FLUORUL - DATE GENERALE, SURSE, METABOLISM

Fluorul, impreuna cu elemente cum sunt clorul, bromul, iodul, apartine grupei halogenilor.

O.M.S. include fluorul intre cele 14 elemente esentiale pentru cresterea si dezvoltarea normale ale organismului uman.

Fiind elementul cu cea mai mare afinitate pentru electroni, fluorul este cel mai electronegativ si reactiv element, formand rapid compusi ionici cu elementele metalice.

Pentru ca reactioneaza imediat cu elemetele mediului inconjurator, se gaseste foarte rar in natura in forma sa elementara, si mult mai frecvent sub forma unor compusi anorganici greu solubili ce pot disocia in anumite conditii formand anioni fluorura (F^-) si cationi metalici.

Cei mai des intalniti compusi minerali cu fluor sunt fluorura de calciu (CaF₂), fluorapatita [Ca₁₀ F₂ (PO₄ )₆] si criolita (Na₃AlF₆).

In materialele biologice, deci si in organismul uman, fluorul face parte din cadrul elementelor ce se gasesc sub forma de urme, in concentratii de ordinul a catorva ppm (parti per milion) sau chiar mai mici.

In mediu la modul general fluorul se gaseste in concentratii mult mai mari decat asa numitele urme de elemente.

SURSELE DE FLUOR

Surse naturale

Fluorul este foarte raspandit in natura dar, fiind elementul chimic cu cea mai mare reactivitate, nu se gaseste in mod natural in forma elementara, moleculara (F₂), ci sub forma compusilor anorganici si a ionului fluorura, in concentratii diferite in functie de solubilitatea compusului si de conditiile chimice ale mediului.

Ionul fluorura este prezent aproape universal in sol si apa, dar in general in concentratii reduse.

Fluorul intra in atmosfera prin actiune vulcanica si revine pe suprafata pamantului prin depunere sub forma de praf, ploaie, zapada sau ceata.

In hidrosfera fluorul intra prin infiltrare din sol si minerale in panza freatica, si apoi in apele de suprafata.

Fluorul este prezent in soluri in concentratii medii de 250 ppm, gasindu-se practic in toate plantele si tesuturile animale.

Apele de suprafata contin in general concentratii reduse de fluor - mai putin de 0,2 ppm F/l.

In rauri concentratia fluorului este cuprinsa intre 0,1 si 1,0 ppm /l.

In mod normal concentratia fluorului din panza freatica este cuprinsa intre 0,2 si 2,0 ppm F/l, dar in unele zone ale globului sunt intalnite si concentratii mai mari: 30 ppm/l in unele ape adanci naturale din Arizona, peste 40 ppm in foraje in Kenya, peste 60 ppm F/l in alte zone ale S.U.A.

Apa marii contine intre 1,2 si 1,4 ppm F/l.

Fluorul este prezent in apa in principal in forma sa ionica libera.

Datorita disponibilitatii din sol si apa, fluorul este prezent in toate alimentele si bauturile, fiind practic imposibil de preparat o dieta fara fluor care sa fie nutritional adecvata.

Alimente:

peste

ceai

Concentratia relativ crescuta de fluor din apa de mare face ca pestele (in special somonul si sardina), fructele de mare si scoicile sa fie alimentele cele mai bogate in fluor. In peste fluorul se gaseste mai ales in piele si oase, ce devin comestibile prin conservare, astfel incat pestele conservat poate contine pana la 9 ppm F.

Totusi, aportul de fluor prin dieta poate deveni important numai in conditiile in care pestele formeaza partea majoritara a dietei.

Dintre bauturi, ceaiul, unele ape minerale si vinuri contin cantitati insemnate de fluor. Prin infuzie, din frunzele de ceai se extrage aproximativ 90% din cantitatea de fluor continuta. In functie de marca si taria infuziei, ceaiul contine intre 0,5 si 4 ppm F/l.

Totusi, chiar si in tarile in care consumul de ceai este ridicat, nu exista dovezi privind efectele benefice ale acestui consum asupra sanatatii dentare a populatiei, probabil datorita indulcirii ceaiului cu zahar. Doar indivizii care consuma o cantitate foarte mare de ceai neindulcit pot beneficia de efectele carioprotectoare ale fluorului din acest produs.

Laptele contine cantitati nesemnificative de fluor. Concentratia fluorului in laptele de vaca este de 0,1 ppm F/L, iar in cel uman de 0,05 ppm F/l, cresterea aportului sistemic de fluor al mamei neavand un efect semnificativ asupra nivelului de fluor din lapte.

In zonele in care apa potabila este fluorizata, sugarii si copiii mici hraniti cu lapte praf primesc de 30 ori mai mult fluor decat cei hraniti natural.

Surse artificiale

Principalele surse artificiale de fluor sunt:

apa fluorizata voluntar,

produsele fluorurate pentru utilizare sistemica si

cele pentru administrare topica.

Fluorizarea apei este realizata de catre specialisti prin adaugarea controlata de:

fluorura de sodiu,

silico-fluorura de sodiu sau

acid hidro-fluoro-silicic.

Imposibilitatea fluorizarii apei potabile ca masura de sanatate publica in anumite zone geografice a condus la introducerea unor metode alternative de administrare a fluorului pe cale sistemica.

Tabletele, sarea si laptele cu fluor reprezinta sursele artificiale cel mai frecvent utilizate pentru administrare sistemica a fluorului.

Tabletele cu fluor ce contin 1 mg sau mg F sub forma fluorurii de sodiu, de calciu sau de magneziu sunt frecvent utilizate si sunt disponibile sub diferite denumiri comerciale.

Sarea de bucatarie fluorizata ce contine 90 mg F/kg sau 200 mg NaF/ kg se gaseste de multi ani in Elvetia. Aceasta sursa poate furniza aproximativ 0,5 mg F/ zi pentru adulti.

Laptele fluorizat a fost folosit in S.U.A. si Elvetia.

Tot in cadrul surselor artificiale de fluor sunt inclusi agentii fluorurati pentru utilizare topica: apele de gura, solutiile fluorurate, gelurile si lacurile cu fluor si pastele de dinti.

Aportul de fluor

Abundenta de fluor din sol si apa dovedeste ca toti oamenii consuma fluor intr-o anumita cantitate. Studiile ce estimeaza media zilnica a ingestiei de fluor din sursele naturale au obtinut rezultate moderate, probabil datorita variabilitatii dietei umane si modalitatilor metodologice de analizare a unor cantitati extrem de mici. Aportul zilnic total de fluor din alimente si apa de baut este de aproximativ 3,2 mg pentru barbati si de 2,2 mg pentru femei in zonele fluorizate, si de 1 mg F/zi sau chiar mai putin in zonele nefluorizate.

Pentru cea mai mare parte a populatiei aportul de fluor provine in principal din apa de baut si din diverse alte bauturi.

Estimarile arata ca aceste surse sunt responsabile pentru aproximativ 60-65% din fluorul ingerat in zonele in care apa are un continut redus de fluor (mai putin de 0,3 mg F/L in apa de baut), si pentru aproximativ 75-80% din ingestia totala de fluor in zonele in care concentratia fluorului este mai mare de 0,3 mgF/l.

Aportul total de fluor al persoanelor ce locuiesc in zone cu apa potabila fluorizata este in principal determinat de cantitatea de fluor din apa de baut. Un consum mediu de apa de 1,5 l/zi este echivalent cu ingestia unei cantitati de 1,5 mg fluor daca nivelul de fluor din apa este de 1 ppm/l. In S.U.A., de exemplu, toate bauturile carbogazoase si sucurile sunt fabricate in zone cu apa fluorizata, un suc de grape-fruit continand mai mult de 1,6 ppm F. Apa minerala poate contine intre 1,8 si 5,8 mg F/L.

Variatiile consumului de fluor la adulti depind intr-o oarecare masura si de obiceiul de a bea ceai.

Frunzele de ceai sunt surse bogate de fluor , majoritatea cantitatii de fluor fiind rapid eliberata in 5 - 10 minute prin infuzie. Concentratia fluorului din ceaiul preparat este cuprinsa intre 0,5 mg F si 4 mg F si depinde atat de modalitatea de preparare, cat si de continutul in fluor al apei utilizate, concentratia fluorului din ceaiul preparat cu apa fluorizata fiind mai mare decat a ceaiului preparat cu apa nefluorizata.

Datele privind consumul general de ceai al adultilor, si mai ales al copiilor, sunt relativ reduse si extrem de variabile. Aceste informatii trebuie insa cunoscute de catre medicul stomatolog atunci cand se prescriu tablete cu fluor.

Aportul de fluor provenit din dieta si din utilizarea produselor stomatologice cu fluor cum sunt pastele de dinti, apele de gura si gumele de mestecat nu are in mod normal nici un efect advers asupra sanatatii generale a tinerilor si adultilor. Pentru copii insa, administrarea de fluor trebuie limitata si controlata, astfel incat riscul aparitiei fluorozei dentare sa fie minim.

Datele privind aportul total de fluor al persoanelor din zonele nefluorizate sunt calculate in functie de cantitatea de fluor excretata la nivel renal si prezinta importante variatii individuale. Pentru copiii cu varste cuprinse intre 1 si 6 ani din zonele nefluorizate, aportul zilnic mediu a fost estimat la aproximativ 0,2 mg fluor in S.U.A., si usor mai crescut in Marea Britanie.

Pentru adultii din Marea Britanie ce traiesc in zone nefluorizate s-au raportat consumuri zilnice medii de 1,6 mg fluor. Aceste rezultate sunt datorate in special utilizarii pe scara larga a pastelor de dinti fluorurate.

Consumul optim de fluor

Valoarea "aportului optim", pentru care aparitia cariei este evitata si riscul aparitiei fluorozei dentare este minim, a fost redusa in timp fata de valorile recomandate in 1943, si mai ales adaptata in functie de necesitatile individuale si de consumul de fluor din multiple alte surse (sub 0,05 mg F/kg corp/zi - chiar0,02 dupa Axelsson, 1999).

FIZIOLOGIA FLUORULUI

Cea mai mare parte a fluorului ingerat este absorbit la nivelul tractului digestiv, doar o mica parte fiind neabsorbita si excretata prin fecale. Dupa absorbtie, fluorul intra in sange.

Din plasma, fluorul este eliberat pe diferite rute.

Se depoziteaza in principal in oase si dinti si, in cantitati mici, in tesuturile moi.

Este excretat prin urina, cea mai importanta cale de excretie, si prin glandele sudoripare, mici cantitati gasindu-se si in sucurile digestive, saliva si laptele matern.

Traverseaza placenta in cantitati reduse, ajungand in acest mod la fat.

Daca rata ingestiei este mult mai mare decat rata eliminarii fluorul se poate acumula in organism, dar acest fapt este de cele mai multe ori prevenit prin cresterea ratei de excretie.

Excretia fluorului este foarte eficienta si este responsabila pentru mentinerea nivelelor plasmatice de fluor in anumite limite.

Diagrama ilustrand fiziologia fluorului (dupa J.B.G.Van Rensburg, 1995)

Absorbtia

in principal (80%) la nivelul tractului gastrointestinal superior (stomac si duoden).

Absorbtia depinde de compus, de varsta, si de numerosi alti factori;

Fluorura de sodiu, fluorura de staniu si monofluorfosfatul de sodiu sunt considerate ca fiind solubile si rapid absorbabile, in timp ce fluorura de calciu, cu o solubilitate este considerata practic insolubila.

Fluorul absorbit este transportat la nivelul plasmei, apoi este depozitat in tesuturile calcificate sau excretat, in principal prin rinichi.

Fluorul din sange

Concentratia totala a fluorului din plasma umana este de aproximativ 0,1 - 0,2 ppm; doar 20% este prezent in forma ionica (0,01-0,02 ppm F/l), restul fiind reprezentat de forme neionizate (legate). Semnificatia biologica a formelor neionizate nu a fost inca determinata, dar pare sa fie independenta de cantitatea de fluor ingerata.

Nivelurile plasmatice sunt in general usor mai ridicate la persoanele rezidente in comunitati fluorizate decat ale celor din zone nefluorizate.

Incorporarea fluorului la nivelul tesuturilor calcificate

Importanta fluorului in medicina si stomatologie este datorata gradului inalt de afinitate dintre acesta si hidroxil-apatita din structura tesuturilor calcificate (oase si dinti) aflate in perioada de dezvoltare.

Fluorul absorbit este depozitat in aceste tesuturi, iar rata depozitarii nu este inerta ci dinamica, depinzand de factori multipli si variati.

La momentul eruptiei continutul in fluor al smaltului si dentinei dintilor temporari si permanenti depinde de concentratia acestui element in fluidele tisulare, din timpul dezvoltarii.

Pre-eruptiv, fluorul este captat si fixat de catre tesuturile dentare in special in perioada mineralizarii. Dupa ce mineralizarea coroanei dintilor s-a terminat, suprafata smaltului incorporeaza fluor din fluidele tisulare in perioada pre-eruptiva, si din fluidele orale si placa bacteriana - post-eruptiv.

Fluorul incorporat pre-eruptiv este denumit fluor permanent legat, iar cel incorporat dupa eruptie, prin mecanism topic, este denumit fluor liber legat.

Concentratia fluorului in smalt este mai ridicata in straturile de suprafata, intre 400 si 3000 ppm pe o adancime de cativa microni, scazand rapid spre interiorul smaltului.

Nivelurile de fluor din oase variaza intre 800 si 10.000 ppm, depinzand de factori multipli ce includ varsta si cantitatea de fluor ingerata.

Incorporarea fluorului in tesuturile calcificate are loc prin substituirea gruparilor hidroxil din interiorul si de pe suprafata cristalului de hidroxilapatita.

Incorporarea F in tesutul osos:

este (datorita remodelarii continue si perioadei mai indelungate de dezvoltare a osului), continua de-a lungul intregii vieti;

nu este uniforma la nivelul nici unui os, variind cantitativ in diferite parti ale scheletului.

Scade cu varsta;

Nu este definitiva, ci sufera modificari (remanieri) in functie de aport; cand aportul scade, F este mobilizat din oase si transferat in alte zone ale scheletului.

Excretia renala a fluorului

Calea majora de excretie a fluorului este cea renala.

Procentul real al fluorului absorbit care este excretat depinde atat de istoricul expunerii la fluor si de varsta, ambele influentand incorporarea fluorului la nivelul tesuturilor calcificate, cat si de alti factori cum sunt concentratia fluorului din substanta ingerata, compusul ingerat si aportul de fluide.

La copii, absorbtia este de 70 - 80 % din doza ingerata (excretie 20 -30%). La adulti acest procent scade, absorbtia scheletala fiind mai redusa.

Alte cai prin care se poate pierde fluorul in cantitati mici si variabile, sunt prin saliva si prin secretia gastro-intestinala, fecale, sudoare si transplacentar.

Tesuturile moi nu inmagazineaza fluor cu exceptia celor in care apar calcificari ectopice.

Excretia prin fecale

Excretia fluorului prin fecale reprezinta aproximativ 10% din fluorul excretat. Daca fluorul este ingerat odata cu alte alimente, prin formarea unor compusi greu solubili cu calciu excretia digestiva creste.

Fluorul in saliva

Datorita efectelor topice ale fluorului din fluidele orale asupra smaltului dentar si asupra ecosistemului placii bacteriene, concentratia fluorului salivar prezinta un interes major.

Concentratia salivara a fluorului este similara cu cea plasmatica (0,01 ppm), atingand un maxim dupa ingestia de fluor.

Fluorul in laptele matern

Concentratia fluorului in lapte este usor mai mica decat cea plasmatica, deci cantitatea asigurata unui copil pe aceasta cale este neglijabila. (0,05 ppm F/l).

Transferul fluorului prin placenta

Daca in anii '70 se credea ca suplimentarea dietei cu fluor a femeii insarcinate are o actiune favorabila asupra dintilor copilului, astazi este general acceptata ideea ca placenta reprezinta o bariera in calea transferului liber de fluor de la mama la fat.

Placenta este o bariera semipermeabila pentru fluor, doar o cantitate limitata trecand din circulatia mamei la fat, pentru a fi incorporat in dinti si oase.

Investigatii recente au aratat totusi ca este posibila aparitia unei usoare fluoroze a dintilor temporari mineralizati in perioada intra-uterina, daca in timpul sarcinii mama a trait intr-o zona cu concentratii mari de fluor.

Fluorul in tesuturile moi

Tesuturile moi si organele corpului in general contin cantitati neglijabile de fluor, cu exceptia locului de aparitie a focarelor de calcificare secundara rezultate din procese patologice (aorta, placenta).

EFECTELE FLUORULUI ASUPRA ORGANISMULUI UMAN

Magnitudinea efectelor fluorului asupra organismului uman depinde de concentratia fluorului in apa potabila si de aportul zilnic total (din apa, dieta, produsi fluorurati pentru utilizare topica si/sau sistemica, etc), precum si de durata expunerii la fluor.

Ingestia de apa natural fluorizata de catre milioane de oameni din intreaga lume la concentratii uneori superioare celor recomandate de autoritatiile de sanatate publica, a creat o oportunitate fara precedent pentru studiul efectelor pe termen lung ale fluorului asupra sanatatii umane.

Deoarece de-a lungul timpului au fost emise diverse ipoteze privind implicarea fluorului in cresterea mortalitatii, in cresterea incidentei cancerului sau in etiologia altor boli, este necesara precizarea concluziilor precizate in literatura de specialitate ca urnare a verificarii acestor ipoteze.

Desi nu au fost testate inaintea inceperii fluorizarii apei potabile toate aspectele relatiei fluor - sanatatea umana, studiile efectuate ulterior au furnizat dovezi suficiente privind lipsa de riscuri pentru organismul uman in cazul fluorizarii apei potabile cu pana la 1,2 ppm/l.

IMPLICAREA FLUORULUI IN CRESTEREA MORTALITATII

Nu a putut fi demonstrata nici o legatura intre consumul de apa natural sau artificial fluorizata si moartea prenatala a copiilor.

IMPLICAREA F IN CRESTEREA PREVALENTEI CANCERULUI

In urma acestor studii Serviciul de Sanatate Publica al S.U.A., a prezentat urmatoarea concluzie privind riscul la cancer:

"Fluorizarea optima a apei potabile nu produce la oameni un risc detectabil la cancer."

IMPLICAREA F IN CRESTEREA PREVALENTEI MALFORMATIILOR CONGENITALE

Studiile efectuate in Marea Britanie si S.U.A. nu au putut demonstra o astfel de relatie.

IMPLICAREA F IN CRESTEREA RISCULUI LA FRACTURI

Ca o concluzie comuna a studiilor legate de acest subiect se poate spune ca, desi fluorul din apa potabila (in concentratie de 1 ppm/l) nu exercita un efect protector la nivelul sistemului osos, nu poate fi insa nici asociat cu cresterea incidentei fracturilor.

INTERFERENTA F CU PROCESELE DE CRESTERE SI DEZVOLTARE

S-au facut multe presupuneri cu privire la implicarea consumului de apa fluorizata in intarzieri ale cresterii si dezvoltarii copiilor.

Concluzia a fost aceea ca nu exista diferente semnificative din punct de vedere medical intre copiii ce consuma apa cu si fara fluor.  

TOXICITATEA FLUORULUI

Fluorul, ca si multe alte substante, este benefic in cantitati mici, si toxic daca este ingerat in cantitati mari. Aceasta proprietate a raspunsului in functie de doza este cunoscuta din punct de vedere famaceutic drept relatie doza-efect.

"Doza toxica probabila" este definita ca fiind doza limita ce poate cauza semne si simptome sistemice importante ce pot pune in pericol viata individului, si care necesita administrarea imediata a unui tratament de urgenta si spitalizare.

Intoxicatia acuta cu fluor este foarte rara, dar ingestia continua de doze mari de fluoruri naturale duce la aparitia simptomelor de intoxicatie cronica, respectiv la modificari ale oaselor si dintilor.

Este dificil de definit exact nivelul la care aportul de fluor devine toxic. Exista persoane care sustin ca patarea smaltului (fluoroza dentara) este primul semn de toxicitate, in timp ce la limita spectrului de toxicitate se afla pacientii cu osteopoza, care tolereaza ingestia unor cantitati relativ ridicate de fluor (peste 50 mg F/zi de-a lungul mai multor luni de zile) fara a prezenta efecte adverse.

Pentru adulti, otravirea acuta, fatala, se produce in urma ingestiei unor cantitati de fluor cuprinse intre 2 si 5 g F (5 - 10 g NaF; intre 32 si 64 mg F/kg corp), si duce la deces intr-un interval de 2 - 4 ore, daca nu se acorda imediat primul ajutor.

Pornind de la aceasta limita minima - 32 mg F/kg corp, pentru un copil de 10 kg (intre 12 si 18 luni), doza acuta, fatala, este de 0,32g (320 mg F).

Pentru un copil de 3 ani doza fatala este de 435 mg F, decesul survenind in aproximativ 3 ore.

Totusi, la copii moartea poate surveni si in urma ingestiei de doze mai mici de fluor - 15 mg F/kg corp, sau chiar 5 mg F/ kg corp.

In aceste conditii cunoasterea antitatii totale de F din toate produsele comercializate, atat din cele pentru utilizare sistemica (flacoane cu tablete), cat si din cele pentru aplicatii topice (solutii, geluri, paste de dinti, etc.).

Dozele subletale sunt asociate cu efecte nespecifice cum sunt: varsaturile, durerile abdominale, diareea si convulsiile.  

Pentru adulti, senzatia de greata apare la cateva ore dupa ingestia unei doze unice de 80 mg F, iar varsaturile - dupa ingestia a 143 mg F.

Primul ajutor in cazul unei supradoze de fluor consta in administrarea de vomitive si a unei substante care leaga fluorul, laptele fiind de obicei cel mai disponibil.

Fluoroza scheletala mutilanta poate aparea dupa ingestii zilnice, pe perioade de 10 - 20 de ani, de doze de 10 - 20 mg F/zi .

Modificari ale tesutului osos vizibile radiologic (osteoscleroza) apar dupa consumul zilnic, pe perioada intregii vietii, a apei potabile ce contine fluor in concentratii cuprinse intre 8 si 14 ppm F/l..

Fluoroza dentara apare dupa consumul zilnic, pe perioada de dezvoltare a dintilor (pana la varsta de 8 ani), a unei doze de 0,1 mg F/kg corp/zi.

Agentii fluorurati topici si sistemici sunt siguri si inofensivi daca sunt utilizati strict conform prospectului sau indicatiilor medicului.

In vederea prevenirii intoxicatiilor acute cu fluor, administrarea sistemica si topica de fluor trebuie sa fie limitata si controlata.