Влияние содержания фтора в питьевой воде на распространенность кариеса у детей

Авторы статьи исходили из гипотезы негативного влияния пониженного содержания фтора на возникновения кариеса у детей. В статье выполнен обзор современных научных данных о значении фтора в формировании кариеса зубов, о классификации природных вод, в том числе для питьевого водоснабжения. В материале описаны вероятные механизмы превращения фтора в организме.

Состояние проблемы
Здоровье населения находится в прямой зависимости от состава природных вод в источниках, из которых осуществляется регулярное водоснабжение данной территории. Ежедневно человек употребляет 1,5-2,5 литра воды, которая не должна, в идеале, содержать никаких вредных примесей, негативно воздействующих на здоровье человека. В то же время, питьевая вода должна содержать достаточное количество микроэлементов, участвующих в обменных процессах человека [2].
В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, состав и соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород. Большое влияние на состав природных вод, как поверхностных, так и подземных, оказывает техногенное загрязнение.
Вода с повышенной минерализацией влияет на секреторную деятельность желудка, нарушает водно-солевое равновесие, в результате чего наступает рассогласование многих метаболических и биохимических процессов в организме. Систематическое употребление дистиллированной и мало минерализованной воды вызывает нарушение водно-солевого равновесия, в основе которого лежит реакция осморецептивного поля печени, выражающаяся в повышенном выбросе натрия в кровь. В результате происходит перераспределение воды между внеклеточной и внутриклеточной жидкостями. В эксперименте на лабораторных животных и добровольцах установлено, что нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является пустой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации питьевой воды находится в диапазоне 200-400 мг/л, магния - 10 мг/л [7]

Повышенная жесткость воды может быть одним из этиологических факторов в развитии уролитиаза, слишком низкое содержание солей жесткости способствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний. Это основывается на данных многих исследований [2]. Содержание фтора в природных и питьевых водах составляет особую проблему. Фтор широко распространен в природе. Его содержание в земной коре 0,01%. Чаще всего фтор встречается в виде фторидов с металлами. Много фтора содержат некоторые слюды, лепидолит, турмалин, фосфорит, фторапатит, гранит, и т.д. Кроме естественного содержания солей фтора в почве, обогащение ее фтором происходит в результате внесения минеральных удобрений. Он также попадает в почву с осадками из атмосферы, куда они попадают с дымом и фторсодержащими выбросами производств.


Фтор относится к веществам, способным изоморфно включаться (в низких концентрациях) в состав апатита, образуя более прочные его аналоги. Фтор замещает гидроксильную группу в молекуле гидроксиапатита, превращая его во фторапатит, который более устойчив к воздействию кислот. Атмосферные осадки, воды тающих снегов, проникая в глубокие слои земли, вымывают различные слои. В тех местах, где почва богата соединениями фтора, происходит обогащение его солями. Поэтому чаще подземные воды более богаты фтором, чем воды рек, озер, колодцев [2].

По содержанию фтора питьевые воды классифицируются:
1) Очень низкая концентрации - до 0,3 мг/л, при которой заболеваемость населения кариесом зубов в 3-4 раза больше, чем при оптимальной концентрации фтора; у детей наблюдается задержка окостенения и дефекты минерализации костей. Пятнистость эмали зубов первой степени может наблюдаться у 1-3% населения.
2) Низкая концентрация фтора - 0,3-0,7 мг/л - флюороз первой степени у 3-5% населения.
3) Оптимальная концентрация фтора - 0,7-1,1 мг/л - заболеваемость кариесом близка к минимальной.
4) Повышенная, но еще допустимая концентрация фтора - 1,1 - 1,5 мг/л 0 флюороз у 2% людей.
5) Выше предельно допустимой - 1,5 - 2 мг/л - флюороз у 30% населения.
6) Высокая концентрация фтора - 2-6 мг/л - до 80% населения страдает флюорозом в эндемическом районе (Патрикеев В.К.).
7) Очень высокая концентрация фтора - 6-15 мг/л - заболеваемость кариесом зубов значительно больше минимальной. До 80-100% населения поражено флюорозом с преобладанием тяжелых форм. Значительно увеличены стираемость и ломкость зубов. У детей часто наблюдаются нарушения в развитии и минерализации костей, у взрослых - остеосклероз костей.

Фтор обладает очень узким диапазоном физиологических доз: легкие формы флюороза могут наблюдаться в 20% случаев при употреблении воды с содержанием фтора 1,5 мг/л. А заболеваемость кариесом у населения повышается, если оно пользуется водой с содержанием фтора 0,7 мг/л и ниже. Вот это-то обстоятельно, что диапазон физиологических концентраций фтора в воде очень узкий, и делает проблему гигиенического нормирования фтора в воде очень острой и остающейся актуальной по сей день [5].
В отношении механизма действия фтора на зубы до настоящего времени имеются лишь отдельные предположения. Одни авторы считают, что фтор, являясь ферментативным ядом, снижает активность фермента фосфатазы, связывает в организме соли кальция, которые затем выводятся почками и потовыми железами. В результате объединения организма солями кальция происходит нарушение минерализации эмали зубов [20]. По мнению других исследователей (и это более обоснованное представление), при повышенном содержании фтора в питьевой воде изменения в тканях зубов возникают в результате токсического действия фтора, как одного из наиболее активных элементов, на энамелобласты во время развития эмали, в результате чего нарушаются процессы ее формирования и обызвествления [14]. При оптимальном содержании фтор способствует более интенсивному включению кальция в обызвествленные ткани организма. Вступая в реакцию с кристаллами гидроксиапатита эмали, фтор образует соединения, более устойчивые к воздействию кислот, уменьшает проницаемость эмали зубов, укрепляя микрокристаллическую решетку эмали. Фтор обладает бактерицидным действием, снижая ферментативную активность (кислотообразующую) микробов. Недостаток фтора в рационе питания способствует развитию кариеса, т.к. нарушается связь между органическими (белковыми) и неорганическими (известковыми элементами эмали и дентина зубов [5].

Многочисленные клинические наблюдения свидетельствуют о том, что кариес у детей наиболее интенсивно развивается в первые годы после прорезывания зуба, что совпадает с периодом незрелой эмали. Минерализация обеспечивается высокой степенью проницаемости эмали незрелых зубов (в течение года после прорезывания зуба).

В процессе созревания в эмаль поступают ионы кальция и фосфора, которые накапливаются во всех слоях эмали, особенно в поверхностном. Образуется высокополимеризованный слой толщиной до трех микронов, который характеризуется высокой устойчивостью к действию кислот. Если в это время фтора в эмаль поступает достаточно, то увеличивается содержание фторапатитов. Устойчивость эмали к развитию кариеса зубов повышается. До прорезывания зуба фтор поступает в эмаль из сыворотки крови, а после прорезывания еще и из слюны. включение фтора в эмаль из слюны доказано научно. Фтор регулирует процесс поглощения кальция твердыми тканями зуба. Скорость минерализации в присутствии фтора значительно возрастает. Даже при такой низкой концентрации фтора как 1:1000 скорость минерализации возрастает в 3-5 раз.
Для эндогенной (внутренней) профилактики и экзогенной (наружной) профилактики кариеса применяются соли фтора: фтористый натрий, фториды олова, свинца, цинка, меди, серебра, железа, циркония, сурьмяно-фтористый натрий и калий, фтористый аммоний, тетрафторид титана, аминофториды, монофторфосфат натрия, фторированные ксилит и сорбит [22].

Собственные исследования
Город Чайковский расположен на юге Пермского края на реке Каме в зоне подпора Воткинского водохранилища. По данным филиала центра гигиены и эпидемиологии в г. Чайковском на 2005 г. в реке Касса при заборе воды выше очистных сооружений концентрация фтора в воде соответствует оптимальному уровню, pH ближе к нейтральному, а жесткость воды превышает показатели в артезианских скважинах в 3 раза. Имеется превышение содержания тяжелых металлов (марганец, медь, цинк, железо и алюминий). Причем в прежние годы была возможность брать воду на анализ лишь с поверхности водоема. Теперь оснащение лаборатории отдела экологии и природопользования позволяет провести исследование всей толщи воды. Индекс загрязненности водоемов является самым низким по всей Пермской области: воду можно отнести к третьему классу (уровень умеренного загрязнения). Если на протяжении ряда лет по тяжелым металлам были превышения ПДК до 50-70 раз (например, по марганцу), то в последние годы эти показатели на много снизились - до 12-13, т.к. ужесточается контроль по сбросу сточных вод.

Для среднего Урала, где расположен г. Чайковский Пермской области, норма фтора в питьевой воде составляет 1,0-1,5 мг/л. В скважинах города концентрация фтора в воде различна. Так в скважинах микрорайона Уральский (школа # 6) на 2005 год концентрация фтора составляет 0,15 мг/л, что по классификации соответствует очень низкому уровню. В скважине у хлебокомбината на сегодняшний день концентрация фтора в воде также не соответствует норме. В скважинах г. Чайковского, обеспечивающих питьевое водоснабжение города, вода имеет пониженную жесткость: в среднем от 0,15 до 0,9 мг-экв/л, максимум - 3,45 мг экв/л (в скважине Завокзального района) при норме 7 мг-экв/л. Соответственно, как указывалось ранее, существует риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний.

Водородный показатель (рН) воды города превышает допустимую норму и только в скважине Завокзального района рН соответствует норме.

В воде почти всех скважин города присутствуют азотосодержащие вещества органического происхождения. Регистрируются разовые нарушения гигиенических нормативов по сухому остатку и уровню фтора.

Следует подчеркнуть актуальность комплексной профилактики кариеса в нашей местности, эндемичной по данному заболеванию. Для школ и детских дошкольных учреждений рекомендовано использование фторированной соли для досаливания выпечки и салатов, включение в рацион питания детей фторированного молока. Оптимальным представляется фторирование воды специальными установками дозировано, в зависимости от концентрации фтора в воде в конкретном микрорайоне в определенный период времени года, что пока остается нашей общей мечтой.

Детский возраст лучше всего подходит, чтобы использовать способность к подражанию и в игровой форме стимулировать заботу о здоровье своих зубов и десен. Путем постоянного повторения и тренировок можно в течение школьных лет сформировать у детей осознание необходимости постоянно заботиться о своем здоровье.

В раннем детстве ребенок наиболее обучаем, так как копирует поведение родителей и воспитателей. В школьные годы организм интенсивно растет. В этом возрасте завершается созревание эмали постоянных зубов. С 11 до 15 лет завершается формирование прикуса. Стоматологи относят подростков к группе риска, требующей повышенного внимания при планировании профилактических мероприятий: уроков здоровья в школах.

Перестройка гормонального фона меняет и обмен веществ, особенно минеральный. Прирост и повышение активности кариеса зубов у подростков является одним из проявлений дефицита кальция и фтора из-за интенсивного роста организма [14]. Поэтому оптимизация минерального обмена необходима в возрасте 12 лет для полноценного созревания эмали, особенно в ранние сроки после прорезывания зубов.

В любом возрасте важна фторпрофилактика кариеса, как эндогенная, так и экзогенная. Чем раньше она проводится, тем успешнее выполнение задач для обеспечения физиологического процесса созревания твердых тканей зуба и стимуляции его при необходимости в целях формирования эмали, устойчивой к кариесу.

Литература:
1. Акимова Т.А. Экология. - М.: ЮНИТИ, 2001.
2. Акулова К.И., Буштуева К.А. Коммунальная гигиена. - М: Медицина, 1986.
3. Акулович А.В. Все о чистой воде // Стоматология сегодня. - 2001. - # 12.
4. Андреев В.С. Показатели работы МУЗ ЧСП за 1995-2005 гг. - Чайковский, 2006.
5. Боровский Е.В., Максимовский Ю.М. Терапевтическая стоматология. - М.: Медицина, 1998.
6. Бочкарева О.М. Результаты химического и бактериологического анализов воды из артезианских скважин г. Чайковского за 1995-2005 гг. - Чайковский: Филиал Центра гигиены и эпидемиологии, 2006.
7. Величковский Б.Т. Здоровье и окружающая среда. - М., 1994.
8. Виноградова Т.Ф. Стоматология детского возраста. - М.: Медицина, 1987.
9. Горбатковский В.В., Рыбальский Н.Г. Здоровье человека и окружающая среда. Информационно-справочный бюллетень // Экологический вестник России. - 1995.
10. Грачев А.М. Кама речка-чистотечка // Частный интерес. - 2003. - # 13.
11. Клименко Е.П., Попов В.Ф., Степанов Г.П. Эпидемиологический анализ. - М.: Медицина, 1983.
12. Колмогоров С.Б. Состояние и охрана окружающей среды Пермской области в 2003 году. - Пермь, 2004.
13. Колесов А.А. Стоматология детского возраста. - М.: Медицина, 1978.
14. Котова С.М., Карлова Н.А., Максимцева И.М., Жорина О.М. Формирование скелета у детей и подростков в норме и патологии. Пособие для врачей. - С-Пб, 2002.
15. Коробкин В.И. Экология. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2005.
16. Материалы XIV и XV научно-практической конференции стоматологов. - М.: Изд-во МГМСУ, 2005.
17. Нугуманова Г.М. Показатели плановой санации прикрепленного детского населения за 1995-2005 гг // Медицинский вестник. - 2005. - # 4.
18. Одерышев Б.С. Математическая статистика. - С-Пб, 1996.
19. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. - М., 2005.
20. Сайфуллина Ш.М. Кариес зубов у детей и подростков. Учебное пособие. - М.: МЕД пресс, 2000.
21. Холостов С.Б. Состояние и охрана окружающей среды Пермской области в 2004 году. - Пермь, 2005.
22. Хоменко Л.А., Биденко Н.В., Остапко Е.И., Шматко В.И. Современные средства экзогенной профилактики заболеваний полости рта. - Киев: Книга плюс, 2001.