Fluor nejen pro zuby dobrý

Transkript

1 MASARYKOVA UNIVERZITA Lékařská fakulta Fluor nejen pro zuby dobrý Bakalářská práce v oboru Nutriční terapeut Vypracovala: Hana Dancingerová Vedoucí práce: MVDr. Halina Matějová Brno, květen 2011

2 Prohlášení: Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci vypracovala samostatně pod vedením MVDr. Haliny Matějové a uvedla v seznamu literatury všechny použité literární zdroje. Souhlasím, aby práce byla půjčována ke studijním účelům a byla citována dle platných norem. V Brně dne Hana Dancingerová

3 Poděkování Ráda bych tímto poděkovala MVDr. Halině Matějové za odborné vedení, poskytnuté studijní materiály, cenné informace a připomínky v průběhu zpracování bakalářské práce.

4 Jméno a příjmení autora: Hana Dancingerová Název bakalářské práce: Fluor nejen pro zuby dobrý Pracoviště: Ústav preventivního lékařství, LF Masarykovy univerzity Vedoucí bakalářské práce: MVDr. Halina Matějová Rok obhajoby bakalářské práce: 2011 Anotace: Přestože je fluor řazen do skupiny esenciálních stopových prvků, na jeho nezbytnost pro lidský organismus není nahlíženo zcela jednoznačně. Bakalářská práce shrnuje dosavadní poznatky o výskytu fluoru v přírodě a jeho vlivech na lidský organismus. Cílem teoretické části je objasnit jak negativní, tak pozitivní účinky fluoru na lidské zdraví a jeho význam v oblasti prevence i léčby některých onemocnění. V praktické části je vyhodnoceno dotazníkové šetření, jehož účelem bylo zjistit povědomí oslovené části české populace o účincích fluoru na zdraví a jeho výskytu v potravinách. Získaná data svědčí o nedostatečné informovanosti a upozorňují na nutnost uvedení některých informací na pravou míru. Klíčová slova: fluor, fluoridace, zubní kaz, fluoróza, osteoporóza

5 POJMY A ZKRATKY ÚVOD... 8 TEORETICKÁ ČÁST CHARAKTERISTIKA FLUORU A ANALYTICKÉ METODY Fyzikální a chemické vlastnosti Analytické metody zjišťování obsahu fluoru ve vzorku PŘÍRODNÍ A ANTROPOGENNÍ ZDROJE FLUORU Přírodní zdroje Atmosféra Voda Půda Biokumulace Antropogenní zdroje Emise Fosfátová hnojiva METABOLISMUS FLUORU V LIDSKÉM ORGANISMU Výskyt fluoru v lidském těle Funkce a mechanismus účinku Absorpce Ukládání do zásob Distribuce Eliminace Interakce s dalšími nutrienty

6 5 FLUOR VE VÝŽIVĚ ČLOVĚKA Fluoridace Fluoridace pitné vody Fluoridace pitné vody ve světě Fluoridace soli Fluoridace mléka Přirozený výskyt fluoru v potravinách a nápojích Doporučené denní dávky pro fluor VLIVY NA LABORATORNÍ ZVÍŘE ÚČINKY FLUORU NA ČLOVĚKA Vliv na stav zubů Zubní kaz Přípravky pro místní fluoridaci Fluoridové suplementy a zubní kaz Dentální fluoróza Znaky dentální fluorózy Prevalence dentální fluorózy Fluoridové suplementy a dentální fluoróza Vliv na kosterní tkáň Skeletální fluoróza Zlomeniny kostí Osteoporóza Negativní vlivy Chronická toxicita Akutní toxicita Kancerogenita Genotoxicita Další vlivy na člověka Aktivace a inhibice některých enzymů Fluor a oxidační stres Vliv fluoru na IQ

7 7.5 Vliv na profesně exponovaného člověka...39 PRAKTICKÁ ČÁST CÍL METODIKA A VYŠTŘOVANÉ OSOBY Sběr dat Zpracování dat VÝSLEDKY DISKUZE ZÁVĚR...55 LITERATURA...56 PŘÍLOHA

8 POJMY A ZKRATKY F, F 2 fluor F - CAS RN-CAS Mr ρ HRT SIC RCRA TRI SZO AI DRI UL IOM SZÚ KPE fluoridový aniont Chemical Abstract Service numercký identifikátor pro chemické prvky relativní molekulová hmotnost hustota Horomone Replacement Theprapy = náhradní hormonální terapie Standard Industrial Classificaton Resource Conservation and Recovery Act Toxic Release Inventory Státní zdravotnická organizace Adequate Intake = dostatečné přijímané množství Dietary Reference Intake = doporučená přijímaná množství Tolerable Upper Intake Levels = nejvyšší bezpečné přijímané množství Institute of Medicine Státní zdravotní ústav kvantitativní vyjádření prevalence zubního kazu 7

9 1 ÚVOD Fluor byl poprvé vyroben v roce 1771, pojmenován Ampérem v roce 1912 a skutečně izolován v roce Do životního prostředí je uvolňován především z fluoritu, kryolitu a fluorapatitu. Je složkou půd, rostlin, živočišné tkáně, vody a potravin (Kvasničková, 1998). Díky své reaktivitě může mít fluor na lidský organismus významný jak pozitivní, tak negativní vliv. Právě proto je z medicínského pohledu velmi rozporuplným prvkem. Denní suplementace fluorem je nepochybně důležitým faktorem v prevenci zubního kazu. Fluor je navíc jedním ze stimulátorů tvorby osteoblastů, takže podporuje mineralizaci kostí. Na druhou stranu má v nadměrném množství toxické účinky. V těle dospělého člověka je celkem 0,8-2,5 g fluoru, jeho funkce v organismu však nejsou dostatečně prozkoumány. Je sice zařazován mezi esenciální stopové prvky, ale jeho nezbytnost pro život není přijímána zcela jednoznačně. (Ghigo, 2010; Táborská, 2005; Velíšek, 2002). V teoretické části jsou shrnuty poznatky o výskytu fluoru v přírodě, vzduchu, vodě a půdě. Součástí práce je úloha fluoru v oblasti prevence, konkrétně fluoridace vody, soli a mléka a její úspěšnost a dále místní aplikace flurou na zuby a suplementace fluoridovými tabletami. Popsány jsou také vlivy fluoru na lidský organismus, zahrnuty jsou jak pozitivní, tak negativní účinky. V praktické části je vyhodnoceno dotazníkové šetření, jehož cílem bylo zjistit informovanost oslovené části populace o účincích fluoru na lidské zdraví, jeho výsktu v potravinách a o fluoridaci pitné vody v České republice. 8

10 TEORETICKÁ ČÁST 1 CHARAKTERISTIKA FLUORU A ANALYTICKÉ METODY Fluor F -, resp. iontová forma fluoru, je třináctý nejvíce se vyskytující prvek v zemské kůře, byl nalezen ve všech přirozeně se vyskytujících živých i neživých materiálech. Díky jeho vysoké afinitě k dvojvazným a trojvazným kationtům se fluor na Zemi vyskytuje převážně v kombinaci s vápníkem, hořčíkem a hliníkem. Podobně je i velká část fluoru vyskytujícího se v lidském těle (asi 99 %) vázána v kostech a zubech (Stipanuk, 2006). 2.1 Fyzikální a chemické vlastnosti Fluor je jeden z prvků skupiny VII. A periodické soustavy prvků. V přírodě se vyskytuje hojně, avšak zřídka v elementárním stavu (tj. žluto-zelený čpavý plyn). Díky vysoké reaktivitě jej najdeme spíš v iontových formách nebo jako součást minerálů, z nichž nejdůležitějšími zdroji fluoru jsou kazivec neboli fluorit (fluorid vápenatý CaF 2 ), fluorapatit (Ca 5 (PO 4 ) 3 F) a kryolit (fluorid sodno-hlinitý Na 3 AlF 6 ). Je znám jeden stabilní isotop floru, jehož relativní atomová hmotnost je 18,9984. Známe také několik radioaktivních isotopů ( 17 F, 18 F, 20 F, 21 F a 22 F), z nichž 18 F má nejdelší poločas rozpadu (109,7 min.) (Kvasničková, 1998; Toužín, 2006; Tylenda, 2003; Weast, 1986). Fluor reaguje s většinou organických i anorganických sloučenin. S kovy reaguje za vzniku fluoridů, binárních sloučenin fluoru, a s vodou za vzniku kyseliny fluorovodíkové. Ze skupiny halogenů je fluor nejreaktivnější, s vodíkem exploduje již při -250 C, s dalšími prvky (bromem, jodem, sírou, fosforem, křemíkem a některými kovy) se slučuje za vzniku plamene. Některé kovy, např. měď a nikl, vytváří proti působení fluoru obranou vrstvičku fluoridu. Reakce fluoru s kyslíkem probíhá v elektrickém výboji, s dusíkem se fluor přímo neslučuje (Toužín, 2006). 9

11 2.2 Analytické metody zjišťování obsahu fluoru ve vzorku Metody používané pro kvantifikaci fluoridů v biologických vzorcích a vzorcích z prostředí většinou spoléhají na detekci fluoridového aniontu. Velmi rozšířená, možná nejrozšířenější, metoda pro kvantifikaci fluoridů zahrnuje potenciometrii, která používá selektivní elektrodu pro fluoridový aniont. Tato metoda byla použita pro stanovení obsahu fluoridů v biologických tkáních a tekutinách (moč, sérum a plazma, kostní tkáň, zuby) a také v potravinách a vzorcích z životního prostředí (voda, vzduch, půda). Díky rozdílům v efektivitě postupů přípravy vzorku se může rozmezí hodnot detekovaných fluoridů iontově selektivní elektrodou pohybovat. Zmíněná rozmezí jsou následující: 0,1 až 300 ng/m 3 ve vzduchu, 1 až 1000 µg/l ve vodě a 0,05 až 20 mg/kg ve tkáních. Jiné postupy pro zjištění obsahu fluoridů používají spektrofotometrii, plynovou chromatografii, iontovou chromatografii, kapilární elektroforézu, atomovou absorpční spektrometrii a aktivaci fotonů. Mikrodifúzní techniky jsou považovány za nejpřesnější metody přípravy vzorku (tj. uvolňování volného iontového fluoru z organických a anorganických komplexních sloučenin) (Wen, 1996; Liteplo, 2002; Harzdorf, 1986). 3 PŘÍRODNÍ A ANTROPOGENNÍ ZDROJE FLUORU Fluoridy se v zemské kůře přirozeně nachází v horninách, jílu, uhlí a půdě. Jsou do životního prostředí uvolňovány zvětráváním minerálů, sopečnou činností a z mořského aerosolu. Fluorovodík se do vzduchu dostává z látek obsahujících fluoridy včetně uhlí, minerálů a jílů v případě, že jsou zahřáty na vysokou teplotu. Tato situace může nastat v tepelných elektrárnách, tavírnách hliníku, továrnách vyrábějících fosfátová hnojiva, sklárnách, cihelnách a továrnách na plasty. Největším přirozeným zdrojem fluorovodíku i ostatních fluoridů je vulkanická činnost (Tylenda, 2003; Liteplo, 2002; Symonds, 1988). 3.1 Přírodní zdroje Fluoridy, které jsou uvolňovány do atmosféry sopečnou činností, činností elektráren a dalšími procesy využívajícími vysoké teploty, jsou většinou plynný fluorovodík nebo fluoridy jako součásti malých prachových částic. Fluoridy obsažené v prachu ze zvětralých hornin jsou 10

12 obvykle součástí větších částic. Tyto částice sedají na zemský povrch nebo jsou deštěm vychytávány z atmosféry. Plynný fluorovodík je absorbován deštěm a v oblacích a mlze vytváří kapalnou kyselinu fluorovodíkovou, která dopadá na zemský povrch především se srážkami. Fluoridy, které jsou součástí velmi malých částic, mohou ve vzduchu zůstat několik dní, poté padají na zemský povrch nebo na vodní plochy (Tylenda, 2003). Ve vodě fluoridy asociují s různými částicemi, především s hliníkem ve vodě sladké a s vápníkem a hořčíkem ve vodě mořské. Usazují se v sedimentu, kde se pevně váží na jeho částice. Pokud se sediment dostane na pevninu, fluoridy jsou silně zadržovány půdou, protože vytváří se složkami půdy pevné vazby. Louhováním se uvolní pouze jejich malá část. Dále mohou být z půdy vyvázány a mohou se akumulovat v rostlinách nebo se mohou usadit na povrchu rostlin jako součást prachu. Množství fluoridů vyvázaných z půdy rostlinou závisí na druhu rostliny, složení půdy, množství a formě fluoridu v půdě. Je známo, že rostliny čajovníku mají tendenci akumulovat fluoridy ve svých listech. Zvířata spásající rostliny s obsahem fluoridů je mohou akumulovat ve svém organismu, avšak spíš v tvrdých tkáních jako jsou kosti, než ve tkáni svalové. Koloběh fluoridů v biosféře je znázorněn na obrázku č. 1 (Tylenda, 2003). Obrázek č. 1: Koloběh fluoridů v biosféře (Liteplo, 2002) 11

13 3.1.1 Atmosféra Největším přirozeným zdrojem fluorovodíkových emisí do atmosféry je sopečná činnost. Tyto emise jsou odhadovány na 0,6 až 6 milionů tun ročně. V průměru méně jak 10 % těchto emisí je výsledkem velkých erupcí. Tato část se dostává do stratosféry. Hlavním zdrojem troposférického fluorovodíku je pasivní odplynění sopek. Vulkanické plyny obsahují ještě další sloučeniny fluoru, jsou to tetrafulorosilan (SiF 4 ), kyselina hexafluorokřemičitá (H 2 SiF 6 ) a fluor (F 2 ). Větrná resuspenze půdy, která přirozeně obsahuje fluoridy, také přispívá k atmosférické zátěži fluoridy ve formě půdních minerálů. Dalším zdrojem je aerosol mořské soli, který kontaminuje vzduch malým množstvím plynného fluorovodíku a fluoridových solí. Mořský aerosol je velkým potenciálním zdrojem troposférického fluorovodíku. Tyto úniky se týkají spíš nadoceánského vzduchu (Symonds, 1988; Friend, 1989). Fluoridy, které se dostanou do atmosféry jak přirozeně, tak z antropogenních zdrojů, mohou být v plynné formě i ve formě pevných částic. V plynné formě se v atmosféře vyskytuje fluorovodík, tetrafluorosilan (SiF 4 ), kyselina hexafluorokřemičitá (H 2 SiF 6 ) a fluorid sírový (SF 6 ), ve formě pevných částic jsou to kryolit (Na 3 AlF 6 ), fluorid hlinitý (AlF 3 ), fluorit (CaF 2 ), hexafluorokřemičitan sodný (Na 2 SiF 6 ), fluorid olovnatý (PbF 2 ) a fluorapatit (Ca 5 (PO 4 ) 3 F). Fluor a fluoridy křemíku jsou v atmosféře hydrolyzovány na fluorovodík. Fluorovodík může reagovat s vodní párou za vzniku aerosolu nebo mlhy tvořené kyselinou fluorovodíkovou. Fluoridy adsorbované na částice v ovzduší jsou obecně stabilní a nesnadno hydrolyzují, ale mohou být degradovány zářením, pokud v atmosféře přetrvávají (Kirk, 1986; Liteplo, 2002; NAS, 1971). V globálním měřítku je emise fluoridů ze spalování uhlí a dalších antropogenních zdrojů ve srovnání s přírodními emisemi mnohem menší a má pouze místní význam. Odhadované množství je 2,5x10 10 kg/rok. V letech byly zaznamenávány antropogenní emise fluoridů z průmyslu, který využívá fluoridy, a bylo naměřeno t/rok. K těmto emisím přispěl především průmysl zpracovávající ocel a hliník, spalování uhlí a výrobny střešních krytin, cihel a fosfátových hnojiv. Následně byly stanoveny předpisy, které stanovily normy pro výrobu hliníku a fosfátových hnojiv. Fluoridy mohou do atmosféry vstoupit také z výroby a používaní pesticidů formou prachu a aerosolů. Konkrétně fluorid sodný (NaF), hexafluorokřemičitan sodný (Na 2 SiF 6 ), hexafluorokřemičitan barnatý (BaF 6 Si) a kryolit (Na 3 AlF 6 ) (EPA,1980; NAS, 1971; Tylenda, 2003; Bauer, 1985). 12

14 Bylo prokázáno, že emise fluoridů klesá. Od roku 1967 klesla hodnota fluoridů ve srážkách. Studie ze zalesněné oblasti nedaleko Kolína nad Rýnem v Německu zaznamenala prudký pokles obsahu fluoridů v jelením parohu. Hodnoty z let 1950 a 1960 dosahovaly velmi vysokých úrovní a v roce 1990 byly hladiny téměř o řád nižší. Tato skutečnost je připisována snížení emisí ze stacionárních zdrojů. Lze předpokládat, že fluorid, který se běžně ukládá do kosti, se bude během růstu parohu transportovat právě do této mineralizující se tkáně. Proto je obsah fluoridů v parohu dobrým ukazatelem intenzity fluoridových emisí (Ares, 1990; Kierdof, 2000) Voda V určité koncentraci se fluor vyskytuje v každém přírodním vodním zdroji. Obsah fluoru v povrchových vodách se liší podle geografické polohy a počtu zdrojů emisí. Hodnoty se většinou pohybují v rozmezí 0,01 0,3 mg/l. Mořská voda obsahuje fluoru více než voda sladká, koncentrace fluoru v mořské vodě se pohybují v rozmezí 1,2 1,5 mg/l. Vyšší hodnoty fluoru v povrchových vodách najdeme v oblastech, kde probíhá geotermální nebo vulkanická činnost. Mohou to být například oblasti kolem hor nebo oblasti s výskytem geologických usazenin mořského původu. V podzemních vodách se však mohou objevit jak vysoké, tak nízké koncentrace fluoru. Toto závisí na původu hornin a výskytu minerálů, ve kterých je fluor jednou ze složek. Koncentrace fluoru ve vodě je ovlivněna rozpustností kazivce, takže pokud je přítomen vápník o koncentraci 40 mg/l, rozpustnost kazivce je omezena na 3,1 mg/l. Stálá vyšší koncentrace fluoru je možná pouze tehdy, když roztok neobsahuje vápník. Vysoké koncentrace fluoru můžeme tedy očekávat v podzemních vodních zdrojích chudých na vápník a v oblastech, kde je běžný výskyt minerálů, v jejichž struktuře je přítomen fluor ( Liteplo, 2001; Fawell, 2006) Půda Přestože se koncentrace fluoru v půdě liší podle místních geologických podmínek, hodnota 440 ppm byla výpočtem stanovena jako průměrná koncentrace. Faktory, které ovlivňují přeměny fluoru v půdě, jsou ph a sloučeniny hliníku a vápníku. V kyselejších půdách byly koncentrace anorganického fluoru podstatně vyšší v hlubších vrstvách. Nízká afinita fluoridů k organickým materiálům způsobuje jejich vylučování z kyselejších povrchových vrstev, fluoridy jsou pak v alkaličtějších a hlubších vrstvách zadržovány jílem a usazeninami. Tento typ distribuce nebyl pozorován v alkalických, ani solných půdách. Osud anorganického fluoru uvolněného do půdy závisí na jeho chemické formě, míře ukládání, 13

15 chemickém složení půdy a klimatu. Většina fluoru v půdě je vázána ve sloučeninách. Maximální absorpce fluoru půdou byla zaznamenána při ph 5,5. V kyselých půdách o ph nižším než 6 se fluor nejčastěji vyskytuje v komplexech s hliníkem nebo železem. Pokud je v půdě k dispozici dostatek uhličitanu vápenatého, fluor je v alkalických půdách o ph 6,5 a výše téměř vždy vázán v podobě fluoridu vápenatého. Fluor se váže na jíl vytěsňováním hydroxidu v povrchu jílu. Adsorpce je značně závislá na ph a koncentraci fluoru. Je největší při ph 3,4 a klesá při ph nad 6,5 (EPA, 2010; Liteplo, 2002) Biokumulace Rozpustné fluoridy jsou kumulovány některými vodními i suchozemskými živými organismy, avšak informace o významném výskytu v potravním řetězci zatím známé nejsou. Anorganický fluor má tendenci k akumulaci přednostně v kostní a zubní tvrdé tkáni obratlovců, v exoskeletu bezobratlých a stěnách buněk rostlin. Fluoridy mohou být absorbovány vodními organismy přímo z vody nebo z potravy, což je situace méně častá. Míra absorpce fluoridů živými organsimy se liší podle antropogenních zdrojů fluoru a lokálních geologických a fyzikálně chemických podmínek, které ovlivňují jeho biologickou dostupnost. Většina anorganického fluoru v půdě je nerozpustná a tím pádem nedostupná pro rostliny. Do jaké míry je rostlina schopna absorpce také závisí na druhu rostliny a na formě fluoru v roztoku. Hladina fluoru v těle suchozemských živočichů je vyšší v oblastech, kde je ať už přirozeně, nebo díky antropogenním zdrojům výskyt fluoru vyšší (Liteplo, 2002). 3.2 Antropogenní zdroje Emise Informace o množství fluoru, které se dostává do přírody (vzduchu, vody, půdy) důsledkem průmyslové činnosti, jsou značně omezené. Fluor se dostává do životního prostředí z výfukových plynů, vody, odpadů a z nejrůznějších průmyslových procesů včetně výroben oceli, primárního hliníku, mědi, niklu, také skla, cihel, keramiky a lepidla a z výroby a používání fosfátových hnojiv. Používaní pesticidů s obsahem fluoru a fluoridace pitné vody také přispívá k uvolňování fluoru do prostředí a jsou tedy řazeny mezi antropogenní zdroje. 14

16 Celkové množství fluoru ročně uvolněného do životního prostředí z průmyslových zdrojů je v různých zemích různé a údaje nejsou vždy k dispozici. Například v Kanadě bylo roční množství emisí odhadem stanoveno na tun a v Nizozemí na tun. Relativní podíl různých antropogenních zdrojů na celkové emisi fluoru do vzduchu, vody a půdy v Kanadě je odhadem stanoven následovně: 48 % výroba fosfátových hnojiv, 20 % chemický průmysl, 19 % výroba hliníku, 8 % výroba oceli a zpracování ropy a 5 % spalování uhlí. V Nizozemí je 93 % celkových emisí fluoru připisováno těžbě a zpracování fosfátové rudy, mála množství (2 %) jsou emitována při zpracovávání nerostů, 4 % produkuje hutnický průmysl a 1 % ostatní odvětví průmyslu (Liteplo, 2002). Fluor je celosvětově považován za významnou kontaminující látku podzemních vod, ohroženy jsou některé oblasti v Asii, Evropě a ve Střední a Jižní Americe. V Indii, Číně a Mexiku je expozice fluoru velkým zdravotním problémem. Hlavním zdrojem expozice je příjem vodovodní vody, která pochází z kontaminovaného podzemního zdroje (Ghigo, 2010) Fosfátová hnojiva Fosfátová hnojiva jsou významným zdrojem kontaminace zemědělské půdy. Jsou vyráběna z fosfátové rudy, která obsahuje zhruba 3,5 % fluoru. Během procesu výroby hnojiva při okyselování však část fluoru uniká do ovzduší a koncentrace fluoru ve fosfátu ve finálním stavu je dále snižována ředěním sírou (superfosfáty) nebo amonným iontem (fosfáty s obsahem čpavku). Konečný produkt tak obsahuje 1,3-3,0 % fluoru. V Austrálii bylo odhadem stanoveno množství fluoru, které se za 1 rok do půdy dostane fertilizací, na 1,1 kg/ha (Liteplo, 2002). 4 METABOLISMUS FLUORU V LIDSKÉM ORGANISMU 4.1 Výskyt fluoru v lidském těle Fluor je prvek, který má v lidském organismu dobře známé prospěšné funkce. Jeho nevýznamnější úlohou je ochrana kalcifikovaných tkání proti patologické demineralizaci. V lidském těle se nachází pouze stopy fluoru, ale průzkumy dokázaly, že v oblastech, kde je strava bohatá na fluor, jsou krystalické usazeniny v kostech a zubech větší a lépe formované. Když jsou kosti a zuby mineralizované, nejdříve se vytváří z vápníku a fosforu krystal hydroxylapatit (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH)). Poté fluor nahradí hydroxyl z hydroxylapatitu a vznikne 15

17 fluorapatit (Ca 5 (PO 4 ) 3 F), díky kterému jsou kosti pevnější a zuby odolnější vůči kazu. Z důvodu velmi důležité role v péči o zdravý chrup, budou nutriční aspekty fluoru popsány dále detailněji. Fluor se nevyskytuje pouze v kostní a zubní tkáni, ale také ve tkáni měkké (Debruyne, 2003; Bowman, 2001; Kvasničková, 1998). 4.2 Funkce a mechanismus účinku Hlavní funkce fluoru v těle se vztahuje k jeho vlivu na mineralizaci kostí a zubů, konkrétně podporuje vylučování minerálních látek z amorfních sloučenin vápníku a fosforu, což vede k formování apatitu a krystalických struktur. Apatit je ukládán do organické (proteinové) matrix jako krystalit. Fluor může být zakomponován do struktury apatitu nahrazováním hydroxidových iontů. Ty mohou být nahrazeny během formování krystalu nebo náhradou dříve uložené minerální látky podle následující rovnice: Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 + xf - Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 - xf - x. Z fluoru uloženého v zubní sklovině se formuje fluorhydroxylapatit. Ukázalo se, že tato sloučenina je méně rozpustná v kyselém prostředí než hydroxylapatit a tedy více odolná vůči tvorbě zubního kazu. Míra zabudovávání fluoru je u různých živočišných druhů různá a mění se s věkem, expozicí fluoru a rychlostí obnovy tkáně. Rozdíl je také mezi tvrdými a měkkými tkáněmi. Zatímco ukládáni fluoru do tvrdých tkání je ovlivněno výše uvedenými faktory, jeho obsah v měkkých tkáních je na dietetickém příjmu a věku nezávislý. V kostní tkáni a zubní sklovině člověka a dalších vyšších savců je poměr mezi substituovaným aniontem OH - a F - od 20:1 do 40:1. Ukládání minerálních látek a stimulace formování nové kostní tkáně se také připisuje fluoru. Proteiny v matrix zubní skloviny se vykazují vysokou afinitou k fluoru, což vede ke spekulacím, jestli není klíčovou rolí fluoru v mineralizaci spíš účast na formování jádra krystalu, než jeho souvislost s minerální přeměnou. V souvislosti s vlivem fluoru na mineralizaci existuje domněnka, že místně nanášený fluor snižuje produkci kyselin prostřednictvím plaku, který produkují bakterie (Groff, 2008; Kvasničková, 1998). V měkké tkáni fluor stimuluje i inhibuje řadu enzymů a to v závislosti na koncentraci. K tomuto je potřeba pouze milimolární koncentrace, a proto je jeho fyziologický význam v této oblasti nejasný. Možné mechanismy působení fluoru na některé enzymy jsou detailněji popsány v kapitole pojednávající o účincích fluoru na člověka. Je možné, že má také mírné antimikrobiální účinky na mikroflóru dutiny ústní (Kvasničková, 1998). 16

18 4.3 Absorpce Podle přehledů metabolismu fluoru je z trávicího traktu absorbováno % přijatého fluoru a méně než 20 % přijatého fluoru je vyloučeno stolicí. Podle Groffa je absorpce fluoru téměř 100 %, je li zkonzumován ve formě hexafluorokřemičitanu sodného (Na 2 SiF 6 ) v pitné vodě nebo jako fluorid sodný (NaF) nebo monofluorofosfát sodný (Na 2 PO 3 F) v zubní pastě. Absorpce klesá na % v případě, že je fluor konzumován s potravinami nebo nápoji obsahujícími vápník. Vápník je, spolu s dalšími minerálními látkami, považován v komplexu s fluorem za nerozpustnou sloučeninu, což je důvodem snížení absorpce. Rozpustné fluoridy, jako například fluorid sodný, jsou absorbovány téměř úplně. Méně rozpustné zdroje, jako třeba kostní moučka, jsou relativně málo absorbovatelné (< 50 %). Hydroxid hlinitý (Al(OH) 3 ), hojně užívaný jako antacidum, absorpci fluoru značně inhibuje. V potravinách se fluor vyskytuje také ve vazbě na proteiny. Takto vázaný fluor musí být před tím, než dojde k absorpci, hydrolyzován pepsinem nebo jinou proteázou. Z těchto zdrojů se absorbuje méně fluoru než z vody nebo zubní pasty (DeBruyne, 2001; Groff, 2008). Absorpce fluoru je rychlá, zhruba 50 % průměrné dávky fluoru je absorbováno během 30 minut a úplná absorpce nastane za 90 minut. Rychlost absorpce naznačuje, že velká část přijatého fluoru je absorbována ze žaludku, což je vlastnost mezi prvky výjimečná. Absorpce fluoru probíhá pasivní difúzí a je nepřímo úměrně spojena s ph, takže faktory, které podporují sekreci žaludečních šťáv, zvyšují míru absorpce. Fluor se primárně vyskytuje ve formě kyseliny fluorovodíkové, která má nízké ph, respektive nižší než fluoridový iont, takže je to kyselina fluorovodíková a nikoli iont fluoru, která je z žaludku absorbována. Kyselina fluorovodíková disociuje dle rovnice HF H + + F -. Uvažujeme li, že v žaludku je ph=1,5, poměr HF:F -, vypočítaný z Henderson-Hasselbalchovy rovnice, je téměř 200:1. Forma, ve které se fluor nachází v žaludku, je tedy vysoce difúzní. Difúze fluorovodíku v tenkém střevě je kvůli jeho ph méně pravděpodobná. Koncentrace fluorovodíku v tenkém střevě by byla velmi nízká a gradient malý, a naopak koncentrace a gradient iontů fluoru by byly vysoké. Rychlost difúze skrz membránu buňky také přímo koreluje s rozpustností lipidů v difundující látce. Fluor je tedy absorbován také z tenkého střeva, ale v menší míře. Zdá se, že absorpce není ovlivněna koncentrací fluoru v plazmě, až na případy, kdy je koncentrace velmi vysoká až toxická (DeBruyne, 2001; Groff, 2008). Rychlá absorpce fluoru po orálním příjmu vede k okamžitému nárůstu jeho koncentrace v krevní plazmě. Fluor se v plazmě nachází v iontové formě, ačkoli není kovalentně vázán 17

19 plazmatickými proteiny nebo jinými složkami plazmy. Existuje domněnka, že se fluor dostává do neiontové formy koordinací s makromolekulárními látkami, například s proteiny. Avšak fluorovodík, ne fluoridový iont, je patrně formou, ve které dochází k difúzní rovnováze na membránách buněk (DeBruyne, 2003). 4.4 Ukládání do zásob Přibližně 50 % denně absorbovaného fluoru je ukládáno do zvápenatělýchých tkání (kosti a vyvíjející se zuby). Výsledkem tedy je, že 99 % fluoru, který se dostane do těla, je vázáno na tyto tkáně. Míra ukládání do kosti je ovlivněna stadiem vývoje, ve kterém se kostní tkáň nachází (Groff, 2008). Fluorid v kostní tkáni je přítomen jak v amorfní formě (ta představuje zásobu, která se mění rychle), tak ve formě krystalické (ta představuje pomalu se měnící zásobu). Krystalická forma fluoru je součástí hydroxylapatitu (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH) 2 ). Jak už bylo zmíněno, 99 % celkového množství fluoru v těle se nachází v mineralizovaných tkáních, přičemž kostní tkáň je zdaleka největší zásobárnou. Se zvýšením hladiny absorbovaného fluoru se zvyšuje i množství pohlcované tvrdou tkání. Avšak procento opravdu zadrženého fluoru v těle s rostoucí mírou absorpce klesá, protože se urychluje exkrece ledvinami. Také růst kostní tkáně ovlivňuje bilanci fluoru, což je doloženo faktem, že u mladých lidí, u kterých nebyl dokončen růst dlouhých kostí, se ukládá do kostní tkáně větší množství fluoru než u dospělých a sekrece fluoru močí je snížena (Groff, 2008). 4.5 Distribuce Část fluoru je v krvi transportována ve formě fluoridového aniontu nebo fluorovodíku, není vázána na plazmatické proteiny. Další část fluoru je vázána na proteiny v plazmě, tato forma fluoru se nazývá neiontová nebo organická forma. Organicky vázaný fluor se vyskytuje v různých koncentracích, které nejsou závislé na celkovém příjmu fluoru a na hladině iontové formy fluoru v plazmě. Ještě nebylo dostatečně prozkoumáno, do jaké míry může tuto koncentraci ovlivnit fluor, který se dostává do životního prostředí z průmyslu ve formě fluorouhlíkových sloučenin. Naproti tomu koncentrace iontového fluoru koreluje s dávkami fluoru přijímanými ve stravě, a to i s velmi velkými dávkami, což ukazuje, že plazmatický iontový fluor není homeostatickým mechanismem přesně kontrolován (Groff, 2008). 18

20 4.6 Eliminace Odstranění fluoru z cirkulace probíhá v zásadě dvojím mechanismem renální exkrecí a ukládáním do kalcifikované tkáně. Přibližně 50 % denně absorbovaného fluoru je tedy ukládáno do tvrdých tkání a zbývajících 50 % je odstraňováno ledvinami. Vylučování fluoru močí přímo souvisí s ph moči, tudíž faktory, které ovlivňují ph moči, jako složení stravy, léčiva, metabolické a respirační choroby a nadmořská výška pobytu, mohou ovlivnit množství exkrece absorbovaného fluoru (Bowman, 2001; Ghigo, 2010; Stipanuk, 2006). Fluor je močí vylučován rychle, přičemž tento způsob exkrece pokrývá přibližně 90 % exkrece celkové. Někdy dojde k tubulární reabsorpci nedisociovaného fluorovodíku pasivní difuzí. Protože se množství fluorovodíku zvyšuje podle narůstajícího množství fluoridových aniontů (při poklesu ph), tubulární reabsorpce a obsah fluoru v moči jsou v nepřímo úměrném vztahu. Míra reabsorpce je tedy nepřímo úměrná ph tekutiny v tubulu. Ke zbývající exkreci dochází prostřednictvím stolice a pouze minoritní ztráty se objevují v potu. Při poruše funkce ledvin, může docházet k retenci fluoru (Ghigo, 2010; Groff, 2008). 4.7 Interakce s dalšími nutrienty Bylo zjištěno, že hliník, vápník, hořčík a chlor snižují vstřebávání a využití fluoru, zatímco fosfor a síra jeho absorpci zvyšují. Chlorid sodný například zvyšuje absorpci fluoru kostní tkáni. Toto stojí za povšimnutí, protože kuchyňská nebo stolní sůl je v některých zemích používána jako nosič fluoru při jeho suplementaci. Mechanismy interakcí přesně stanoveny nejsou. Užití antacida obsahujícího hliník redukuje absorpci jak fluoru, tak fosforu. Uvažuje se, že hliník vytváří ve střevě s fluorem nerozpustné komplexy. Problematika vlivu ph antacida na absorpci fluoru musí být dále prozkoumána (Groff, 2008). 19

21 5 FLUOR VE VÝŽIVĚ ČLOVĚKA Běžné strava obshauje určité množství fluoru. V USA je nejběžnějším zdrojem fluoru pitná voda, která obsahuje průměrně 0,24 mg fluoru v jedné sklenici (200 ml). Příjem dospělého člověka, který vypije 10 sklenic (2 l) vody je tak 2,4 mg fluoru, přičemž odhadovaná bezpečná a potřebná denní dietetická potřeba fluoru je podle Kvasničkové 1,5-4 mg. Dalšími zdroji jsou nealkoholické nápoje a ovocné džusy, na jejichž výrobu byla použita fluoridovaná voda a také zubní pasta, pokud dojde k jejímu polknutí. Toto představuje nebezpečí zvláště pro děti, u kterých tato situace může snadno vést k přívodu takových dávek fluoru, které přesahují dávky doporučené. Proto výrobci zubních past zdůrazňují, že pasta má být uskladněna na místě mimo dosah dětí a že pro čištění zubů je nutno použít množství ne větší, než je velikost hrášku. Důležité je také upozornění, aby děti prováděly zubní hygienu pod dohledem rodičů. K dávce fluoru mohou podstatným způsobem přispět také mořské ryby a čaj. V některých oblastech je přirozený obsah fluoru ve vodě vysoký a příliš fluoru může způsobovat poškození zubů, dentální fluorózu. V lehčích případech se na zubech objeví malé bílé skvrnky, v těch závažnějších se na sklovině objeví nerovnosti a permanentní skvrny. Fluoróza se objevuje pouze v době vývoje zubu a je nevratným procesem. Proto je její prevence velkou prioritou. Fluoróza je detailněji posána v kapitole, která se zabývá účinky fluoru na člověka (Debruyne, 2003; Groff, 2008; Kvasničková, 1998). 5.1 Fluoridace Fluoridace pitné vody Průzkum, který zdokumentoval vztah mezi koncentrací fluoru v pitné vodě a dentální fluorózou v 30. letech 19. století, také zaznamenal překvapivý vliv na výskyt zubního kazu. Závěr zněl, že konzumace vody obsahující 1,0 mg/l fluoru měla za následek téměř maximální protekční účinek proti zubnímu kazu a přijatelně malou prevalenci mírné formy dentální fluorózy. Tímto způsobem byla určena optimální koncentrace fluoru v pitné vodě. Konkrétní množství záleží na průměrné teplotě v dané oblasti, rozmezí je 0,7-1,2 mg/l. Pro teplejší klima je doporučena nižší koncentrace, kvůli tendenci vypít větší množství vody (Stipanuk, 2006). 20

22 První studie, která kontrolovala fluoridaci pitné vody, začala 25. ledna 1945, v Grand Rapids, Michiganu. Po 6,5 roce byl výskyt zubního kazu dětí ve věku 4-6 let přibližně o 50 % nižší než v kontrolním městě Muskegon v Michiganu. Mnoho dalších studií prokázalo snížení výskytu zubního kazu, úspěšnost se pohybovala v rozmezí %, průměr byl 50 %. V současnosti kontrolovanou fluoridaci pitné vody využívá více než 60 % americké populace. Další 4 % žijí v 3340 komunitách s přirozeně fluoridovanou vodou, přičemž některé z těchto vodních systémů jsou vybaveny defluoridujícím zařízením, protože přirozený obsah fluoru je příliš vysoký (Pizzo, 2007; Stipanuk, 2006). Rozdíl v prevalenci zubního kazu u amerických komunit s fluoridací a bez ní je dnes nižší než tomu bylo v roce Národní průzkum prováděn v letech zjistil o 33 % nižší prevalenci u dětí ve věku 5-17, které byly vždy exponovány fluoridované vodě než u dětí, které exponovány nikdy nebyly a průzkum z let zjistil prevalenci nižší o 25 % (Stipanuk, 2006). Pokud fluor ve zdroji pitné vody chybí, incidence zubního kazu je vysoká. Fluoridace pitné vody za účelem zvýšení koncentrace fluoru je považována za důležité opatření v oblasti veřejného zdraví. Lidé, kteří měli dostatek fluoru v době formování zubu v raném a pozdním dětství, jsou během života chráněni proti zubnímu kazu. Prevence zubního kazu má i širší význam, protože zároveň předchází zdravotním komplikacím, které by se mohly v souvislosti s dentálními problémy objevit. Přestože má fluor velký pozitivní význam, setkáváme se ve společnosti s jeho odpůrci. Na základě nashromážděných důkazů o jejích prospěšných účincích byla fluoridace schválena následujícími institucemi: National Institute of Dental Health, American Dietetic Association, American Medical Association, National Cancer Institute a Center for Disease Control and Prevention. WHO provedla v roce 1984 rozsáhlé přezkoumání fluoru a jeho účinků na lidské zdraví. Bylo zjištěno, že pravidelná konzumace pitné vody nad koncentraci 1,5 mg/l vede k dentální fluoróze a konzumace nad 10 mg/l ke skeletální fluoróze s trvalými následky. Na základě těchto poznatků stanovila WHO doporučenou hodnotu koncentrace fluoru v pitné vodě na 1,5 mg/l, při této dávce by měl být výskyt dentální fluorózy minimální. V letech 1996 a 2004 se doporučení následně znovu zhodnotilo se závěrem, že není důvod pro změnu této hodnoty. Bylo také zdůrazněno, že hodnota 1,5 mg/l není stanovena přísně pro všechny oblasti, ale že má být přizpůsobena místním podmínkám. Mezi tyto podmínky patří především podmínky klimatické, množství konzumované vody a příjem fluoru ve stravě. WHO také zdůrazňuje důležitost monitorace 21

23 koncentrace fluoru v pitné vodě a také kontroly populace za účelem odhalení případného nadměrného příjmu fluoru (DeBruyne, 2003; Fawell, 2006) Fluoridace pitné vody ve světě Pitná voda je největším a nejčastějším zdrojem denní dávky fluoru, ale nemusí to nutně platit v každém případě. Pro každého jedince je denní příjem fluoru z pitné vody dán koncentrací fluoru v dané vodě a množstvím zkonzumované vody. Data o konzumaci pitné vody jsou dostupná v Kanadě, USA a Británií. Až v posledních letech je možné získat údaje ze stručných přehledů o životním prostředí a statistik o vodních zdrojích od organizací jako jsou The World Bank nebo World Resources Institute. Údaje z rozvojových zemí nelze získat snadno, protože různé komunity používají různé zdroje vody. Mohou to být studny, vrty s ručními pumpami nebo vodovody (Fawell, 2006). Odhadem bylo stanoveno, že přes 300 milionů lidí z 39 zemí světa žije v oblastech, kde probíhá fluoridace pitné vody. V USA je to 170 miliónů lidí (67 % populace), kterým je fluoridace pitné vody ku prospěchu. Nejen ve Spojených státech, ale v dalších zemích jako jsou Kanada, Brazílie, Argentina, Kolumbie, Čile, Austrálie, Nový Zéland, Malajsie, Izrael a ve městech jako jsou Hong Kong a Singapur, probíhá fluoridace pitné vody z veřejných vodovodů. Po vzoru výše zmíněných zemí, byla fluoridace vody zavedena i v Evropě, kde stále probíhá v Irské republice (pokryto 71 % populace), ve Velké Británii a ve Španělsku (pokryto 10 % populace). V některých dalších zemích byla fluoridace zavedena, a následně přerušena (Nizozemí, Švédsko, východní Německo, Finsko), v jiných fluoridace vůbec zavedena nebyla nebo byl preferován jiný typ fluoridace, např. soli (Švýcarsko, Maďarsko, Francie, západní Německo, Dánsko). Rakousko, Belgie, Francie, Norsko a Itálie se přiklání k pozitivnímu tvrzení ohledně vlivu fluoridace na lidské zdraví, ale fluoridace zde zatím neprobíhá. V Itálii není fluoridace v současnosti zavedena z toho důvodu, že v některých oblastech pitná voda přirozeně obsahuje optimální množství fluoru pro prevenci zubního kazu a dalším důvodem je spotřeba balené vody, která je v poslední době hlavním zdrojem pitné vody a má rovněž dostačující koncentraci fluoru. Je možné, že fluoridace neprobíhá z podobných důvodů i ve výše zmíněných zemích (Pizzo, 2007). V bývalé ČSSR byla fluoridace vody zavedena v roce 1958 a během 25 let se rošířila do 567 lokalit na celém území, takže fluoridovanou vodou bylo zásobeno do roku 1988 zhruba 33 % obyvatel. Stejně jako v ostatních zemích, kde byla fluoridace vody zavedena, se 22

24 projevila % účinnost snížením kazivosti jak dočasného, tak trvalého chrupu. Přesto bylo toto preventivní opatření zastaveno. Motivací k zastavení fluoridace byla především neznalost výhody této metody a úzké resortně zaměřené myšlení některých činitelů, v jejichž kompetenci bylo její praktické provádění. Důvodem nebyly obavy ze zdravotního rizika nebo finanční nákladnost, jak je mnohdy uváděno. Málokdo z odpůrců fluoridace pitné vody si uvědomuje, že doporučovaná koncentrace fluoridu pro fluoridaci (1 mg/l) je mnohonásobně nižší než koncentrace stejných fluoridů v celé řadě minerálních vod, jejichž konzumace je značně vysoká. Koncentrace v některých minerálních vodách dostupných na současném trhu jsou uvedeny v kapitole pojednávající o výskytu fluoru v potravinách (Kilian, 1995). Na obrázku č. 2 je zobrazena procentuální dostupnost vody s obsahem fluoru v jednotlivých oblastech světa. Obrázek č. 2: Dostupnost fluoridované vody a vody přirozeně bohaté na fluor v jednotlivých oblastech světa ( % 60 80% 40 60% 20 40% 1 20% < 1% data chybí 23

25 5.1.2 Fluoridace soli Další z možností zvýšení přívodu fluoru za účelem prevence zubního kazu je fluoridace soli. Její výhodou je to, že může být prodávána jak sůl s obsahem fluoru, tak bez něj. Pokud je většina soli konzumované jedincem fluoridována, pak se efektivita fluoridace soli blíží efektivitě fluoridace vody. Výsledky studií, které zaznamenávaly účinek fluoridace soli na výskyt zubního kazu, byly srovnatelné s těmi, které byly zaznamenány po fluoridaci pitné vody. Marthaler a Peterson ve svém přehledu podotkli, že se doporučení konzumace fluoridované soli může dostat do rozporu s podporováním snížení konzumace soli jako prevence hypertenze. Zde je nutné správně porozumět koncepci. Konzument nemá být povzbuzován ke výšené konzumaci soli, naopak fluoridovaná sůl působí na konzumenta pasivně. Snížení konzumace soli by mělo být v zemích, kde je její konzumace vysoká, stále podporováno a v případě značného poklesu průměrné konzumace, by mohla být koncentrace fluoru v soli zvýšena. V současné době je optimální koncentrace fluoru v soli stanovena na 250 mg/kg. Fluoridaovaná sůl je v Evropě k dostání na trhu ve Švýcarsku, Německu, Francii a Belgii. V České republice byla produkce fluoridované soli zahájena roku 1994 v Olomouci a kromě české produkce byl zahájen také import z Německa. Podíl na trhu mezi tuzemskými solemi byl v posledních letech přibližně 35 %. V porovnání s Maďarskem, Chorvatskem, Slovinskem a Rumunskem, kde také proběhl pokus o zavedení fluoridace soli, byla Česká republika úspěšná (Jones, 2005; Marthaler, 2005; The British Fluoridation Society, 2005) Fluoridace mléka Fluoridace mléka je dalším pokusem dosáhnout pozitivních účinků fluoru na zubní zdraví, aniž by konzument musel měnit svoje návyky. Prvním státem, kde byla zavedena fluoridace mléka, bylo Švýcarsko a to v r Následovalo Skotsko a Maďarsko. Tyto i další podobné programy byly zaměřeny na prevenci zubního kazu u dětí. Konzumace fluoridovaného mléka byla během těchto programů podporována distribucí mléka do mateřských školek a škol. Byl kladen důraz na to, aby se s konzumací takto upraveného mléka začalo už v raném dětství a zajistil se tak účinek fluoru při vývoji mléčného chrupu. Další podmínkou byla kozumace mléka alespoň 180 dní v roce, v Pekingu to bylo dokonce 300 dní v roce, a proto bylo dětem rozváženo mléko v pátek večer domů, aby byla denní dávka fluoru splněna i o víkendu. Žádný z projektů podporující konzumaci fluoridovaného mléka nebyl doposud zaměřen na dospělou populaci (Jones, 2005). 24

26 V roce 2002 Petersson shrnul výsledky studie, ve které byly sledovány koncentrace fluoru ve slinách a zubním plaku po užívání fluoridovaného mléka. 18 zdravých dětí ve věku 6-8 let konzumovalo 200 ml nefluoridované vody, 200 ml fluoridovaného mléka s 1 mg fluoru, 200 ml mléka a 200 ml mléka s 1 mg fluoru ve 3 denních režimech, přičemž mezi jednotlivými režimy byly 7 denní tzv. promývací pauzy. Během studie používaly všechny děti zubní pastu bez obsahu fluoru a vyhýbaly se nápojům a potravinám bohatým na fluor. Koncentrace fluoru ve slinách byly zaznamenávány v časech 0 min, 15 min a 120 min po konzumaci daného nápoje, a v zubním plaku to bylo v časech 0 min a 120 min. Výsledky studie ukázaly, že užíváni fluoridovaného mléka významně zvyšuje koncentraci fluoru ve slinách za 15 min a v zubním plaku za 2 h po požití mléka. Uchovávání fluoru v zubním plaku 2 h po konzumaci fluoridovaného mléka by mohlo být podle Peterssona považováno za terapeutickou koncentraci fluoru. Konzumace fluoridovaného mléka může tímto způsobem přinést určitou klinickou výhodu (Petersson, 2002). 5.2 Přirozený výskyt fluoru v potravinách a nápojích Denní přívod fluoridů z běžné stravy se pohybuje v rozmezí 0,5 1,5 mg. Obsah fluoru ve většině potravin je v nízký, většinou je to méně jak 0,05 mg/100g. Avšak některé potraviny obsahují fluoru více. Jsou to některé obilné a celozrnné výrobky, luštěniny, některé druhy mořských ryb (pokud jsou konzumovány s kostmi) a čaj. Čaj s kofeinem i bez kofeinu je bohatý na fluor, protože čajové lístky kumulují tento prvek ve významnějším množství. Obsah fluoru ve vařeném čaji je 1-6 mg/l, přičemž obsah fluoru je v tomto případě vyšší v čaji bez kofeinu než v čaji s kofeinem. Šálek čaje (250 ml) může tedy obsahovat 0,25-1,5 mg fluoru. Tabulka č. 1 poskytuje údaje o obsahu fluoru v různých druzích potravin uváděných v různých literárních zdrojích. Odlišnost hodnot není způsobena špatným měřením, hodnoty se skutečně liší podle původu potravin (Groff, 2008; Stipanuk, 2006, Táborská, 2005). Tabulka č. 1: Obsah fluoru v různých druzích potravin Potravina nebo skupina potravin Obsah fluoru v ptravinách (mg/kg) Groff, 2008 Kvasničková, 1998 SZÚ, 1998 Velíšek, 2002 Mléčné výrobky 0,02-0,82 0,01-0,8 Mléko 0,019 0,2-0,4 Tvaroh 0,08-0,1 Sýry 0,5-0,9 Jogurt 0,1 25

27 Máslo 0,038 Vejce slepičí 0,3 Vejce míchaná 0,057 Maso 0,04-0,92 Maso vepřové < 0,2 Maso hovězí 0,1-0,2 Hovězí steak 0,038 Maso kuřecí < 0,2 Játra vepřová 0,1-1,7 < 0,2 Ryby mořské 0,3-2,2 Obiloviny, celozrnné 0,08-2,01 0,12-1,02 Pšeničná mouka 0,1-1,4 Chléb celozrnný 0,285 0,4-0,8 Rýže loupaná 0,3-0,6 Žito 0,3-2,0 Ječmen 0,4-1,6 Oves 0,4-1,5 Luštěniny 0,15-0,57 Hrách 0,3-0,9 Hrách vařený 0,57 Fazole 1,0-2,0 Sója 0,9-1,3 Zelenina 0,01-0,68 Listová zelenina 0,08-0,70 Kořenová zelenina 0,09-0,48 Ostatní druhy 0,06-0,17 Zelí 0,02-0,2 Květák 0,02-0,2 Špenát 0,3-0,4 Špenát vařený 0,703 Hlávkový salát 0,133 0,02-0,4 Rajčata 0,02-0,1 Rajčatová štáva 0,038 Mrkev 0,03-0,2 Hrášek < 0,1 Cibule 0,04-0,1 Brambory 0,008-0,084 0,06-0,2 Houby 0,2-0,3 Ovoce 0,002-0,013 0,01-0,58 Jablka < 0,1-0,3 Pomeranče 0,04-0,1 Banány 0,1 Jahody 0,03-0,3 Čokoláda mléčná 1,0 Čaj černý Tuky 0,002-0,044 0,05-0,13 Sladidla 0,002-0,078 26

28 V USA jsou některé z nápojů, včetně kojeneckých výživ, vyrobeny z fluoridované vody. Nápoje se svým obsahem fluoru velmi liší a to podle toho, jaké množství fluoridované vody bylo v procesu výroby použito. V mnoha zemích je v dnešní době velká spotřeba balené vody. Obsah fluoru v různých typech těchto vod se velmi liší a jeho přívod z tohoto zdroje může být velký. Přívodu fluoru z balených vod by tedy měla být věnována zvýšená pozornost, zvlášť při pravidelné konzumaci vod přírodních a léčivých. V tabulce č. 2 jsou sestupně seřazeny růzé typy balených vod podle obsahu fluoru v 1 litru. Uvedené hodnoty jsou shodné s hodnotami na obalech vod. Obsah fluoru není bohužel uveden na obalech všech vod, a proto je zde uveden jen omezený výběr (Táborská, 2005; Groff, 2008). Tabulka č. 2: Obsah flurou v balených vodách Název balené vody Vincentka 3,08 Hanácká přírodní 2,79 Hanácká kyselka 1,36-1,91 Poděbradka 1,06 Korunní 1,0 Dobrá voda 0,67 Aqua radiměř (kojenecká) 0,15 Rajec 0,1 Aqua Bella 0,1 Toma Natura < 0,1 Bonaqua < 0,008 Obsah fluoru v mg/l 5.3 Doporučené denní dávky pro fluor Food and Nutrition Board uvádí AI (dostatečné příjímané množství) a UL (nejvyšší přípustná množství) pro fluor v jednotlivých věkových kategoriích, jak je shrnuto v tabulce č. 3. Tabulka č. 3: AI a UL pro fluor v jednotlivých věkových kategoriích (Bowman, 2001). AI (mg/den) UL (mg/den) 0-6 měs. 0,1 0-6 měs. 0,7 7měs.- 3 r. 0, měs. 0,9 4-8 let 1,0 1-3 r. 1, let 2,0 4-8 let 2, let 3,0 > 8 let 10,0 ženy>19let 3,0 muži>19let 4,0 27

29 Nejvyšší přípustné hodnoty byly stanoveny na základě zubní fluorózy u dětí a skeletální fluorózy u dospělých. Doporučená množství jsou založeny na množství, které působí preventivně proti zubnímu kazu a nezpůsobuje mramorování zubů. Jak už bylo zmíněno, pokud v dané oblasti probíhá fluoridace pitné vody, pak je hlavním zdrojem fluoru pitná voda, která má upravenou koncentraci fluoru na rozmezí 0,7-1,2 mg/l. Nejbohatším přirozeným zdrojem fluoru je čaj a mořské ryby, které jsou konzumovány s kostmi. Fluor je přítomen ve všech potravinách, ale množství fluoru ve stejných typech potravin se značně liší, a proto je obtížné stanovit jeho příjem. U člověka, který denně konzumuje fluoridovanou pitnou vodu, je denní příjem stanoven na 1,4-3,4 mg/den. Toto rozmezí je menší v oblastech bez fluoridované vody, a sice 0,3-1,0 mg/den. Protože mateřské mléko obsahuje pouze malé množství fluoru, je u kojenců možná potřeba suplementace fluorem v rámci prevence zubního kazu. Riziko chronického předávkování fluoridy je vzhledem k rychlému růstu v prvním roce života zvláště nízké. Fluoróza definitivních zubů jako následek suplementace fluoridy v prvních 6 měsících života není vzhledem k podstatně pozdější mineralizaci zubů pravděpodobná a také nebyla pozorována. V kojeneckém věku se dokonce považuje za oprávněné užívání fluoridových tablet, a to i v případě, že rodina používa fluoridovanou sůl, protože příjem soli je v tomto věku minimální (Bowman, 2001; DGE, 2011). Pokud by byl příjem fluoridů z pitné vody, nápojů a doplňků stravy dlouhodobě nad horní hranicí (asi 0,1 mg/kg/den), je zejména u dětí ve věku 2-8 let nutné počítat s projevy dentální fluorózy. Tabulka č. 4 poskytuje přehled přiměřeného celkového příjmu fluoru, přičemž zohledňuje možnost přívodu prostřednictvím fluoridované vody, fluoridované soli a tablet. Uvedené hodnoty jsou stanoveny společností pro výživu v Německu, Rakousku a Švýcarsku. V České republice nebyl proveden komplexní systematický výzkum, takže doporučená denní dávka fluoru pro obyvatele České republiky stanovena není. Dávky stanovené pro Německo, Rakousko a Švýcarsko lze tedy brát jako orientační (DGE, 2011). 28

30 Tabulka č. 4: Normativy pro celkový příjem fluoru (potrava, pitná voda, doplňky stravy) a pro suplementaci fluorem pro prevenci zubního kazu (DGE, 2011). Věk Přiměřený celkový příjem mg/den 1 Praktické použití v závislosti na obsahu fluoridu v pitné vodě a na doporučených potravních doplňcích ve formě tablet nebo fluoridované kuchyňské soli (250 mg/kg) 2 Fluoridy v pitné vodě mg/l < 0,3 0,3 0,7 > 0,7 3 M Ž Fluoridovaná Tablety v Fluoridovaná Tablety - sůl (mg) sůl (mg) Kojenci 0-3 měs. 0,25 tabl. 0,25 0, měs. 0,5 tabl. 0,25 0, Děti 1-3 roky 0,7 tabl. 0,25 0, let 1,1 + 0,5 + 0, let 1,1 + 1,0 + 0, let 2,0 + 1,0 + 0, let 3,2 2,9 + 1,0 + 0,5 - Dospívající a dospělí let 3,2 2,9 + 1,0 + 0, let 3,8 3,1 + 1,0 + 0, let 3,8 3,1 + 1,0 + 0, let 3,8 3,1 + 1,0 + 0,5-50 let 3,8 3,1 + 1,0 + 0,5 - Těhotné 3,1 + 1,0 + 0,5 - Kojící 3,1 + 1,0 + 0,5 - Legenda: + Rodina používá fluoridovanou sůl 1 V kojeneckém a dětském věku odpovídá dávka asi 0,05 mg/kg tělesné hmotnosti 2 Obsah fluoridu v soli 250 mg /kg platí pro Německo 3 Od koncentrace fluoridů 0,7 mg/l není přípustné ani užívaní fluoridových tablet, ani používání fluridované soli Pro srovnání jsou v tabulce č. 5 uvedeny ještě dávky pro jednotlivé věkové kategorie z roku

31 Tabulka č. 5: Odhadovaná bezepčná a přiměřená denní dietetická potřeba fluoru (Kvasničková, 1998). Věk (roky) Fluor (mg) 0-0,5 0,1-0,5 0,5-1,0 0,2-1, ,5-1, ,0-2, ,5-2, ,5-2,5 dospělí 1,5-4,0 6 VLIVY NA LABORATORNÍ ZVÍŘE U člověka nebyly jednoznačné nebo specifické příznaky deficience fluoru popsány. Počátkem sedmdesátých let (1970) byla podána zpráva o studii na myších, kterým byla podávána strava s nízkými dávkami fluoru (5ng/1g krmiva), což se projevilo anémií a neplodností. Naproti tomu myši, kterým byla podávána adekvátní dávka ve fluoridované pitné vodě (50µl/ml vody), tyto projevy neměly. Později se zjistilo, že dávky krmiva těchto myší neobsahovaly dostatečné množství železa a že vysoké dávky fluoru v krmivu zlepšily absorpci nebo využití železa. U myší, kterým bylo podáváno krmivo s nízkými dávkami fluoru, ale adekvátními dávkami železa, se anémie nebo neplodnost neprojevila. U myší, kterým byly podávány relativně vysoké dávky fluoru suplementačně (2,5-7,5 µg/1g krmiva), ale velmi nízké dávky v krmivu (0,04-0,46 µg/1g krmiva) se mírně zlepšil růst u těch, které v růstu zaostávaly. Suplementace fluorem v dávce 25 µg/g krmiva podpořila růst u kuřat. Tyto vysoké dávky fluoru prostřednictvím suplementace naznačují, že podpora růstu byla způsobena farmakologickým účinkem. Bylo také zaznamenáno, že vysoké nebo farmakologické dávky fluoru snižují absorpci lipidů, zmírňují nefrokalcinózu vyvolanou podáváním fosforu a upravují kalcifikaci měkkých tkání snížením dávek hořčíku. Jiná zpráva prokázala snížení průměrné délky života a patologické histologické nálezy v ledvinách a endokrinních orgánech u koz s nedostatkem fluoru. Než budou tyto poznatky považovány za platné pro vyšší savce, musí být kromě přežvýkavců prokázány i u jiných savců (Bowman, 2001). 30