Il fluoro: quali sono i suoi effetti sulla salute? Sintomi di carenza ed eccesso + fatti interessanti

FLUORO: cosa dobbiamo sapere, qual è la sua importanza nell'organismo?

Caratteristiche di base del fluoro

Il fluoro è un elemento chimico non metallico, non solo abbondante in natura, ma anche uno dei minerali in traccia presenti nel corpo umano e importanti per il mantenimento della salute.

Ha il simbolo chimico F, che deriva dalla parola latina fluorum.

Il fluoro prende il nome dal minerale fluorite, che è la principale fonte naturale di fluoro. La parte "fluo" della parola significa "scorrere" in latino e si riferisce all'uso pratico della fluorite - veniva aggiunta ai minerali metallici per abbassarne il punto di fusione.

Il fluoro è un elemento del gruppo 17 della tavola periodica degli elementi chimici e si trova nel periodo 2. Fa parte del gruppo di elementi chiamato "fluorite".

Appartiene al gruppo di elementi chiamati alogeni, che comprende anche cloro, bromo e iodio. Il gruppo è stato chiamato così per la capacità dei suoi elementi di formare sali (dal greco hals - sale, gennaó - formo).

A pressione e temperatura standard, il fluoro è un gas giallo pallido dall'odore irritante, mentre a temperature più basse si trasforma in un liquido giallo.

Tra gli alogeni, è l'elemento più leggero e con la più alta elettronegatività. Proprio per la sua alta elettronegatività è l'elemento più reattivo di tutti gli elementi della tavola periodica.

Reagisce con quasi tutti gli elementi (tranne argon, neon o elio) e con la maggior parte delle sostanze inorganiche e organiche.

Il fluoro è anche il più forte agente ossidante: reagisce con molti metalli e li ricopre di uno strato di fluoruro.

Come gli altri alogeni, il fluoro si presenta come una molecola biatomica chiamata F2.

Una tabella riassuntiva delle informazioni chimiche e fisiche di base sul fluoro

Il fluoro fu scoperto per la prima volta nel suo composto acido fluoridrico, ma l'eccessiva reattività del fluoro causò ai suoi scopritori notevoli difficoltà nell'isolarlo dai composti fino a farlo diventare un elemento puro.

Solo nel 1886 il chimico francese Henri Moissan riuscì a isolare il fluoro elementare mediante elettrolisi a bassa temperatura.

Henri Moissan ha vinto il Premio Nobel per la Chimica per aver isolato il fluoro elementare.

Il fluoro è un elemento relativamente diffuso, presente in natura nell'atmosfera, nel suolo, nell'acqua, nelle rocce di origine vulcanica e anche nelle piante e negli animali.

È il tredicesimo elemento più abbondante sulla Terra e costituisce lo 0,06-0,09% del peso della crosta terrestre.

Le concentrazioni più elevate di fluoro si trovano nelle aree ricche di minerali di fluoro, nelle aree vulcaniche, nelle aree industriali in cui i composti di fluoro vengono rilasciati nell'ambiente (combustione del carbone, lavorazione dei minerali) o anche nei luoghi in cui vengono prodotti e utilizzati i fertilizzanti.

Il fluoro è presente in tutte le acque naturali, compresa l'acqua di mare, il cui contenuto è diverse volte superiore a quello dell'acqua dolce.

È presente in natura solo sotto forma di composti: è legato alle molecole come fluoruro inorganico F-. Non si trova in forma libera a causa della sua elevata reattività.

I minerali contenenti fluoro includono la già citata fluorite (CaF2), oltre a criolite (Na3AlF6), fluorapatite (Ca5(PO4)3F), topazio, lepidolite e mica.

Il fluoro elementare o i suoi composti sono attualmente utilizzati in molti campi.

Ad esempio:

• Come agente ausiliario per abbassare il punto di fusione o la viscosità nella lavorazione dei metalli (alluminio o ferro).
• Per pulire i metalli, lucidare o incidere il vetro.
• Per produrre Teflon o fluoruro di uranio (utilizzato nell'industria dell'energia nucleare).
• Come refrigerante nei frigoriferi, nei condizionatori d'aria o negli estintori (l'uso a questo scopo è già limitato a causa del loro contributo alla riduzione dell'ozono).
• Come additivo per l'acqua potabile - fluorizzazione dell'acqua
• Come additivo nei dentifrici
• Per la produzione di alcuni farmaci

Qual è la funzione del fluoro nell'organismo?

Il fluoro è un importante oligoelemento per il corpo umano: sebbene sia presente in quantità relativamente ridotte nell'organismo, è essenziale per il corretto funzionamento di diversi processi fisiologici.

Nell'organismo, il fluoro è presente solo sotto forma di ione, l'anione inorganico fluoruro F-. Pertanto, i composti del fluoro sono chiamati fluoruri.

La funzione biologica più importante del fluoro è il mantenimento di denti e ossa sani.

Si accumula nei tessuti duri del corpo, cioè nelle ossa e nei denti, dove, insieme al calcio e al fosforo, forma cristalli di minerali di fluoroapatite o fluoroidrossiapatite.

Stiamo parlando del processo di mineralizzazione che rende questi tessuti sufficientemente forti e duri.

A questo proposito, il fluoro svolge le seguenti funzioni:

• È un elemento chiave nello sviluppo dei denti, in quanto ne favorisce la crescita e la formazione.
• Agisce come agente preventivo contro la carie.
• Viene utilizzato nel trattamento della carie dentale perché può rallentare o invertire la progressione delle lesioni cariose esistenti.
• Forma uno strato protettivo sulla superficie dei denti, riducendo così il livello degli effetti nocivi degli acidi provenienti dagli alimenti o degli acidi prodotti dai batteri presenti nella cavità orale.
• È importante per mantenere la forza e la solidità dei denti e dello smalto.
• Contribuisce a migliorare la densità e la durezza ossea, rendendo le ossa più forti e stabili.

Come agisce il fluoro nella prevenzione della carie?

L'effetto del fluoro nel mantenere la salute e la forza dei denti può essere spiegato da tre meccanismi:

1. promuove la mineralizzazione dei denti
2. previene la demineralizzazione dei denti
3. rallenta la crescita dei batteri e ne riduce l'effetto.

I denti e lo smalto sono soggetti a processi di demineralizzazione (rilascio di minerali dai tessuti dentali) e remineralizzazione (rideposizione di minerali nei tessuti dentali) che si ripetono costantemente durante la crescita e lo sviluppo, oltre che nel corso della vita.

La demineralizzazione causa una riduzione della forza e della resistenza dello smalto dei denti e può portare alla carie.

I batteri presenti nella cavità orale svolgono un ruolo importante nella demineralizzazione: i batteri metabolizzano lo zucchero e producono acido lattico.

Quando il pH della saliva scende al di sotto del valore critico di 5,5, inizia il processo di demineralizzazione e può insorgere la carie.

La demineralizzazione libera dallo smalto il minerale idrossiapatite Ca10(PO4)6(OH)2. Questo è il più importante elemento costitutivo dei tessuti dentali duri e ne garantisce la resistenza e la durezza.

Se il fluoro è presente nella cavità orale, si lega alla superficie dei cristalli di smalto e li protegge dalla dissoluzione, riducendo così la velocità di rilascio del minerale, cioè impedendo la demineralizzazione.

Successivamente, quando il pH sale al di sopra di un valore critico, il fluoro innesca il processo di remineralizzazione: viene assorbito nello smalto e contribuisce alla formazione del minerale fluoroidrossiapatite.

La remineralizzazione è un processo riparativo che può avvenire solo se nella saliva sono presenti quantità sufficienti delle sostanze necessarie, una delle quali è il fluoro.

L'effetto principale del fluoro è locale: è molto importante che sia presente nella saliva in concentrazione sufficiente.

Quando i cicli di demineralizzazione e rimineralizzazione si ripetono, le parti esterne dello smalto dentale possono cambiare nel tempo e diventare più resistenti all'ambiente acido, grazie all'abbassamento del valore critico del pH dei cristalli appena formati (ad esempio, fino a pH 4,5).

Un terzo meccanismo con cui il fluoro contribuisce a mantenere i denti sani è il suo effetto sui batteri orali - il suo effetto antibatterico.

Esistono diversi batteri che causano la carie, il più importante dei quali è lo Streptococcus mutans.

Il fluoro può agire sulle cellule batteriche: inibisce i loro sistemi enzimatici, influisce sulla permeabilità delle membrane cellulari o riduce la quantità di acido prodotto dai batteri.

In questo caso, si parla quindi di un effetto indiretto sulla demineralizzazione dei tessuti dentali.

Ruolo del fluoro nell'organismo

Le principali fonti di fluoro per l'organismo sono l'acqua potabile e gli alimenti. La maggior parte del fluoro entra nell'organismo attraverso il tratto digestivo.

Tuttavia, il fluoro può entrare nell'organismo anche attraverso l'inalazione o il contatto con la pelle.

Le esposizioni più comuni al fluoro derivano dall'assunzione di alimenti, dal consumo di bevande, dall'uso di prodotti contenenti composti del fluoro come dentifrici, coloranti, pesticidi o attività di lavorazione di metalli o vetro.

Assorbimento

Il fluoro ingerito negli alimenti o nell'acqua potabile viene assorbito in modo relativamente rapido e in misura elevata nel tratto digestivo. Fino a quasi il 90% della quantità totale di fluoro presente negli alimenti ingeriti viene assorbito nello stomaco (in minoranza) e nell'intestino tenue (in maggioranza).

Il fluoro contenuto negli alimenti ingeriti reagisce con il contenuto acido dello stomaco e viene quindi assorbito principalmente come fluoruro di sodio, fluoruro di idrogeno o acido fluorosilicico.

La parte di fluoro che non viene assorbita nel tratto gastrointestinale viene escreta nelle feci (circa il 10%).

L'assorbimento del fluoro può essere influenzato dall'assunzione contemporanea di altri alimenti.

Ad esempio, il calcio, l'alluminio o il magnesio causano una riduzione significativa dell'assorbimento di alcuni composti del fluoro perché formano complessi insolubili e difficili da assorbire con il fluoro.

Distribuzione

Attraverso l'assorbimento dal tratto gastrointestinale, il fluoro entra nel flusso sanguigno e viene distribuito dal sangue ai siti necessari.

Nel sangue, il fluoro si lega alle proteine plasmatiche e raggiunge la massima concentrazione nel sangue circa 20-60 minuti dopo l'ingestione.

La quantità di fluoro presente nel corpo di un adulto è di circa 3 mg. La quasi totalità (99%) è concentrata nei tessuti duri e mineralizzati - ossa e denti - mentre il restante 1% si deposita nei tessuti molli.

Quando l'assunzione di fluoro è eccessiva, inizia a depositarsi in quantità maggiori nei tessuti molli.

Diversi fattori influenzano il contenuto totale di fluoro nell'organismo, tra cui l'equilibrio acido-base, la composizione del sangue, l'attività ormonale, la funzione renale, i fattori genetici, la dieta, l'attività fisica e persino l'altitudine.

Il fluoro è anche in grado di attraversare la placenta. La quantità di fluoro che attraversa la placenta dipende dalla quantità di fluoro presente nel sangue della madre: maggiore è la quantità, maggiore è la percentuale di fluoro nella placenta.

La concentrazione nella placenta è circa il 60% della concentrazione totale di fluoro nel sangue materno.

Se la concentrazione di fluoruro nel sangue materno aumenta in modo significativo, la placenta può fungere da barriera, impedendo il passaggio di quantità eccessive di fluoruro al feto e proteggendolo così da concentrazioni elevate.

Il fluoro passa anche nel latte materno in piccole quantità.

Escrezione

Il fluoro viene espulso dall'organismo principalmente attraverso i reni, cioè con l'urina.

Poiché la concentrazione di fluoruro nel sangue non è regolata dal processo di omeostasi, i reni sono l'organo principale responsabile della regolazione e del mantenimento dei livelli fisiologici di fluoruro nel corpo umano.

Le malattie o i vari disturbi della funzione renale provocano la ritenzione di fluoruro nell'organismo e quindi un aumento dei livelli di fluoruro.

Una percentuale insignificante di fluoro viene eliminata anche attraverso il sudore, la saliva o le feci.

Qual è la dose giornaliera raccomandata di fluoro?

Le raccomandazioni per l'assunzione media giornaliera di fluoro non sono state stabilite a causa della mancanza di dati.

Tuttavia, l'Autorità europea per la sicurezza alimentare pubblica i valori per un'assunzione adeguata di fluoruro. Un'assunzione adeguata è un valore medio basato sull'osservazione, che si presume sia adeguato alle esigenze della popolazione.

Esiste inoltre un limite massimo di assunzione di fluoruro ancora tollerabile per l'uomo, che rappresenta l'assunzione massima giornaliera a lungo termine di fluoruro da tutte le fonti, al raggiungimento della quale non sussiste il rischio di effetti avversi sulla salute.

Riassunto tabellare dell'assunzione giornaliera adeguata e del limite superiore di assunzione di fluoro per età

Alimenti e altre fonti di fluoro

Sebbene il fluoro sia una parte importante della nostra vita quotidiana, ne consumiamo solo quantità relativamente piccole ogni giorno.

L'acqua potabile è la fonte della maggior parte del fluoro per il nostro organismo. Il fluoro è naturalmente presente nell'acqua potabile. Al giorno d'oggi, la concentrazione di fluoro nell'acqua viene deliberatamente aumentata con l'aggiunta di fluoro. Questa operazione è chiamata fluorizzazione dell'acqua.

Oltre all'acqua potabile, la quantità totale di fluoro che una persona ingerisce durante il giorno comprende anche le frazioni provenienti dagli alimenti o da altri prodotti utilizzati quotidianamente.

Il contenuto di fluoro negli alimenti è solitamente basso (meno di 0,05 mg/100 g) e solo 0,3-0,6 mg contribuiscono all'assunzione giornaliera totale di fluoro.

Gli alimenti più ricchi di fluoro sono, ad esempio, il tè, il pollo tritato contenente ossa macinate, la carne in scatola, il pesce di mare (soprattutto se consumato con le lische, ad esempio le sardine), i cereali, i succhi di frutta (in particolare il succo d'uva), il latte o gli alimenti per bambini.

Tra le piante, l'albero del tè (albero del tè cinese) è una buona fonte di fluoruro. Il fluoruro si concentra principalmente nelle sue foglie. Più acido è il terreno su cui cresce la pianta, più fluoruro si accumula in esso.

Anche il consumo di farmaci, integratori alimentari, l'uso di dentifrici al fluoro o di altri prodotti per l'igiene orale (collutori, schiume, gel, vernici, prodotti dentali professionali, ecc.) contribuiscono all'assunzione giornaliera totale di fluoro.

Tra gli alimenti che possono potenzialmente interferire con i livelli di fluoro nell'organismo vi sono, ad esempio, i cloruri, presenti in particolare nel sale da cucina. Un basso apporto di cloruri riduce il tasso di escrezione del fluoro da parte dei reni, aumentandone così la ritenzione nell'organismo.

Inoltre, una dieta ricca di proteine della carne provoca una maggiore ritenzione di fluoro.

Anche i già citati composti di calcio, alluminio o magnesio sono responsabili di una significativa riduzione dell'assorbimento del fluoro.

Fluorizzazione dell'acqua e degli alimenti: qual è il significato?

La fluorizzazione dell'acqua o di altri alimenti è il processo di aggiunta deliberata di fluoro in quantità controllate per aumentarne la concentrazione in questi prodotti.

L'obiettivo di questa misura è quello di garantire un'assunzione sistematica di fluoro nella popolazione senza la necessità di controllarla attivamente. È anche un tentativo di assicurare che il fluoro venga assunto ai livelli necessari per mantenere la salute e prevenire le conseguenze sulla salute di una eventuale carenza.

La fluorizzazione dell'acqua è stata introdotta per la prima volta nel 1945 negli Stati Uniti ed è tuttora praticata in molti Paesi del mondo.

L'introduzione della fluorizzazione dell'acqua ha portato a una significativa riduzione della prevalenza della carie dentale nella popolazione, sia nei denti da latte che in quelli permanenti. Si tratta quindi di una misura preventiva efficace contro la carie dentale nei bambini e negli adulti.

È importante che, quando si fluorizza l'acqua, il livello di fluoro non venga superato al punto da provocare tossicità ed effetti collaterali.

Pertanto, la concentrazione ottimale di fluoro nell'acqua potabile è fissata tra 0,8 e 1,5 mg/l (in Europa).

Oltre alla fluorizzazione dell'acqua, vengono utilizzati anche metodi alternativi, come l'aggiunta di fluoro al latte o al sale da cucina.

Questi metodi sono utilizzati in misura minore, soprattutto nelle aree in cui i servizi odontoiatrici sono limitati o dove la fluorizzazione dell'acqua pubblica non è possibile.

La fluorizzazione è stata a lungo oggetto di molte controversie, in particolare per la sua associazione con l'insorgere di effetti negativi sul corpo umano, e nel corso degli anni ha trovato molti oppositori.

Alcuni studi hanno dimostrato che l'eccessiva assunzione di fluoro da parte dei bambini contribuisce ad avere effetti negativi sul loro sviluppo cerebrale. Anche per questo motivo, la fluorizzazione deve rispettare rigorosamente i limiti di concentrazione stabiliti.

Fluoro nei dentifrici o come integratore alimentare

Il successo della fluorizzazione dell'acqua nel ridurre l'incidenza della carie dentale e nel rallentare la progressione delle lesioni cariose esistenti ha portato allo sviluppo di molti prodotti contenenti fluoro.

Questi includono integratori alimentari, dentifrici, collutori o prodotti dentali professionali come schiume, gel, vernici e altri.

Il primo dentifricio contenente fluoro, nello specifico fluoruro di sodio, è stato prodotto nel 1955.

Anche questi prodotti contribuiscono in modo significativo alla quantità totale di fluoro che viene assunta quotidianamente dall'organismo.

Il loro uso simultaneo insieme all'assunzione di acqua fluorata desta quindi preoccupazione in termini di superamento dei limiti di assunzione giornaliera consentiti.

I bambini sono particolarmente a rischio in questo senso.

I bambini corrono un rischio maggiore di ingerire il dentifricio quando si lavano i denti: si stima che i bambini di età inferiore ai 6 anni ingeriscano circa 0,3 mg di fluoro dal dentifricio ogni volta che si lavano i denti.

Si raccomanda pertanto ai genitori di sorvegliare i bambini quando si lavano i denti.

È opportuno utilizzare dentifrici con un contenuto di fluoro inferiore e applicarne una piccola quantità sullo spazzolino, pari a un chicco di riso per i bambini di età inferiore ai 3 anni e a un pisello per i bambini più grandi di età compresa tra i 3 e i 6 anni.

L'uso di integratori di fluoro è solitamente raccomandato per i bambini ad alto rischio di carie o come alternativa quando è disponibile solo acqua non fluorata.

Attualmente, il fluoro è disponibile sul mercato solo come parte di prodotti multi-ingrediente - integratori multivitaminici o minerali.

Come si manifestano la carenza e l'eccesso di fluoro?

Quando la carenza di fluoro è grave o prolungata, i livelli di fluoro nell'organismo si abbassano.

Finora, l'unica conseguenza nota di questa carenza è un aumento del rischio di carie nei soggetti di qualsiasi età.

Al contrario, è molto più comune riscontrare livelli elevati di fluoro.

I livelli elevati di fluoro sono più comuni.

L'eccesso di fluoro nell'organismo è causato dall'assunzione di dosi elevate di fluoro, il più delle volte provenienti da una combinazione incontrollata di fonti diverse: acqua potabile, integratori alimentari, dentifrici e prodotti per l'igiene orale.

Livelli elevati di fluoro sono pericolosi per l'organismo e causano una serie di sintomi avversi e possono portare alla tossicità.

I bambini e le persone con ipersensibilità nota al fluoro e ai suoi composti sono a rischio di tossicità.

Fino all'80% dei casi di tossicità da fluoro si osserva nei bambini di età inferiore ai 6 anni a causa dell'ingestione di dentifrici o altri prodotti per l'igiene orale.

La dose minima di fluoruro alla quale si possono già osservare effetti avversi acuti è di 5 mg/kg di peso corporeo.

I sintomi più comuni di tossicità acuta comprendono:

• salivazione eccessiva
• Nausea e vomito
• dolore addominale
• diarrea
• Respirazione affannosa e battito cardiaco debole
• Sudorazione
• Debolezza generale e tremori
• Crampi

Gli effetti negativi del fluoro sull'apparato digerente sono dovuti alla formazione e all'azione dell'acido fluoridrico.

Mal di testa, affaticamento, prurito, debolezza e intorpidimento degli arti si verificano meno frequentemente. In caso di avvelenamento grave, si verificano danni ai tessuti, problemi respiratori e cardiaci.

Un livello di fluoruro nel sangue di 9,1 mg/l è considerato non più compatibile con la vita.

Oltre ai sintomi sopra descritti, livelli elevati di fluoruro causano una serie di altri disturbi che di solito non sono visibili all'occhio.

Nel sangue, gli ioni di fluoro rilasciati si combinano con il calcio e, in un eccesso significativo, causano un calo dei livelli di calcio - ipocalcemia.

In dosi elevate, il fluoro stimola la funzione degli osteoblasti (cellule che demoliscono il tessuto osseo) e inibisce a sua volta la funzione degli osteoclasti (cellule che costruiscono il tessuto osseo).

Inoltre, provoca un rallentamento di molti sistemi enzimatici.

L'assunzione cronica, cioè a lungo termine, di dosi elevate di fluoro nell'organismo provoca dolori articolari, ispessimento e aumento della densità ossea.

La fluorosi come grave conseguenza dell'eccesso di fluoro

La conseguenza più grave dell'overdose cronica di fluoro è lo sviluppo della fluorosi dentale.

Si tratta di un disturbo dello sviluppo dello smalto dei denti che si verifica durante il periodo di formazione dello smalto stesso ed è causato da un'eccessiva esposizione sistemica al fluoro nei primi sei-otto anni di vita.

Una volta completato lo sviluppo dei denti, la fluorosi non si sviluppa più anche in presenza di elevati livelli di fluoro nell'organismo.

Lo smalto colpito contiene più proteine, è più poroso e meno trasparente rispetto ai denti sani.

La forma iniziale di fluorosi dentale si manifesta con la comparsa di piccole macchie opache sullo smalto.

Nella forma più avanzata o grave, le macchie sono più grandi e più pronunciate e sono di colore giallo o marrone chiaro. Strette linee bianche orizzontali attraversano i denti. Lo smalto è distorto, poroso e persino perso.

Nel caso della dentizione decidua, la fluorosi si riscontra più spesso sui molari o sui denti oculari, mentre nel caso della dentizione permanente si verifica sui molari e sui denti anteriori.

Pertanto, la fluorosi dentale è in un certo senso un problema estetico.

I casi gravi di sovradosaggio cronico di fluoro possono portare anche alla fluorosi ossea, che si sviluppa nell'arco di anni.

È caratterizzata da cambiamenti nella struttura ossea: si formano quantità eccessive di tessuto osseo non mineralizzato e la mineralizzazione dell'osso è compromessa.

Nelle prime fasi, la densità ossea aumenta, ma le ossa sono fragili e si rompono facilmente.

Nel corso degli anni la malattia progredisce fino a provocare dolori e rigidità articolare, debolezza muscolare, calcificazione di legamenti e tendini e persino perdita di mobilità o problemi ai nervi.

Infine, possiamo citare gli effetti collaterali causati dal fluoro inalato o a contatto con la pelle.

Questi includono l'irritazione delle membrane mucose delle vie respiratorie, degli occhi e della pelle, ed eventualmente lo sviluppo di disturbi epatici e renali.

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