历 史 氟与疾病和健康的研究已有近百年历史,氟以少量且不同浓度存在于所有土壤、水及动植物中,所有食物均含有氟。氟既是人体所必需,过量又可引起中毒。目前已知与氟化物相关联的组织为骨与牙釉质。氟已被证实是唯一能降低儿童和成年人龋齿患病率和减轻龋齿病情的营养素。1970年美国国家研究委员会食物与营养专业委员会认为氟是人体必需的营养素;而1989年由于若干研究未能证实氟的必需性,不再认为是人类生长和发育的必需因素,因而将其列为“对人有益的微量元素”。摄入过量的氟可引起急性或慢性中毒,氟的急性中毒多见于特殊的工业环境或食饵性中毒,慢性中毒主要发生于高氟地区,因长期通过饮水摄入过最的氟而引起,主要造成骨及牙齿的损害,即所谓氟骨病。我国黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、山东、陕西、河南、山东、宁夏、贵州等地均有流行。 近年来,国内外在氟病流行因素、病理、毒理、早期诊断和防治研究等方面有较大进展。 我国生活饮用水水质标准中氟化物为1.0mg/L; WHO饮用水质量指南中氟的指导值为 1.5mg/L。中国营养学会(1988年)提出成人安全而适宜的氟摄入量为1.5~4.0mg/d。
生理功能
防治龋齿 氟在骨骼与牙齿的形成中有重要作用。人体骨骼固体的60%为骨盐(主要为羟磷灰石),而氟能与骨盐结晶表面的离子进行交换,形成氟磷灰石而成为骨盐的组成部分。骨盐中的氟多时,骨质坚硬,而且适量的氟有利于钙和磷的利用及在骨骼中沉积,可加速骨骼成长,并维护骨骼的健康。据报告在氟适宜地区骨质疏松症较少。氟也是牙齿的重要成分,氟被牙釉质中的羟磷灰石吸附后,在牙齿表面形成一层抗酸性腐蚀的、坚硬的氟磷灰石保护层,有防止龋齿的作用。缺氟时,由于釉质中不能形成氟磷灰石而使羟磷灰石结构得不到氟磷灰石的保护,牙釉质易被微生物、有机酸等侵蚀而发生龋齿。如人体能得到适宜量的氟则可防治龋齿。
防治骨质疏松 老年人缺氟时,钙磷的利用受到影响,可导致骨质疏松,因此氟对骨质疏松症有一定预防作用。在水中含氟较高(4~9mg/L)的地区居民中,骨质疏松症较少。至于用治疗剂量的氟以治疗骨质疏松症,虽然有效,但易发生副作用,使血清钙下降,出现甲状旁腺机能亢进和形成形态异常的骨骼。 迄今为止,美国食品与药物管理局仍未批准氟作为治疗骨质疏松症的药物。因此,已进行在给氟的同时给予钙和维生素D以克服氟的副作用的试验。据报告,氟-钙治疗是妇女停经后骨质疏松症的唯一有效疗法,X光片清楚证明骨质增加。
代谢 吸收 膳食和饮水中的氟摄入后,主要在胃部吸收。氟的吸收很快,吸收率也很高。饮水中的氟可被完全吸收,食物中氟的一般吸收率为75%~90%,剩下的10%~25%则由粪便排出,吸收一半量所需的时间约为30min,因此,血浆浓度通常在30~60min内达到峰值。已证明氟吸收的机制是通过扩散。
分布 氟一旦被吸收,即进入血液,且分布到全身,并有部分排出体外,从血浆来的氟与钙形成复合物,分布于软组织的细胞内外间隙或排出体外。绝大多数保留在体内的离子氟进入钙化组织(骨骼和发育中的牙齿),取代了骨骼或牙釉质中羟磷灰石的羟酸氢根离子,形成氟磷灰石,或者在晶体表面的水合外壳内进行离子交换。每天吸收的氟约有50%于24h内沉积在钙化组织中,从而使机体中的氟约99%存在于钙化的组织。 虽然氟对骨骼有高度亲和力,但氟与骨骼结合并非不可逆,而是形成一种可逆的螯合代谢池。骨骼中的氟可通过间隙中的离子交换快速地动员或由不断进行的骨再建过程而缓慢地动员。青年人的再建过程比较活跃,这就是为什么氟在骨中的沉积与年龄成反比关系。
排泄 肾脏是无机氟排泄的主要途径。每天摄入的氟约有50%通过肾脏清除。氟可自由滤过肾小球毛细管,而肾小管的重吸收率则高低不等。肾对氟的清除率与尿液pH值有直接关系;在某些情况下,也与尿流速有关。因此,影响尿液pH的因素,如膳食、药物、代谢或呼吸性疾病,以至住地的海拔高度等,都能够影响吸收氟的存留量。
毒性及每日允许摄入量 急性毒性 氟(以氟化钠为代表)的LD50国外报告多为42~210mg/kg,国内四川医学院、浙江人民卫生实验院和山西省卫生防疫站作了小鼠、大鼠和豚鼠的急性毒性试验。结果小鼠的LD50为143.3±9.9mg/kg;大鼠126mg/kg;豚鼠115.3±16.4mg/kg。根据以上资料按毒性分级,氟化钠属于中等毒性。
亚急性毒性 四川医学院用大鼠和豚鼠进行了3个月和6个月的氟化钠毒性试验,结果证明0.05mg/kg剂量组均有20%的大鼠出现轻微度斑釉牙;17.7%大鼠X线照片显示四肢骨骼上肢带骨骼密度增高;门齿和四肢骨骼氟浓度及总氟含量以及血清碱性磷酸酶活性均比对照组显著增加。
浙江人民卫生实验院用体重70~90g的大鼠进行了氟化钠的亚急性毒性试验,以牙釉质改变为观察指标,试验结果初步认为氟化钠的最大无作用剂量为20mg/kg。 山西省卫生防疫站也用体重50~75g的大鼠进行了氟化钠的亚急性试验,结果认为氟化钠的最大无作用剂量为10mg/kg。Reid曾以含氟1.3、3.1、5.2、21.9和42.8mg/kg的饲料(以茶叶作为氟的来源)饲养年龄为3~4周的大鼠,饲养3周后,后两组(即21.9和42.8mg/kg组)有斑釉牙出现,而5.2mg/kg以下三组均未出现牙齿异常。
氟对动物与人的毒害最灵敏部位为牙齿,国外大量文献认为,长期摄入含氟化物100mg/kg的饲料的动物,其脑、脑垂体、心、肝、胰、脾、胃、肠、肾上腺、乳腺、卵巢、子宫等均未观察到有肉眼可见的变化和组织学变化。Hoagstratton等报告,动物吃含氟100mg/kg的饲料达7年之久,未能引起肝功异常。 Webel等用鸡试验,吃含氟500mg/kg饲料者,有8%的动物体重增长减缓,吃1000mg/kg饲料者,体重增长减缓者占21%,但对饲料利用率无影响,对鸡血浆蛋白、脂蛋白及肝、肾酶活性等均无影响。
诱变及致癌作用 沈彦民对氟与肿瘤的关系进行了综述,认为氟无诱变作用,与人群肿瘤死亡率也没有任何相关。
每日允许摄入量 根据浙江人民卫生实验院和山西省卫生防疫站的动物试验结果,以每千克饲料计,氟化钠对大鼠的无作用剂量为20mg/kg及10mg/kg;将此结果折合成以千克体重计时,应为2mg/kg和1mg/kg;若以氟计,即为0.9和0.45mg/kg(后者与Reid的结果0.5mg/kg相近)。将动物试验结果推之于人,安全系数应为100。但氟的生物学性质特殊,它既是毒物,又是营养必需的元素,高剂量对人体有毒作用,低剂量则可造成缺乏,因此人的每日氟允许摄入量为0.05mg/kg较为稳妥,此量仍有20~10倍安全系数。此与美国所建议的氟适宜摄入量0.05mg/kg相同。若我国人的平均体重以65kg计,则每人每日氟的允许摄入量3.25mg。 又根据云南省卫生防疫站和广东梅县地区卫生防疫站流行病学调查资料,每人每日氟摄入量在3.3mg以下时,龋齿发生率少,斑釉牙发生率也低。贵阳医学院环卫组资料指出,在居民总氟摄入量(包括由水、气、食品)为2.7~3.4mg时,与摄入总氟量4.27mg和5.81mg组相比较,龋齿及斑釉牙发病率均较低(依次为16%及25%),根据以上动物试验及流行病学调查资料,每人每日氟的允许摄入量为3.5mg较为适合。
RDA及安全和适宜的摄入量 国内外均未制订氟的RDA。中国营养学会1988年提出成人安全和适宜的氟摄入量为1.5~4.0mg。美国NIH国家研究委员会1989年提出估计的安全而足够的每日膳食中氟摄入量婴儿为0.1~1.0mg,儿童、青少年为0.5~2.5mg,成人为1.5~4.0mg。1997年8月美国提出成人每日适宜摄入量(AI)为女3.1mg,男3.8mg;可耐受的最高摄入水平(UL)为10mg。
主要资料来源
·Maurice E Shils. Modern nutrition in health and disease(8thed.)1994.
·闻芝梅,陈君石主译.现代营养学.第七版,北 京:人民卫生出版社,1998:317-320.
·中华人民共和国标准.仪器中氟限量标准(送审稿),1982:1-8.
· Food and Nutr Board. Recommended Dietary Allowances (10th ed.), 1989:235-240.
·李珏声.国内外氟污染情况及卫生标准的有关资料(内部资料)
·李珏声等.工业三废氟对食品的污染,慢性氟危害及其防治.十八省市氟协作会资料选辑,1980:97-103.
·崔彦红摘.钙及其他营养素的新膳食参考摄入量国外医学卫生学分册,1998,25(2):118-119. |