歷 史 氟與疾病和健康的研究已有近百年歷史,氟以少量且不同濃度存在于所有土壤、水及動(dòng)植物中,所有食物均含有氟。氟既是人體所必需,過(guò)量又可引起中毒。目前已知與氟化物相關(guān)聯(lián)的組織為骨與牙釉質(zhì)。氟已被證實(shí)是唯一能降低兒童和成年人齲齒患病率和減輕齲齒病情的營(yíng)養素。1970年美國國家研究委員會(huì )食物與營(yíng)養專(zhuān)業(yè)委員會(huì )認為氟是人體必需的營(yíng)養素;而1989年由于若干研究未能證實(shí)氟的必需性,不再認為是人類(lèi)生長(cháng)和發(fā)育的必需因素,因而將其列為“對人有益的微量元素”。攝入過(guò)量的氟可引起急性或慢性中毒,氟的急性中毒多見(jiàn)于特殊的工業(yè)環(huán)境或食餌性中毒,慢性中毒主要發(fā)生于高氟地區,因長(cháng)期通過(guò)飲水攝入過(guò)最的氟而引起,主要造成骨及牙齒的損害,即所謂氟骨病。我國黑龍江、吉林、遼寧、北京、天津、山東、陜西、河南、山東、寧夏、貴州等地均有流行。 近年來(lái),國內外在氟病流行因素、病理、毒理、早期診斷和防治研究等方面有較大進(jìn)展。 我國生活飲用水水質(zhì)標準中氟化物為1.0mg/L; WHO飲用水質(zhì)量指南中氟的指導值為 1.5mg/L。中國營(yíng)養學(xué)會(huì )(1988年)提出成人安全而適宜的氟攝入量為1.5~4.0mg/d。
生理功能
防治齲齒 氟在骨骼與牙齒的形成中有重要作用。人體骨骼固體的60%為骨鹽(主要為羥磷灰石),而氟能與骨鹽結晶表面的離子進(jìn)行交換,形成氟磷灰石而成為骨鹽的組成部分。骨鹽中的氟多時(shí),骨質(zhì)堅硬,而且適量的氟有利于鈣和磷的利用及在骨骼中沉積,可加速骨骼成長(cháng),并維護骨骼的健康。據報告在氟適宜地區骨質(zhì)疏松癥較少。氟也是牙齒的重要成分,氟被牙釉質(zhì)中的羥磷灰石吸附后,在牙齒表面形成一層抗酸性腐蝕的、堅硬的氟磷灰石保護層,有防止齲齒的作用。缺氟時(shí),由于釉質(zhì)中不能形成氟磷灰石而使羥磷灰石結構得不到氟磷灰石的保護,牙釉質(zhì)易被微生物、有機酸等侵蝕而發(fā)生齲齒。如人體能得到適宜量的氟則可防治齲齒。
防治骨質(zhì)疏松 老年人缺氟時(shí),鈣磷的利用受到影響,可導致骨質(zhì)疏松,因此氟對骨質(zhì)疏松癥有一定預防作用。在水中含氟較高(4~9mg/L)的地區居民中,骨質(zhì)疏松癥較少。至于用治療劑量的氟以治療骨質(zhì)疏松癥,雖然有效,但易發(fā)生副作用,使血清鈣下降,出現甲狀旁腺機能亢進(jìn)和形成形態(tài)異常的骨骼。 迄今為止,美國食品與藥物管理局仍未批準氟作為治療骨質(zhì)疏松癥的藥物。因此,已進(jìn)行在給氟的同時(shí)給予鈣和維生素D以克服氟的副作用的試驗。據報告,氟-鈣治療是婦女停經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的唯一有效療法,X光片清楚證明骨質(zhì)增加。
代謝 吸收 膳食和飲水中的氟攝入后,主要在胃部吸收。氟的吸收很快,吸收率也很高。飲水中的氟可被完全吸收,食物中氟的一般吸收率為75%~90%,剩下的10%~25%則由糞便排出,吸收一半量所需的時(shí)間約為30min,因此,血漿濃度通常在30~60min內達到峰值。已證明氟吸收的機制是通過(guò)擴散。
分布 氟一旦被吸收,即進(jìn)入血液,且分布到全身,并有部分排出體外,從血漿來(lái)的氟與鈣形成復合物,分布于軟組織的細胞內外間隙或排出體外。絕大多數保留在體內的離子氟進(jìn)入鈣化組織(骨骼和發(fā)育中的牙齒),取代了骨骼或牙釉質(zhì)中羥磷灰石的羥酸氫根離子,形成氟磷灰石,或者在晶體表面的水合外殼內進(jìn)行離子交換。每天吸收的氟約有50%于24h內沉積在鈣化組織中,從而使機體中的氟約99%存在于鈣化的組織。 雖然氟對骨骼有高度親和力,但氟與骨骼結合并非不可逆,而是形成一種可逆的螯合代謝池。骨骼中的氟可通過(guò)間隙中的離子交換快速地動(dòng)員或由不斷進(jìn)行的骨再建過(guò)程而緩慢地動(dòng)員。青年人的再建過(guò)程比較活躍,這就是為什么氟在骨中的沉積與年齡成反比關(guān)系。
排泄 腎臟是無(wú)機氟排泄的主要途徑。每天攝入的氟約有50%通過(guò)腎臟清除。氟可自由濾過(guò)腎小球毛細管,而腎小管的重吸收率則高低不等。腎對氟的清除率與尿液pH值有直接關(guān)系;在某些情況下,也與尿流速有關(guān)。因此,影響尿液pH的因素,如膳食、藥物、代謝或呼吸性疾病,以至住地的海拔高度等,都能夠影響吸收氟的存留量。
毒性及每日允許攝入量 急性毒性 氟(以氟化鈉為代表)的LD50國外報告多為42~210mg/kg,國內四川醫學(xué)院、浙江人民衛生實(shí)驗院和山西省衛生防疫站作了小鼠、大鼠和豚鼠的急性毒性試驗。結果小鼠的LD50為143.3±9.9mg/kg;大鼠126mg/kg;豚鼠115.3±16.4mg/kg。根據以上資料按毒性分級,氟化鈉屬于中等毒性。
亞急性毒性 四川醫學(xué)院用大鼠和豚鼠進(jìn)行了3個(gè)月和6個(gè)月的氟化鈉毒性試驗,結果證明0.05mg/kg劑量組均有20%的大鼠出現輕微度斑釉牙;17.7%大鼠X線(xiàn)照片顯示四肢骨骼上肢帶骨骼密度增高;門(mén)齒和四肢骨骼氟濃度及總氟含量以及血清堿性磷酸酶活性均比對照組顯著(zhù)增加。
浙江人民衛生實(shí)驗院用體重70~90g的大鼠進(jìn)行了氟化鈉的亞急性毒性試驗,以牙釉質(zhì)改變?yōu)橛^(guān)察指標,試驗結果初步認為氟化鈉的最大無(wú)作用劑量為20mg/kg。 山西省衛生防疫站也用體重50~75g的大鼠進(jìn)行了氟化鈉的亞急性試驗,結果認為氟化鈉的最大無(wú)作用劑量為10mg/kg。Reid曾以含氟1.3、3.1、5.2、21.9和42.8mg/kg的飼料(以茶葉作為氟的來(lái)源)飼養年齡為3~4周的大鼠,飼養3周后,后兩組(即21.9和42.8mg/kg組)有斑釉牙出現,而5.2mg/kg以下三組均未出現牙齒異常。
氟對動(dòng)物與人的毒害最靈敏部位為牙齒,國外大量文獻認為,長(cháng)期攝入含氟化物100mg/kg的飼料的動(dòng)物,其腦、腦垂體、心、肝、胰、脾、胃、腸、腎上腺、乳腺、卵巢、子宮等均未觀(guān)察到有肉眼可見(jiàn)的變化和組織學(xué)變化。Hoagstratton等報告,動(dòng)物吃含氟100mg/kg的飼料達7年之久,未能引起肝功異常。 Webel等用雞試驗,吃含氟500mg/kg飼料者,有8%的動(dòng)物體重增長(cháng)減緩,吃1000mg/kg飼料者,體重增長(cháng)減緩者占21%,但對飼料利用率無(wú)影響,對雞血漿蛋白、脂蛋白及肝、腎酶活性等均無(wú)影響。
誘變及致癌作用 沈彥民對氟與腫瘤的關(guān)系進(jìn)行了綜述,認為氟無(wú)誘變作用,與人群腫瘤死亡率也沒(méi)有任何相關(guān)。
每日允許攝入量 根據浙江人民衛生實(shí)驗院和山西省衛生防疫站的動(dòng)物試驗結果,以每千克飼料計,氟化鈉對大鼠的無(wú)作用劑量為20mg/kg及10mg/kg;將此結果折合成以千克體重計時(shí),應為2mg/kg和1mg/kg;若以氟計,即為0.9和0.45mg/kg(后者與Reid的結果0.5mg/kg相近)。將動(dòng)物試驗結果推之于人,安全系數應為100。但氟的生物學(xué)性質(zhì)特殊,它既是毒物,又是營(yíng)養必需的元素,高劑量對人體有毒作用,低劑量則可造成缺乏,因此人的每日氟允許攝入量為0.05mg/kg較為穩妥,此量仍有20~10倍安全系數。此與美國所建議的氟適宜攝入量0.05mg/kg相同。若我國人的平均體重以65kg計,則每人每日氟的允許攝入量3.25mg。 又根據云南省衛生防疫站和廣東梅縣地區衛生防疫站流行病學(xué)調查資料,每人每日氟攝入量在3.3mg以下時(shí),齲齒發(fā)生率少,斑釉牙發(fā)生率也低。貴陽(yáng)醫學(xué)院環(huán)衛組資料指出,在居民總氟攝入量(包括由水、氣、食品)為2.7~3.4mg時(shí),與攝入總氟量4.27mg和5.81mg組相比較,齲齒及斑釉牙發(fā)病率均較低(依次為16%及25%),根據以上動(dòng)物試驗及流行病學(xué)調查資料,每人每日氟的允許攝入量為3.5mg較為適合。
RDA及安全和適宜的攝入量 國內外均未制訂氟的RDA。中國營(yíng)養學(xué)會(huì )1988年提出成人安全和適宜的氟攝入量為1.5~4.0mg。美國NIH國家研究委員會(huì )1989年提出估計的安全而足夠的每日膳食中氟攝入量嬰兒為0.1~1.0mg,兒童、青少年為0.5~2.5mg,成人為1.5~4.0mg。1997年8月美國提出成人每日適宜攝入量(AI)為女3.1mg,男3.8mg;可耐受的最高攝入水平(UL)為10mg。
主要資料來(lái)源
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·李玨聲等.工業(yè)三廢氟對食品的污染,慢性氟危害及其防治.十八省市氟協(xié)作會(huì )資料選輯,1980:97-103.
·崔彥紅摘.鈣及其他營(yíng)養素的新膳食參考攝入量國外醫學(xué)衛生學(xué)分冊,1998,25(2):118-119. |