Токсичность фтора - Fluoride toxicity

Токсичность фтора
Другие именаОтравление фтором
СпециальностьНеотложная медицинская помощь, токсикология

Токсичность фтора это состояние, при котором повышенный уровень фторид ион в организме. Хотя фторид в низких концентрациях безопасен для здоровья зубов, постоянное потребление больших количеств растворимых фторид соли опасный. Ссылаясь на обычную фторидную соль, фторид натрия (NaF) смертельная доза для большинства взрослых людей оценивается в 5-10 г (что эквивалентно 32-64 мг элементарного фторида / кг массы тела).[1][2][3] Проглатывание фтора может вызвать желудочно-кишечный дискомфорт при дозах, по крайней мере, в 15-20 раз меньших (0,2–0,3 мг / кг или от 10 до 15 мг для человека 50 кг), чем смертельные дозы.[4] Хотя он полезен местно для здоровья зубов в низких дозах, хроническое употребление фторида в больших количествах мешает формированию костей. Таким образом, наиболее распространенные примеры отравления фтором возникают в результате потребления грунтовых вод, которые чрезмерно богаты фтором.[5]

Рекомендуемые уровни

Для оптимального здоровья зубов Всемирная организация здоровья рекомендует уровень фторида от 0,5 до 1,0 мг / л (миллиграммы на литр), в зависимости от климата.[6] При превышении рекомендованной дозировки возможен флюороз. По состоянию на 2015 г. Департамент здравоохранения и социальных служб США рекомендует максимум 0,7 миллиграмма фторида на литр воды - обновление и замена предыдущего рекомендованного диапазона от 0,7 до 1,2 миллиграмма, выпущенного в 1962 году. Новый рекомендуемый уровень предназначен для уменьшения возникновения флюороза зубов при сохранении фторирования воды.[7]

Токсичность

Хронический

Карта мира с выделенными участками суши, особенно в Китае, Индии, Восточной Африке, юго-западе США и Аргентине.
Географические области, связанные с грунтовые воды содержание естественного фторида более 1,5 мг / л, что выше рекомендованных уровней.[8]

В Индии около 60 миллионов человек были отравлены колодезной водой, загрязненной чрезмерным количеством фторида, который растворяется в воде. гранит горные породы. Эффект особенно очевиден при деформации костей у детей. Подобные или более серьезные проблемы ожидаются в других странах, включая Китай, Узбекистан и Эфиопию.[5]

Острый

Исторически сложилось так, что большинство случаев острой токсичности фторида происходило после случайного проглатывания фторида натрия на основе инсектициды или родентициды.[9] В настоящее время в развитых странах большинство случаев воздействия фторидов происходит из-за приема внутрь стоматологических фторидных продуктов.[10] Другие источники включают травление стекла или хром чистящие средства, такие как бифторид аммония или плавиковая кислота,[11][12] промышленное воздействие потоки используется для обеспечения течения расплавленного металла по твердой поверхности, вулканический выбросить (например, при выпасе скота после извержения 1845–1846 гг. Гекла и 1783–1784 паводковые базальтовые извержения Лаки ) и очистители металла. Неисправность оборудования для фторирования воды происходила несколько раз, включая заметный инцидент на Аляске.[4]

Вхождение

Фторорганические соединения

Двадцать процентов современных фармацевтических препаратов содержат фтор.[13] Эти фторорганические соединения не являются источниками отравления фтором[нужна цитата ]. В связь углерод-фтор слишком силен, чтобы выделять фтор[нужна цитата ].

Фтор в зубной пасте

Дети могут испытывать расстройство желудочно-кишечного тракта при приеме чрезмерного количества ароматизированной зубной пасты. В период с 1990 по 1994 год более 628 человек, в основном дети, прошли курс лечения после приема слишком большого количества фторсодержащей зубной пасты. «Хотя результаты, как правило, не были серьезными», желудочно-кишечные симптомы оказались наиболее частой проблемой.[14] Однако, учитывая низкую концентрацию фторида в стоматологических продуктах, это может быть связано с потреблением других основных компонентов.

Фторид в питьевой воде

Около одной трети населения мира пьет воду из подземных источников. Из них около 10 процентов, примерно 300 миллионов человек, получают воду из ресурсов подземных вод, которые сильно загрязнены мышьяком или фтором.[15] Эти микроэлементы образуются в основном в результате выщелачивания минералов.[16] Карты мест потенциально проблемных скважин доступны через платформу оценки подземных вод (GAP).[17]

Эффекты

Избыточное потребление фтора было изучено как фактор, влияющий на следующее:

Мозг

Некоторые исследования показали, что высокие уровни воздействия фтора могут отрицательно повлиять на развитие нервной системы у детей, но доказательства недостаточного качества, чтобы сделать какие-либо твердые выводы.[18]

Кости

Хотя фторированная вода связана со снижением уровня переломов в популяции,[19] токсические уровни фторида были связаны с ослаблением кости и увеличение числа переломов бедра и запястья. Национальный исследовательский совет США заключает, что переломы с уровнем фторида 1–4 мг / л, что свидетельствует о доза-реакция, но заявляет, что это «наводит на размышления, но не подходит для того, чтобы делать твердые выводы о риске или безопасности воздействия [2 мг / л]».[20]:170

Потребление фторида в количествах, превышающих те, которые используются во фторированной воде в течение длительного периода времени, вызывает флюороз скелета. В некоторых регионах, особенно на азиатском субконтиненте, флюороз скелета носит эндемический характер. Известно, что он вызывает симптомы раздраженного кишечника и боли в суставах. Ранние стадии не являются клинически очевидными и могут быть ошибочно диагностированы как (серонегативные). ревматоидный артрит или анкилозирующий спондилоартрит.[21]

Почки

Нефротоксичность, вызванная фторидом, составляет почка травма из-за токсичных уровней сыворотки фторид, обычно из-за выпуска фторид от фторсодержащих препаратов, таких как метоксифлуран.[22][23][24]

В пределах рекомендуемой дозы никаких эффектов не ожидается, но ожидается, что хронический прием внутрь более 12 мг / день вызовет побочные эффекты, и такое высокое потребление возможно, когда уровень фтора составляет около 4 мг / л.[20]:281 Люди с нарушением функции почек более подвержены побочным эффектам.[20]:292

Повреждение почек характеризуется отсутствием концентрации внимания. моча, что приводит к полиурия, и последующие обезвоживание с гипернатриемия и гиперосмолярность. Неорганический фторид ингибирует аденилатциклаза деятельность, необходимая для антидиуретический гормон влияние на дистальный извитый каналец почки. Фторид также стимулирует внутрипочечный расширение сосудов, что приводит к увеличению мозгового кровоток, что мешает работе противоточного механизма в почка требуется для концентрации моча.

Нефротоксичность, вызванная фтором, зависит от дозы и обычно требует сыворотки. фторид уровни, превышающие 50 микромолей на литр (около 1 промилле ) вызвать клинически значимое почечный дисфункция,[25] что вероятно, когда доза метоксифлуран превышает 2,5 MAC часов.[26][27] (Примечание: «MAC-час» - это кратная минимальная альвеолярная концентрация (MAC) используемого анестетика, умноженная на количество часов, в течение которых вводится лекарство, то есть мера дозировки ингаляционных анестетиков.)

Удаление фторида зависит от скорость клубочковой фильтрации. Таким образом, пациенты с хроническая болезнь почек сохранит уровень фторида в сыворотке в течение более длительного периода времени, что приведет к увеличению риска нефротоксичности, вызванной фторидом.

Зубы

Единственный общепризнанный побочный эффект фторида на уровнях, используемых для фторирование воды является стоматологический флюороз, которые могут изменить внешний вид детских зубов во время развитие зубов; это в основном легкое и обычно только эстетическое беспокойство. По сравнению с нефторированной водой, фторирование до 1 мг / л, по оценкам, 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 – ∞).[19]

Щитовидная железа

Подавляющее действие фторида на щитовидная железа тяжелее, когда йод дефицит, а фторид связан с более низкими уровнями йод.[требуется разъяснение ][28] Воздействие на щитовидную железу у людей было связано с уровнями фторида 0,05–0,13 мг / кг / день, когда потребление йода было адекватным, и 0,01–0,03 мг / кг / день, когда потребление йода было недостаточным.[20]:263 Его механизмы и влияние на эндокринная система остаются неясными.[20]:266

Тестирование на мышах показывает, что лекарство гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) может использоваться для лечения фторидного отравления щитовидной железы и восстановления нормальной функции.[29]

Воздействие на водные организмы

Фтор накапливается в костных тканях рыб и в экзоскелет водных беспозвоночных. Считается, что механизм токсичности фторидов для водных организмов связан с действием ионов фтора как ферментных ядов. В мягких водах с низким содержанием ионов беспозвоночные и рыбы могут испытывать неблагоприятное воздействие от концентрации фторида до 0,5 мг / л. Отрицательные эффекты меньше в жесткой и морской воде, поскольку биодоступность фторид-ионов снижается с увеличением жесткости воды.[30] Морская вода содержит фторид в концентрации 1,3 мг / л.[31]

Механизм

Как и большинство растворимых материалов, фторидные соединения легко абсорбируются желудком и кишечником, и выделенный через мочу. Анализы мочи были использованы для определения скорости выведения с целью установления верхних пределов воздействия фторидных соединений и связанных с ними вредных последствий для здоровья.[32] Попавший внутрь фторид сначала действует локально на слизистую кишечника, где в желудке образует плавиковую кислоту.

использованная литература

  1. ^ Госселин, Р. Э .; Smith RP; Ходж ХК (1984). Клиническая токсикология коммерческих продуктов. Балтимор (Мэриленд): Уильямс и Уилкинс. С. III – 185–93. ISBN  978-0-683-03632-9.
  2. ^ Базельт, RC (2008). Утилизация токсичных лекарств и химикатов у человека. Фостер-Сити (Калифорния): биомедицинские публикации. С. 636–40. ISBN  978-0-9626523-7-0.
  3. ^ МПХБ (2002). Критерии гигиены окружающей среды 227 (фтор). Женева: Международная программа химической безопасности, Всемирная организация здравоохранения. п. 100. ISBN  978-92-4-157227-9.
  4. ^ а б Брэдфорд Д. Гесснер; Майкл Беллер; Джон П. Миддо; Гэри М. Уитфорд (13 января 1994 г.). «Острое отравление фтором из системы водоснабжения». Медицинский журнал Новой Англии. 330 (2): 95–99. Дои:10.1056 / NEJM199401133300203. PMID  8259189.
  5. ^ а б Пирс, Фред (2006). Когда реки высыхают: 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 фторидов. Фториды и здоровье полости рта [PDF]. 1994 г.
  7. ^ "Archive-It - Пресс-релизы".
  8. ^ Национальный совет здравоохранения и медицинских исследований (Австралия). Систематический обзор эффективности и безопасности фторирования [PDF]. 2007 [Дата обращения 13.10.2009]. ISBN  1-86496-415-4. Резюме: Йунг CA. Систематический обзор эффективности и безопасности фторирования. Доказанная вмятина. 2008;9(2):39–43. Дои:10.1038 / sj.ebd.6400578. PMID  18584000.
  9. ^ Ночимсон Г. (2008). Токсичность, фтор. eMedicine. Проверено 28 декабря 2008.
  10. ^ Augenstein WL, Spoerke DG, Kulig KW, et al. (Ноябрь 1991 г.). «Проглатывание фтора детьми: обзор 87 случаев». Педиатрия. 88 (5): 907–12. PMID  1945630.
  11. ^ У М.Л., Дэн Дж. Ф., Фан 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 очистителя колес». Анналы неотложной медицины. 28 (6): 713–8. Дои:10.1016 / S0196-0644 (96) 70097-5. PMID  8953969.
  13. ^ Эмсли Дж. (2011). Строительные блоки природы: руководство по элементам от А до Я. Издательство Оксфордского университета. п. 178. ISBN  9780199605637.
  14. ^ Джей Д. Шульман; Линда М. Уэллс (1997). «Острая токсичность фтора при проглатывании домашних стоматологических продуктов у детей от рождения до 6 лет». Журнал стоматологии общественного здравоохранения. 57 (3): 150–158. Дои:10.1111 / j.1752-7325.1997.tb02966.x. PMID  9383753.
  15. ^ Eawag (2015). Справочник по геогенному загрязнению - Решение проблемы мышьяка и фторида в питьевой воде. К. А. Джонсон, А. Бретцлер (ред.), Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий (Eawag), Дюбендорф, Швейцария.
  16. ^ Родригес-Ладо Л., Сунь Дж., Берг М., Чжан К., Сюэ Х, Чжэн К., Джонсон, Калифорния (2013). «Загрязнение подземных вод мышьяком по всему Китаю». Наука. 341 (6148): 866–868. Bibcode:2013Научный ... 341..866R. Дои:10.1126 / science.1237484. PMID  23970694. S2CID  206548777.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  17. ^ Платформа оценки подземных вод (GAP).
  18. ^ Чой А.Л., Сун Джи, Чжан И, Гранджин П. (2012). «Нейротоксичность фтора в процессе развития: систематический обзор и метаанализ». Environ. Перспектива здоровья. (Систематический обзор и мета-анализ). 120 (10): 1362–8. Дои:10.1289 / ehp.1104912. ЧВК  3491930. PMID  22820538.
  19. ^ а б McDonagh, Marian S .; Уайтинг, Пенни Ф; Уилсон, Пол М .; и другие. (7 октября 2000 г.). «Систематический обзор фторирования воды». BMJ. 321 (7265): 855–859. Дои:10.1136 / bmj.321.7265.855. ЧВК  27492. PMID  11021861.
  20. ^ а б c d е Национальный исследовательский совет (2006). Фтор в питьевой воде: научный обзор стандартов EPA. Вашингтон, округ Колумбия: Пресса национальных академий. Дои:10.17226/11571. ISBN  978-0-309-10128-8. Сложить резюме (PDF) – NRC (24 сентября 2008 г.).. Смотрите также Заявление CDC об этом отчете.
  21. ^ Гупта Р., Кумар А.Н., Бандху С., Гупта С. (2007). «Флюороз скелета, имитирующий серонегативный артрит». Сканд. J. Rheumatol. 36 (2): 154–5. Дои:10.1080/03009740600759845. PMID  17476625. S2CID  39441582.
  22. ^ Казинс М.Дж., Сковронски Г., Пламмер Дж. Л. (ноябрь 1983 г.). «Анестезия и почка». Анаэст Интенсивная терапия. 11 (4): 292–320. Дои:10.1177 / 0310057X8301100402. PMID  6359948.
  23. ^ Баден Дж. М., Райс С. А., Мацце Р. И. (март 1982 г.). «Анестезия дейтерированным метоксифлураном и функция почек у крыс Fischer 344». Анестезиология. 56 (3): 203–206. Дои:10.1097/00000542-198203000-00009. PMID  7059030.
  24. ^ Mazze RI (июнь 1976 г.). «Метоксифлурановая нефропатия». Environ Health Perspect. 15: 111–119. Дои:10.1289 / ehp.7615111. ЧВК  1475154. PMID  1001288.
  25. ^ Казинс MJ, Гринштейн LR, Hitt BA, Mazze RI (1976). «Метаболизм и почечный эффект энфлурана у человека». Анестезиология. 44 (1): 44–53. Дои:10.1097/00000542-197601000-00009. PMID  1244774. S2CID  22903804.
  26. ^ Ван Дайк Р. (1973). «Биотрансформация летучих анестетиков с особым упором на роль метаболизма в токсичности анестетиков». Кан Анаэст Соц Дж.. 20 (1): 21–33. Дои:10.1007 / BF03025562. PMID  4571972.
  27. ^ White AE, Стивенс WC, Эгер EI II, Mazze RI, Hitt BA (1979). «Метаболизм энфлурана и метоксифлурана при анестетических и субанестетических концентрациях». Анест Анальг. 58 (3): 221–224. Дои:10.1213/00000539-197905000-00011. PMID  572159. S2CID  36094568.
  28. ^ Strunecká A, Strunecký O, Patocka J (2002). «Фторид плюс алюминий: полезные инструменты в лабораторных исследованиях, но распространители ложной информации» (PDF). Physiol Res. 51 (6): 557–64. PMID  12511178.
  29. ^ Ян Х, Син Р, Лю С., Ю Х, Ли П (1 февраля 2016 г.). «γ-Аминомасляная кислота улучшает индуцированный фторидом гипотиреоз у самцов мышей Куньмин». Life Sci. 146: 1–7. Дои:10.1016 / j.lfs.2015.12.041. PMID  26724496.
  30. ^ Камарго, Хулио А. (январь 2003 г.). «Токсичность фторидов для водных организмов: обзор». Атмосфера. 50 (3): 251–264. Bibcode:2003Чмсп..50..251С. Дои:10.1016 / S0045-6535 (02) 00498-8. PMID  12656244.
  31. ^ Джозеф А. Котруво. «Разработка рекомендаций по опреснению питьевой воды: история вопроса» (PDF). Получено 26 января, 2015.
  32. ^ Baez, J .; Baez, Martha X .; Марталер, Томас М. (2000). «Выведение фторидов с мочой детьми 4–6 лет в общине на юге Техаса». Revista Panamericana de Salud Pública. 7 (4): 242–248. Дои:10.1590 / с1020-49892000000400005. PMID  10846927.

внешняя ссылка

Классификация
Внешние ресурсы