Fortbildung: Toxikologie und Allergologie

Stoffwechsel und Toxizität von Fluorid

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Abbildung 1: Berechnungsbeispiel zur akuten Toxizität von Fluorid nach Verzehr einer Tube Kinderzahnpaste durch ein dreijähriges Kind. Schiffner

Die Deklaration auf der Mineralwasserflasche sagt deutlich, dass dieses Wasser sich zum Beispiel nicht zur Zubereitung von Kinder- breien oder von Flaschennahrung eignet. © Schiffner
Diese Abbildung zeigt eine deutliche Fluorose beim Kind. © Schiffner
Diese Abbildung zeigt eine leichte Fluorose. © Schiffner
Prof. Dr. Ulrich Schiffner - Studium der Zahnheilkunde an der Universität Hamburg, 1980 Approbation, 1981 Promotion, seit 1982 am Zentrum ZMK des UKE, 1988 bis 1992 Vorstandsmitglied der Deutschen Gesellschaft für Zahnerhaltung DGZ, 1993 Habilitation, 1994 Oberarzt, 1996 Professur, 2002 bis 2006 1. Vorsitzender des AK für Epidemiologie und Public Health der DGZMK, 2004–2008 Präsident der Deutschen Gesellschaft für Kinderzahnheilkunde DGK, seit 2008 Fortbildungsreferent der Deutschen Gesellschaft für Kinderzahnheilkunde. Fortbildungskurse zur Kariesprävention Forschungsschwerpunkte: Kariesätiologie und -prophylaxe, Epidemiologie, Deutsche Mundgesundheitsstudien © privat

Toxizität

Bezüglich der Toxikologie von Fluorid liegt eine überwältigende Menge wissenschaftlicher Literatur vor. Aus den vielfältigen Untersuchungen geht hervor, dass die Fluoridanwendung in üblichen Mengen allgemeinmedizinisch absolut unbedenklich ist [Gülzow, 1995; Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin, 2002; American Dental Association, 2005; Canadian Dental Association, 2012]. Es wurden weder Zusammenhänge zur Häufigkeit von Erkrankungen oder zum Auftreten von Todesfällen gefunden. Erst ab einer langfristigen Einnahme von rund 8 ppm Fluorid im Trinkwasser werden bei älteren Personen Verdichtungen der Knochenstruktur dokumentiert, und in Gebieten mit einem Fluoridgehalt des Wassers von etwa 20 ppm und mehr (Indien, Südafrika) wurde eine Skelettfluorose beschrieben [Gülzow, 1995].

Zur Kariesprophylaxe werden Fluoridprä- parate und Anwendungsmengen eingesetzt, mit denen die erwähnten Folgen nicht in Erscheinung treten können. Exemplarisch für die wissenschaftlich belegte Unbedenklichkeit der Fluoridanwendung zur Kariesprophylaxe sei die American Dental Association zitiert, die (mit Bezug auf die Trinkwasserfluoridierung) formuliert: „Of the thousands of credible scientific studies on fluoridation, none has shown health problems associated with the consumption of optimally fluoridated water“ [American Dental Association, 2005].

Prinzipiell kann Fluorid zur Kariesprophylaxe lokal auf die Zahnoberfläche aufgetragen werden (zum Beispiel mittels Zahnpaste) oder systemisch, wie über Trinkwasser oder Fluoridtabletten verabreicht werden. Bei der systemischen Anwendung können während der Zahnentwicklung aus dem im Plasma auf 0,01 bis 0,025 ppm verdünnten Fluorid geringe Anteile in den sich entwickelnden Zahnschmelz eingebaut werden. Bei der lokalen Fluoridanwendung an den bereits in der Mundhöhle vorhandenen Zahnflächen können hingegen deutlich höhere Fluoridkonzentrationen wirksam werden. Die karieshemmende Wirkung der Fluorid- anwendung beruht auf dessen lokal an der Zahnoberfläche eintretenden Effekten [Lussi et al., 2012]. Daher wird der lokalen Fluoridapplikation eindeutig der Vorzug gegeben [DGZMK, 2013]. Der Erfolg sogenannter systemischer Fluoridanwendungen ist ebenfalls auf den lokalen Kontakt der entsprechenden Fluorid-Vehikel (Kochsalz, Wasser, Tabletten) mit der Zahnoberfläche zurückzuführen.

Die untere toxische Grenze von Fluorid (Probably Toxic Dose PTD) wird mit 5 mg Fluorid pro kg Körpergewicht angegeben [Whitford, 1992 und 2011]. Symptome können Übelkeit, Schwindel und Erbrechen sein. Als Gegenmittel wird die orale Gabe von Kalzium beziehungsweise aus Praktikabilitätsgründen von Milch angegeben, eventuell nach vorherigem Veranlassen des Erbrechens [Whitford, 2011]. Über den Erfolg oder die Notwendigkeit dieser Maßnahmen besteht jedoch keine Evidenz, da die Empfehlungen theoretisch abgeleitet und nicht in hinreichender Anzahl praktisch umgesetzt werden müssen. Dies kann ein Berechnungsbeispiel zur Fluoridbelastung nach Verzehr einer Tube Kinderzahnpaste durch ein dreijähriges Kind veranschaulichen (Abbildung 1).

Akute Toxizität

Es ist erkennbar, dass in diesem Szenario keine toxikologisch relevanten Fluoridmengen aufgenommen werden. Sofern das dreijährige Kleinkind eine gesamte Tube Erwachsenenzahnpaste verzehren sollte, wird die PTD mit den erwähnten unangenehmen Symptomen überschritten. Von ernsthaften Konsequenzen wäre aber auch dieses Szenario weit entfernt.

Die letale Fluorid-Dosis wird mit einer Schwankung von 32 bis 64 mg/kg Körpergewicht angegeben [Whitford, 2011]. Mithin ist ein großer Abstand zwischen hypothetisch verzehrter Fluoridmenge und der letal-toxischen Grenze vorhanden.

Dass diese Feststellung keine der Problematik unangemessene Beschwichtigung darstellt, sondern der Alltagsrealität entspricht, kann einem Report des American Association of Poison Control Centers entnommen werden. Im Jahresbericht 2014, mit dem potenziell Meldungen von 320 Millionen Personen erfasst werden können, sind zwar 19.421 Meldungen des Verschluckens fluoridhaltiger Zahnpaste aufgeführt, es wurde aber – wie auch in vielen Jahres- berichten zuvor – kein letaler Ausgang registriert [Mowry et al., 2015]. Nur in wenigen Einzelfällen (27 Fälle) wurden beachtenswerte Symptomatiken geschildert.

Chronische Toxizität

Während die Problematik akuter toxikologischer Zwischenfälle durch Aufnahme von Fluorid, das zur Kariesprävention angewendet wird, in praxi nicht vorkommt, sind Folgen der Fluoridanwendung im Sinne chronisch-toxikologischer Effekte vorhanden. Der Effekt betrifft hierbei die besonders sensiblen Ameloblasten [Bronckers et al., 2009], nicht hingegen den menschlichen Organismus an anderen Stellen. Daher sollte die pharmakologisch korrekte Einordnung als chronisch-toxischer Effekt in der Wahrnehmung des Begriffs „toxisch“ nicht durch Übertragung auf den gesamten menschlichen Organismus fehlinterpretiert werden.

Aus der fluoridbedingten Störung der Ameloblastenfunktion resultiert eine Schmelzfluorose. Eine typische Schmelzfluorose ist durch das Auftreten weißlicher Linien oder Streifen quer über die Zahnkrone gekennzeichnet, die symmetrisch an den gleichen Zähnen auftreten [DenBesten und Li, 2011].

Die Prävalenz von Fluorosen bei Kindern und Jugendlichen liegt in Deutschland bei 15 Prozent [Reich und Schiffner, 1999]. Jedoch ist der Ausprägungsgrad der Fluorose weit überwiegend als fraglich und als sehr milde oder milde Form charakterisiert. Schwere Formen, die als endemische Schmelzfluorose in Gebieten mit hohem natürlichen Fluoridgehalt im Trinkwasser (vulkanische Böden) beobachtet wurden, kommen bei Verwendung von Fluorid zur Kariesprophylaxe nicht vor [DenBesten und Li, 2011].

Da die Schmelzfluorose die Einschränkung der normalen Ameloblastenfunktion, meist in der Phase der Mineralisation, ausweist, können fluorotische Schmelzveränderungen nur während der Phase der Schmelzbildung entstehen [Bronckers et al., 2009]. Dies betrifft, sofern Weisheitszähne nicht berücksichtigt werden, die ersten acht Lebensjahre. Sobald Kinder in den Mund aufgenommene Flüssigkeiten sicher ausspülen können, besteht das Risiko einer Fluorose-Entstehung jedoch nicht mehr. Das ist im Allgemeinen spätestens mit fünf Jahren der Fall [Ericsson und Forsman, 1969]. Generell ist zur Einschätzung des Fluoroserisikos sowie der Auswahl individuell indizierter Fluoridierungsmaßnahmen eine Fluorid-anamnese erforderlich. Die vor dem Hintergrund dieser Anamnese empfohlenen Maßnahmen erfolgen mit Bezug auf das Karies- risiko und stellen ein Ausbalancieren von kariespräventiven Anforderungen und der Reduktion des Fluorose-Risikos dar.

Wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass bei altersentsprechender Dosierung die aus Fluoridtabletten aufgenommene Fluoridmenge deutlich höher ist als die aus Zahnpasten aufgenommene Menge [Hetzer et al., 2003], und dass rund zwei Drittel der Fluorosefälle auf Fluoridtabletten zurückgeführt werden können [Pendrys, 2000]. In dieser Studie war das verbleibende Drittel der Fluorosefälle mit mehr als einmaligem täglichen Zähneputzen in den ersten zwei Lebensjahren (Paste mit 1000 ppm) verbunden. Da mithin die Fluorose mit größerer Wahrscheinlichkeit nach systemischer Fluorideinnahme auftritt, die karieshemmende Wirkung hingegen auf der lokalen Fluoridwirkung basiert, werden lokale Fluoridierungsmethoden eindeutig gegenüber systemischen Maßnahmen bevorzugt.

In dem erwähnten Ausbalancieren von kariespräventiven Anforderungen bei gleichzeitigem Vermeiden einer Fluorose ist in begründeten Fällen durchaus auch eine individuelle Empfehlung, bei Kindern im Vorschulalter eine höher konzentrierte Fluoridzahnpaste anzuwenden (zum Beispiel 1000 ppm Fluorid), in Erwägung zu ziehen. Insgesamt besteht zwischen der Karieshemmung und dem Fluoridgehalt der Zahnpaste eine deutliche Dosis-Wirkungs-Beziehung [Walsh, 2010].

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