Обмен фтора в организме и его нарушение

10.08.2016
Содержание и распределение фтора в организме. Почти весь фтор содержится в твердых тканях в составе гидроксиапатита, который имеет формулу Ca10(PO4)6(OH)2. Ион фтора способен замещать ион гидроксила как в молекуле гидроксиапатита, так и в активных центрах металло-, а иногда — и неметаллоферментов и неферментных белков. Соотношение OH- и F- в твердых тканях в среднем составляет 40:1, но может значительно изменяться в зависимости от биодоступности фтора. В зубах его средний уровень составляет 560 мг/кг, а в костях — 490 мг/кг. Среди твердых тканей зуба больше всего фтора содержится в цементе, меньше — в дентине и эмали. Губчатые кости содержат фтора больше, чем трубчатые. Причем у новорожденных количество фтора в костях минимальное и постепенно увеличивается к старческому возрасту, когда его накопление прекращается. Костная ткань в определенной степени регулирует концентрацию фтора во внеклеточной жидкости, быстро связывая его при избытке и отдавая в кровь при дефиците.

В мягких тканях количество фтора очень незначительно, но стабильно. При кальцификации сосудистой стенки и других органов в них возрастает и содержание этого микроэлемента.

В крови человека концентрация фтора варьирует от 0,03 до 0,15 мг/л. В плазме он содержится в ионной и органической формах. Как и в костях, в плазме крови концентрация фтора повышается с возрастом.

Механизмы всасывания и выведения фтора. Ионы фтора всасываются в желудке и тонкой кишке посредством простой диффузии, хотя, возможно, существуют и механизмы облегченной диффузии. В норме усваивается около 80 % фтора, поступающего в пищеварительный канал преимущественно в виде растворимых неорганических соединений с водой и пищей. Дети грудного возраста получают фтор с материнским молоком. Кроме того, этот микроэлемент может быстро проникать в организм через легкие и кожу. Гомеостаз фтора, как и всех других анионов, регулируется преимущественно почками, которые экскретируют около 90 % его избыточного количества. Остальное выводится с калом и лишь незначительная часть — с потом.

Источники поступления и суточная потребность во фторе в зависимости от возраста. Фтор достаточно распространен в природе и широко используется в деятельности человека. Больше всего его там, где были или существуют вулканы или залегают месторождения фосфатов. Значительные количества фтора попадают в землю с фосфатными удобрениями, но наиболее опасны для окружающей среды выбросы в воздух соединений фтора при производстве алюминия. С рождения и до 6 мес. суточная потребность детей во фторе составляет 0,1—0,5 мг. Взрослые независимо от пола должны употреблять этот микроэлемент в количестве 1,5—4,0 мг/сут.

Следует отметить, что по сравнению с другими микроэлементами особенностью фтора является относительно малое расхождение между физиологической и токсической дозами.

Роль фтора в организме детей заключается в том, что он способствует первичной минерализации костей и зубов, особенно эмали, формируя центры кристаллизации гидроксиапатита. Большое значение имеет способность этого микроэлемента предупреждать развитие кариеса зубов. Механизм такого эффекта фтора до сих пор полностью не изучен. Само по себе фторирование гидроксиапатита не повышает прочность твердых тканей зуба. Тем не менее наличие фтора, возможно, обусловливает инактивацию металлоферментов бактерий, которые вызывают деминерализацию эмали с развитием кариеса.

Дефицит фтора, возникающий при уменьшении концентрации этого микроэлемента в питьевой воде ниже 0,5 мг/л, проявляется у детей и взрослых повышенной заболеваемостью кариесом. Врожденный гипофтороз, а также недостаток фтора у детей грудного и раннего возраста характеризуются задержкой роста и поздним прорезыванием зубов. Профилактическое фторирование воды и применение фторсодержащих зубных паст в регионах с низким содержанием фтора в питьевой воде значительно уменьшает поражение кариесом.

Избыточное потребление фтора с раннего детства, которое наблюдается при повышенной его концентрации в питьевой воде (свыше 1,5 мг/л), в частности в некоторых регионах Юго-Востока Украины, обусловливает возникновение у детей эндемического флюороза. Это заболевание характеризуется появлением на эмали зубов пятен молочно-матового или желтоватого цвета. Зубы становятся хрупкими и быстро разрушаются без воспалительного процесса. При этом наблюдаются ломкость костей, мышечная слабость, снижение массы тела и анемия. Полагают, что данные симптомы возникают вследствие ингибирования ферментов при связывании фтора с ионами железа, меди, цинка, марганца и других металлов или с остатками некоторых аминокислот в активных центрах этих энзимов. Фтор также может инактивировать ферменты, которые не содержат металлы, но активируются ими, что наиболее характерно для магния. Так, инактивация фосфатаз в остеобластах и одонтобластах вызывает нарушение структуры и прочности костей и зубов на фоне высокой резистентности к кариесу.

Вместе с тем фтор, активируя G-белки, стимулирует такие ферменты, как аденилатциклаза и фосфолипаза С, которые посредством вторичных мессенджеров — цАМФ, инозитолтрифосфата, диацилглицерола и кальция — обусловливают многочисленные нарушения клеточных функций. В частности изменяется мембранный транспорт ионов, усиливается сокращение клеток неисчерченных мышц, нарушается барьерная функция эндотелия. Кроме того, фтор способен, независимо от G-протеинового механизма, активировать кальциевые каналы в саркоплазматической сети (ретикулуме) и ингибировать серин- или треаниновые фосфатазы.

Для хронической интоксикации фтором характерны следующие признаки: астенические состояния с нейроциркуляторной дистонией, артериальная гипертензия, атеросклероз сосудов, токсические гастрит, колит, гепатит, нефропатии, неврит, радикулит, признаки гипофункции эндокринных желез. У людей, проживающих возле предприятий, которые производят суперфосфаты и алюминий, чаще всего наблюдаются заболевания органов дыхания: носовые кровотечения, ринит и бронхит с астматическим компонентом.

Острое отравление фтором не имеет специфических признаков и характеризуется тошнотой, рвотой, поносом, желудочными коликами. Выраженное острое отравление, как правило, вызывает натрия фторид, используемый в быту для борьбы с грызунами, насекомыми и грибами. При этом вследствие образования нерастворимого CaF2 могут возникать гипокальциемия с развитием судорог, угнетение дыхательной и сердечной деятельности.