Во время роста организма баланс фторидов преимущественно положительный. Приблизительно 45% от общего количества поступившего в организм фтора удерживается организмом, по 1% выводится с потом и слюной, 49% – почками и 4% – фекалиями.
В организме взрослого человека преобладает уравновешенный баланс фторидов. Это значит, что около 30% резорбированного организмом фтора откладывается в костях, одновременно вследствие активности остеокластов, такое же количество фторидов высвобождается. И наконец, столько же фтора выделяется из организма (94% от этого количества – почками).
При приеме высоких концентраций фтора на протяжении длительного времени происходит интенсификация отложения его в костной ткани, что способствует установлению гомеостаза в плазме крови с компенсированным балансом фтора.
Если в дальнейшем интенсивность поступления в организм соединений фтора снижается, после определенного времени наступает состояние так называемого отрицательного баланса фтора, при котором увеличивается количество высвобожденных из костной ткани ионов фтора, что обеспечивает состояние уравновешенного баланса. В организме человека содержится в среднем около 10 г. фтора.
Фтор также обладает особым сродством к твердым тканям зуба. В период первичной минерализации, а еще больше во время минерализации в пеоиодразвития зуба, в твердых тканях зуба происходит отложение фтора.
Ионы фтора откладываются преимущественно в кристаллическую решетку гидроксиапатитов. Вследствие накопления фтора в эмали в период развития зуба, кристаллическая решетка эмали становится более прочной и устойчивой к воздействию кислот. В результате этого повышается резистентность твердых тканей зуба к влиянию кариесогенных факторов.
В прорезавшихся зубах концентрация фтора максимальная на поверхности эмали. По направлению к внутренним слоям эмали она снижается, увеличиваясь на границе эмалево-дентинного слоя.
После прорезывания зуба в результате местной фтористой профилактики концентрация фтора на поверхности эмали увеличивается.
Недостаток фторидов и кариес зубов
Препараты, применяемые для профилактики кариеса зубов, представляют собой соединения фтора – фториды, которые содержатся в виде ионов, связанных с каким-либо катионом.
Фториды поступают в организм с водой, продуктами, лекарствами, пестицидами, и значительная их часть является результатом человеческой деятельности. При изучении метаболизма фторида в организме человека оказалось, что его соединения имеют сродство к минералам, из которых построены кости и зубы. Накопление подобных соединений происходит в тех участках тканей, которые контактируют с циркулирующими жидкостями (например, в поверхностной эмали и дентине). Количество фторида, содержащегося в плазме крови и откладывающегося в тканях, напрямую зависит от его поступления в организм из различных источников, в первую очередь из питьевой воды.
Процесс накопления фторида в тканях зуба наиболее интенсивно происходит во время формирования коронки и в период минерализации в первые годы после прорезывания зуба. Содержание фторида выше в поверхностных слоях эмали и понижается к глубоким слоям, в органической матрице эмали и дентина он не выявлен. В области режущего края зубов концентрация фторида значительно выше, чем в области шейки. Вероятно, данный феномен обусловлен тем, что режущий край формируется первым, более длительно развивается и минерализуется, вследствие чего абсорбирует больше фторида.
Для молочных зубов характерна более низкая концентрация фторида, чем для постоянных. С возрастом концентрация фторида в постоянных зубах снижается, что, вероятно, обусловлено постепенным стиранием эмали.
Согласно современной концепции, кариесостатическое действие фторида обеспечивается его накоплением в тканях и жидкостях полости рта в виде фторида кальция. Фторид проникает в эмаль из слюны. При регулярном введении фторида происходит пополнение таких запасов в виде глобул микрокристаллов фторида кальция, образующихся на поверхности эмали. Постоянное поступление фторида даже в небольших концентрациях, подобных тем, что присутствуют в зубных пастах, достаточно для поддержания резистентности эмали. В настоящее время признано, что после того, как произошло образование микрокристаллов фторида кальция, на их поверхности оседают фосфаты и белки, содержащиеся в слюне. Фосфат-ионы адсорбируются на активных центрах кристаллов фторида кальция, что приводит к формированию поверхностного слоя фторидгидро-ксиапатита. Этот процесс значительно замедляет скорость растворения фторида кальция.
Уменьшение величины рН обусловливает нестабильность фторида кальция и способствует выделению иона фтора. Можно сказать, что в процессе кислотной атаки фторид кальция действует как идеальный фторидвыделяющий агент, и это замедляет процесс деминерализации эмали.
Исследования показывают, что фторид, включенный в кристаллическую решетку, является потенциальным фактором защиты от кариеса. Однако в ингибировании кариеса в полости рта участвует фторид, который находится на границе взаимодействия эмали и ротовой жидкости. Фторид воздействует на эмаль зуба и бактерии зубного налета. Влияние поступающего извне фторида на эмаль зубов зависит от того, когда происходит это воздействие.
Если оптимальные дозы фторида поступают до прорезывания зубов, то:
· увеличивается размер кристаллов гидроксиапатита;
· в гидроксиапатите происходит замещение гидроксильных групп (ОН) на ионы фтора с образованием кристаллов фторапатита;
· снижается содержание карбонатов;
· эмаль становится более прочной, фиссуры менее глубокими и более широкими.
Если фторид поступает после прорезывания зубов, то:
· снижается растворимость эмали;
· происходит реминерализация частично деминерализованной эмали.
Эти особенности определяют значительно большую эффективность использования системных методов введения фторида по сравнению с местными методами.
Воздействие фторида на зубной налет приводит к нарушению метаболизма патогенных бактерий и не влияет на нормальную микрофлору полости рта, результатом чего является снижение кариесогенности элемента. Соединения фтора в слюне и налете ингибируют транспорт глюкозы в клетки патогенных бактерий и образование внеклеточных полисахаридов, формирующих матрицу зубного налета. Низкие концентрации фторида – способны подавлять активность ферментов, участвующих в образовании органических кислот.
Исследователи предполагают, что «оптимальный» ежедневный прием фторида колеблется от 0,05 до 0,07 мг/кг массы тела. Общий прием фторида не должен превышать 0,1 мг/кг массы тела в день, чтобы избежать появления флюороза зубов и костей. Национальная академия наук США считает безопасным прием в день от 1,5 до 4 мг фторида.
В избыточных концентрациях фториды токсичны. Симптомы, проявляющиеся при всасывании избытка препаратов фтора, многочисленны: флюороз, изменения слизистой оболочки желудка, снижение концентрационной способности почек. Первыми признаками отравления фторидом являются тошнота, рвота, боль в области живота. Если принята доза менее 5 мг/кг массы тела, в качестве противоядия per os используют кальций – молоко или известковую воду. Если доза превышает эту величину, необходима госпитализация. Детям срочная помощь нужна при приеме фторида в дозе 5 мг/кг массы тела и выше.
Флюороз
Флюороз – заболевание, связанное с интоксикацией фтором, возникающее в результате повышенного содержания фтора в питьевой воде. Одним из наиболее ранних признаков флюороза является поражение зубов. По мнению некоторых авторов, флюороз зубов – это гипоплазия специфического происхождения, обусловленная избытком фтора в питьевой воде.
Флюороз – заболевание эндемическое. Фтор широко распространен в природе. Наибольшее количество фтора встречается в минеральных источниках. Он является важным биологическим элементом, выполняющим физиологическую роль в организме. Фтор входит в состав всех органов человека, но в основном он содержится в костях и зубах.
Взрослый человек получает в среднем с продуктами 0,5–1,1 мг фтора в сутки с пищевыми продуктами и 2,2–2,5 мг с водой. Характерно, что фтор пищевых продуктов всасывается хуже, чем фториды, растворимые в воде. Чем больше фтора в питьевой воде, тем чаще встречается флюороз и меньше – кариес. Флюороз в первую очередь проявляется на резцах верхней челюсти и премолярах, реже на резцах нижней челюсти и молярах. Установлено, что большая часть фтора, поступающего в организм, выделяется почками и потовыми железами, а меньшая часть задерживается в организме.
Точный механизм возникновения флюороза еще до конца не изучен. Считают, что фактор токсически действует на амелобласты, что и ведет к неправильному формированию эмали. Установлено, что, чем больше фтора содержит питьевая вода, тем больше выражен флюороз зубов. Наряду с этим при наличии у большинства людей эндемического района значительных изменений зубов у некоторых лиц имеются легкие поражения. Более того, в таких районах есть дети, зубы которых совершенно здоровы. Это значит, что при одинаковой концентрации фтора в воде организм может по-разному реагировать на его поступление. Предполагают, что фтор, являясь ферментативным ядом, при длительном его применении снижает активность фосфатазы и тем самым нарушает минерализацию эмали.
Клиническая картина