Fluor: care sunt efectele sale asupra sănătății? Simptomele de deficiență și exces + fapte interesante

FLUOR: Ce trebuie să știm despre el? Care este importanța lui în organism?

Caracteristicile de bază ale fluorului

Fluorul este un element chimic nemetalic. Nu numai că este abundent în natură, dar este, de asemenea, unul dintre oligoelementele prezente în corpul uman și este important pentru menținerea sănătății.

Are simbolul chimic F. Acesta este derivat din cuvântul latin fluorum.

Fluorul este denumit astfel după mineralul fluorit, care este principala sursă naturală de fluor. Partea "fluo" a cuvântului înseamnă "a curge" în latină și se referă la utilizarea practică a fluoritului - acesta era adăugat la minereurile metalice pentru a le scădea punctul de topire.

Fluorul este un element din grupa 17 a tabelului periodic al elementelor chimice și se găsește în perioada 2.

Face parte din grupul de elemente numite halogeni, care include și clorul, bromul și iodul. Grupul a fost denumit astfel datorită capacității elementelor sale de a forma săruri (din grecescul hals - sare, gennaó - formez).

La presiune și temperatură standard, fluorul este un gaz galben palid cu un miros iritant. La temperaturi mai scăzute, se transformă într-un lichid galben.

Dintre halogeni, este cel mai ușor element și are cea mai mare electronegativitate. Datorită electronegativității sale ridicate, este cel mai reactiv element dintre toate elementele din tabelul periodic.

Reacționează cu aproape toate elementele (cu excepția argonului, neonului sau heliului) și, de asemenea, cu majoritatea substanțelor anorganice și organice.

Fluorul este, de asemenea, cel mai puternic agent oxidant. Reacționează cu multe metale și le acoperă cu un strat de fluorură.

La fel ca și alți halogeni, fluorul apare sub forma unei molecule diatomice numite F2.

Un rezumat tabelar al informațiilor chimice și fizice de bază despre fluor

Fluorul a fost descoperit pentru prima dată în compusul său, acidul fluorhidric. Cu toate acestea, reactivitatea excesivă a fluorului le-a provocat descoperitorilor săi dificultăți considerabile în izolarea acestuia din compuși până la obținerea unui element pur.

Abia în 1886, chimistul francez Henri Moissan a reușit să izoleze fluorul elementar prin electroliză la temperaturi scăzute.

Henri Moissan a primit Premiul Nobel pentru chimie pentru izolarea fluorului elementar.

Fluorul este un element relativ răspândit, fiind prezent în mod natural în atmosferă, în sol, în apă, în rocile de origine vulcanică, precum și în plante și animale.

Este al treisprezecelea cel mai abundent element de pe Pământ și reprezintă 0,06-0,09% din greutatea scoarței terestre.

Cele mai mari concentrații de fluor se găsesc în zonele bogate în minerale de fluor, în zonele vulcanice, în zonele industriale în care compușii de fluor sunt eliberați în mediul înconjurător (arderea cărbunelui, prelucrarea minereurilor) sau chiar în locurile în care se produc și se utilizează îngrășăminte.

Fluorul se găsește în toate apele naturale, inclusiv în apa de mare. Conținutul său în apa de mare este de câteva ori mai mare decât în apa dulce.

În mod natural se găsește numai sub formă de compuși, fiind legat în molecule sub forma fluorurii anorganice F-. Nu se găsește sub formă liberă din cauza reactivității sale ridicate.

Printre mineralele care conțin fluor se numără fluoritul (CaF2) menționat mai sus, precum și criolitul (Na3AlF6), fluorapatita (Ca5(PO4)3F), topazul, lepidolitul și mica.

Fluorul elementar sau compușii săi sunt utilizați în prezent în numeroase domenii.

De exemplu:

• Ca agent auxiliar pentru scăderea punctului de topire sau a vâscozității în prelucrarea metalelor (aluminiu sau fier).
• Pentru curățarea metalelor, lustruirea sau gravarea sticlei.
• Pentru a produce teflon sau fluorură de uraniu (utilizată în industria energiei nucleare)
• Ca agent frigorific în frigidere, aparate de aer condiționat sau extinctoare (utilizarea în acest scop este deja restricționată din cauza contribuției lor la epuizarea stratului de ozon)
• Ca aditiv pentru apa potabilă - fluorizarea apei
• Ca aditiv în pastele de dinți
• Pentru fabricarea anumitor medicamente

Care este funcția fluorului în organism?

Fluorul este un oligoelement important pentru organismul uman. Deși este prezent în cantități relativ mici în organism, este esențial pentru buna funcționare a mai multor procese fiziologice.

În organism, fluorul se găsește numai sub formă de ion. Este vorba de anionul fluorură anorganică F-. Prin urmare, compușii de fluor se numesc fluoruri.

Cea mai importantă funcție biologică a fluorurii este menținerea sănătății dinților și a oaselor.

Acesta se acumulează în țesuturile dure ale organismului, adică în oase și dinți, unde, împreună cu calciul și fosforul, formează cristale de minerale fluorapatită sau fluorohidroxiapatită.

Este vorba despre procesul de mineralizare care face ca aceste țesuturi să fie suficient de rezistente și dure.

În acest sens, fluorul îndeplinește următoarele funcții:

• Este un element cheie în dezvoltarea dinților, deoarece ajută la creșterea și formarea acestora.
• Acționează ca un agent preventiv împotriva cariilor dentare.
• Este utilizat în tratamentul cariilor dentare, deoarece poate încetini sau inversa progresia leziunilor carioase existente.
• Formează un strat protector pe suprafața dinților, reducând astfel nivelul efectelor nocive ale acizilor din alimente sau ale acizilor produși de bacteriile prezente în cavitatea bucală.
• Este important pentru menținerea rezistenței și fermității dinților și a smalțului dentar.
• Contribuie la îmbunătățirea densității și durității osoase, făcând oasele mai puternice și mai stabile.

Cum acționează fluorul în prevenirea cariilor dentare?

Efectul fluorurii în menținerea sănătății și rezistenței dinților poate fi explicat prin trei mecanisme:

1. promovează mineralizarea dinților
2. previne demineralizarea dinților
3. încetinește creșterea bacteriilor și reduce efectul acestora

Dinții și smalțul dentar sunt supuși unor procese recurente și constante de demineralizare (eliberarea de minerale din țesuturile dentare) și remineralizare (redepunerea de minerale în țesuturile dentare) în timpul creșterii și dezvoltării, precum și pe parcursul vieții unei persoane.

Demineralizarea determină o reducere a rezistenței și a forței smalțului dentar și poate duce la apariția cariilor dentare.

Bacteriile prezente în cavitatea bucală joacă un rol important în demineralizare. Bacteriile metabolizează zahărul și produc acid lactic.

Atunci când pH-ul salivei scade sub valoarea critică de 5,5, începe procesul de demineralizare și pot apărea cariile dentare.

Demineralizarea eliberează din smalț mineralul hidroxiapatită Ca10(PO4)6(OH)2. Acesta este cel mai important element constitutiv al țesuturilor dentare dure și asigură rezistența și duritatea acestora.

În cazul în care fluorul este prezent în cavitatea bucală, acesta se leagă de suprafața cristalelor de smalț și le protejează împotriva dizolvării. Astfel, poate reduce rata de eliberare a mineralului, adică poate preveni demineralizarea.

Ulterior, atunci când pH-ul crește peste o valoare critică, fluorul declanșează procesul de remineralizare. Acesta este absorbit în smalț și contribuie la formarea mineralului fluorohidroxiapatită.

Remineralizarea este un proces de refacere. Acesta poate avea loc numai dacă în salivă sunt prezente cantități suficiente din substanțele necesare. Una dintre aceste substanțe este fluorul.

Efectul principal al fluorurii este local. Este foarte important ca aceasta să fie prezentă în salivă în concentrație suficientă.

Atunci când ciclurile de demineralizare și remineralizare se repetă, părțile exterioare ale smalțului dentar se pot modifica în timp și pot deveni mai rezistente la mediul acid. Acest lucru se datorează faptului că valoarea critică a pH-ului pentru cristalele nou formate este redusă (de exemplu, până la pH 4,5).

Un al treilea mecanism prin care fluorul ajută la menținerea sănătății dinților este efectul său asupra bacteriilor orale - efectul său antibacterian.

Există mai multe bacterii care cauzează cariile dentare. Cea mai importantă dintre acestea este Streptococcus mutans.

Fluorul poate acționa asupra celulelor bacteriene. Acesta inhibă sistemele lor enzimatice, afectează permeabilitatea membranelor celulare sau reduce cantitatea de acid produsă de bacterii.

În acest caz, este vorba, așadar, de un efect indirect asupra demineralizării țesuturilor dentare.

Rolul fluorurii în organism

Principalele surse de fluor pentru organism sunt apa potabilă și alimentele. Cea mai mare parte a fluorurii intră în organism prin intermediul tractului digestiv.

Cu toate acestea, fluorul poate pătrunde în organism și prin inhalare sau prin contact cu pielea.

Cele mai frecvente expuneri la fluorură se produc prin consumul de alimente, băutură, utilizarea de produse care conțin compuși de fluor, cum ar fi pasta de dinți, coloranții, pesticidele sau activitățile de prelucrare a metalelor sau a sticlei.

Absorbție

Fluorul ingerat în alimente sau în apa de băut este absorbit relativ rapid și într-o mare măsură în tractul digestiv. Până la aproape 90 % din cantitatea totală de fluor din alimentele ingerate este absorbită în stomac (minoritar) și în intestinul subțire (majoritar).

Fluorul din alimentele ingerate reacționează cu conținutul acid din stomac. Ulterior, acesta este absorbit în principal sub formă de fluorură de sodiu, fluorură de hidrogen sau acid fluorosilicicicic.

Partea de fluorură care nu este absorbită în tractul gastrointestinal este excretată în fecale (aproximativ 10 %).

Absorbția fluorurii poate fi afectată de un aport alimentar suplimentar concomitent.

De exemplu, calciul, aluminiul sau magneziul determină o reducere semnificativă a absorbției unor compuși de fluorură, deoarece formează cu fluorura complexe insolubile și greu de absorbit.

Distribuție

Prin absorbția din tractul gastrointestinal, fluorul intră în fluxul sanguin și este distribuit de sânge către locurile necesare.

În sânge, fluorul se leagă de proteinele plasmatice. Acesta atinge cea mai mare concentrație în sânge la aproximativ 20-60 de minute după ingestie.

Cantitatea de fluor din corpul unui adult este de aproximativ 3 mg. Aproape toată cantitatea (99 %) este concentrată în țesuturile dure mineralizate - oase și dinți. Restul de 1 % se depune în țesuturile moi.

Atunci când aportul de fluor este excesiv, acesta începe să se depună în cantități mai mari în țesuturile moi.

Mai mulți factori influențează conținutul total de fluor din organism, printre care se numără echilibrul acido-bazic, compoziția sângelui, activitatea hormonală, funcția renală, factorii genetici, dieta, activitatea fizică și chiar altitudinea.

Fluorul este, de asemenea, capabil să traverseze placenta. Cantitatea care trece prin placentă depinde de cantitatea de fluor din sângele mamei. Cu cât cantitatea este mai mare, cu atât mai mare este proporția de fluor în placentă.

Concentrația din placentă este de aproximativ 60% din concentrația totală de fluorură din sângele mamei.

În cazul în care concentrația de fluor în sângele mamei crește semnificativ, placenta poate acționa ca o barieră. Aceasta împiedică trecerea unor cantități excesive de fluor la făt, protejându-l astfel de concentrațiile ridicate.

Fluorul trece, de asemenea, în laptele matern în cantități mici.

Excreție

Fluorul este excretat din organism în principal prin rinichi. Aceasta înseamnă că este excretat în urină.

Deoarece concentrația de fluor în sânge nu este reglată prin procesul de homeostazie, rinichii sunt principalul organ responsabil pentru reglarea și menținerea nivelurilor fiziologice de fluor în corpul uman.

Bolile sau diversele tulburări ale funcției renale duc la reținerea fluorurii în organism și, prin urmare, la o creștere a nivelului de fluorură.

O proporție nesemnificativă de fluorură este eliminată și prin transpirație, salivă sau fecale.

Care este doza zilnică recomandată de fluorură?

Recomandările privind aportul zilnic mediu de fluor nu au fost stabilite din cauza lipsei de date.

Cu toate acestea, Autoritatea Europeană pentru Siguranța Alimentară publică valori pentru un aport adecvat de fluor. Un aport adecvat este o valoare medie bazată pe observații. Se presupune că este adecvat pentru nevoile populației.

În plus, există, de asemenea, o limită superioară a aportului de fluorură care este încă tolerabilă pentru oameni. Această limită reprezintă aportul zilnic maxim de fluorură pe termen lung, din toate sursele, la care nu există niciun risc de efecte adverse asupra sănătății.

Rezumat tabelar al aportului zilnic adecvat și al limitei superioare a aportului de fluorură în funcție de vârstă

Alimente și alte surse de fluor

Deși fluorul este o parte importantă a vieții noastre de zi cu zi, consumăm zilnic doar cantități relativ mici de fluor.

Apa potabilă este sursa celei mai mari părți a fluorurii pentru organismul nostru. Fluorul este prezent în mod natural în apa potabilă. În prezent, concentrația de fluor din apă este crescută în mod deliberat prin adăugarea de fluorură. Acest lucru se numește fluorizarea apei.

Pe lângă apa potabilă, cantitatea totală de fluorură pe care o persoană o ingerează în timpul zilei include și fracțiuni din alimente sau alte produse pe care le utilizează zilnic.

Conținutul de fluor din alimente este de obicei scăzut (mai puțin de 0,05 mg/100 g) și doar 0,3-0,6 mg contribuie la aportul zilnic total de fluor.

Printre alimentele mai bogate în fluor se numără, de exemplu, ceaiurile, carnea tocată de pui care conține oase măcinate, conservele de carne, peștele de mare (mai ales dacă este consumat cu oase, de exemplu sardinele), cerealele, sucurile de fructe (în special sucul de struguri), laptele sau alimentele pentru copii.

Dintre plante, arborele de ceai (arborele de ceai chinezesc) este o sursă bună de fluor. Fluorul este concentrat în principal în frunzele sale. Cu cât este mai acid solul pe care crește planta, cu atât mai mult fluor se acumulează în ea.

Consumul de medicamente, suplimentele alimentare, utilizarea pastelor de dinți cu fluor sau a altor produse de igienă orală (ape de gură, spume, geluri, lacuri, produse dentare profesionale etc.) contribuie, de asemenea, la aportul zilnic total de fluor.

Printre alimentele care pot interfera potențial cu nivelurile de fluor în organism se numără, de exemplu, clorurile, prezente în special în sarea de masă. Un aport scăzut de cloruri reduce rata de excreție a fluorurii de către rinichi și, prin urmare, crește retenția acestuia în organism.

În plus, o dietă bogată în proteine din carne determină o retenție mai mare de fluorură.

Compușii de calciu, aluminiu sau magneziu menționați mai sus sunt, de asemenea, responsabili de o reducere semnificativă a absorbției fluorurii.

Fluorizarea apei și a alimentelor - care este semnificația?

Fluorurarea apei sau a altor alimente este procesul de adăugare deliberată de fluor în cantități controlate pentru a crește concentrația acestuia în aceste produse.

Scopul acestei măsuri este de a asigura un aport sistematic de fluor în rândul populației, fără a fi nevoie să se controleze în mod activ acest aport. Este, de asemenea, o încercare de a se asigura că fluorul este absorbit la nivelurile necesare pentru a menține sănătatea și pentru a preveni consecințele unei eventuale deficiențe asupra sănătății.

Fluorizarea apei a fost introdusă pentru prima dată în 1945 în SUA și este încă practicată în multe țări din întreaga lume.

Introducerea fluorizării apei a dus la o reducere semnificativă a prevalenței cariilor dentare în rândul populației, atât la nivelul dinților de lapte, cât și la nivelul dinților permanenți. Prin urmare, este o măsură preventivă eficientă împotriva cariilor dentare la copii și adulți.

Este important ca, atunci când se fluorizează apa, nivelul de fluorură să nu fie depășit în așa măsură încât să apară toxicitate și efecte secundare.

Prin urmare, concentrația optimă de fluorură în apa potabilă este stabilită între 0,8 și 1,5 mg/l (în Europa).

Pe lângă fluorizarea apei, se folosesc și metode alternative, cum ar fi adăugarea de fluor în lapte sau în sarea de masă.

Aceste metode sunt utilizate într-o măsură mai mică, în principal în zonele în care serviciile stomatologice sunt limitate sau în care fluorizarea apei publice nu este posibilă.

Fluorizarea a fost mult timp subiectul multor controverse, în special din cauza asocierii sale cu apariția unor efecte negative asupra organismului uman. De-a lungul anilor, ea și-a găsit numeroși oponenți.

Unele studii au arătat că aportul excesiv de fluor în cazul copiilor contribuie la efecte negative asupra dezvoltării creierului acestora. Și din acest motiv, fluorizarea trebuie să respecte cu strictețe limitele de concentrație stabilite.

Fluorul în pastele de dinți sau ca supliment alimentar

Succesul pe care l-a avut fluorizarea apei în reducerea incidenței cariilor dentare și în încetinirea progresiei leziunilor carioase existente a dus la dezvoltarea a numeroase produse care conțin fluorură.

Printre acestea se numără suplimente alimentare, paste de dinți, ape de gură sau produse dentare profesionale, cum ar fi spume, geluri, lacuri și altele.

Prima pastă de dinți care conține fluor, mai exact fluorură de sodiu, a fost produsă în 1955.

Aceste produse contribuie, de asemenea, în mod semnificativ la cantitatea totală de fluorură care este absorbită zilnic în organism.

Prin urmare, utilizarea simultană a acestora și consumul de apă fluorurată ridică probleme în ceea ce privește depășirea limitelor zilnice admise.

Copiii sunt deosebit de expuși riscului în această privință.

Copiii prezintă un risc crescut de a înghiți pasta de dinți atunci când se spală pe dinți. Se estimează că copiii cu vârsta sub 6 ani înghit aproximativ 0,3 mg de fluor din pasta de dinți de fiecare dată când se spală pe dinți.

Prin urmare, se recomandă ca părinții să își supravegheze copiii atunci când își spală dinții.

Ar trebui utilizate paste de dinți cu un conținut mai mic de fluor. Trebuie aplicată o cantitate mică pe periuța de dinți, de mărimea unui bob de orez pentru copiii mici sub 3 ani și de mărimea unui bob de mazăre pentru copiii mai mari cu vârste cuprinse între 3 și 6 ani.

Utilizarea suplimentelor de fluor este de obicei recomandată pentru copiii cu risc ridicat de carii dentare sau ca o alternativă atunci când este disponibilă doar apă nefluorurată.

În prezent, fluorul este disponibil pe piață doar ca parte a unor produse cu mai multe ingrediente - suplimente multivitaminice sau minerale.

Cum se manifestă deficiența și excesul de fluorură?

Atunci când deficiența de fluor este severă sau prelungită, nivelurile de fluor în organism scad.

Până în prezent, singura consecință cunoscută a acestei carențe este un risc crescut de carii dentare la persoanele de orice vârstă.

În schimb, nivelurile ridicate de fluorură sunt mult mai frecvent întâlnite.

Nivelurile ridicate de fluorură sunt mai frecvente.

Excesul de fluor în organism este cauzat de aportul unor doze mari de fluor, cel mai adesea dintr-o combinație necontrolată de surse diferite - apă potabilă, suplimente alimentare, pastă de dinți și produse de igienă orală.

Nivelurile ridicate de fluorură sunt periculoase pentru organism. Aceasta provoacă o serie de simptome adverse și poate duce la toxicitate.

Copiii și persoanele cu hipersensibilitate cunoscută la fluorură și la compușii săi sunt expuse riscului de toxicitate.

Până la 80% din cazurile de toxicitate cu fluor sunt observate la copiii cu vârsta sub 6 ani, din cauza ingestiei de pastă de dinți sau de alte produse de igienă orală.

Cea mai mică doză de fluorură la care se pot observa deja efecte adverse acute este de 5 mg/kg greutate corporală.

Cele mai frecvente simptome de toxicitate acută includ:

• Salivație excesivă
• Greață și vărsături
• Dureri abdominale
• Diareea
• Respirație superficială și bătăi slabe ale inimii
• Transpirație
• Slăbiciune generală și tremurături
• Crampe

Efectele adverse ale fluorurii asupra tractului digestiv se datorează formării și acțiunii acidului fluorhidric.

Durerile de cap, oboseala, mâncărimile, slăbiciunea și amorțeala membrelor apar mai rar. În cazul intoxicațiilor grave, apar leziuni tisulare, probleme respiratorii și cardiace.

Un nivel de fluorură în sânge de 9,1 mg/l este considerat că nu mai este compatibil cu viața.

În plus față de simptomele de mai sus, nivelurile ridicate de fluorură provoacă o serie de alte tulburări care nu sunt de obicei vizibile cu ochiul liber.

În sânge, ionii de fluorură eliberați se combină cu calciul și, în exces semnificativ, provoacă o scădere a nivelului de calciu - hipocalcemie.

În doze mari, fluorul stimulează funcția osteoblastelor (celule care descompun țesutul osos) și, la rândul său, inhibă funcția osteoclastelor (celule care construiesc țesutul osos).

De asemenea, provoacă o încetinire a multor sisteme enzimatice.

Consumul cronic, adică pe termen lung, de doze mari de fluor în organism duce la dureri articulare, îngroșarea și creșterea densității osoase.

Fluoroza ca o consecință gravă a excesului de fluorură

Cea mai gravă consecință a supradozajului cronic de fluorură este apariția fluorozei dentare.

Aceasta este o tulburare de dezvoltare a smalțului dentar care apare în perioada de formare a smalțului dentar și este cauzată de expunerea sistemică excesivă la fluor în primii șase-opt ani de viață.

Astfel, fluoroza dentară afectează copiii. Odată ce dezvoltarea dinților este completă, fluoroza nu se mai dezvoltă, chiar și cu niveluri ridicate de fluor în organism.

Smalțul afectat conține mai multe proteine, este mai poros și mai puțin transparent în comparație cu dinții sănătoși.

Forma inițială a fluorozei dentare se manifestă prin apariția unor mici pete sau pete opace pe smalț.

În forma mai avansată până la severă, petele sunt mai mari și mai pronunțate și sunt colorate în galben sau maro deschis. Linii orizontale albe și înguste străbat dinții. Smalțul este deformat, poros și chiar pierdut.

În cazul dentiției deciduale, fluoroza se întâlnește cel mai adesea pe molari sau pe dinții oculari. În cazul dentiției permanente, apare pe molari și pe dinții din față.

Prin urmare, fluoroza dentară este, într-un fel, o problemă estetică.

Cazurile severe de supradozaj cronic de fluor poate duce, de asemenea, la fluoroză osoasă. Aceasta se dezvoltă pe parcursul unei perioade de ani.

Ea se caracterizează prin modificări ale structurii osoase. Se formează cantități excesive de țesut osos nemineralizat și este afectată și mineralizarea osoasă.

În stadiile incipiente, densitatea osoasă crește. Cu toate acestea, oasele sunt fragile și se rup ușor.

Boala progresează de-a lungul anilor până la dureri și rigiditate articulară, slăbiciune musculară, calcifierea ligamentelor și tendoanelor și chiar pierderea mobilității sau probleme nervoase.

În cele din urmă, putem menționa efectele secundare provocate de fluorura inhalată sau în contact cu pielea.

Printre acestea se numără iritarea membranelor mucoase ale tractului respirator, ale ochilor și ale pielii și, eventual, apariția unor afecțiuni hepatice și renale.

Articole interesante despre sănătate:

• Cum să ai dinți sănătoși și de ce este periculoasă caria dentară?
• Contează și ce se folosește pentru a sigila dinții?
• Cum să alegi periuța de dinți potrivită și de ce este importantă alegerea corectă?