Флюороз зубов - гигиенические проблемы фторирования питьевой воды

V.                 2. Флюороз зубов
В деле гигиенического изучения биогеохимических эндемий неоценимую роль сыграли эндемическая зобная болезнь и флюороз. Специфические морфологические проявления — увеличение щитовидной железы, «пятнистая эмаль» зубов — позволяли с помощью доступных медицинских осмотров населения регистрировать эти заболевания, судить о их распространении и тяжести в связи с условиями внешней среды. Установленные при этом закономерности имели большое значение для обнаружения, изучения и ликвидации других, «скрытых» биогеохимических эндемий.
Если этиология «пятнистой эмали» зубов известна, то патогенез ее находится еще в стадии изучения [37, 161]. Установлено, что фтор, всасываясь в желудочно-кишечном тракте, гематогенным путем действует на весьма чувствительные к нему клетки растущего зуба — амелобласты, что влияет на аппозиционный рост и минерализацию образуемой ими эмалевой матрицы. Чем больше KF&ldquo-, тем больше нарушаются формирование и минерализация эмалевой матрицы, внешним выражением чего являются белые и пигментированные пятна на эмали зубов, а в случае приостановки развития эмалевых призм — дефекты эмали (эрозии). Микрорентгенологическая техника позволила выявить, что на участке флюорозных пятен вследствие гипокальцификации плотность эмали понижена. В этом случае пятно может быть пигментировано (желтая или коричневая окраска). Пигмент откладывается в наружной трети эмали. Очевидно, в силу большей порозности на участке пятна эмаль более проницаема для красящих веществ. Плотность участков меловидных пятен не только не уменьшена, но может быть и немного увеличена. Химические исследования показали, что флюорозные зубы более богаты азотсодержащим органическим веществом и почти не отличаются от интактных зубов содержанием Са, Р, Mg, СО2. Флюорозные зубы в 2 и более раз богаче фтором, но отнюдь не отложение фторапатита является причиной «пятнистой эмали». Ведь зубы акулы состоят из чистого фторапатита (кристаллы которого по форме и размерам идентичны кристаллам зубов человека), а признаков нарушения эмали в них нет. При экспериментальном флюорозе зубов, вызванном у крыс дозами фтора, в 10—100 раз большими (на 1 кг массы тела), чем те, которые вызывают флюороз у человека, наблюдаются дистрофические изменения в амелобластах в виде вакуолизации и некробиоза, а также уменьшение толщины пласта эмалевого эпителия. Однако с конца 2-й недели затравки животных состояние эмалевого эпителия начинает улучшаться [57]. При высоких KF- наблюдаются изменения и в структуре дентина, что, по-видимому, обусловливает повышенную стираемость и хрупкость флюорозных зубов. «Пятнистая эмаль» зубов возникает при действии F- только во время образования зубов, т. е. в первые 8—10 лет жизни. Она наблюдается при разных путях поступления фтора в организм: с водой, пищей, воздухом и путем инъекций.

Рис. 9. Эндемический флюороз зубов разной степени поражения [26].
а — I степень- б — II степень- в—III степень- г— IV степень.
Клиническая картина эндемического флюороза зубов пестра и многообразна. Поэтому для правильной оценки тяжести эндемии необходима четкая классификация поражений. Большинство отечественных исследователей пользовались классификацией, предложенной Р. Д. Габовичем в 1949 г. на Всесоюзном съезде гигиенистов. Эта классификация различает 3 степени поражения зубов при флюорозе, причем учитывает не только внешние проявления флюороза, но и функциональные свойства зубов.

Первая степень — очень слабые изменения: единичные, мелкие фарфороподобные, меловидные пятнышки или полоски, занимающие не более 1/3 данной (губной, язычной, жевательной и др.) поверхности зуба. Обычно изменения этой степени наблюдаются не на всех зубах, чаще всего на резцах, первых молярах и премолярах (рис. 9,а). Другие зубы поражаются флюорозом реже, по-видимому, потому, что они формируются позже, когда организм устойчивей к F- и получает его в расчете на I кг массы тела меньше. На резцах изменения, как правило, локализованы на губной поверхности- на боковых зубах чаще поражаются жевательные бугры. При недостаточном освещении поражения I степени могут остаться незамеченными. Считают, что клинические проявления флюороза I степени связаны с некоторыми изменениями минерализации эмали на участке зуба. Такие зубы хорошо развиты и несколько более стойки к действию кислот и других химических агентов, чем зубы человека, пользующегося водой, бедной фтором. Частота изменений I степени резко возрастает с увеличением KF.  Это обстоятельство говорит об их фтористой этиологии. Но, с другой стороны, изменения I степени наблюдаются чаще у 1—5%, реже у 5—12% и среди жителей, употреблявших со дня рождения воду с низкой KF, не более 0,3—0,5 мг/л. Так, например, в Карл-Маркс-Штадте, где вода фторируется, флюороз 1              степени наблюдался у 17,4% детей, а в контрольном городе с низкой KF — у 16,7%, в Базеле, где проводилось фторирование воды,— у 17,5%, а в контрольном городе — у 13,8% (различия недостоверны). Вследствие этого ряд авторов высказывает сомнение в специфичности изменений I степени для флюороза и предполагает, что они могут быть следствием воздействия на организм человека через воду или пищу каких-либо других факторов. Другие авторы предлагают относить изменения I степени к сомнительным, тем более что при них зубы в функциональном отношении не уступают обычным.
Вторая степень — слабое поражение: непрозрачные фарфороподобные или меловые пятнышки, полосы, одиночные или множественные, занимают около половины поверхности коронки зуба. В этих случаях не только увеличена площадь участков с измененной минерализацией, но из-за гипокальцификации плотность снижена и участки пятен могут пигментироваться в светло-желтый цвет (рис. 9, б, 10, а). Эти пятна встречаются чаще всего на резцах. В дентине и при этой степени флюороза изменения не обнаруживаются. При II степени флюороза изменению обычно подвергается большое количество зубов.

Рис. 10. Пораженность флюорозом зубов в населенном пункте с концентрацией иона фтора в воде 4—6 мг/л
а —II степень- б — III степень- в- IV степень.

Таблица 11
Пораженность жителей населенных пунктов УССР флюорозом зубов в зависимости от содержания фтор-иона в питьевой воде (по Р, Д. Габович, 1952)

При I и II степенях флюороза имеются лишь незначительные морфологические изменения и отсутствуют какие-либо нарушения, ведущие к снижению функциональных свойств зубов (прочность, стираемость, изменения формы и др.). Более того, отмечается повышенная устойчивость таких зубов к кариесу, а клиническое течение кариеса в этом случае более благоприятное.

Третья степень—умеренное поражение: большие пятна занимают более половины поверхности зуба и чередуются с участками интенсивной пигментации темножелтого или коричневого цвета (рис. 9, в, 10, б). Сюда же относятся и так называемые «подгоревшие зубы», когда интенсивная темно-коричневая пигментация локализуется у режущего края. К III степени относят и те поражения, при которых весь зуб меловидно изменен, имеет неживой вид, а иногда шероховатую поверхность. В зубах с меловидным перерождением имеются структурные изменения и в дентине. Эти зубы более хрупкие, для них характерна повышенная стираемость. Иногда даже при незначительной травме происходят переломы коронок фронтальных зубов и очень часто скалывание эмали.

Четвертая степень — сильное поражение: кроме изменений, встречающихся при поражениях III степени, имеет место нарушение целости эмалевого покрова, проявляющееся в образовании бесцветных или пигментированных в коричневый цвет точечных эрозий (рис. 9,г, 10,в). В наиболее тяжелых случаях точечные эрозии конфлюируют и нарушают контуры зуба. Такие зубы, несмотря на повышенную твердость, более хрупки. Повышенная стираемость при этой степени флюороза нередко сочетается со скалыванием эмали. При III и IV степенях флюороза обычно поражаются все или почти все зубы прикуса, но степень поражения отдельных групп зубов может быть различной.
Зубы с тяжелыми поражениями флюорозом чаще подвергаются разрушению. При этом иногда трудно определить участие кариозной болезни в этом разрушении. При тяжелых формах флюороза кариес встречается несколько чаще, чем при легких формах, однако и в этом случае его частота меньше, чем среди населения 0,1—0,3-городов. Одна степень поражения не переходит в другую. Молочные зубы также поражаются флюорозом, но в меньшей степени, чем постоянные (чаще поражается IV зуб). Флюороз всегда поражает симметричные зубы, на которых форма и пигментация пятен идентичны. О дифференциальном диагнозе и лечении флюорозных зубов детально изложено в работах.
Опубликовано свыше 2 тыс. сообщений об эндемических очагах флюороза из 82 стран. В Советском Союзе, где планомерно изучаются источники водоснабжения, очаги флюороза выявлены во всех республиках [37], но чаще они встречаются на Украине (особенно в Днепропетровской, Полтавской, Харьковской, Ворошиловградской, Донецкой, Одесской, Винницкой областях), в Молдавии, Азербайджане, Казахстане, РСФСР (Московская область, Урал, Забайкалье, Якутия и др.). В СССР очаги эндемического флюороза преимущественно незначительны, поскольку чаще всего связаны с децентрализованным водоснабжением, причем даже для местного водоснабжения крайне редко используются источники с KF- более 4 мг/л.
При гигиеническом изучении очагов эндемического флюороза особое внимание уделялось выявлению зависимости между KF и пораженностью населения «пятнистой эмалью». Это было необходимо для выявления безопасных для здоровья KF- и обоснования ПДК фтора в питьевой воде. Исследованиями было установлено, что в общем с увеличением KF возрастает процент лиц, пораженных флюорозом, и степень его тяжести (табл. 11). Но, как видно из табл. 11, отдельные лица не поражаются флюорозом даже при очень высокой KF-. Пораженность флюорозом зависит не только от KF. Так, если в условиях умеренного климата (в СССР, США) поражения флюорозом появляются лишь при KF-, превышающей 1 мг/л, то в Индии они наблюдались при KF- 0,5—0,7 мг/л, а при 1 мг/л процент лиц с флюорозом в отдельных очагах превышал 50%. Имеются сообщения, что в Японии при KF- 0,35—0,8 мг/л частота поражения флюорозом достигала 40—50%.
Причин этих отклонений от общей закономерности несколько. Они могут заключаться в особенностях толерантности отдельных лиц к фтору (наследственность, перенесенные заболевания, состояние здоровья), а также в условиях жизни жителей данного населенного пункта. Из условий жизни большое значение придают климату. Жаркий климат, увеличивающий водопотребление, усиливает тяжесть эндемии флюороза. Так, например, в одном из населенных пунктов Узбекистана со сравнительно невысокой KF- (от 0,64 до 1,5 мг/л, среднее 0,93 мг/л) флюорозом зубов I, II и даже III степени было поражено 38,1% детей [15]. Поэтому в США, а затем и в ряде других стран по предложению G. Galagan [160] были установлены региональные ПДК фтора в питьевой воде с учетом температурного климата местности. Подобный подход к обоснованию ПДК целесообразен, хотя он не учитывает влияния других факторов, которые вносят и в эту закономерность солидные коррективы.

Таблица 12
Пораженность флюорозом зубов (в процентах) в зависимости от концентрации F- в питьевой воде в различных районах СССР и за рубежом

В табл. 12 представлены данные пораженности флюорозом зубов в различных климатических зонах СССР. Из сопоставления этих данных видно, что в направлении с севера на юг в общем прослеживается определенное увеличение частоты флюороза при одной и той же KF но имеются и исключения из-за влияния комплекса социально-гигиенических условий и природных факторов. Так, например, А. А. Полянским показано, что степень обеспеченности организма человека УФ-радиацией оказывает немалое влияние на толерантность его к фтору [93]. Оптимальный режим УФ-облучения значительно усиливает устойчивость организма к фтору, а УФ-дефицит заметно понижает ее.

Кроме климатических факторов и водопотребления, на заболеваемость флюорозом оказывает влияние питание. В населенном пункте с 4 мг/л F- число поражений III и IV степени было на 25% меньше среди детей, употреблявших в пищу достаточно молока, молочных продуктов и овощей (Р. Д. Габович).
Благоприятное действие молока можно объяснить наличием в нем полноценных белков, кальция и витаминов, а также тем, что при употреблении молока дети выпивают меньше воды и чая. Антифлюорозное действие овощей объясняется тем, что они содержат много воды и являются богатым источником витаминов. Р. Д. Габович и П. Н. Майструк в эксперименте на животных выявили защитную роль витаминов С, В6 В2, РР и D при действии фтора [37]. Из них наибольшее защитное действие оказывает витамин С, значительно усиливающий выведение фтора из организма. Соли кальция ухудшают резорбцию фтора в кишечнике и депонирование его в организме. Недостаточно изучено влияние микроэлементов пищи на развитие флюороза, хотя известно, что одни из них способствуют накоплению, а другие выведению фтора из организма [68]. Имеется много фактов, свидетельствующих о том, что воздействие перечисленных выше факторов на устойчивость людей к фтору определяется, конечно, во многом социальными условиями. Тяжелое материальное положение населения, отражающееся на питании детей, способствовало усилению тяжести эндемий флюороза в Индии, Китае, странах Северной Африки и Латинской Америки [26, 135]. С другой стороны, улучшение социальных условий часто снижает уровень заболеваемости флюорозом.
На рис. 11 представлена пораженность флюорозом зубов школьников в одних и тех же населенных пунктах УССР в 1947 г., т. е. после окончания Великой Отечественной войны, и через 25 лет. Улучшение всего комплекса социально-гигиенических условий за этот период привело к наблюдающемуся в республике улучшению физического развития детей, иммунологической реактивности и усилению толерантности к различным патогенным агентам внешней среды, в том числе к фтору.
К сказанному следует добавить, что в каждой местности картина «пятнистой эмали» зубов несколько своеобразна по форме пятен и их пигментации, которая отличается по интенсивности и оттенкам. О причинах этих местных отличий нет достоверных данных- высказывают предположения о том, что имеют значение инсоляция, содержание железа и марганца в воде, а также состав пищи.
Анализ результатов изучения эндемических очагов флюороза позволяет сделать ряд обобщений.

1. Существует прямая зависимость между KF- и пораженностью флюорозом зубов (частота, тяжесть).
2. Процент лиц, пораженных флюорозом зубов, и тяжесть поражения, кроме KF&rdquo-, зависят от климата, питания (полноценные белки, кальций, витамин С и прочие витамины и др,) и других условий жизни населения.
3. В условиях УССР, т. е. умеренного климата, установлено следующее:

а)        при KF- до 0,7 мг/л флюороз зубов практически не встречается-
б)        при KF- от 0,7 до 1 мг/л изменения зубов I степени, в виде точечных меловидных пятнышек, встречаются в настоящее время редко (среди 2-4% жителей) и не отражаются отрицательно ни на внешнем виде зубов, ни на их функциональных свойствах- даже наоборот — такие зубы более устойчивы к кариесу-

Рис. 11. Сдвиги в пораженности населения в возрасте 7—14 лет флюорозом зубов с 1947 по 1972 г.
I — отсутствие флюороза- 2—V — степени поражения.

в)        при KF~ 1—1,5 мг/л флюороз зубов наблюдается уже у 10—20% населения, однако и при этом имеют место лишь изменения зубов I и 2 степени-
г) с возрастанием KF до 2 мг/л и более резко возрастает процент лиц, пораженных флюорозом зубов, и тяжесть поражения: при 2—2,5 мг/л поражается от 50 до 70% жителей, причем из них около 80—90% поражается флюорозом I и II степени и 10—20% — III и IV степени-
д)        при улучшении материально-бытовых условий и питания населения частота флюороза снижается, а тяжесть уменьшается-
е) при одинаковой KF- частота флюороза зубов в условиях умеренного климата отличается от таковой в условиях теплого и жаркого, что следует учитывать при выборе безопасной KF- для фторирования воды в том или ином населенном пункте, а также при обосновании ПДК фтора в питьевой воде.
Некоторые противники фторирования воды мотивируют свое мнение тем, что это мероприятие не гарантирует безопасной дозировки фтора, .если учесть индивидуальные особенности водопотребления и варьирование содержания фтора в пище. Они утверждают, что если даже только у 1—2% жителей от употребления фторирования воды возникает или IV степень флюороза зубов, то для всего населения это составит огромную и недопустимую абсолютную величину. Лучшим возражением являются приведенные в табл. 11 данные. Они говорят о том, что в условиях умеренного климата, несмотря на индивидуальные особенности отдельных лиц в отношении водопотребления и толерантности к фтору, использование воды, содержащей около 1 мг/л фтора, очень редко вызывает изменения зубов II степени и е вызывает поражений флюорозом III или IV степени. Аналогичные данные получены и в других районах СССР с холодным и умеренным климатом.
В заключение необходимо все же констатировать, что мы не располагаем сопоставимыми данными об особенностях эндемий флюороза в различных климатических районах СССР. Опубликованные данные по многим обстоятельствам (часть из-за меняющейся KF-) несопоставимы. Учитывая, что подобные данные необходимы для регионального нормирования оптимальных (для фторирования воды) и предельно допустимых концентраций фтора, целесообразно провести по единому плану изучение эндемических очагов флюороза в разных климатических районах СССР с содержанием фтора в артезианской воде (постоянные концентрации фтора) I, 2, 3 и 4 мг/л.