ΦΘΟΡΙΟ 1

Ο ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ ΦΘΟΡΙΟΥ ΣΤΗΝ ΠΑΙΔΟΟΔΟΝΤΙΑΤΡΙΚΗ

Το στοιχείο φθόριο (F) είναι αέριο, ελαφρά κιτρινοπράσινης χροιάς, με έντονη καυστική οσμή και ατομική μάζα 18,9984. Είναι αλογόνο, είναι το περισσότερο ηλεκτραρνητικό στοιχείο και δεν βρίσκεται ελεύθερο στη φύση. Είναι πολύ δραστικό και σχηματίζει χημικές ενώσεις με όλα τα άλλα στοιχεία εκτός από το οξυγόνο (O), το άζωτο (N) και τα ευγενή αέρια. Το ελεύθερο ιόν του έχει σθένος -1. Κατά τη διάλυση των αλάτων φθορίου στο νερό το φθόριο που απελευθερώνεται βρίσκεται κυρίως ως ιόν φθορίου (F^- ), σε τιμές pH κοντά στο ουδέτερο . 

 

Tο φθόριο κατέχει την 13^η θέση μεταξύ των στοιχείων σε ποσότητα που εμφανίζεται στη φύση. Οι ενώσεις του φθορίου είναι πολύ διαδεδομένες στο έδαφος, το νερό, την ατμόσφαιρα και τους ιστούς όλων των ζωντανών οργανισμών, οι οποίοι συμμετέχουν στον κύκλο του φθορίου. Στη φύση απαντάται κυρίως σε μορφή αλάτων ή σε ενώσεις με μέταλλα. Η περιεκτικότητα του εδάφους σε φθοριούχα άλατα είναι 0,03-0,8%, του αέρα 0,1 μg/m³

Με βάση γνωμάτευση του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας (World Health Organisation - WHO) το φθόριο θεωρείται ως ένα από τα δεκατέσσερα στοιχεία, τα οποία θεωρούνται απαραίτητα για την κανονική ανάπτυξη και λειτουργία του ανθρώπινου οργανισμού . Η επαρκής ημερήσια πρόσληψη του φθορίου για τον ανθρώπινο οργανισμό είναι 0,05 μg/Kg βάρους σώματος με ανώτερo ανεκτό όριο τα 0,1 μg/Kg βάρους σώματος (Food and Nutrition Board 1997). Οι κυριότερες πηγές φθορίου για τον ανθρώπινο οργανισμό είναι το πόσιμο νερό και οι τροφές. Στο πόσιμο νερό η ιδανική συγκέντρωση είναι 0,5-1 ppm Οι κυριότερες πηγές φθορίου για τον ανθρώπινο οργανισμό είναι το πόσιμο νερό και οι τροφές. Στο πόσιμο νερό η ιδανική συγκέντρωση είναι 0,5-1 ppm (WHO). Στο πόσιμο νερό η φυσιολογική συγκέντρωση σε φθόριο κυμαίνεται μεταξύ 0,01-0,3 ppm, ενώ στο θαλασσινό νερό μεταξύ 1,2-1,5 ppm (WHO 2002).

Η απορόφηση του φθορίου από τον ανθρώπινο οργανισμό γίνεται σχεδόν αποκλειστικά από το πεπτικό σύστημα. Το φθόριο που απορροφάται μεταφέρεται μέσω του αίματος σε όλο τον οργανισμό, όπου κατακρατείται από τους ενασβεστιωμένους ιστούς, δηλαδή τα οστά και τα δόντια και το υπόλοιπο αποβάλλεται από τους νεφρούς με τα ούρα .

Ο ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ ΦΘΟΡΙΟΥ ΣΤΟΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ

 

Το φθόριο έχει επίδραση στον ανθρώπινο οργανισμό :

α) στα ενζυμικά συστήματα, 

β) στα οστά και  

γ) στα δόντια.

 

α) Στα ενζυμικά συστήματα η δράση του φθορίου αφορά τη δέσμευση διάφορων συνενζύμων, όπως τα κατιόντα ασβεστίου (Ca⁺²), μαγνησίου (Mg⁺²), μαγγανίου (Mn⁺²), σιδήρου (Fe⁺²) και ψευδαργύρου (Zn⁺²), τα οποία είναι απαραίτητα για την πραγματοποίηση ορισμένων σημαντικών ενζυμικών αντιδράσεων. Σε υψηλές συγκεντρώσεις φθορίου (>2 ppm) στο αίμα οι ενζυμικές αυτές αντιδράσεις αναστέλλονται, με όλες τις συνέπειες που έχει αυτό στον οργανισμό. Σε φυσιολογικές συγκεντρώσεις το φθόριο δεν επηρεάζει τις ενζυμικές αντιδράσεις .

β) Στα οστά η επίδραση του φθορίου σε φυσιολογικές τιμές είναι ευεργετική, προκαλώντας καλύτερη ενασβεστίωση, πύκνωση και σκληρότητα στα οστά. Αυξημένες συγκεντρώσεις φθορίου (10 φορές πάνω από τις φυσιολογικές) για μεγάλο χρονικό διάστημα προκαλούν φθορίαση των οστών, που εκδηλώνεται με μεταβολή της φυσιολογικής δομής των οστών και εκδήλωση μίας σειράς παθολογικών καταστάσεων .

Η ΑΝΤΙΤΕΡΗΔΟΝΟΓΟΝΟΣ ΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΦΘΟΡΙΟΥ

Η αντιτερηδονογόνος δράση του φθορίου έχει μελετηθεί εδώ και πολλές δεκαετίες και εκδηλώνεται μέσα από μία σειρά μηχανισμών. Οι μηχανισμοί αυτοί είναι:

α) η μείωση της απασβεστίωσης της οδοντικής επιφάνειας,

β) η ενίσχυση της επανασβεστίωσης της οδοντικής επιφάνειας και

γ) η αναστολή της ανάπτυξης και του μεταβολισμού των τερηδονογόνων μικροβίων και του σχηματισμού της μικροβιακής πλάκας.

α) Η μείωση της απασβεστίωσης της αδαμαντίνης από την επίδραση των οξέων, ερμηνεύεται από τη βελτίωση που προκαλείται στη δομή των κρυστάλλων του απατίτη από την παρουσία ιόντων φθορίου. Η βελτίωση της δομής των κρυστάλλων γίνεται με τη μετατροπή του υδροξυαπατίτη σε φθοριοαπατίτη ή σε υδροξυφθοριοαπατίτη. Η πρόσληψη ιόντων φθορίου από τους γειτονικούς οδοντικούς ιστούς, γίνεται με την αντικατάσταση των ιόντων ΟΗ^- του υδροξυαπατίτη (HΑp) με ιόντα F^- σχηματίζοντας φθοριοαπατίτη (FAp).

Ο φθοριοαπατίτης έχει θερμοδυναμική σταθερά γινόμενου διαλυτότητας (Ksp) 10^-60, δηλαδή 100 φορές μικρότερη από του υδροξυαπατίτη, που έχει 10^-58. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ο φθοριοαπατίτης να διαλύεται σε χαμηλότερο pH, επομένως χρειάζεται μεγαλύτερη παραγωγή μικροβιακών οξέων για την έναρξη της απασβεστίωσης της αδαμαντίνης. Έτσι, η σύνθεση φθοριοαπατίτη στην επιφάνεια της αδαμαντίνης μειώνει το κρίσιμο pH της αδαμαντίνης, μειώνοντας και το συνολικό ποσό απασβεστίωσής της. Ορισμένοι ερευνητές υποστηρίζουν ότι απελευθέρωση ιόντων φθορίου γύρω στα 200-300 μg/cm² ανά μήνα, από τα εμφρακτικά υλικά, είναι ικανή να αναστείλει εντελώς την απασβεστίωση της αδαμαντίνης .

β) Η ενίσχυση της επανασβεστίωσης της αδαμαντίνης ως προς την ποσότητα, την ποιότητα, αλλά και την ταχύτητα, μπορεί να πραγματοποιηθεί με την παρουσία ιόντων φθορίου. 

Με την επίδραση μικροβιακών οξέων, η πτώση του pH των υγρών του στοματικού περιβάλλοντος προκαλεί απασβεστίωση της αδαμαντίνης μέχρι να αποκατασταθεί πάλι η ισορροπία μεταξύ των δομικών ιόντων της και των στοματικών υγρών.  Η προσθήκη έστω και μικρής αλλά ικανής ποσότητας ιόντων φθορίου, θα προκαλέσει επανασβεστίωση της αδαμαντίνης και αποκατάσταση των βλαβών στην επιφάνειά της, χωρίς να έχει επανέλθει το pH στα φυσιολογικά επίπεδα. Η επανασβεστίωση σε αυτήν την περίπτωση γίνεται με ταχύτερο ρυθμό από ότι αναμένεται φυσιολογικά και εξασφαλίζει καλύτερη ποιότητα στη δομή της αδαμαντίνης, αφού σχηματίζεται φθοριοαπατίτης στη θέση του υδροξυαπατίτη. Έχει βρεθεί ότι η παρουσία φθορίου ακόμα και σε μικρές ποσότητες (1 ppm) αυξάνει το ρυθμό επανασβεστίωσης τέσσερις έως πέντε φορές . Επιπλέον, το σύστημα ισορροπίας σάλιου-αδαμαντίνης γίνεται πιο σταθερό και απαιτείται χαμηλότερο pH για την έναρξη της απασβεστίωσης, ενώ η επανασβεστίωση γίνεται πιο εύκολα, παρόλο που οι συνθήκες παραμένουν ίδιες. Αυτός ο μηχανισμός του φθορίου φαίνεται να είναι ο πιο σημαντικός σχετικά με την δράση του κατά της τερηδόνας.

 Απαραίτητη προϋπόθεση για την αντιτερηδονογόνο δράση του φθορίου είναι η συνεχής παρουσία ελεύθερων ιόντων του, σε κατάλληλες συγκεντρώσεις, γύρω από τους οδοντικούς ιστούς.

 

Η ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΟΥ ΦΘΟΡΙΟΥ ΣΤΑ ΔΟΝΤΙΑ

Ο ρυθμός εμπλουτισμού των ενασβεστιωμένων ιστών του οργανισμού με φθόριο είναι γρήγορος τις πρώτες τρείς δεκαετίες της ζωής και τείνει να φτάσει σε ένα σταθερό σχεδόν επίπεδο κατά την πέμπτη δεκαετία. Σε ότι αφορά τους οδοντικούς ιστούς αυτό ισχύει μόνο για την οδοντίνη. Ο εμπλουτισμός της αδαμαντίνης με φθόριο μέσω βιολογικής διεργασίας σταματά ουσιαστικά με το τέλος της διαδικασίας της ενασβεστίωσης . Έχει βρεθεί ότι η συγκέντρωση φθορίου στους ενασβεστιωμένους ιστούς εξαρτάται από την περιεκτικότητα του πόσιμου νερού σε φθόριο. Επίσης, η συγκέντρωση φθορίου στην αδαμαντίνη είναι περίπου το 1/3 της συγκέντρωσης στην οδοντίνη και περίπου το 1/10 της συγκέντρωσης στα οστά .

Η μεγαλύτερη ποσότητα που ενσωματώνεται στην αδαμαντίνη βρίσκεται στην επιφανειακή στιβάδα της. Η επιφανειακή στιβάδα της αδαμαντίνης, πάχους περίπου 5 μm, περιέχει δεκαπλάσια σχεδόν συγκέντρωση φθορίου από ότι το υποκείμενο στρώμα, μέχρι βάθους 30-60 μm από την επιφάνεια. Στο στρώμα αυτό παρατηρείται απότομη πτώση της συγκέντρωσης του φθορίου, που συνεχίζει και στην υπόλοιπη μάζα της αδαμαντίνης 

To φθόριο της κυρίως μάζας της αδαμαντίνης ενσωματώνεται κατά το εκκριτικό στάδιο της αδαμαντινογένεσης, ενώ το φθόριο της επιφανειακής στιβάδας κυρίως κατά το στάδιο της ωρίμανσης της αδαμαντίνης και μετά. Η αυξημένη συγκέντρωση φθορίου της επιφανειακής στιβάδας της αδαμαντίνης οφείλεται στον παρατεταμένο χρόνο ενασβεστίωσής της, σε σχέση με την υπόλοιπη μάζα της αδαμαντίνης και στην πορώδη δομή της, που έχει κατά τη διάρκεια της ενασβεστίωσής της, προσροφώντας έτσι πιο εύκολα φθόριο. Επιπλέον, η άμεση επαφή της επιφανειακής στιβάδας με τα υγρά του στοματικού περιβάλλοντος δίνει τη δυνατότητα συνεχούς πρόσληψης φθορίου και μετά την πλήρη ενασβεστίωσή της.