stringtranslate.com

Токсичность фторидов

Токсичность фтора — это состояние, при котором в организме повышается уровень ионов фтора . Хотя фторид безопасен для здоровья зубов в низких концентрациях, длительное потребление большого количества растворимых солей фтора опасно. Что касается обычной соли фторида, фторида натрия (NaF), смертельная доза для большинства взрослых людей оценивается в 5–10 г (что эквивалентно 32–64 мг элементарного фторида на кг массы тела). [1] [2] [3] Проглатывание фторида может вызвать желудочно-кишечный дискомфорт в дозах, как минимум в 15–20 раз меньших (0,2–0,3 мг/кг или 10–15 мг для человека массой 50 кг), чем смертельные дозы. [4] Несмотря на то, что в низких дозах фторид полезен местно для здоровья зубов, хроническое употребление фтора в больших количествах препятствует формированию костей. Таким образом, наиболее распространенные примеры отравления фторидами возникают в результате потребления грунтовых вод, которые аномально богаты фторидами. [5]

Рекомендуемые уровни

Для оптимального здоровья зубов Всемирная организация здравоохранения рекомендует уровень фтора от 0,5 до 1,0 мг/л (миллиграмм на литр), в зависимости от климата. [6] При дозировке, превышающей рекомендуемую, возможен флюороз. С 2015 года Министерство здравоохранения и социальных служб США рекомендует максимальную концентрацию фторида в 0,7–1,2 миллиграмма на литр воды, обновляя и заменяя предыдущий рекомендуемый диапазон от 0,7 до 1,2 миллиграмма, выпущенный в 1962 году. Новый рекомендуемый уровень предназначен для снижения возникновение флюороза зубов при сохранении фторирования воды. [7]

Токсичность

Хронический

Карта мира с выделенными территориями, особенно в Китае, Индии, Восточной Африке, юго-западе США и Аргентине.
Географические районы, где подземные воды содержат более 1,5 мг/л природного фторида, что превышает рекомендуемый уровень. [8]

В Индии около 60 миллионов человек отравились колодезной водой, загрязненной чрезмерным содержанием фторида, растворенного в гранитных породах. Эффекты особенно очевидны при деформациях костей у детей. Подобные или более серьезные проблемы ожидаются и в других странах, включая Китай, Узбекистан и Эфиопию. [5]

Острый

Исторически сложилось так, что большинство случаев острой токсичности фторида возникало после случайного приема инсектицидов или родентицидов на основе фторида натрия . [9] В настоящее время в развитых странах большинство случаев воздействия фторида происходит из-за приема внутрь зубных фторсодержащих продуктов. [10] Другие источники включают травление стекла или средства для очистки хрома , такие как бифторид аммония или плавиковая кислота , [11] [12] промышленное воздействие флюсов , используемых для ускорения течения расплавленного металла на твердой поверхности, вулканические выбросы (например, , при выпасе скота после извержения Геклы в 1845–1846 годах и паводкового базальтового извержения Лаки в 1783–1784 годах ), а также для чистки металлов. Неисправности оборудования для фторирования воды случались несколько раз, включая примечательный инцидент на Аляске. [4]

Вхождение

Фторорганические соединения

Двадцать процентов современных фармацевтических препаратов содержат фтор. [13] Эти фторорганические соединения не являются источниками отравления фторидом, поскольку связь углерод-фтор слишком сильна, чтобы выделять фторид. [14]

Фтор в зубной пасте

Дети могут испытывать желудочно-кишечные расстройства при проглатывании чрезмерного количества ароматизированной зубной пасты. В период с 1990 по 1994 год более 628 человек, в основном детей, прошли лечение после употребления слишком большого количества фторсодержащей зубной пасты. «Хотя исходы в целом были несерьезными», наиболее распространенной проблемой, по-видимому, являются желудочно-кишечные симптомы. [15] Однако, учитывая низкую концентрацию фторида в стоматологических продуктах, это потенциально связано с потреблением других основных компонентов.

Фтор в питьевой воде

Около трети населения мира пьет воду из подземных вод. Из них около 10 процентов, примерно 300 миллионов человек, получают воду из ресурсов подземных вод, сильно загрязненных мышьяком или фторидом. [16] Эти микроэлементы получают главным образом в результате выщелачивания минералов. [17] Карты местоположений потенциально проблемных скважин доступны через Платформу оценки подземных вод (GAP). [18]

Последствия

Избыточное потребление фторида изучалось как фактор следующего:

Мозг

Некоторые исследования показали, что высокие уровни воздействия фторида могут отрицательно влиять на развитие нервной системы у детей, но качество доказательств недостаточно, чтобы можно было сделать какие-либо однозначные выводы. [19]

Кости

В то время как фторированная вода связана со снижением количества переломов в популяции, [20] токсичные уровни фтора связаны с ослаблением костей и увеличением количества переломов бедра и запястья. Национальный исследовательский совет США приходит к выводу, что переломы с уровнем фторида 1–4 мг/л, что предполагает наличие зависимости «доза-реакция» , но заявляет, что это «наводит на размышления, но недостаточно для того, чтобы сделать твердые выводы о риске или безопасности воздействия при концентрации [2 мг/л]. Л]». [21] : 170 

Потребление фторида в количествах, превышающих те, которые используются в фторированной воде, в течение длительного периода времени вызывает флюороз скелета . В некоторых регионах, особенно на Азиатском субконтиненте, флюороз скелета является эндемичным. Известно, что он вызывает симптомы раздраженного кишечника и боли в суставах. Ранние стадии клинически неочевидны и могут быть ошибочно приняты за (серонегативный) ревматоидный артрит или анкилозирующий спондилит . [22]

Почка

Нефротоксичность, вызванная фторидом, представляет собой повреждение почек из-за токсических уровней фторида в сыворотке крови , обычно из-за высвобождения фторида из фторсодержащих препаратов, таких как метоксифлуран . [23] [24] [25]

В пределах рекомендуемой дозы никаких эффектов не ожидается, но ожидается, что хронический прием внутрь в дозе, превышающей 12 мг/день, вызовет побочные эффекты, а такой высокий прием возможен, когда уровень фторида составляет около 4 мг/л. [21] : 281  Лица с нарушенной функцией почек более подвержены побочным эффектам. [21] : 292 

Повреждение почек характеризуется неспособностью концентрировать мочу , что приводит к полиурии и последующему обезвоживанию с гипернатриемией и гиперосмолярностью. Неорганический фторид ингибирует активность аденилатциклазы , необходимую для воздействия антидиуретического гормона на дистальные извитые канальцы почки. Фторид также стимулирует внутрипочечную вазодилатацию , что приводит к увеличению медуллярного кровотока , что препятствует противоточному механизму в почках , необходимому для концентрации мочи .

Нефротоксичность, вызванная фторидом, зависит от дозы, обычно требуется, чтобы уровни фторида в сыворотке превышали 50 микромолей на литр (около 1 ppm ), чтобы вызвать клинически значимую дисфункцию почек [26] , что вероятно, когда доза метоксифлурана превышает 2,5 часа MAC . [27] [28] (Примечание: «МАК-час» — это произведение минимальной альвеолярной концентрации (МАК) используемого анестетика, умноженное на количество часов, в течение которых вводится препарат, что является мерой дозировки ингаляционных анестетиков.)

Выведение фторида зависит от скорости клубочковой фильтрации . Таким образом, у пациентов с хронической болезнью почек фторид в сыворотке сохраняется в течение более длительного периода времени, что приводит к повышенному риску нефротоксичности, вызванной фторидом.

Зубы

Единственным общепринятым побочным эффектом фторида в количествах, используемых для фторирования воды , является флюороз зубов , который может изменить внешний вид детских зубов во время их развития ; в основном это незначительное явление и обычно вызывает только эстетическую озабоченность. По оценкам, по сравнению с нефторированной водой фторирование до 1 мг/л вызывает флюороз у одного из каждых 6 человек (диапазон 4–21) и вызывает флюороз, вызывающий эстетические проблемы, у одного из каждых 22 человек (диапазон 13,6–∞). [20]

Щитовидная железа

Подавляющее действие фторида на щитовидную железу более серьезное при дефиците йода , а фторид связан с более низким уровнем йода . [ необходимы разъяснения ] [29] Эффекты на щитовидную железу у людей были связаны с уровнями фторида 0,05–0,13 мг/кг/день, когда потребление йода было достаточным, и 0,01–0,03 мг/кг/день, когда потребление йода было недостаточным. [21] : 263  Его механизмы и влияние на эндокринную систему остаются неясными. [21] : 266 

Тестирование на мышах показывает, что препарат гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) можно использовать для лечения фторидной токсичности щитовидной железы и восстановления нормальной функции. [30]

Воздействие на водные организмы

Фтор накапливается в костных тканях рыб и экзоскелете водных беспозвоночных. Считается, что механизм токсичности фтора для водных организмов связан с действием ионов фтора как ферментативных ядов. В мягких водах с низким содержанием ионов беспозвоночные и рыбы могут испытывать неблагоприятные последствия при концентрации фторида всего 0,5 мг/л. Отрицательные эффекты меньше в жесткой воде и морской воде, поскольку биодоступность ионов фтора снижается с увеличением жесткости воды [31]. Морская вода содержит фторид в концентрации 1,3 мг/л. [32]

Механизм

Как и большинство растворимых веществ, соединения фтора легко всасываются в желудке и кишечнике и выводятся с мочой. Анализы мочи использовались для определения скорости выведения, чтобы установить верхние пределы воздействия фторидных соединений и связанных с ними вредных последствий для здоровья. [33] Поступивший в организм фторид первоначально действует локально на слизистую оболочку кишечника, где образует плавиковую кислоту в желудке.

Рекомендации

  1. ^ Госслен, RE; Смит Р.П.; Ходж ХК (1984). Клиническая токсикология товарной продукции . Балтимор (Мэриленд): Уильямс и Уилкинс. стр. III–185–93. ISBN 978-0-683-03632-9.
  2. ^ Базельт, RC (2008). Распространение токсичных лекарственных средств и химических веществ в организме человека . Фостер-Сити (Калифорния): Биомедицинские публикации. стр. 636–40. ISBN 978-0-9626523-7-0.
  3. ^ МПХБ (2002). Критерии гигиены окружающей среды 227 (фторид) . Женева: Международная программа по химической безопасности, Всемирная организация здравоохранения. п. 100. ИСБН 978-92-4-157227-9.
  4. ^ AB Брэдфорд Д. Гесснер; Майкл Беллер; Джон П. Миддо; Гэри М. Уитфорд (13 января 1994 г.). «Острое отравление фтором из общественной системы водоснабжения». Медицинский журнал Новой Англии . 330 (2): 95–99. дои : 10.1056/NEJM199401133300203 . ПМИД  8259189.
  5. ^ Аб Пирс, Фред (2006). Когда реки пересыхают: путешествие в самое сердце мирового водного кризиса . Торонто: Ки Портер. ISBN 978-1-55263-741-8.
  6. ^ Комитет экспертов ВОЗ по состоянию здоровья полости рта и использованию фтора (1994). Фториды и здоровье полости рта (PDF) . Серия технических отчетов ВОЗ 846. Женева: Всемирная организация здравоохранения. ISBN 92-4-120846-5. Архивировано (PDF) из оригинала 17 февраля 2015 г. Проверено 1 сентября 2013 г.
  7. ^ "Archive-It - Выпуски новостей" . Архивировано из оригинала 29 января 2017 г. Проверено 9 сентября 2017 г.
  8. ^ Национальный совет здравоохранения и медицинских исследований (Австралия) (2007). Систематический обзор эффективности и безопасности фторирования (PDF) . ISBN 978-1-86496-415-8. Архивировано из оригинала (PDF) 14 октября 2009 г. Проверено 13 октября 2009 г.Резюме: Юнг, Калифорния (2008). «Систематический обзор эффективности и безопасности фторирования». Дент на базе Эвида . 9 (2): 39–43. дои : 10.1038/sj.ebd.6400578 . ПМИД  18584000.
  9. ^ Ночимсон Г. (2008). Токсичность, фторид. Архивировано 15 октября 2013 г. в Wayback Machine . электронная медицина. Проверено 28 декабря 2008 г.
  10. ^ Огенштейн В.Л., Сперке Д.Г., Кулиг К.В. и др. (ноябрь 1991 г.). «Прием фтора детьми: обзор 87 случаев». Педиатрия . 88 (5): 907–12. дои :10.1542/педс.88.5.907. PMID  1945630. S2CID  22106466. Архивировано из оригинала 2 октября 2010 г. Проверено 17 апреля 2009 г.
  11. ^ Ву М.Л., Дэн Дж.Ф., Фань Дж.С. (ноябрь 2010 г.). «Выживаемость после гипокальциемии, гипомагниемии, гипокалиемии и остановки сердца после легкого ожога плавиковой кислотой». Клиническая токсикология . 48 (9): 953–5. дои : 10.3109/15563650.2010.533676. PMID  21171855. S2CID  11635168.
  12. ^ Класаер А.Е., Скальцо А.Дж., Блюм С., Джонсон П., Томпсон М.В. (декабрь 1996 г.). «Выраженная гипокальциемия и фибрилляция желудочков у двух педиатрических пациентов, подвергшихся воздействию фторсодержащего средства для чистки колес». Анналы неотложной медицины . 28 (6): 713–8. дои : 10.1016/S0196-0644(96)70097-5. ПМИД  8953969.
  13. ^ Эмсли Дж (2011). Строительные блоки природы: Путеводитель по элементам от Аризоны . Издательство Оксфордского университета. п. 178. ИСБН 978-0-19-960563-7.
  14. ^ О'Хаган, Дэвид (март 2008 г.). «Понимание фторорганической химии. Знакомство со связью C – F». Обзоры химического общества . 37 (2): 308–319. дои : 10.1039/b711844a. PMID  18197347. Архивировано из оригинала 28 января 2021 года . Проверено 21 марта 2021 г.
  15. ^ Джей Д. Шульман; Линда М. Уэллс (1997). «Острая токсичность фтора при приеме внутрь стоматологических продуктов для домашнего использования у детей в возрасте от рождения до 6 лет». Журнал стоматологии общественного здравоохранения . 57 (3): 150–158. doi :10.1111/j.1752-7325.1997.tb02966.x. ПМИД  9383753.
  16. ^ Иваг (2015). Справочник по геогенному загрязнению — Решение проблемы мышьяка и фтора в питьевой воде. Архивировано 25 марта 2019 г. в Wayback Machine . К.А. Джонсон, А. Бретцлер (ред.), Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий (Eawag), Дюбендорф, Швейцария.
  17. ^ Родригес-Ладо Л., Сунь Г., Берг М., Чжан К., Сюэ Х., Чжэн К., Джонсон, Калифорния (2013). «Загрязнение подземных вод мышьяком по всему Китаю». Наука . 341 (6148): 866–868. Бибкод : 2013Sci...341..866R. дои : 10.1126/science.1237484. PMID  23970694. S2CID  206548777. Архивировано из оригинала 01 октября 2020 г. Проверено 13 сентября 2020 г.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  18. ^ Платформа оценки подземных вод (GAP). Архивировано 21 апреля 2021 г. в Wayback Machine .
  19. ^ Чой А.Л., Сунь Г., Чжан Ю., Гранжан П. (2012). «Нейротоксичность фторида для развития: систематический обзор и метаанализ». Окружающая среда. Перспектива здоровья. (Систематический обзор и метаанализ). 120 (10): 1362–8. дои : 10.1289/ehp.1104912. ПМК 3491930 . ПМИД  22820538. 
  20. ^ аб МакДона, Мэриан С.; Уайтинг, Пенни Ф.; Уилсон, Пол М.; и другие. (7 октября 2000 г.). «Систематический обзор фторирования воды». БМЖ . 321 (7265): 855–859. дои : 10.1136/bmj.321.7265.855. ПМК 27492 . ПМИД  11021861. 
  21. ^ abcde Национальный исследовательский совет (2006). Фтор в питьевой воде: научный обзор стандартов Агентства по охране окружающей среды. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои : 10.17226/11571. ISBN 978-0-309-10128-8. Архивировано из оригинала 18 октября 2014 года . Проверено 27 марта 2009 г.. См. также заявление CDC по этому отчету. Архивировано 12 февраля 2017 г. на Wayback Machine .
  22. ^ Гупта Р., Кумар А.Н., Бандху С., Гупта С. (2007). «Скелетный флюороз, имитирующий серонегативный артрит». Скан. Дж. Ревматол . 36 (2): 154–5. дои : 10.1080/03009740600759845. PMID  17476625. S2CID  39441582.
  23. ^ Казинс М.Дж., Сковронски Г., Пламмер Дж.Л. (ноябрь 1983 г.). «Анестезия и почки». Анестезиологическая интенсивная терапия . 11 (4): 292–320. дои : 10.1177/0310057X8301100402 . ПМИД  6359948.
  24. ^ Баден Дж. М., Райс С. А., Маззе Р. И. (март 1982 г.). «Дейтерированный метоксифлурановый наркоз и функция почек у крыс Fischer 344». Анестезиология . 56 (3): 203–206. дои : 10.1097/00000542-198203000-00009 . ПМИД  7059030.
  25. ^ Маззе Р.И. (июнь 1976 г.). «Метоксифлурановая нефропатия». Перспектива здоровья окружающей среды . 15 : 111–119. дои : 10.1289/ehp.7615111. ПМЦ 1475154 . ПМИД  1001288. 
  26. ^ Казинс М.Дж., Гринштейн Л.Р., Хитт Б.А., Мацце Р.И. (1976). «Метаболизм и почечный эффект энфлурана у человека». Анестезиология . 44 (1): 44–53. дои : 10.1097/00000542-197601000-00009 . PMID  1244774. S2CID  22903804.
  27. ^ Ван Дайк Р. (1973). «Биотрансформация летучих анестетиков с особым упором на роль метаболизма в токсичности анестетиков». Может ли Anaesth Soc J. 20 (1): 21–33. дои : 10.1007/BF03025562 . ПМИД  4571972.
  28. ^ Уайт А.Э., Стивенс В.К., Эгер Э.И. II, Мацце Р.И., Хитт Б.А. (1979). «Метаболизм энфлурана и метоксифлурана при анестезирующих и субанестезирующих концентрациях». Анест Аналг . 58 (3): 221–224. дои : 10.1213/00000539-197905000-00011. PMID  572159. S2CID  36094568.
  29. ^ Струнецка А, Струнецкий О, Паточка Дж (2002). «Фтор плюс алюминий: полезные инструменты в лабораторных исследованиях, но распространители ложной информации» (PDF) . Физиол Рес . 51 (6): 557–64. PMID  12511178. Архивировано (PDF) из оригинала 8 августа 2017 г. Проверено 31 декабря 2008 г.
  30. ↑ Ян Х, Син Р, Лю С, Ю Х, Ли П (1 февраля 2016 г.). «γ-аминомасляная кислота улучшает гипотиреоз, вызванный фторидом, у самцов мышей Куньмин». Наука о жизни . 146 : 1–7. дои : 10.1016/j.lfs.2015.12.041. ПМИД  26724496.
  31. ^ Камарго, Хулио А. (январь 2003 г.). «Токсичность фторида для водных организмов: обзор». Хемосфера . 50 (3): 251–264. Бибкод : 2003Chmsp..50..251C. дои : 10.1016/S0045-6535(02)00498-8. ПМИД  12656244.
  32. ^ Джозеф А. Котруво. «Разработка руководящих принципов опреснения питьевой воды: предыстория» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 4 марта 2016 г. Проверено 26 января 2015 г.
  33. ^ Баэз, Дж.; Баэз, Марта X.; Марталер, Томас М. (2000). «Выделение фтора с мочой детьми 4–6 лет в общине южного Техаса». Revista Panamericana de Salud Pública . 7 (4): 242–248. дои : 10.1590/s1020-49892000000400005 . ПМИД  10846927.

Внешние ссылки