Как фтор влияет на патологические процессы в организме человека?

Фтор является важным микроэлементом, который обеспечивает нормальный рост и развитие организма, течение процессов обмена в нем. Фтор обеспечивает эффективное замещение иона гидроксида в костной, а также мягких неминерализованных тканях. На сегодняшний день мнения экспертов относительно того, насколько значимым является этот биоэлемент для человеческого организма, разнятся. Сделав анализ современных научных данных, можно увидеть, что существует две позиции относительно того, как фтор влияет на организм человека. Если в окружающей среде соединения фтора содержатся в чрезмерном количестве, то воздействие на организм будет токсическим. С другой же стороны данный микроэлемент необходим организму, чтобы он мог нормально развиваться. Также нужно подчеркнуть, что главный резервуар фтора в человеческом организме – это зубная эмаль, а также микроэлемент содержат слюна и слизистая оболочка.

Зачем нужен фтор?

Данный микроэлемент получил свое название от слова «фторос», которое с греческого языка переводится как «разрушительный». Данный элемент периодической системы Д. И. Менделеева и его соединения крайне важны для промышленности, без него невозможны производство редких и цветных металлов и химическая промышленность.

Небольшое содержание фтора полезно для организма, но если его концентрация становится высокой, то наносится большой вред, развиваются тяжелые заболевания.

Из-за химической активности фторид иона его физиологическая активность выше, если сравнивать с другими элементами. Даже низкие концентрации ионов фтора могут угнетающе воздействовать на процессы ферментации, вступать в действие с органическими и неорганическими соединениями в организме, что важно для физиологии человека.

Организм получает фтор из таких основных источников: питьевая вода, продукты питания, пыль и газообразные соединения, которые человек вдыхает. Фтор после вдыхания газов и пыли быстро и практически полностью всасывается в легкие. В организме он преимущественно накапливается в костных тканях. В плазме крови микроэлемент присутствует постоянно в концентрации 0,14-0,19 мг/л. Было доказано, что материнское молоко имеет практически такое же содержание фтора, как и плазма крови (0,1-0,2 мг/л).

Значение фтора для здоровья зубов

Основной функцией микроэлемента можно назвать воздействие на компоненты зубов и костей. Действие фтора изначально коррелирует со снижением костной резорбции, а уже потом – с минерализацией и формированием новой костной ткани. Фтор накапливается в зубах, очень важен для процесса образования костей, дентина и зубной эмали. Микроэлемент содержится в зубах в объеме 246-560 мг/кг. Наибольший объем формируется на эмали, а наименьший содержат внутренние слоя дентина. С возрастом происходит увеличение фтора в зубах и костной ткани.

Микроэлемент является избирательным к твердым тканям, активно участвует, когда начинает их минерализация, имеет схожесть с белком матрикса эмали, могут формироваться центры кристаллизации, присоединяясь к эмалям зачатка зуба.

В то время, когда организм не получает фтор в требуемом количестве, возможны задержки роста и уменьшение продолжительности жизни. По мнению ученых, если концентрация вещества в питьевой воде больше 1,5 мг/л, существуют высокие риски развития флюороза. Если же данный показатель выше 2 мг/л, то возможно развитие 1-2 степени данного заболевания у 30-40 % населения, а при концентрации фтора выше 10 мг/л высока вероятность развития таких состояний, как полиневрит и флюороз скелета. Для детей грудного и раннего возраста характерны такие явления, как замедление роста, задержка прорезывания зубов, развитие кариозных процессов на молочных зубах. Это все чаще диагностируется у детей школьного возраста.

Если организм не получает фтор в достаточном количестве, то начинается развитие остеопороза и кариеса зубов. Именно поэтому требуется, чтобы микроэлемент поступал в организм в оптимальном количестве. Считается, что кариозное поражение зубов – важный маркет гипофтороза.

В процессе лечения и профилактики кариеса у взрослых и детей современная стоматология использует зубные пасты и гели с фтором в качестве дополнительных источников поступления микроэлемента в организм. Для лечения остеопороза и остеосклероза назначаются медикаментозные фторсодержащие препараты. Если в регионе питьевая вода и продукты питания содержат недостаточное количество микроэлемента, то проводится фторирование.

Содержание фтора в окружающей среде

Всем известно, что соединения фтора оказывают негативное воздействие на органы и системы человека. Многочисленные исследования подтверждают, что флюроз (хроническая фтористая интоксикация) чаще всего развивается у людей и животных в определенных природно-климатических зонах, где фтор содержится в грунте и воде в количестве, которые значительно превышают нормативные показатели. Если в организм фтор попадает с питьевой водой в течение длительного времени в чрезмерном количестве, то начинает развиваться флюроз.

Важно знать, что если фтор содержится в питьевой воде в количестве 0,7-1,2 мг/л, то она имеет противокариесные свойства, а если его содержание – 1,2-1,5 мг/л, то воздействие на зубы будет негативным. В количестве 8 мг/л фтор может поражать скелет.

Оценив результаты исследования географического распространения флюроза и кариеса зубов, можно сказать, что на степень распространения заболевания влияет не только содержание фтора в питьевой воде. Воздействие оказывают и другие факторы: особенности климата, рацион, факторы социального характера, иммунитет и др.

Фтор – микроэлемент, без которого невозможны биохимические и физиологические процессы в организме, но если он поступает в организм в высоких концентрациях, то его влияние на органы и системы будет негативным. Та концентрация фтора, которая нужна организму, очень близка к концентрации, при которой воздействие микроэлемента будет токсическим. Также нужно отметить, что большое скопление фтора в питьевой воде, грунте, растительной среде во многом обусловлена использованием фосфатных удобрений и пестицидов при проведении сельскохозяйственных работ. Фтор в большом количестве попадает в грунт вместе апатитами и фосфоридами. Так, с каждой тонны фосфатов, которые требуются растениям, в грунт поступает в среднем 160 кг фтора. При этом грунт и вода загрязняются, происходит накопление микроэлемента в злаках и овощах. Некоторую долю фтора закрепляют компоненты фтора, а вода вымывает их из легкого грунта. Также нужно подчеркнуть, что легкорастворимые удобрения с фтором и осадки сточных вод способствуют тому, что происходит интенсивная биоаккумуляция почвенного фтора.

Распространение микроэлемента в природе составляет 0,027-0,032 % земной коры. Именно почва содержит фтор в наибольшем количестве (3-320 мг/кг). По мере углубления содержание увеличивается.

Главный источник фтора – природные воды. Содержание в них микроэлемента определяется поверхностными и глубинными пластами.

Содержание фтора в пище

Продукты питания содержат фтор в значительно меньшем количестве, если сравнивать с водой. Сегодня в рационе современного человека намного меньше ценных продуктов. Организм детей получает очень мало основных питательных веществ. Снизилось количество полноценных белков, витаминов А, В, С, а также пищевая калорийность. Организм недополучает ценные минеральные вещества, которые крайне важны для образования зубов, костей, тканей растущего организма. Но пищевые продукты характеризуются наличием широкого спектра содержания фтора. Индивидуальное потребление фторидов также отличается.

Проведенные исследования подтверждают, что в сутки в организм человека должно поступать 1,8 мг фтора. Как правило, в обычном рационе содержание микроэлемента составляет 0,25-0,35 мг. При этом во многих продуктах питания содержание фтора – не более 100 мкг/100г. Так, в свежем молоке средняя концентрация фтора составляет 0,1 мг/л, в свежей рыбе – 0,5 мг/кг. Продукты питания растительного происхождения имеют разное количество микроэлемента: шиповник – 0,6 мг/кг, клюква – 0,14 мг/кг, свежие грибы – 0,047 мг/кг, сухие грибы – 0,75 мг/кг, что обусловлено присутствием фтора в почве.

В сутки организм человека с пищей получает фтор в таких количествах: взрослые – 0,3-1,8 мг, дети в возрасте 1-3 лет – 0,4-0,8 мг, дети в возрасте 10-12 лет – 0,9-1,7 мг.

Механизм поступления фтора в организм и его порядок выведения

В человеческий организм микроэлемент преимущественно попадает через пищу. Фтор начинает адсорбироваться в желудке, всасывается в большей мере в тонком кишечнике. Скорость данного процесса определяется тем, в каком количестве фториды поступили в организм, а также это зависит от растворимости, особенностей питания и физического состояния организма. Всасывание фтора, содержащегося в воде, составляет 90-97 %, в пище – на 20 % меньше.

Всасывание фтора, который человек вдыхает, происходит из легких. Если фториды действуют на человека в условиях производства или в случае экспериментального флюороза, то это может быть основным источником поступления фтора в организм. Приблизительно 25 % микроэлемента, который поступил в организм из легких, задерживается и распределяется по скелету, проникает в мягкие ткани, а большая часть оседает в костном скелете.

Выведение фтора из организма (до 90 %) осуществляется клубочковой фильтрацией почками.

В моче фтор после приема перорально выявляется уже через 2 минуты, а через 3-4 часа его содержание может достигать 30 % от поступившего объема. На степень выведения микроэлемента с мочой влияют такие факторы: возраст, пол, доза фторидов и другие факторы.

Фтор в организме накапливается довольно медленно. Задержка вещества зависит от того, какой объем фтора поступает, а какой – уже накопился в скелете. Его количество значительно уменьшается при почти полном насыщении костной ткани. Процесс выведения основного объема фтора из костной ткани в среднем длится 10-12 лет.

Фторирование воды и соли

Принимая во внимание особенности региона, проводя целенаправленные исследования и реализуя различные мероприятия, многие государства успешно решают проблему дефицита фтора, который поступает в организм человека из продуктов питания, питьевой воды, почвы, воздуха, а также вследствие техногенных загрязнений. Различные превентивные мероприятия позволяют решать данную проблему. Главную роль в этом играет фторирование питьевой воды и продуктов питания. Не менее важно контролировать объем втора, который поступает в организм человека, определить его безопасное содержание в пищевых продуктах, частоту их употребления.

На сегодняшний день в программах по фторированию воды и соли участвует более 39 государств. Также требуется фторирование молока, потому что данный продукт нужен в первые годы жизни малыша.

Для стран Латинской Америки фторирование соли – стратегическое направление в профилактике кариеса зубов. Такой выбор был сделан потому, что имеются сложности с водообеспечением, а вода при централизованном водоснабжении характеризуется низким качеством. Кроме того, фторирование соли – дешевый и эффективный метод.

Только по приблизительным подсчетам более 220 млн жителей планеты пьет фторированную воду. Это не зависит от их социально-экономического положения и уровня дохода. Использование питьевой воды, которая насыщена фтором, уменьшает интенсивность развития кариозного процесса.

На сегодняшний день практически не изучено действие фтора на другие органы и ткани организма. В некоторых работах указано, что чрезмерное количество микроэлемента в организме негативно влияет на работу щитовидной железы. Также можно увидеть указание о том, что нарушается работа нервной системы, если питьевая вода содержит 1,5 мг/л фтора. Таким образом, фтор и его соединения в больших количествах несут вред организму.