Роль соединений фтора в профилактике стоматологических заболеваний

В отечественной литературе наиболее часто встречается понятие "фтор", но следует помнить, что препараты, при­меняемые для профилактики кариеса зубов — это не хими­чески чистый фтор, а его соединения- фториды, где эле­мент содержится в виде фторид-иона, связанного с каким-либо катионом.

Вероятно, самое раннее упоминание об эффекте фторидов найдено у поэта Маркеса Валериуса Мартиалиса (40-104 г.). Описывая зубы Таис, подруги Александра Маке­донского, он писал: "У Таис черные зубы, у Лакении - бе­лые, как снег. Почему? У второй зубы куплены, у первой - ее собственные". По-видимому, черные зубы были широко распространены в вулканической области Италии, где жил Мартиалис, и являлись проявлением влияния избытка фторидов на развивающуюся эмаль зуба.

Еще одно упоминание о влиянии фторидов встречается в исландской литературе тысячелетней давности. После вулканического извержения овцы ели траву, загрязненную упавшей золой, заболевали, и у них возникали симптомы, которые теперь можно интерпретировать как острое или хроническое отравление фторидами.

В конце XIX века были описаны два события. В 1886 г. Moisson выделил элементарный фтор. Многие ученые описа­ли нарушение вегетации в окрестностях медеплавильных заводов, производящих плавиковую кислоту, суперфосфа­ты, стекло.

В 1931 г. три различные группы исследователей открыли, что причиной дефекта зубов, известного как крапчатость, является избыток фторида в питьевой воде. В это же время T.Dean исследовал распространенность пятнистого пора­жения зубов в некоторых штатах Америки и отметил, что при увеличении крапчатости, кариес был выражен в мень­шей степени. На основании этих данных было сделано пред­положение о возможности искусственного повышения содержания фторида в питьевой воде там, где его концен­трация низка, для снижения интенсивности кариеса.

Т. Dean в 1931г. обнаружил, что у людей, употреблявших воду из источников с содержанием фторида 1мг/л или выше, отмечалось на 50% меньше кариозных поражений, чем при концентрации 0,1 — 0,3 мг/л. Поскольку концентрация фто­рида, равная 1 мг/л, не сопровождалась появлением флюороза зубов, этот уровень был признан оптимальным.

Впервые искусственное фторирование питьевой воды было осуществлено в 2-х городах Америки. Эти исследования показали, что при минимальных усилиях и без значитель­ных изменений характера питания интенсивность кариеса зубов может быть снижена на 60—70%. Результаты оказа­лись настолько впечатляющими, что фторирование пить­евой воды стало активно внедряться в Америке и других странах. В 1966 г. фторирование воды стало одной из самых важных современных общественных мер охраны здоровья.

Фтор составляет 0,065% элементов земной коры и явля­ется важным компонентом общего биогеохимического цик­ла, в котором протекает жизнь.

Фториды поступают в организм человека с водой, одна­ко существуют и другие источники: продукты, лекарства, пестициды. Некоторые люди вдыхают соединения фтора, находящиеся в воздухе, на ряде производств. Сегодня зна­чительная часть фторидов, поступающая в организм чело­века, является результатом человеческой деятельности. Потенциальными источниками эмиссии фтора являются производства фосфорной кислоты и суперфосфата, алюми­ния, стекла, серной кислоты, пластмасс и углеводородов. В окружающую среду промышленными предприятиями вы­брасывается большое количество твердых продуктов, содер­жащих соединения фтора.

При изучении метаболизма фторида в организме челове­ка оказалось, что эти соединения имеют сродство к мине­ралам, из которых построены кости и зубы. Накопление подобных соединений происходит в тех участках скелетных тканей, которые контактируют с циркулирующими жид­костями (например, дентине, прилежащем к пульпе, по­верхностной эмали).

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 эмали и в первые годы после прорезывания зуба, когда осуществля­ется её минерализация.

Для временных зубов характерна более низкая концен­трация фторида, чем для постоянных.

С возрастом концентрация фторида в постоянных зубах снижается, что, вероятно, связано с постепенной потерей эмали в результате стирания.

Если рассмотреть распределение фторида в эмали зуба, то представится следующая картина.

Содержание фторида выше в поверхностных слоях эма­ли и понижается к глубоким слоям, причем в органической матрице эмали и дентина фторид не выявлен.

В области режущего края, жевательной поверхности зуба концентрация фторида значительно больше, чем в области шейки. Вероятно, данный феномен обусловлен тем, что режущий край формируется первым, более длительно раз­вивается и минерализуется, вследствие чего адсорбирует больше фторида.

Однако это утверждение справедливо лишь для недав­но прорезавшихся зубов, так как с возрастом именно в об­ласти шейки концентрация фторида становится выше, что можно объяснить стиранием эмали в области режущего края.

В слюне концентрация фторида составляет 1 моль/л, или 0,019 ppni, что соответствует примерно 1/50 оптимального значения фторида в питьевой воде (I ppm).

Концентрация фторида в налете колеблется от 4 до 50-60 ppm. При этом большая его часть связана, и лишь не­большое количество находится в ионной форме. В жидкой фазе налета может содержаться в 10 раз больше фторида, чем в слюне.

Наши представления о механизме действия фторидов изме­няются в зависимости от получения новых научных данных.

В течение долгого времени профилактическое действие фторидсодержащих препаратов объясняли только образо­ванием в эмали фторапатита.

При этом образование фторида кальция представлялось неблагоприятным, поскольку он растворим в слюне и быс­тро теряется из поверхностных слоев эмали.

Согласно современной концепции кариесстатическое дей­ствие фторида обеспечивается его накоплением в тканях и жидкостях полости рта. При снижении величины рН зуб­ного налета из них выделяется свободный фторид, замед­ляющий процесс деминерализации эмали.

При регулярном введении фторида происходит попол­нение таких запасов, в виде глобул микрокристаллов фторида кальция, образующихся на поверхности эмали. Постоянное поступление даже небольших концентраций фторида, подобных тем, что присутствуют в зубных пастах, достаточно для поддержания резистентности эмали. В на­стоящее время признано, что после образования микро­кристаллов фторида кальция они покрываются фосфатом кальция и белками, содержащимися в слюне. Фосфат-ионы адсорбируются на активных центрах кристаллов фторида кальция, что приводит к формированию поверхностного слоя фторидгидроксиапатита. Этот процесс значительно замедляет скорость растворения фторида кальция.

При уменьшении величины рН фторид кальция стано­вится нестабильным, и фторид-ионы реагируют с ионами кальция и фосфатов, освобождающимися из эмали при формировании кариозного повреждения. При этом наблю­дается репреципитация ионов в форме фторидапатита, ко­торый, таким образом, является результатом ингибирования кариеса. В процессе кислотной атаки фторид кальция дей­ствует как идеальный фторидвыделяющий агент.

Результаты исследований показывают, что прочно свя­занный фторид, включенный в кристаллическую решетку, можно считать потенциальным фактором защиты от кари­еса. Однако в непосредственной реакции развития и инги­бирования кариеса участвует фторид, находящийся на гра­нице взаимодействия эмали и ротовой жидкости.

Для проникновения в жидкую фазу налета или эмаль фто­рид должен быть растворен в слюне. Движущая сила тран­спорта фторида в налет и жидкость эмали - концентрацион­ный градиент, обусловленный разницей концентраций этого иона в разных средах. Поэтому, в настоящее время разраба­тывается новое направление исследований: кинетика и кон­центрация фторида в различных слоях ротовой жидкости.

Исследования показали, что фторид эффективен и для профилактики кариеса корня зуба, поэтому его следует ис­пользовать во всех возрастных группах.

Фторид оказывает свое влияние двумя путями, воздействуя на эмаль зуба и на 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 глубокие и более широкие. Если фторид поступает после прорезывания зубов, то он снижает растворимость эмали, способствует реминерализации частично деминерализованной эмали.

Эти особенности определяют значительно большую эф­фективность использования системных по сравнению с местными методами введения фторида.

При воздействии фторида на бактерии зубного налета нарушается метаболизм патогенных бактерий без влияния на нормальную микрофлору полости рта, в результате чего снижается его кариесогенность.

Соединения фтора в слюне и налете ингибируют тран­спорт глюкозы в клетки патогенных бактерий и образова­ние внеклеточных полисахаридов, которые формируют матрицу зубного налета. Низкие концентрации фторида спо­собны подавлять активность ферментов, участвующих в об­разовании органических кислот, снижая их концентрацию.

Уровень фторидов в зубном налете и слюне, хотя и ни­зкий, однако является достаточным для того, чтобы значи­тельно влиять на скорость развития кариеса. Следует под­черкнуть, что фторид не столько препятствует возникнове­нию начального кариозного повреждения, сколько тормозит скорость его прогрессирования. Достичь включения фторида в интактную эмаль очень трудно, поэтому важно создать его низкие концентрации в жидкой фазе раннего кариозного повреждения.

Фтор может оказывать как полезное, так и вредное воз­действие на людей, что зависит от принятой дозы. Еще Парацельс (1493-1541) говорил, что все вещества являются ядами, но правильная доза разделяет их на яды и лекарства.

Избыточный прием фторидов в течение многих лет мо­жет вести к флюорозу.

В избыточных концентрациях фториды токсичны: они могут ингибировать активность ферментов, убивать живые клетки, но эти действия оказывает активный фтор.

Применение фторидов для профилактики стоматоло­гических заболеваний до настоящего времени вызывает оживленные дискуссии, несмотря на то, что использование для этой цели искусственно фторированной питьевой воды с концентрацией фторидов 1 мг/л не связано с негативны­ми последствиями для человека.

Исследователи предполагают, что "оптимальный" прием фторида в день колеблется между 0,05 и 0,07 мг на кг веса. Общий прием фторида в день не должен превышать 0,1 мг/кг веса, чтобы избежать появления флюороза зубов и костей.

Национальная Академия Наук США предложила считать, что безопасен прием в день от 1,5 до 4 мг фторида.

Смертельной дозой для взрослых является прием 5-Юг фторида натрия (32-64 мг/кг веса). Для детей срочная по­мощь нужна при приеме фторида, начиная с 5 мг/кг веса.

Первыми проявлениями отравления фторидом являются тошнота, рвота, боль в животе. В качестве противоядия ре­комендуется прием per os молока или известковой воды.

Симптомы, проявляющиеся при всасывании избытка препа­ратов фтора, многочисленны: флюороз, изменения слизистой желудка, снижение концентрационной способности почек.

У лиц, проживающих в области с оптимальным содержа­нием фторида в воде (около 1 ррм), распространенность очень слабых форм флюороза зубов составляет 15—20%, но это не является клинической или косметической проблемой. Воз­растание флюороза обусловлено увеличенным приемом об­щего количества фторида во время развития зуба, и это по­ражение становится клинически выраженным при кон­центрации фторида в воде свыше 2 мг/л. При этом необхо­димо учитывать ежедневный прием фторидов из всех источ­ников, включая продукты питания. Например, в областях, где содержание фторида в воде оптимально, дети получают в день 0,5 мг. Если это количество в воде составляет 1,6- 1,8 мг/л, то в день в организм поступает 0,75—1 мг, и тогда сум­марное количество фторидов может вызвать флюороз.

Всасывание фторида может происходить и при исполь­зовании препаратов для местной обработки зубов.

В пастах концентрация фторида составляет около 1000 ррм, при этом пациенты заглатывают примерно 25% этого количества, а маленькие дети — еще больше, поэтому у де­тей фторидсодержащие пасты можно использовать только под наблюдением родителей, начиная с 3-4 лет. В то же время 20-летний опыт применения фторидсодержащих зуб­ных паст в скандинавских странах не дал случаев флюороза.

Растворы для полосканий содержат 0,05% NaF (0,023% F, что эквивалентно 230 ррм), или 0,2% (900 ррм F). Так же, как и при применении зубных паст, детьми заглатывается примерно 25% фторида, и результатом может быть разви­тие флюороза. Детям моложе 6 лет полоскания не реко­мендуются, а у младших школьников объем раствора для полосканий не должен превышать 5 мл.

Чистка зубов фторидсодержащей пастой 2 раза в день. Дает количество фторида, аналогичное проглоченному с водой и пищей — 0,5 мг. Примерно одинаковое количество Фторида поступает в результате 1 чистки зубов в сочетании с 1 полосканием или от 2 полосканий в день. Любой из этих источников фторида +0,5 мг из воды и пищи дают 1 мг в день, т.е. то количество, которое может вызвать флюороз у некоторых детей.

При аппликациях гелем с подкисленным фторид-фос­фатом (APF) пациентами проглатывается от 15 до 100% (в среднем 30%), поэтому гели надо использовать с осто­рожностью, особенно у детей. При выполнении апплика­ции следует применять слюноогсос, а после окончания про­цедуры - тщательно полоскать полость рта в течение 30 се­кунд —1 минуты.

Избыточное поступление фторида в организм во время формирования эмали может приводить к флюорозу, влиять на морфологию коронки, в результате чего образуются ме­нее кариесвосприимчивые щели и фиссуры.

Точный механизм развития флюороза пока неизвестен, но высокий уровень фторидов в плазме может ингибировать удаление матрицы эмали во время фазы созревания. Флюорозная эмаль содержит больше фторида во внутренних слоях по сравнению с нормальной эмалью, является более чувствительной к переломам и истиранию.

Поступление фторида в концентрациях 0.7-1.2 ppm обус­лавливает снижение интенсивности кариеса зубов. При уве­личении концентрации фторида до 1.5-3.0 ppm возможно возникновение флюороза зубов умеренной формы и ни­зкой распространенности; 4.0-8.0 ppm - тяжелой формы флюороза зубов и умеренной формы флюороза костей ске­лета; 8.0 и более ppm - тяжелой формы флюороза зубов и костей скелета.