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生命中的化学元素
1.9.2.1 7-2-1 氟
7-2-1 氟

成年人体内含氟约2.9克,氟是人体形成强硬的骨骼和健康的牙齿所必需的元素。正常人体骨骼中含氟0.01%~0.03%;牙釉中含氟0.01%~0.02%,氟化钙CaF2和氟磷灰石[CaF2·3Ca3(PO42]是构成牙釉质的基本成分。

人体中所需氟主要来自饮水,缺氟往往会得龋齿:饮水中氟含量小于0.5毫克/升时发病率会高达70%~90%;而在0.5~1毫克/升时,发病率约为40%;1.5毫克/升时,发病率则小于10%,但此时会出现斑釉病。为了预防龋齿,全世界约有30多个国家和地区曾饮用加氟的自来水,一般认为氟含量为0.5~1.0毫克/升较为合适。我国规定,饮水中含氟最多不得超过1.5毫克/升。

氟曾一度被认为是必需微量元素,但随着研究的深入,目前已认识到氟过多对人体有着严重的危害性。

氟在生物体内有着一个重要的特性,即无生物降解作用,能在生物体内富集。氟过多对骨骼的损害较为严重,主要有三个方面:一是损害骨胶原,使骨膜胶原纤维水肿,形成异常胶原;二是促使甲状旁腺功能亢进,使骨骼中的磷酸钙分解,血钙升高,血磷降低;三是氟与骨骼中的钙结合生成氟化钙,使骨密度增加,骨骼变硬,骨质增生,骨皮质及骨膜增厚,韧带钙化,椎间盘变窄。氟化钙还会在脊柱上蓄积,压迫骨髓使其位移并使血流不畅,导致与脊髓相连的神经营养不良。

在印度南部有一重氟病区,饮水中氟含量为百万分之1~百万分之13。该地区斑釉齿患病率接近于100%,青少年中流行一种骨骼疾病:膝部向内旋转,严重的腿呈S形,使膝盖外翻,这就是著名的印度膝外翻。除印度外,南非也发现有此病患者。经研究,发现患者尿中羟辅氨酸总量都增加,说明骨胶原在分解。患者血液中甲状旁腺素含量为正常人4倍,这是氟中毒引起了甲状旁腺机能亢进。氟中毒的情况在我国某些地区也很严重,贵州中西部乌蒙山区的织金县有“西南煤海”之称,当地农民长期在室内用烧煤烘烤食物使食物中的氟含量超标上百倍。这里几乎每个人都是黄牙,百分之十几的人弯腰驼背。

氟中毒的进一步危害是神经系统受到损害,此时说明氟中毒已相当严重了,受害者约占氟骨症患者的10%。表现为记忆力减退,易失眠、疲劳,肢端感觉异常,渐渐出现有被带子绑上的感觉,肌肉逐步萎缩。症状最后发展为脊髓出现肿瘤,使四肢麻木、下肢无力,更严重者则出现截瘫。

1976年,美国生物学家在对小白鼠的试验中发现,只要饮水中有百万分之1的NaF,就能使它们产生永久的遗传性损害,他们发现了NaF能破坏染色体,使其发生异常变化。大剂量氟可引起人细胞遗传物质损伤,染色体畸变率升高,因而具有致畸和致突变作用。人体摄入过量的氟就会引起中毒,造成肠胃道出血及溃疡。

过量氟还会使人患泌尿系统结石。据测定,肾结石中有很高的含氟量。膀胱内含有黏蛋白,使氟和磷酸钙形成的氟磷灰石变得更加黏稠和难于溶解,促进了膀胱结石的形成。硼是氟的解毒药物,原理是硼能和氟结合成复合物使毒性降低并能加速氟化物的排泄。有若干病例表明,在停止接触氟后,约需经20年骨氟才能减少一半。

美国圣劳伦斯大学化学系教授保罗·康纳特(Paul Conant)指出:氟的生物学活性极强,氟可以严重干扰氢键的形成,而这是构成蛋白和核酸结构和功能的关键。氟几乎对所有生命行为都有破坏作用。

在食物中,贝壳类、鱼以及蔬菜中含氟量较多,葡萄酒、茶叶中含氟量也较高。一般人在正常情况下能够保证氟的吸收。广西、四川的砖茶每千克中含氟量高达430~521毫克,长期饮用,尤其是泡成浓茶喝,可引起氟中毒。四川某地的居民,就因长期饮用此类砖茶,氟骨症的检出率达97.1%,氟斑牙的检出率达72.6%。

应该指出,氟化物是作为抗龋齿药物进入人们日常生活的。但是,当饮用水、食品、牙膏、含氟口香糖等与生活密切相关的产品,都含有浓度不低的氟化物时,它的危害就逐渐开始显现了,轻则导致氟斑牙,重则严重损害骨骼,引发神经、内分泌疾病,甚至癌症。比利时政府2002年就宣布禁止销售含有氟化物的口香糖、口含片、口腔喷雾液,因为过多使用这些含氟商品会危害身体健康。其实早在20世纪50年代,美国在讨论是否向饮用水添加氟化物以预防龋齿时,当时就有数百家社会团体卷入了空前激烈的论战,但最终是氟化物的拥护者取得了胜利,此后,在世界上许多大城市出现了含氟自来水。可是,当今最大的问题在于,人们实际上已无法确定从食物、饮水、牙膏等日常用品中到底吸收了多少氟化物,这不得不使人忧虑。

如今,国外科学界对含氟饮用水的态度正在发生转变。专家们已注意到,氟化物可能引发更多更严重的健康问题,比如骨癌、大脑及甲状腺损害等。新西兰的Colquhoun和Mann及澳大利亚的Diesendorf已经证实,加氟在他们国家已经失败。美国国家牙科研究院调查了来自84个地区的39207名5~17岁的儿童,资料表明,长期生活在加氟地区的儿童的龋齿不比那些生活在不加氟地区的少。1993年Yiamouyiannis的研究表明:饮水加氟地区所有男性骨癌死亡率和发病率分别上升0.23/10万和0.44/10万。

我国广州地区自1966年自来水加氟后,龋齿病减少了50%,可是患斑釉齿的儿童却显著增加,为了防止过量氟的危害,在1983年后停止了加氟。我国天津的资料也表明,饮水氟水平与全癌、泌尿系癌和淋巴造血癌的年龄标化发病率存在正相关关系。

含氟饮用水造成的危害也使得长期使用含氟牙膏是否有益这个问题引起了社会公众的思考。在我国北方干旱和半干旱地区以及南方的氟矿、温泉区,氟会大量富集,此类地区应禁止含氟牙膏的使用。同时,应注意儿童与老人也应慎用,前者易吞咽下去,老人易产生骨质疏松,不宜接触过多的氟。

2008年前,我国牙膏行业只有《牙膏标准(GB-8372—2001)》这个统一标准。该标准只涉及物理和化学性能,却没有对牙膏的含氟量作出规定。含氟量的多少是由牙膏厂决定的。国内市场上的成人牙膏99%都含氟。国家标准化管理委员会2008年宣布我国牙膏新标准于2009年2月1日正式实施生效,新标准对牙膏的含氟量和pH值都进行了规定:成人含氟牙膏的氟含量要在0.05%~0.15%。尽管这样,仍然使人疑惑的是,市场上的牙膏都姓“氟”,这究竟有没有必要?

氟又是如何防护牙齿的呢?医学专家认为:人体每天必须将一定量的氟吸收到机体内,当牙菌斑与唾液中存在的氟化物(注意:是人体自己分泌的)接触时,它能促使早期釉质病损部位再矿化,并且在龋洞形成前就开始修复过程。这就很清楚,牙齿的防护是通过唾液中存在的氟化物来进行的,牙膏起的是增加了与牙齿接触的氟化物浓度的作用,但是它不能长时间保持。可是要起作用就必须保持长时间接触,而且低含量的氟也不起作用。因此,要靠含氟牙膏来增加和长期保持口腔内的氟化物浓度既不现实,也避免不了吃进氟化物的危险。日常生活中的饮食中就有着丰富的氟,例如饮茶,所以使用加氟牙膏不应是最佳的选择。