, ponieważ tworzą one z nim nierozpuszczalne sole (4, 32). Równoczesne spożycie mleka, witaminy C, D, również zmniejsza absorpcję fluoru a więc chroni przed jego przedawkowaniem (33, 34) Absorpcja fluoru w przewodzie pokarmowym w obecności mleka trwa tylko 30 min. i jej poziom spada do 50-70% (29). W kilka minut po spożyciu preparatu NaF poziom fluoru w osoczu krwi wzrasta osiągając swój szczyt w ciągu 30 do 45 minut, następnie obniża się wskutek ciągłego poboru fluoru przez kości, paznokcie, oraz wydalania z moczem, kałem, potem. Jeśli dawka fluoru jest niewielka to po czasie 3 do 6 godzin wraca do poziomu przed konsumpcją (35). W osoczu fluor występuje w dwóch fazach: jonowej (wolnej) i niejonowej (związanej z białkami osocza). Stężenie fluoru w postaci niejonowej jest wyższe (4, 5). Gdy źródłem fluoru pokarmowego jest głównie woda, jego stężenie w osoczu po okresie głodzenia wyrażone w mmol/litr jest w przybliżeniu równe stężeniu fluoru w wodzie pitnej wyrażonej w mg/litr (5). W rejonach kontrolowanego poziomu fluorku w wodzie, zawartość fluoru w osoczu mieści się w granicach 0,5-1,5 mmol/litr. Stężenie osoczowego fluoru jonowego traktuje się jako jeden ze wskaźników ekspozycji na fluor, chociaż istnieje wiele czynników fizjologicznych i patologicznych mogących wpływać na jego zawartość w różnych warunkach podaży. Stężenie fluoru w mleku ludzkim wynosi mniej niż 50% stężenia fluoru w osoczu, prawdopodobnie ze względu na dużą zawartość w nim jonów wapnia.
Stężenie fluoru w większości tkanek miękkich wzrasta proporcjonalnie wraz ze wzrostem poziomu fluoru w osoczu, a później spada w sposób analogiczny. W tkankach tych fluor łatwo penetruje do przestrzeni śródkomórkowych, co wyraża stosunek stężeń tkanka/woda do osocze/woda (T/P). Stosunek ten mieści się w zakresie 0,4 do 0,9, z wyjątkiem mózgu i tkanki tłuszczowej, gdzie proporcje te są mniejsze niż 0,2 (4). Największe stężenie fluoru wśród tkanek miękkich występuje w nerce. Withford i Taves (4) wykazali, że stężenie fluoru w części korowej i rdzennej nerki szczura było odpowiednio 3 i 12 razy większe od poziomu fluoru w osoczu.
Przyjmuje się, że w ciągu 24 godzin 50% ilości przyjętego fluoru ulega wydaleniu z moczem, od 15% do 25% wydalana jest z kałem i potem, podczas gdy pozostała ilość ulega wiązaniu z tkankami twardymi. Wydalanie fluoru z potem jest niskie i wynosi 1-3 mmola na litr (4, 5, 36). Głównym miejscem usuwania fluoru z ustroju jest nerka. Szybkość i ilość wydalanego fluoru jest wskaźnikiem jego poboru przez organizm (30). Dzieci w grupie wiekowej 9-14 lat pijące wodę z 1 mg fluoru na litr wydalały 25-35 mg F na godzinę, natomiast te, które przyjmowały mało fluoru wydalały 10 mg F na godzinę (5). Stwierdzono w badaniach klinicznych, że stężenia fluorków w moczu matek są wyższe niż w moczu noworodków. Można to tłumaczyć zwiększonym zapotrzebowaniem noworodków na fluorki (budowa kośćca), co sprzyja zmniejszeniu ich wydalaniu przez nerki (37) W nerkach zachodzi również reabsorbcja fluoru i jest ściśle związana z pH moczu. Zwiększa się przy niskim pH a zmniejsza przy wysokim. Klirens nerkowy F zawsze koreluje z pH moczu a nie z ilością jego przepływu (29). Istnieje duża zmienność osobnicza nerkowego clearansu fluoru i wynosi ona od 27 do 42 ml/min (4).
Fluor pokonuje barierę łożyskową u zwierząt i ludzi przedostając się z krwi matki do krwi płodu. Łożysko spełnia częściowo rolę filtru dla jonów fluoru, głównie w częściach brzeżnych łożyska, kumuluje fluor ze względu na dużą zawartość w tej części jonów wapnia (4, 38, 39, 40). Jak wykazały badania Niwelińskiego i Zamorskiej (40), na obszarach skażeń związkami fluoru badane łożyska charakteryzowały się spadkiem aktywności enzymatycznej. Chlubek w swojej pracy wymienia następujące czynniki wywierające wpływ na transport fluoru przez łożysko: stopień dojrzałości tkanki łożyskowej, prawidłowość przepływu maciczno-łożyskowego krwi oraz obecność zwapnień w tkance łożyskowej (41).
Przyjmuje się, że około 99% fluoru w organizmie jest związane z tkankami twardymi. Jest to wynikiem silnego powinowactwa fluoru do apatytów kości i zębów. W młodych organizmach dochodzi do zwiększonej retencji fluoru w tkankach twardych (35, 42, 43, 44). Jego retencja w szkielecie młodych organizmów jest około 2 razy szybsza niż u dorosłych (4, 5). W trakcie ekspozycji na małe ilości fluoru dorośli magazynują około 10% wchłoniętego fluoru, natomiast rosnące dzieci mogą go magazynować nawet w 50%. Tak więc główne szlaki usuwania fluoru z osocza przebiegają poprzez odkładanie go w kościach i tkankach twardych oraz wydalanie z moczem (4, 5). Dzięki tym mechanizmom wysokie stężenia fluoru w osoczu są zwykle przejściowe i powracają do poziomów fizjologicznych, chyba że dawka fluoru jest szczególnie duża (4, 5).
Powszechne użycie związków fluoru w medycynie i stomatologii oraz wzrastające niebezpieczeństwo przemysłowych i cywilizacyjnych ekspozycji zwiększyło możliwość powstawania niekorzystnych wpływów nadmiernego narażenia na fluor. Efekty toksyczne fluoru zależne są od dawki, czasu ekspozycji. Mogą mieć charakter ostry lub przewlekły.
Na podstawie przeglądu literatury Hodge i Smith (1965) ustalili, że przyjęta doustnie dawka 5-10 g fluorku sodu na dobę przez osobę o wadze około 70 kg jest dawką śmiertelną. Odpowiada to dawce 32-64 mg F/kg przy średnim zapotrzebowaniu w klimacie umiarkowanym dla dorosłego człowieka 2,0 mg F (43, 45, 46). Whitford w 1990 roku doszedł do wniosku, że prawdopodobnie toksyczna dawka (PTD) fluoru wynosi 5 mg F/kg ciała. Określono ją jako minimalną dawkę mogącą wywołać toksyczne objawy łącznie ze śmiercią. Taka ekspozycja powinna wymagać natychmiastowej interwencji oraz hospitalizacji. Dawka PTD w zależności od wieku i wagi ciała jest wykorzystywana do oceny możliwego narażenia toksycznego jakie mogą stwarzać środki profilaktyki próchnicy zawierające fluor, stosowane nieumiejętnie bądź nieostrożnie. Ryzyko to dotyczy głównie małych dzieci. Jak obliczono, dla dziecka o wadze 10 kg stosowanie w ilościach 4 ml 1,23% żelu APF i 8 ml dla dziecka o wadze 20 kg stanowi dawkę PTD. Taka sama dawka dla 10 kg dziecka zawarta jest w 100 sztukach 0,5 mg tabletek fluorowych. Ostre zatrucia zdarzają się bardzo rzadko, głównie na skutek pomyłek. W 1992 roku zatruciu uległo 296 osób na Alasce z powodu spożycia nadmiernie fluorkowanej wody. Co roku ośrodki kontroli zatruć notują przypadkowe zatrucia po spożyciu preparatów witaminowych i produktów stomatologicznych zawierających fluor. Amerykańskie towarzystwo zrzeszające takie ośrodki publikuje dane obejmujące około 70% populacji USA. Na przestrzeni 5 lat miało miejsce średnio około 11 000 przypadków zatrucia fluorem. Małe dzieci stanowiły wśród nich prawie 90%. Wśród tych zdarzeń od 19 do 51 stanowiło poważne zatrucia, a około 7% wymagało leczenia (47).
Prawie natychmiast po spożyciu dużej dawki fluoru występują bóle brzucha, nudności, następuje wzmożone wydzielanie śliny oraz wymioty. Czasem pojawiają się bóle głowy, pocenie się i osłabienie. Gdy dawka jest zbliżona do potencjalnie śmiertelnej, występują bóle mięśni, skurcze i drgawki kończyn. Postępuje niewydolność układu sercowo-naczyniowego, arytmia, spadek ciśnienia. Zaburzenia w układzie mięśniowym i sercowo-naczyniowym sugerują zaburzenia elektrolitowe, głównie hypokalcemię i hyperkaliemię. Z powodu zaburzeń układu oddechowego i funkcji nerek powstaje mieszana kwasica oddechowo-metaboliczna (4, 5, 45, 48, 49, 50).
U szczura dożylny wlew 2 mg NaF/kg/min spowodował spadek ciśnienia krwi, pojemności minutowej serca, rytmu i oporu obwodowego. Śmierć nastąpiła po średniej dawce 79 mg NaF/kg. Zauważono zwiększone wydalanie moczu, białka, obniżony ciężar właściwy moczu oraz wydzielanie cukru (29). Eksperymentalnie wyznaczona najniższa dawka śmiertelna (LDmin) dla NaF przez Żyluk i Machoya wynosi 24 mg NaF/kg m.c. (51). Jednocześnie dawka fizjologiczna dla szczura wynosi wg Schmidta 1,2 mgF /kg m.c. (52).
Częsta ekspozycja na niskie dawki fluoru może wywołać objawy przewlekłego zatrucia fluorem. Akumulacja fluoru, głównie w tkankach zmineralizowanych, prowadzi do fluorozy zębów i szkieletu. Zęby we wczesnych stadiach rozwoju są najbardziej czułymi markerami nadmiernej ekspozycji na związki fluoru. Hamuje on prawidłowy rozwój zawiązków zębowych powodując hypomineralizację i fluorozę szkliwa (fluorosis) (3, 11, 45, 53, 54, 55, 56, 57, 58). Zmiany obserwowane w szkliwie w zależności od stopnia fluorozy występują w postaci kredowobiałych lub brązowych plam i przebarwień oraz w postaci oddzielnych lub łączących się ze sobą ubytków szkliwa. Zaburzenie to powstaje prawdopodobnie w wyniku uszkodzenia ameloblastów, tworzenia nieregularnych skupisk kryształów apatytu, jak również słabszego wiązania się części mineralnej i organicznej szkliwa (5, 6). Smid i Monsour (59) sugerują, że jednym z mechanizmów fluorozy może być hamowanie aktywności enzymów lizosomalnych w ameloblastach pod wpływem jonów fluoru. Badania epidemiologiczne wykazały, że część dzieci, które regularnie piją wodę o stężeniu fluorku 2?3 razy przewyższającym optymalne, mają zaawansowane postacie fluorozy zębów. Dane te nie ustalają dokładnej dziennej dawki mogącej wywołać ten stan, jednak wskazują, że margines bezpieczeństwa między dziennym spożyciem fluoru zabezpieczającym przed próchnicą, a tym który wywołuje objawy fluorozy, nie jest duży (4, 5). Aasenden i Peebles (cyt. za 4) donieśli o wysokiej częstości tego schorzenia (80%) wśród dzieci, które konsumowały w okresie pierwszych trzech lat życia 0,5 mg F na dzień, a następnie 1 mg F na dzień. Uważa się, że dzieciom w wieku do 6 lat spożywającym wodę 0,7?1,2 ppm F nie powinno się podawać uzupełnień w postaci fluorków (4, 24). Obliczono, że szczotkowanie zębów pastą z fluorem o zawartości 1 g zwiększy dzienny pobór fluoru o 50% w stosunku do ilości pochodzącej z pokarmów. Przy szczotkowaniu 2 razy dziennie pobór może być jeszcze większy. Kusa i wsp. (60) stwierdzili, że stężenie jonów fluoru w moczu badanych dzieci zwiększało się na skutek fluoryzacji. Niektórzy autorzy sądzą, że używanie fluorków w postaci past i płukanek może istotnie przyczynić się do podwyższenia całodziennej dawki tego jonu (24, 61, 62).
Znane są również doniesienia mówiące o występowaniu fluorozy zębów już przy stężeniach fluorków poniżej 1 mgF/l w naturalnych wodach jak również sztucznie fluorkowanych (63). Na terenach o wyższej zawartości fluoru w wodzie pitej z naturalnych źródeł o poziomie 4,0 mgF/l znane jest pojęcie fluorozy endemicznej. Na trenach przemysłowych skażonych związkami fluoru opisuje się zjawisko fluorzycy przemysłowej, która jest swoistą odmianą fluorozy endemicznej. Dla organizmów zwierzęcych charakterystyczna jest tam osteoskleroza kości kręgosłupa i jego więzadeł, kości miednicy, żeber, większa łamliwość kości.
Zawartość fluoru w tkankach zęba odzwierciedla biologiczną dostępność fluoru w okresie preeruptywnym. Jego poziom w szkliwie po wyrżnięciu zęba pozostaje na względnie stałym poziomie, a zmiany stężenia fluoru dotyczą najczęściej około 50 mm warstwy szkliwa. Zawartość fluoru w zębinie wzrasta wraz z wiekiem (6, 64). Badania Angmar-Mansson i wsp. (65) wykazały fluorozę szkliwa u szczurów po 35 dniach od podania jednorazowej dawki 4, 7, lub 14 mg F/kg. m. c., oraz w innych badaniach jest 12 mgF/kg dziennie tj. 100 ppm = 5 mmol/l (66) Fluor w kościach kumuluje się przez całe życie. Kość gąbczasta ze względu na lepsze ukrwienie zawiera go więcej niż zbita. Narażenie na względnie wysokie poziomy fluoru przez dłuższy okres może prowadzić do zmian w budowie i cechach fizycznych kości (4). Schorzenie to jest znane jako fluoroza szkieletu. Badania epidemiologiczne doniosły o zwiększonej podatności na złamania kości na obszarach o większej zawartości fluoru w wodzie pitnej w porównaniu z obszarami o niskim jego stężeniu (4). Doświadczenia nad wytrzymałością kości szczurów karmionych przez 12 i 18 miesięcy dietą z 50 ppm fluoru sugerują jej obniżenie o 23% w porównaniu z grupą kontrolną. Mechanizm tego zjawiska jest nieznany, stąd wymaga on dalszych badań (67). Wymagającym dalszych badań jest również sprzeczny w wynikach genotoksyczny efekt fluoru (68, 69, 70, 71).
Fluor w przewlekłym zatruciu może upośledzać też funkcje metaboliczne komórek i tkanek. Wpływa on na aktywność około 72 enzymów, głównie oksydoreduktaz, transferaz i hydrolaz, zaburza cykl Krebsa, wytwarzanie ATP, hamuje syntezę białek i DNA (1, 7, 40, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80). Stwierdzono doświadczalnie, że fluor blokuje czynność enzymów cyklu Krebsa, hamuje aktywność enzymów ważnych dla procesów beztlenowej glikolizy. Jednym z najbardziej czułych enzymów jest enolaza, która po zadziałaniu fluoru zostaje zablokowana, a to pociąga ograniczone utlenianie glukozy, jak również rozpad glikogenu na terenie komórki (6, 33, 81, 82). W piśmiennictwie spotyka się określenie, że fluor jest trucizną protoplazmatyczną, hamującą procesy życiowe tkanek zwierzęcych, a w pierwszym rzędzie utlenianie komórkowe, tkanki nerwowej i mięśni prążkowanych (6, 83). Powinowactwo F do jonu wapniowego wpływa na gospodarkę wodno-elektrolitową.
Większość badaczy zajmuje się przewlekłą toksycznością związków fluoru w odniesieniu do typowych zmian w obrębie zębów i kości oraz wskazuje na gromadzenie się go w tkankach ulegających zwapnieniu: aorta, nerki, łożysko (41, 84). Oddziaływanie jonów fluoru na tkanki miękkie budzi wiele kontrowersji oraz sprzecznych opinii. Większość autorów stwierdza, że fluor po wchłonięciu do krwiobiegu dyfunduje do tkanek miękkich powodując przejściowy wzrost jego zawartości. Poziom jonów fluoru w tych tkankach maleje, gdyż tkanki te nie wiążą go (4, 5, 49, 85, 86, 87, 88, 89). Jednak przy częstym lub stałym dopływie mogą być nimi nasycane (74, 90, 91, 92, 93). Zaworonkow (93) na podstawie przeglądu piśmiennictwa przytacza zaburzenia metaboliczne, czynnościowe i morfologiczne w wielu tkankach i organach np. wątroba, nerki, OUN, mięśnie. Zmiany te łączy się z zaburzeniami metabolizmu związanymi z oddziaływaniem jonów fluoru na wiele enzymów. Wpływ związków fluoru na metabolizm tkanek miękkich jest oceniany najczęściej w nerkach oraz wątrobie (72, 85, 90, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103). W badaniach Sheaera (102) jednorazowa duża dawka NaF wywołała zmiany w wątrobowych poziomach 9 metabolitów glikolizy i cyklu kwasu cytrynowego. Natomiast w nerkach szczurów metabolity te nie uległy istotnym zmianom. Wpływ fluoru na różne poziomy metabolizmu tkanek miękkich: oddychanie, przemianę węglowodanową, białkową, enzymatyczną, naczyniową może zaburzać detoksykację związków fluoru podawanych drogą doustną w leczeniu powszechnie występującej próchnicy i osteoporozy. Leczenie tych jednostek chorobowych jest wieloletnie i w przypadku osteoporozy wymaga przyjmowania kilkakrotnie większej dawki NaF. W ten sposób doustne podanie NaF może zmieniać procesy metaboliczne w wątrobie co może wywoływać zmiany w obrazie histologicznym, histochemicznym i ultrastrukturalnym wątroby. Należy więc zwrócić uwagę na konieczność przestrzegania zasad ostrożności i monitorowania dawki fluoru podczas realizowania programów profilaktyki fluorkowej, szczególnie przy podawaniu preparatów fluoru drogą doustną.
Piśmiennictwo
1. Machoy Z.: Biochemiczne mechanizmy działania związków fluoru. Folia Med. Cracov. 1987, 28:61-62. 2. Borysewicz-Lewicka M. i wsp.: Ocena zawartości fluorków w niektórych krajowych wodach mineralnych. Czas. Stomat. 1999, 52, 1:29-32. 3. Jańczuk Z.: O niełatwych problemach współczesnej profilaktyki fluorkowej próchnicy. 4. Fluor a pożywienie. Czas. Stomat., 1983, 2:151-154. 4. Whitford G.M.: The metabolism and toxicity of fluoride. Vol. 16 Monographs in Oral Science, 1996. 5. WHO Technical Raport Series 846 Fluorides and Oral Health. 1994, 1-19. 6. Wigdorowicz-Makowerowa N.: Profilaktyka fluorkowa próchnicy zębów. PZWL, 1979. 7. Gumińska M.: Przewlekłe narażenie człowieka na związki fluoru na terenach uprzemysłowionych i niektóre związane z tym zmiany enzymatyczne oraz konsekwencje zdrowotne. Metabolizm Fluoru ´88, Szczecin 1?2, 09, 1988, 21-24. 8. Wędzisz A.: Niektóre zagadnienia związane z występowaniem fluoru w środowisku. Bromat. Chem Toksykol., XX, 1987, 3-4:250-257. 9. Stadtler P.: Fluorides. International J. Clin. Pharmacol. Ther. Toxicol, 1990, 28, 1, 20-26. 10. Borysewicz-Lewicka M., Chmielnik M.: Jonoselektywna elektroda fluorkowa w badaniach stomatologicznych. Czas. Stomat., 1982, 35, 4:173-180. 11. Chmielnik M. i wsp.: Nieprawidłowości budowy szkliwa zębowego oraz poziom fluorków w szkliwie, ślinie i płytce nazębnej u dzieci eksponowanych od urodzenia na oddziaływanie związków fluoru pochodzenia przemysłowego. Czas. Stomat., 1983, 36, 2:103-1. 12. Jańczuk Z.: O niełatwych problemach współczesnej profilaktyki fluorkowej próchnicy zębów. 5. Fluor a środowisko. Czas. Stomat., 1983, 36, 3:221-225. 13. Jańczuk Z.: Profilaktyka fluorkowa próchnicy w zmieniających się warunkach naturalnego środowiska człowieka. Czas. Stomat., 1983, 36, 9:659-661. 14. Markiewicz J.: Toksykologiczna problematyka nieorganicznych połączeń fluoru. Fol. Med. Cracov., 1981, 23, 3-4:323-327. 15. Riley J.C. et al.: The effect of water fluoridation and social inequalities on dental caries in 5-year old children. Int. J. Epidemiol. 1999, 28:300-305. 16. Wierzbicka M., Józefowicz A.: Skuteczność lakierów fluorkowych w zapobieganiu próchnicy. Czas. Stomat., 1997, L, 4:254-257. 17. Wochna-Sobańska M.: Racjonalne wykorzystanie związków fluoru w zapobieganiu próchnicy. Czas. Stomat. 1997, L, 4:254-256. 18. Preston A.J.: Areview of dentifrices., Dent - Update. 1998, 25:247-250. 19. Preston A.J. et al.: Fluoride release from aesthetic dental materials. J. Oral. Rehabil. 1999, 26:123-9. 20. Franke J.: Fluoride and osteoporosis. Ann. Chir. Gynaecol., 1998, 77:235-245. 21. Lems W.F. et al.: Effect of sodium fluoride on the prevention of corticosteriod-induced osteoporosis. Osteoporosis Int., 1997, 7:575-582. 22. Nishiyama T., Hanaka K.: Inorganic fluoride kinetics and renal and hepatic function after repeated sevoflurane anesthesia. Anesth. Analg., 1998, 87:468-73. 23. Holland R.I.: Cytotoxicity of fluoride. Acta Odontol. Scand. 1980, 38:69-79. 24. Levy S.M., Kohout F.J.et, al.: Infants fluoride ingestion from water supplements and dentifrice. J. Am. Dent. Assoc., 1995, 126, 12:1625-1632. 25. Ericsson T.: Some aspects of the physiology and toxicity of fluorides. International Congress and Symposium series 209, 1994, Sweden. 26. Obersztyn A., Trykowski J.: Wybrane zagadnienia dotyczące reakcji jonu fluorkowego ze szkliwem. Czas. Stomat., 1983,XXXVI, 7, 485-491. 27. Marquis R.E.: Antimicrobial actions of fluoride for oral bacteria. Fluoride, 1996, 29, 2:119. 28. Marsh P.D.: Effect of fluorides on bacterial metabolism. International Congress and Symposium Series 209, Royal Society of Medicine, London, 1994 29. Whitford G.M.: The physiological and toxicological characteristics of fluoride. J. Dent. Res., 1990, 69:539-549. 30. Ekstrand J. et al.: Pharmacokinetics of fluoride gels in children and adults. Caries Res., 1981, 15:213-220. 31. Ekstrand J., Koch G., Petersson L.G.:Plasma fluoride concentration and urinary fluoride excretion in children following application of the fluoride-containing varnish Duraphat. Caries Res., 1980, 14, 185-189. 32. Giżewska M., Machoy Z.: Czynniki wpływające na wchłanianie i wydalanie fluoru u ludzi i zwierząt. Czas. Stomat., 1988, 41:603-605. 33. Schmdt H.: Der Fluoratoffwechgel. Dtsch. Zehn-Mund-u Kieferheilk. 1972, 59:289-317. 34. Machoy- Mokrzyńska A.: Wpływ mleka i jego składników na kumulację i metabolizm związków fluoru u szczurów. Rozprawa habilitacyjna. Pomorska Akademia. 35. Dost F.N., Reed D.J.: Fluorine distribution in rats following acute intoxication with nitrogen and halogen fluorides and with sodium fluoride. Toxicol. Appl. Pharmacol., 1970, 17:573-584. 36. Spencer H., et al.: Excretion of retained in man. J. Appl. Physiol., 1975, 38, 2:282-287. 37. Wespi H.J., Burgi W.: Fluoridausscheidung im Urin bei Muttern und Neuggeborenen und unter Fluorproophylaxe. Gynaecologia, 1969, 168:443. 38. Chlubek D., Machoy Z.: Rola łożyska w metabolizmie fluorków. Ginecol. Pol., 1991, 62, 12:568-572. 39. Chlubek D. i wsp.: Kumulacja fluorków w łożysku ludzkim. Metabolizm Fluoru ´96, Szczecin 1996, 61-65. 40. Niweliński J., Zamorska L.: Morfochemia łożysk ludzkich z okręgu Skawiny. Fol. Med. Cracov, 1981, 23, 3-4:347-354. 41. Chlubek D.: Niektóre aspekty prenatalnego metabolizmu fluorków u ludzi. Badania w okresie okołoporodowym. Rozprawa habilitacyjna. Pomorska Akademia Medyczna, 1996. 42. Ekstrand J.et. al.: Fluoride pharmacokinetics in infancy. Pediatr. Res., 1994, 35, 2:157-163. 43. Heifetz S.B., Horowitz H.S.: Amounts of fluoride in self-administered dental products: safety considerations for children. Pediatrics, 1986, 77, 6:876-882. 44. Whitford G.M.: Intake and metabolism of fluoride. Adv. Dental Res., 1994, 8, 1:5-14. 45. Stanley B., Heifetz D.: Amounts of fluoride in self-administrated dental products; safety considerations for children. Pediatrics, 1986, 77, 6:876. 46. Whithford G.M.: Fluoride in dental products: safety considerations. J. Dent. Res., 1987, 66, 5:1056-1060. 47. Whitford G.M.: Acute and chronic fluoride toxicity. J. Dent. Res., 1992, 71, 5:1249-1254. 48. Bayless J.M.: Diagnosis and treatment of acute fluoride toxicity. JADA, 1985, 110:209-211. 49. Monsour P.A., Kruger B.J.: Effect of fluoride on soft tissues in vertebrates. Fluoride, 1985, 18:53-61. 50. Newbrun E.: Topical fluoride therapy: discussion of some aspects of toxicology, safety, and efficacy. J. Dent. Res., 1987, 66, 5:1084-1087. 51. Żyluk B., Machoy Z.: Wrażliwość gatunkowa organizmów żywych na toksyczne działania związków fluoru. Bromat. Chem. Toksykol., 1988, 21:56-58. 52. Schmidt H.J.: Zahnkariesprophylaxe durch Fluoride, Huthing-Verlag Heidelberg, 1967. 53. Bardsen A., Bjorvatn K.: Risk periods in the development of dental fluorosis. Clin. Oral Invest., 1998, 2:155-160. 54. Fejerskov O.et. al.: Dental tissue effects of fluoride. Adv. Dent. Res., 1994, 15-31. 55. Jańczuk Z.: O niełatwych problemach współczesnej profilaktyki fluorkowej próchnicy zębów. 3. Fluorki a zmiany szkliwa. Czas. Stomat., 1983, 36 1:57-60. 56. Jarzynka W. i wsp.: Mikromorfologia zębiny siekaczy szczurów przewlekle narażonych na działanie fluorku amonowego. Czas. Stomat., 1990, 43, 5, 255-260. 57. Lisiecka K.: Intensywność próchnicy i rowojowe wady szkliwa u młodzieży 18-letniej z miejscowości o ponadoptymalnym stężeniu fluorków w wodzie do picia. Metabolizm Fluoru ´92, Szczecin, 1992:65-67. 58. Machoy Z.: O mechanizmie powstawania fluorozy zębów. Czas. Stomat., 1987, 40, 3:186-191. 59. Smid J.R.et. al.: A histochemical study of the effects of high doses of sodium fluoride on dipeptidyl peptidase II activity in the rat incisor ameloblast. Arch. Oral. Biol., 1990, 35, 8:671-675. 60. Kusa Z. et. al.: Wpływ fluoryzacji zębów na stężenie fluorków w moczu dzieci szkolnych z rejonu emisji zanieczyszczeń fluorowych. Metabolizm Fluoru ´92, Szczecin, 1992, 68-70. 61. Ekstrand J.: Pharmacokinetic aspects of topical fluorides. J. Dent. Res., 1987, 66, 5:1061-1065. 62. Whitford G.M. et al.: Topical fluorides: effects on physiologic and biochemical processes. J. Dent. Res., 1987, 66, 5:1072-1078. 63. Kobylańska M.: Współczesne problemy profilaktyki fluorkowej. Sympozjum Fluorowe, Szczecin, 1986, 85. 64. Pawlus G. i wsp.: Zawartość fluorków w zębinie i szkliwie zębów stałych u ludzi. Metabolizm Fluoru ´92, Szczecin, 1992, 62-64. 65. Angmar-Mansson B. et al.: Enamel and dentin fluoride levels and fluorosis following single fluoride doses: a nuclear microprobe study. Caries Res., 1990, 24, 4:258-262. 66. Richards A.: Nature and mechanisms of dental fluorosis in anmals. J. Dent. Res., 1990, 69:701-705. 67. Turner C.et. al.: Fluoride reduces bone strength in older rats. J. Dent. Res., 1995, 74, 8:1475-1481. 68. Jachimczak D., Skotarczak B.: The effect of fluorine and lead ions on the chromosomes of human leucocytes in vitro. Genet. Pol., 1978, 19, 3:353-358. 69. Kralisz W., Szymaniak E.: Ocena cytogenetycznego działania fluorku sodu in vitro. Czas. Stomat., 1978, 31, 12:1109-1113. 70. Lee J.R.: Fluoridation and bone cancer. Fluoride, 1993, 26, 2:79-82. 71. Li Y., Dunipace A.J., Stookey G.K.: Genotoxic effects of fluoride: a controversial issue. Mutat. Res., 1988, 195, 127-136. 72. Bogin E.: Effect of fluoride on enzymes from serum, liver, kidney, skeletal and heart muscles of mice. Fluoride, 1976, 9, 1:42-46. 73. Floriańczyk B. i wsp.: Wpływ fluorku sodu na aktywność dehydrogenazy izocytrynianowej. Ochronny efekt magnezu. Metabolizm Fluoru ´96, Szczecin 1996, 41-44. 74. Gumińska M.: Biochemiczne mechanizmy działania fluoru na żywy organizm. Fol. Med. Cracov, 1981, 23, 3-4:305-321. 75. Gumińska M.: Wpływ fluoru na metabolizm. Czas. Stomat., 1983, 36, 9:645-648. 76. Machoy Z.: Wpływ związków fluoru na enzymy oddechowe. Postępy Biochem., 1981, 27:327-337. 77. Mika G. i wsp.: Wpływ doświadczalnej fluorozy na aktywność a-amylazy różnych tkanek szczura. Metabolizm Fluoru ´92, Szczecin, 1992, 107. 78. Pasternak K. i wsp.: Wpływ fluorku sodu na aminoacylację tRNA in vitro. Metabolizm Fluoru ´96, Szczecin 1996, 38-40. 79. Shahed A.R., Miller A., Allmann D.W.: Effect of fluorine containing compounds on the activity of glycolytic enzymes in rat hepatocytes. Biochem. Biophys. Res. Commun., 1980, 94, 3:901-908. 80. Stachowska E.: Wpływ jonu fluorkowego na aktywność dehydrogenazy bursztynianowej izolowanej z kory nerki wieprzowej. Ann. Acad. Med. Stetin, 1977, 43:25-40. 81. Jankins G.N.:Theories on the mode of action of fluoride In reducing dental decay. J. Dent. Res., 1963, 42:444-52. 82. Szmytówna M., Popiel D.: Hamujący wpływ fluoru na aktywność katalizatora wieloskładnikowego jonów żelazowych z jonami metali ciężkich i wapnia. Roczn. Państw. Zakł. Hig. 1972, 23:725-730. 83. Machoy Z.: Metabolizm fluoru. PWN, Szczecińskie Towarzystwo Naukowe, Warszawa 1982. 84. Adamowicz-Klepalska B. i wsp.: Morfologia narządu zębowego szczura uwarunkowana niedoborową dietą i wysokim stężeniem fluorku sodowego w wodzie pitnej. Czas. Stomat., 1992, 52, 3:147-154. 85. Dunipace A. et.al.: Effect of chronic fluoride exposure in uremic rats. Nephron, 1998, 78:96-103. 86. Dunipace A.J.et.al.: Effect of aging on animal response to chronic fluoride exposure. J. Dent. Res., 1995, 74, 1:358-368. 87. Singer L. et al.: The influence of dietary fluoride restriction on regulation of plasma and soft tissue fluoride contents. Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1976, 151:627-631. 88. Tomita M.et.al.: The effect of organic and inorganic fluorine compound administration on fluoride levels in the plasma and in the soft and hard tissues of rats breeding on a low-fluoride diet. Fluoride, 1993, 26, 3:212. 89. Whitford G.M. et al.: Fluoride tissue distribution: short-term kinetics. Am. J. Physiol., 1979, 236, 2:141-148. 90. Chinoy N.J. et.al.: Transient and reversible toxicity in some soft tissues of female mice. Fluoride, 1994, 27, 4:205-214. 91. Pillai K.S. et al.: Effect of subacute dosage of fluoride on a male mice. Toxicol. Lett., 1988, 44:21-29. 91. Pillai K.S., Mathai A.T., Deskmukh P.B.: Effect of subacute dosage of fluoride on a male mice. Toxicol. Lett., 1988, 44, 21-29. 92. Waldbott G.L.: Symposium on the non-skeletal phase of chronic fluorosis. Fluoride, 1976, 9:5-8. 93. Zaworonkow A.A.: Nieskieletnyje formy fluoroza. Arch. Pat., 1977, 3:83-91. 94. Cittanova M.L.et.al.: Fluoride ion toxicity in human kidney collecting duct cells. Anesthesiology 1996, 84, 2:428-435. 95. Daston G.P. et. al.: Toxicity of sodium fluoride to the postnatally developing rat kidney. Environ. Res., 1985, 37:461-474. 96. Greenberg S.R.: Response of the renal supporting tissues to chronic fluoride exsposure as revealed by a special technique. Urol. Int., 1986, 41:91-94. 97. Kessabi M. et. al.: Acute kidney toxicity of sodium fluoride in the rat. Toxicol. Lett., 1980, 5:169-174. 98. Kessabi M.et. al.: Comparison of sodium and stannous fluoride nephrotoxicity. Toxicol. Lett., 1981, 7:463-467. 99. Koskinen-Kainulainen M. et al.: The LD50 excretion and serum and bone levels of F after a high single F + Mg dose in rats with finding on cardiac Ca and Mg. Magnes. Trace Elem., 1990, 9:15-27. 100. Machoy-Mokrzyńska A.: Ocena wybranych parametrów biochemicznych u szczurów przewlekle zatruwanych związkami fluoru. Metabolizm Fluoru ´92, Szczecin, 1992, 99-101. 101. Manocha S. et. al.: Cytochemical response of kidney, liver and nervous system to fluoride ions in drinking water. Histochem. J., 1975, 7:343-355. 102. Shearer T.R.: Comparative metabolic responses of rat kidney and liver to acute doses of fluoride. Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1974, 209-212. 103. Zawierta J., Machoy-Mokrzyńska A.: Wpływ jonów fluorkowych na aktywność dehydrogenazy bursztynianowej i oksydazy cytochromowej u szczurów eksponowanych na fluorek amonowy. Metabolizm Fluoru ´92, Szczecin, 1992, 102-104.
Nowa Stomatologia 4/2001
Strona internetowa czasopisma Nowa Stomatologia