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微量元素对人体的作用---氟


氟在人体内的分布
氟在人体内的分布主要集中在骨骼、牙齿、指 甲和毛发中,尤以牙釉质中含量最多。骨骼中以长 骨的含氟量最高。男性骨骼中氟含量高于女性,且 随年龄增长而升高。人的内脏、软组织、血浆中含 氟量较低。氟的生理需要量为0.5~1mg/d,成 年人体内含氟约为2.9g。人体对氟的含量最为敏感, 氟对人体的安全范围比其他微量元素要窄得多,从 满足人体对氟的需要到由于

过多而导致中毒的量之 间相差不多。

氟对人体的作用
氟是人体必需微量元素之一,与钙磷代谢有密切 关系。微量氟有促进儿童生长发育和预防龋齿的作 用。人体通过饮水、食物和空气等多种途径摄入氟。 氟在体内主要分布在骨骼、牙齿、指甲及毛发中,骨 骼和牙齿的含氟量约占身体含氟总量的90 %以上, 并以每年增加0. 02 %的量蓄积,具有调节血氟浓度 的作用。经口摄入的氟化物被胃肠吸收,吸收率约为 80 %~97 %。一般成人每日可从饮食中获2. 4mg 的氟,其中来自水1. 4mg ,占总摄入量的60 % ,食物1. 0mg ,占40 %。空气氟在一般情况下可忽视不计,但 空气污染时应予重视。由于工业及各种空气污染,氟 还可经呼吸道或皮肤吸收。氟每日由尿排出摄氟量 的50 %~92 % ,故尿氟可作为估计一个地区居民近 期摄氟水平的指标。粪排出摄氟量的12 %~20 % , 高温炎热时汗排氟可占排氟量的50 %。

氟在人体中的作用机制

氟吸收的部位主要是肠和胃。从肠、胃吸收的氟, 能很快进入血液,血液内的氟分为离子型和非离子型2 种,非离子型氟与血浆蛋白结合,不能发挥生理作用; 离子型的氟以氟化物的形式参与运输,并很快进入组织、 唾液、肾脏里,大量聚集在骨骼及牙齿内,骨骼甚至可 称为人体的“氟库”。

氟在人体内的代谢
氟主要经尿排泄,汗液和粪便也可以排泄一定量 的氟,唾液、乳汁、眼泪、头发和指甲等亦可排出极 其少量的氟。尿排泄氟的速度快、数量大,成人每天 吸收的氟约有50%经尿排出;其余的绝大部分蓄积在 骨骼内。一次经口摄取氟后,1h即可经尿排泄摄入量 的10%,4h达40%,12h达43%,24h则接近于50%。 经呼吸道摄入的氟也经尿而迅速排出。粪便也是氟排 泄的一种途径,粪内氟的来源有二:一为未吸收的氟, 另一为虽已吸收但又排入肠腔的氟。一般认为,经粪 便排出的氟约占排泄总氟量的10%。

氟对造血功能的影响
当氟缺乏时,可引起实验动物的造血功能障碍。 Wegner等发现,动物缺氟时主要表现为小细胞性贫血, 这种贫血补充铁剂后可以得到纠正;同样,补以适量 的氟也可以纠正铁在临界量时出现的小细胞贫血。当 机体处于缺铁的状态时,氟对铁的吸收、利用有促进 作用。有研究指出,给予大白鼠3.5μg/g的含氟水, 对其造血机能有明显刺激作用。此外,碳氟化合物还 可用作人造血液,可以代替天然血液用来抢救病人, 这种人造血液已经拯救了许多人的生命。

人造血,又称“白色血液”

氟与骨骼代谢的关系
氟的重要性在于参与钙磷代谢,有助于钙和磷形 成氟化磷灰石从而增强骨骼的强度。人体骨骼固体的 60%为骨盐(主要羧磷灰石),而氟能与骨盐结晶表 面的离子进行交换,形成氟磷灰石而成为骨盐的组成 部分。骨盐中的氟多时,骨质坚硬,而且适量的氟有 利于钙和磷的利用及在骨骼中沉积,可加速骨骼的形 成,促进生长,并维护骨骼的健康。实验证实,补充 适量的氟,羟基磷灰石的羟基可被氟取代,形成均匀 一致的氟化磷灰石。后者的溶解度明显降低,其热力 学的稳定性明显升高,增加了骨骼的强度。

氟的防蛀作用
人们早就认识到氟有预防龋齿、保护人牙齿健康的 作用。自1945年以来,世界上许多地区广泛实施饮水 加氟。当前已趋向于局部用氟防龋。氟的防龋机理与氟 对骨骼代谢的作用一致。氟在牙釉质大部分矿化之后, 仍能取羟基磷灰石的羟基,形成氟磷灰石,参与牙釉质 的晶格结构,在牙齿表面形成氟磷灰石保护层,提高了 牙齿的强度,增强了牙釉质的抗酸能力。此外,氟对细 菌和酶有抑制作用,可减少由于细菌活动所产生的酸, 从而更有利于牙齿的防龋作用。因此我们现在使用的牙 膏都是含氟牙膏。

氟与生长发育和繁殖的关系
适量的氟对哺乳类动物的生长发育和繁殖是十分 必要的。有人研究发现,当小鼠饲料中含氟量小于 0.005mg/kg时,动物生长发育迟缓,生殖能力降低, 甚至发生不孕;补充一定量的氟后,可恢复其正常发 育和生殖能力。氟对生物体寿命的影响是人们关注的 问题,但目前研究不多。Schroeder等曾报道,雌鼠 缺氟时生长发育明显减慢,寿命缩短。

氟对神经系统的影响
氟对神经系统兴奋性的影响主要是通过对某些酶的作用而体 现的。氟可影响一些酶的活性,特别是烯醇酶,此酶在碳水化 合物的代谢中起重要作用,可促进使磷酸甘油酸向磷酸丙酮酸 的迎向转化作用。氟能抑制胆碱脂酶活性、减少体内乙酰胆碱 分解从而提高神经的兴奋性和传导作用,还能抑制三磷酸腺苷 酶使体内的三磷酸腺苷(ATP)含量增多。有实验证明,给实 验鼠补氟,红细胞超氧化物歧化酶活性明显升高,血清过氧化 脂质和心肌中脂褐素含量明显减少,提示补充适量的氟能提高 生物体的抗过氧化能力,减少体内衰老色素(脂褐素)的生成 和积聚,从而发挥良好的抗衰老作用。

氟缺乏对人类的影响
缺氟时,由于釉质中不能形成氟磷灰石而使羧磷灰石结构 得不到氟磷灰石的保护,牙釉质易被微生物、有机酸和酶侵蚀 而发生龋齿。据文献报道,当饮水含氟量小于0.5mg/L时,龋 齿发病率高达70%~90%;当饮水含氟量为0.5~1.0mg/L时, 龋齿发病率为40%左右。据我国的经验,在供水中加氟6年, 儿童的龄齿发病率降低50%。使用氟化物牙膏也可以降低龋齿 发病率。缺氟时,不但易发生龋齿,也在一定程度上影响骨骼。 据流行病学研究,低氟的地区居民患骨质疏松症者较多。大多 数人一生不可避免从骨骼中丢失矿物质,尤其是老年人,这个 过程呈加速的趋势,出现骨骼结构的破坏,骨小梁丧失,严重 的骨质疏松症可导致长骨骨折。调查表明,长期饮用含氟量为 4~9ppm的天然水地区,骨质疏松症要比低氟地区少见。

氟过量对人体的影响
摄入过量的氟可引起 中毒,氟中毒是一种严重 危害人类健康的疾病。其 特点是在高氟地区的环境 中,人或动物长期摄入过 量的氟化物,蓄积体内而 发病,是以牙齿和骨骼损 害为主并波及到心血管及 神经系统的全身性疾病。 儿童氟中毒主要表现为氟 斑牙,成人主要表现为氟 骨症。

氟斑牙
氟斑牙是氟中毒表现最明显的 病症。长期居住在高氟地区的儿童, 一般均出现不同程度的氟斑牙。由 于氟过多使牙齿钙化酶的活性降低 而导致牙齿的正常钙化无法进行, 色素在牙釉质表面上沉着,形成氟 斑牙。氟斑牙在外国称作“火山 病”。

氟 骨 症

氟骨症是氟中毒的又一严重损害,病程可长达数十年,重者造 成残疾,甚至由于慢性衰竭或严重合并症而导致死亡。发病初期患 者自觉全身无力、头昏头痛、腹胀肠鸣、食欲不振、腹泻或便秘。 发展到后期,大关节出现屈曲、僵硬、疼痛加重,肌肉挛缩或萎缩, 患者不能直立或下蹲,躯体呈腰弯驼背畸形。由于颈部屈曲僵直而 不能抬头,终日蜷坐床上,生活不能自理,完全丧失了劳动能力而 成为残疾。

利也氟,害也氟
此外,摄入过量的氟还可破坏体内钙和磷 的正常代谢,继而导致骨质疏松,发生骨折; 骨生长最活跃的部位最容易沉积,过量的氟与 钙结合沉积于骨组织,促进溶骨和骨的吸收作 用,使骨表面粗糙,骨质改变,密度增大或疏 松,骨骼变形。氟过多对神经系统、消化系统、 泌尿系统、内分泌和免疫功能等都会产生一系 列不良影响。


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