Фтор - роль в организме
Содержание
Фтор
Соединения фтора важны для врача, во-первых, из-за их токсичности, во-вторых — как средства укрепления зубов и костей. Эти соединения широко распространены в природе, но их содержание в почве различных районов мира далеко не одинаково. При сгорании бурых углей и производстве суперфосфата, алюминия, стали, свинца, меди и никеля фтор выделяется в атмосферу. В организм человека он поступает в основном с продуктами растительного происхождения и водой.
Всасывание, распределение и элиминация
Соединения фтора поступают в организм главным образом через ЖКТ, а также через легкие и кожу. Степень их всасывания зависит от растворимости. Относительно хорошо растворимые соединения, такие, как фторид натрия, всасываются почти полностью, тогда как плохо растворимые, такие, как криолит (NajAlF6) и фториды, присутствующие в костной муке (фторапатит), почти не всасываются. Второй важнейший путь поступления фтора в организм — через легкие. Вдыхание соединений фтора с пылью и газами — основная причина отравления фтором на производстве.
Фтор содержится во всех органах и тканях, но накапливается в костях, зубах, щитовидной железе, аорте и, вероятно, в почках. Больше всего фтора содержится в костях и зубах, причем его содержание зависит не только от потребления, но и от возраста. Запасы фтора в костной ткани отражают скорость ее обновления: в растущей кости его больше, чем в костях зрелых животных.
Фтор выводится в основном почками, но небольшие его количества обнаруживаются в поте, молоке и выделениях кишечных крипт. При сильном потоотделении может теряться почти половина всего выводимого фтора. В почечных канальцах реабсорбируется примерно 90% отфильтровавшегося фтора.
Фармакологическое действие
Действие фтора (за исключением, вероятно, действия на кости и зубы) является токсическим. Ионы фтора ингибируют ряд ферментных систем, тормозят тканевое дыхание и анаэробный гликолиз. In vitro ионы фтора, связывая Са , препятствует свертыванию крови. Одновременно они угнетают гликолиз в эритроцитах, поэтому их используют при взятии крови для определения концентрации глюкозы.
Ионы фтора стимулируют деление остеобластов и остеогенез (Baylink et al., 1970). Именно поэтому его соединения пытаются применять при остеопорозе. У многих, но не у всех больных, получающих соли фтора, отмечалось значительное увеличение массы губчатого вещества костей; компактное вещество реагирует хуже. Остается выяснить, увеличивается ли при этом прочность костей и уменьшается ли риск переломов. Радиоактивный изотоп F используют для сцинтиграфии костей (Jones et al., 1973).
Острое отравление
Такое отравление — не редкость. Обычно оно возникает вследствие случайного попадания в организм фторсодержащих инсектицидов или средств против грызунов.
Первые симптомы (слюнотечение, тошнота, боль в животе, рвота и понос) связаны с местным действием соединений фтора на слизистую ЖКТ. Системные симптомы разнообразны и тяжелы: нервное возбуждение (обусловленное, по-видимому, кальцийсвязывающим действием ионов фтора), гипокальциемия и гипогликемия. АД снижается, что можно объяснить как угнетением сосудодвигательного центра, так и прямым кардиотоксическим действием. Дыхание вначале учащается, но затем угнетается. Смерть обычно наступает от остановки дыхания или сердечной недостаточности. Смертельная доза фторида натрия для человека составляет примерно 5 г, хотя и значительно колеблется. Лечение сводится к в/в введению физиологического раствора с глюкозой и промыванию желудка известковой водой (0,15% раствором гидроокиси кальция) или растворами других солей кальция для связывания ионов фтора. При тетании вводят кальция глюконат в/в. С помощью интенсивной инфузионной терапии поддерживают высокий диурез.
Хроническое отравление
Это отравление называется флюорозом. У человека оно проявляется в основном остеосклерозом и пятнистым поражением эмали. Для остеосклероза характерно увеличение плотности костной ткани вследствие активации остеобластов и замещения гидроксиапатита более плотным фторапатитом. При рентгенографии выявляется поражение костей разной степени: от едва различимых изменений до выраженного утолщения длинных трубчатых костей, множественных экзостозов с обызвествлением связок, сухожилий и участков прикрепления мышц. В наиболее тяжелых случаях больной теряет трудоспособность и становится калекой.
Пятнистое поражение эмали — хорошо известная патология, впервые описанная более 60 лет назад. В легких случаях на зубной эмали появляются непрозрачные меловидные пятна неправильной формы. В тяжелых случаях на поверхности зубов видны отдельные или сливающиеся темно-коричневые или черные углубления. Поражение возникает из-за нарушения способности клеток зуба к выработке эмали. Такое нарушение может иметь разные причины, и избыточное поступление фтора в организм — лишь одна из них.
Пятнистое поражение эмали — болезнь формирующихся зубов, на прорезавшиеся зубы избыток фтора уже не действует. Это один из первых видимых признаков флюороза у ребенка. Постоянное потребление воды с концентрацией фтора около 1 мг/л может привести лишь к очень незначительным изменениям эмали у 10% детей; при концентрации фтора 4—6 мг/л поражение зубов, причем гораздо более выраженное, отмечается почти у 100% детей.
Раньше в некоторых районах мира, например в г. Помпеи (Италия) или вблизи горы Пайкс-пик (штат Колорадо, США), где вода содержит большое количество фтора, выраженное поражение зубной эмали встречалось очень часто. В воде некоторых засушливых областей на юго-западе США фтор присутствует в очень высоких концентрациях, и у пасущегося там скота распространено поражение костей. В настоящее время федеральное законодательство США требует снижения уровня фтора в питьевой воде таких районов или использования других источников водоснабжения. Постоянное потребление воды с концентрацией фтора 4 мг/л со временем приводит к уменьшению массы компактного вещества кости и ускорению резорбции костной ткани (Sowers et al., 1991).
Фтор и кариес
Важность поддержания нормальной концентрации фтора в питьевой воде получила неожиданное подтверждение, когда оказалось, что у детей, родившихся в г. Боксайте (штат Арканзас, США), после перехода на потребление воды без фтора кариес стал встречается гораздо чаше, чем у тех, кто продолжал пользоваться водой, содержащей фтор. Масштабные исследования, проведенные Службой общественного здравоохранения США, убедительно показали, что добавление к воде небольшого количества фтора (1 мг/л) — безопасная и эффективная мера, обеспечивающая существенное снижение распространенности кариеса постоянных зубов.
Потребление фторированной воды полезно детям любого возраста, но особенно тем, у кого постоянные зубы еще не появились. Местное нанесение фторсодержащих растворов стоматологом особенно эффективно, если оно начато сразу после прорезывания зубов; оно снижает риск кариеса на 30—40%. Детям в возрасте до 12 лет, если питьевая вода содержит фтора менее 0,7 мг/л, показано употребление фторсодержащих пищевых добавок. Данные о влиянии фторсодержащих зубных паст противоречивы.
Включение фтора в зубную ткань придает наружному слою эмали большую твердость и делает ее более устойчивой к деминерализации. При этом фтор, вытесняя, по-видимому, другие анионы (гидроксил и цитрат), занимает их место на поверхности кристаллов гидроксиапатита. Механизм профилактического действия фтора в отношении кариеса не совсем понятен. Эффективность фтора после окончательного формирования постоянных зубов (как правило, после 14 лет) остается недоказанной.
В зубные пасты часто добавляют фторид натрия или олова. Фторид натрия присутствует также во многих средствах для местного применения — таблетках, каплях, полосканиях и гелях. Инсектициды обычно содержат фторид натрия, фторсиликат натрия (Na2SiF6) и криолит.
С самого начала раздавались голоса против добавления фтора в питьевую воду. В некоторых случаях это была чисто политическая риторика, но высказывались также опасения, что фторированная вода отрицательно повлияет на здоровье. Согласно результатам тщательных исследований, организованных Национальным институтом рака и Службой общественного здравоохранения США, показатели смертности от онкологических заболеваний и общей смертности в группах населения, потребляющих фторированную и нефторированную воду, существенно не различаются (Hoover et al., 1976; Erickson, 1978).
