Fluoridy - mechanizmy účinku a odporúčania na ich použitie; Podrobnosti AMP
Rôzne štúdie preukázali, že pokles zubného kazu v priemyselných krajinách za posledných niekoľko desaťročí je založený na použití fluoridov, pričom hlavným faktorom je lokálna aplikácia fluoridu a predovšetkým použitie zubných pást obsahujúcich fluorid. Nasledujúci článok ukazuje súčasný stav výskumu mechanizmov reakcie a účinku fluoridov. Najnovšie systematické prehľady a pokyny sa používajú na témy „Účinnosť znižovania kazov“ a „Odporúčania pre použitie fluóru“.
V zdravej ľudskej zubnej sklovine je okrem HAP aj fluoridhydroxylapatit (FHAP) alebo fluorapatit (FAP), pričom v najhornejšej vrstve skloviny je v priemere menej ako 5% OH skupín HAP nahradených fluoridmi. Tento podiel klesá ešte ďalej v hĺbke 50 mikrometrov (? M).
Tento článok sa zaoberá významom fluoridu pre prevenciu zubného kazu (obr. 1) [11,25] a poskytuje praktické odporúčania týkajúce sa použitia fluoridu.
Kyselinový útok
Zubná sklovina je hydroxyapatit s nedostatkom vápnika a na uhličitany. V stabilnom stave je v bezprostrednej blízkosti kryštálov dostatok iónov Ca 2+, PO4 3-, OH - a F - takže kryštály skloviny sú v rovnováhe s okolitou kvapalinou. (Aktívne) koncentrácie (aktivity) týchto iónov určujú stupeň nasýtenia roztoku. Toto ovplyvňuje zase to, či sa HAP rozpúšťa („podsýtenie“), alebo v najlepšom prípade sa minerály z životného prostredia ukladajú do skloviny („presýtenie“). Počas útoku kariogénnou kyselinou tvoria plakové baktérie organické kyseliny zo sacharidov a pri ich disociácii sa uvoľňujú ióny H +. Vďaka zvýšenej koncentrácii H + (nižšia hodnota pH) v plakovej tekutine obklopujúcej zub je znížená koncentrácia OH. Ióny H + tiež protonujú fosforečnanové ióny (PO4 3-) v plakovej tekutine za vzniku HPO4 2- a predovšetkým na H2PO4 - [10]. Pretože koncentrácia PO4 3- klesá pri nižšom pH, zo zuba sa uvoľňujú fosforečnanové ióny (PO4 3-) a neskôr hydroxylové ióny (OH -), aby sa udržala rovnováha roztoku na povrchu.
Tento proces v konečnom dôsledku vedie k uvoľňovaniu vápnika z tvrdej zubnej látky, a to aj z dôvodu zachovania neutrality. to znamená, že sa zub uvoľní [10]. Dynamika tohto procesu rozpúšťania závisí na jednej strane od zloženia skloviny, dentínu a cementových kryštálov, na druhej strane hrá dôležitú úlohu zubný povlak obklopujúci zub. Táto skutočnosť vysvetľuje jednak rôzne kritické hodnoty pH pre sklovinu (približne 5,5), jednak pre dentín (približne 6,3), a do istej miery aj rozdiely v aktivite kazu medzi pacientmi, ako je obsah vápniku, fosfátov alebo fluoridov v Sliny a plaky sa môžu u jednotlivých pacientov líšiť. Frekvencia príjmu cukru a nedostatok ústnej hygieny ovplyvňujú tieto faktory a zohrávajú ešte dôležitejšiu úlohu.
K erózii dochádza, keď sú zuby bez plakov vystavené chronickým účinkom endogénnych a exogénnych kyselín. V prípade erózie je dôležitá nielen hodnota pH, ale aj obsah vápnika, fosfátov a fluoridov v erozívnom nápoji, ktorý je v kontakte so zubom. Z tohto dôvodu môže byť „kritická“ hodnota pH v prípade erózie výrazne nižšia, ak napríklad nápoj alebo potravina obsahuje vápnik.
Inhibícia demineralizácie fluoridom
Fluorid vápenatý (CaF2)
Krátkodobá aplikácia neutrálnych fluoridových prípravkov in vitro vedie iba k tvorbe veľmi malého množstva CaF2. Podstatne väčšie množstvo však možno nájsť, ak sa sklovina zmenila v zmysle počiatočného kazu [5,15]. Pri systematických vyšetreniach Saxegaard a Rölla [43] zistili zvýšenie tvorby CaF2 v dôsledku nižšej hodnoty pH roztoku fluoridu, zvýšených koncentrácií F, dlhších expozičných časov, leptania povrchu skloviny a prísunu ďalšieho vápnika. Pri aplikácii roztokov s neutrálnou hodnotou pH in vitro sa fluorid vápenatý vytvára iba z koncentrácie fluoridu okolo 300 ppm. Na druhej strane pri pH 5 je koncentrácia 100 ppm fluoridu dostatočná na spustenie spontánneho vyzrážania fluoridu vápenatého [21]. Tieto objavy vysvetľujú zámer vyvinúť miestne fluoridačné činidlá, ktoré vedú k tvorbe CaF2 na povrchu zuba po relatívne krátkom kontakte.
CaF2 sa ukazuje pod skenovacím elektrónovým mikroskopom vo forme guľových guľôčok, ktorých morfológia sa môže líšiť z hľadiska množstva a veľkosti. Ak sa použije roztok kyslého aminfluoridu, prvé guľôčky CaF2 sa tvoria po 20 sekundách, s kyslým fluoridom sodným o niečo neskôr a s monofluórfosforečnanom sodným (MFP), k tvorbe CaF2 nedochádza in vitro [38]. Pretože je fluorid kovalentne viazaný v MFP, musí sa najskôr uvoľniť v ústnej dutine hydrolýzou, aby mohol reagovať s vápnikom. Hellwig a kol. [17] zistili značné množstvo fluoridu rozpustného v KOH na sklovine po použití nízkodávkovanej aminfluoridovej zubnej pasty (250 ppm), ale nie po použití zubnej pasty obsahujúcej MFP. Štúdia in situ porovnávajúca zubnú pastu obsahujúcu fluorid sodný s neutrálnou hodnotou pH a zubnú pastu obsahujúcu aminfluorid s pH 5,5 potvrdila, že tvorba CaF2 je podporovaná hodnotou kyslého pH. Po štyroch týždňoch používania vykázala zubná pasta obsahujúca aminfluorid výrazne vyššiu tvorbu CaF2 na sklovine [20].
In vivo sa netvorí čistý CaF2, pretože sa ukladajú aj fosfáty, proteíny a ďalšie zložky. To stabilizuje zrazeninu a zvýši jej odolnosť voči kyselinám. Stabilita je založená hlavne na adsorpcii iónov fosforečnanu HPO4 2- na povrchu kryštálov CaF2, čím sa vytvorí ochranná vrstva inhibujúca rozpustnosť. V prípade karyózneho napadnutia sa z usadeniny CaF2 uvoľňujú F - ióny v dôsledku zníženej koncentrácie 2-iónov HPO4 pri kyslých hodnotách pH. CaF2 preto funguje ako F - rezervoár s regulovaným pH, ktorý uvoľňuje F - pri napadnutí kyselinou alebo pri nízkej hodnote pH a zostáva stabilný dlhšie na povrchu skloviny v neutrálnom rozmedzí pH [41]. Kvôli týmto mechanizmom sa CaF2 považuje za hlavného dodávateľa voľných F - iónov počas útoku kyselinou. Uvoľnené F - ióny na jednej strane bránia demineralizácii a na druhej strane majú priaznivý vplyv na remineralizáciu. Počas karyózneho útoku majú oveľa väčší význam ako vysoký obsah F v sklovinovom kryštáli [12].
Fluorid vápenatý je určite najdôležitejším a možno aj jediným produktom reakcie na substanciu tvrdého zuba po lokálnej aplikácii fluoridačných látok [40]. Nepochybne vrchná vrstva obsahujúca fluorid vápenatý na sklovine, z ktorej sa v závislosti na hodnote pH uvoľňuje fluorid, hrá obzvlášť dôležitú úlohu pri profylaktickom účinku fluoridov na kaz.
Podpora remineralizácie pomocou fluoridu
V súhrne možno konštatovať, že fluórhydroxylapatit sa vďaka svojej nízkej rozpustnosti vytvára opäť rýchlejšie ako iné fázy fosforečnanu vápenatého v sklovine, a to aj v mierne kyslom rozmedzí pH, čo znamená, že fluorid urýchľuje a podporuje remineralizáciu.
Obsah fluoridu v zdravej sklovine je nižší ako v počiatočnej lézii (kriedové sfarbenie), pretože už prešiel mnohými fázami demineralizácie a remineralizácie. Obrázok 4 zobrazuje rôzne oblasti kriedovej škvrny. V povrchovej oblasti (B) Weatherell a kol. [54] s viac ako 1 100 ppm výrazne zvýšili koncentrácie F, zatiaľ čo 450 ppm bolo nameraných v oblasti povrchu zdravej skloviny (A). Smerom do stredu lézie (C) koncentrácia fluoridu klesla na okolo 150 ppm, rovnako ako v hlbších vrstvách skloviny, kde bola iba okolo 100 ppm. To znamená, že v porovnaní s čistým fluoridovým apatitom má zdravá sklovina v sebe uložené asi 2% fluoridu. Táto hodnota sa môže zvýšiť na povrchu počiatočnej lézie za optimálnych remineralizačných podmienok.
Zvýšená koncentrácia fluoridu v povrchovej oblasti kriedového farbiva je na jednej strane založená na podpore remineralizácie fluoridom, t.j. H. na tvorbe apatitu bohatého na fluoridy a na druhej strane na zvýšenú absorpciu F v dôsledku pórovitého povrchu kriedovej škvrny [13]. Ak je prítomný fluorid, demineralizované kryštály slúžia ako jadro na akumuláciu nového minerálu. Ako už bolo vysvetlené, fluorid urýchľuje tento proces, pretože remineralizácia je možná už pri nižšej hodnote pH. Výsledkom je povrchová minerálna vrstva bohatá na fluorid, s nízkym obsahom uhličitanov a odolná voči kyselinám (obr. 5). Z týchto dôvodov by sa počiatočné lézie nemali otvárať chirurgicky.
V tejto súvislosti stojí za zmienku, že dentín vyžaduje na dosiahnutie ekvivalentnej inhibície demineralizácie významne vyššiu koncentráciu fluoridu v okolitej tekutine ako sklovina. To je dôležité pri profylaxii zubného kazu. Baysan a kol. [4] dokázali, že vysoko koncentrovaná zubná pasta (5 000 ppm) remineralizuje pôvodný zubný kaz, keď sa používa najmenej denne.
Antimikrobiálny účinok fluoridu
Laboratórne sa preukázalo, že metabolizmus uhľohydrátov orálnych streptokokov a laktobacilov môže byť inhibovaný fluoridom [3]. Fluorid sa absorbuje do bakteriálnej bunky ako HF, najmä pri nízkych hodnotách extracelulárneho pH, a tam sa disociuje na H + a F - [23]. Na jednej strane sa fluorid hromadí vo vnútri bunky a na druhej strane je bunková plazma prekyslená. Fluorid môže pôsobiť na dva enzýmy v bunke: enolázu a adenozíntrifosfatázu uvoľňujúcu protóny [48]. Prekyslenie cytoplazmy môže tiež inhibovať mechanizmus transportu glukózy do bunky. Aj keď sú tieto mechanizmy relatívne jasne demonštrované v jednoduchých bunkových kultúrach, stále neexistujú dôkazy o tom, že tento antimikrobiálny účinok fluoridu prispieva k prevencii vzniku kazu, pretože koncentrácie fluoridu v ústnej dutine nemusia byť pre tento účinok dostatočné [50].
Dlhodobo sa tiež tvrdilo, že určité druhy baktérií by sa mohli prispôsobiť nepretržitému vystaveniu fluóru a že by sa stratil možný preventívny účinok fluoridu pred kazom. Pri bližšom skúmaní sa však zistí, že táto adaptácia vedie k zníženiu acidogenity ľudského plaku, a teda sa nestratí antikariogénny účinok [50].
Celkovo sa dá povedať, že preventívny účinok fluoridov na kazy - ak vôbec - môže súvisieť s účinkom v perorálnom biofilme len vo veľmi obmedzenej miere.
Účinnosť znižujúca kazy a odporúčania týkajúce sa fluóru
Na preventívny účinok lokálne aplikovaných fluoridových prípravkov sa upozorňuje v mnohých systematických prehľadoch [27–33,53]. Z klinických štúdií o použití fluoridových tabliet existuje iba veľmi málo dôkazov. Informácie dostupné na odporúčanie fluoridových tabliet predpokladajú, že lokálne pôsobia na vybuchnutý zub. V nedávno publikovanom prehľadnom článku [42] sa po dohode s inými staršími recenziami uvádza, že tablety s obsahom fluóru by sa mali predpisovať iba deťom, ktoré majú vysoké riziko vzniku zubného kazu a ktoré pravidelne nepodstupujú ďalšie fluoridačné opatrenia (napr. Konzumácia fluoridovanej pitnej vody, fluoridácia kuchynskej soli, používanie zubnej pasty s obsahom fluoridu). ) použit. Tablety sa majú používať a pravidelne cmúľať, ak vôbec. Vzhľadom na to, že fluorid primárne pôsobí na zub, predpisovanie fluoridových tabliet ustúpilo do pozadia alebo sa už takmer vo všetkých krajinách neuskutočňuje.
Existujú tiež pomerne slabé dôkazy o fluoridácii kuchynskej soli [55]. Dá sa však predpokladať, že fluoridácia kuchynskej soli je účinným preventívnym opatrením proti vzniku zubného kazu, aj keď v krajinách s už vysokou úrovňou prevencie zubného kazu možno ďalší účinok použitia fluoridovej soli ťažko kvantifikovať.
Fluoridové gély je tiež možné každý týždeň nanášať jednotlivo. Tu systematické prehľady ukazujú, že je možné dosiahnuť podobný účinok na zníženie kazu ako pri štyroch aplikáciách v zubnej ordinácii [27]. Roztoky na vyplachovanie úst s obsahom fluoridu by sa mali používať až od školského veku a iba vtedy, ak existuje zvýšené riziko vzniku kazu [30]. Použitie oplachovacích roztokov obsahujúcich fluorid sa však osobitne odporúča u pacientov s fixnými ortodontickými aparátmi [36]. Randomizovaná, prospektívna klinická štúdia dokázala, že kontrolované používanie ústnych vôd s obsahom fluóru u dospievajúcich počas puberty prispieva k nižšiemu výskytu kazu v proximálnej oblasti v porovnaní s kontrolnou skupinou [34].
Obrázok 6 zobrazuje odporúčania pre použitie fluóru. V tejto podobe sú tiež základom nemeckých a švajčiarskych smerníc o fluorizácii. U detí s aktívnym kazom sa môže detská zubná pasta používať dvakrát denne skôr, ako je uvedené v pokyne.
V tejto súvislosti Európsky úrad pre bezpečnosť potravín (EFSA) už v roku 2005 ustanovil, že fluorid nie je základným stopovým prvkom pre ľudský rast a vývoj. Vedecký výbor pre zdravotné a environmentálne riziká (SCHER) Európskej komisie vo svojom vyhlásení k fluoridácii pitnej vody taktiež píše, že existujú silné vedecké dôkazy o ochrannom účinku lokálnej aplikácie fluoridu, zatiaľ čo zodpovedajúce údaje o systémovej aplikácii sú menej presvedčivé. . V tejto súvislosti stojí za zmienku, že fluoridačnými opatreniami možno vysvetliť iba časť poklesu kazu pozorovaného vo Švajčiarsku u školákov [46]. Nakoniec pokyny Americkej pediatrickej akadémie (AAP) odporúčajú pre všetky deti so zubami v ústnej dutine čistenie zubov zubnou pastou s obsahom fluoridu pod dohľadom.
Záver
Ak vezmeme do úvahy, že k poklesu kazu došlo v rovnakom období, v ktorom sa tiež často používali miestne fluoridačné opatrenia, záver, že kaz je možné potlačiť pravidelnou aplikáciou F, sa zdá oprávnený. Napriek tomu fluór nie je zázračným liekom a zubný kaz nie je ani chorobou z nedostatku fluóru. Preto so zvyšujúcou sa aktivitou kazu klesá aj účinnosť prípravkov obsahujúcich fluorid. U detí a dospelých s vysokým rizikom zubného kazu je potrebné vykonať ďalšie opatrenia, ako je zlepšenie ústnej hygieny, výživové poradenstvo a vedenie a pravidelné zubné prehliadky. Rovnako ako pri mnohých iných chorobách, aj tu existuje vývojový kaz. Tu je však na politikoch, aby vytvorili správne podmienky a zabezpečili dobré vzdelanie a primeranú sociálnu situáciu, najmä pre deti.
Prvá publikácia: Oralprophylaxe & Kinderzahnheilkunde 34 (2012) 2, Deutscher Ärzte-Verlag, Kolín nad Rýnom.