Флюороз скелета - гігієнічні проблеми фторування питної води

V. 3. Флюороз скелета
Дифузний остеосклероз людини як наслідок хронічної інтоксикації фтором був вперше описаний К. Roholm в 1932 р після рентгенологічного обстеження робочих криолитового заводу [236]. К. Roholm висловив припущення, що флюороз скелета виявляється у осіб, в організм яких надходить не менше 0,5 мг фтору на I кг маси тіла на добу (кількість, відповідне вживання питної води, що містить близько 10 мг фтору в 1 л). К. Roholm запропонував розрізняти три ступеня ураження скелета при флюорозе.
При I ступеня, що наступала не раніше 3 років роботи на заводі, кістки таза, хребці і ребра ущільнюються і виглядають на рентгенограмі незвично білими, чітко виділяються на тлі м`яких тканин, товщають трабекули, стушевиваются структура губчастої частини кістки, з`являються розростання периоста.
При II ступеня ураження, що відзначається в осіб, які працювали на заводі не менше 5 років, трабекули виглядають ще більш розпливчастими, а обриси кісток нерізких зважаючи звапніння прилеглих сухожиль і зв`язок. Помітно також починається звапніння зв`язок хребта.
У осіб, які працювали на заводі більше 12 років, виявлялася III ступінь ураження. При ній кістки мають вигляд дифузної мармурової тені- деталі будови кістки невиразні. У довгих трубчастих кістках, крім звуження кісткової порожнини, часто відзначаються периостальні розростання. Через звапніння міжхребцевих зв`язок обмежується рухливість голови і тулуба. У цій стадії захворювання хворі скаржаться на ревматичні болі, відчуття скутості в хребті і «свинцеву тяжкість» кінцівок.
Розтин трупів випадково загиблих робітників кріолітовий фабрики виявило, що кістки в порівнянні зі звичайними більш тверді та крихкі. Гістологічно виявлялося посилене розсмоктування кістки, однак регенерація і новоутворення кісткової тканини превалювали над процесом резорбції, в силу чого захворювання отримало назву дифузного остеосклероза. Згодом дослідники викликали у різних тварин експериментальний флюороз скелета [12]. При цьому в залежності від дози фтору, віку тварини і тривалості експозиції спостерігалися різні співвідношення між процесами остеопорозу і остеосклерозу. Великі дози фтору у молодих тварин приводили до переважання остеопорозу.
Опубліковані в літературі дані про професійний та експериментальному флюорозе скелета наштовхнули на думку про можливість флюорозу скелета серед населення, що користується водою з високими KF-. Проведені рентгенографические і клінічні спостереження підтвердили цю гіпотезу. У Північній і Південній Африці, Лівані, Саудівській Аравії, Китаї, Індії, Японії та ряді інших місць було виявлено ендемічний флюороз скелета і описана його клінічна картина, багато в чому ідентична професійного флюорозу. Ендемічний флюороз скелета не настільки виражений, як професійний, за винятком «гіперендеміческой вогнищ». Перебіг ендемічного флюорозу відрізняється від виробничого більшою виразністю явищ, пов`язаних із залученням до процесу нервової системи, що пояснюється великим звуженням кісткових каналів і отворів, через які проходять спинномозкові нерви. Відзначаються м`язова слабкість, підвищення колінних рефлексів, порушення больової і температурної чутливості, акропарестезіі, різні симптоми, які залежать від компресії спинного мозку або його корінців. Рентгенографічно флюороз скелета можна діагностувати до появи характерних неврологічних симптомів. Маса скелета при флюорозе може в 2 рази перевищувати звичайну, а окремі кістки (хребці, таз) ще важче. У кістках значно більше золи (до 70% замість 56%). У той же час порівняно незначно змінюється хімічний склад золи кісток. Так, наприклад, J. Singer подає такий хімічний склад золи ребра людини, яка вживала в умовах Індії воду з 9,5 мг / л F- (в дужках вказані нормальні величини): F- * - 11500 мг / кг (800 мг / кг ), Са - 36,3% (38,8%), Р - 17,68% (16,45%), Mg -0,61% (0,5%), Na -1,12% (0, 79%), С02 -7,14% (5,41%), цитрату - 1,07% (1,92%). Звертає на себе увагу дуже характерне для флюорозу зниження вмісту цитрату, який відіграє певну роль у мобілізації кісткового кальцію [259]. У осіб, що вживали воду з 4 мг / л F-, в кістках зростав вміст F (до 8000 мг / кг), золи (на 3-4%), не змінювалося зміст Са, Р, Na, зменшувалася кількість цитрату (на 30 %), Mg (на 15%), СО2 (на 10%). Флюороз скелета з`являється після 20-30 років користування водою з 7-10 мг / л F- і через 10-20 років користування водою з KF-, що перевищує 10 мг / л. Лише при поєднанні ряду несприятливих умов порівняно слабке ураження скелета спостерігалося в Індії при користуванні водою, яка мала понад 2,5-3мг / л F (табл. 10). До несприятливих умов, що сприяють розвитку остеосклероза, відносять жаркий клімат і важка фізична праця, що ведуть до збільшення водоспоживання та відкладення фтору в кістках, а також неповноцінне харчування, з недостатньою кількістю вітамінів, білків і кальцію.
У 1961 р був описаний вогнище ендемічного флюорозу в Сахарі. Жителі користувалися питною водою, яка мала всього 3-4 мг / л F. Однак водоспоживання тут досягає 8-10 л на добу. На кожні 10 обстежених у віці від 20 до 40 років у 8 був виявлений флюороз скелета. Серед жителів Адена, які вживали воду з 6 мг / л F-, спостерігався остеосклероз з кальцификацией зв`язок. Довгий час описувалися лише випадки флюорозу скелета v дорослих. У 1971 р вперше в Індії був описаний [278] виражений флюороз у дітей І-14 років, які користувалися водою з 10- 13,5 мг / л F-. Вміст фтору в кістках хворих дітей варіював від 1120 до 6050 мг / кг. Захворювання починалося у дітей з болів в суглобах кисті, стопи, коліна, через що передбачався ревматизм або остеоартрит. Потім з`являлися обмеження руху в суглобах, біль в спині і поясниці, ригідність хребта, поступово розвивався кіфоз. Хоча в США було понад 500 осередків ендемічного флюорозу, в яких KF досягала 8 мг / л і більше, американські дослідники описують невелике число випадків флюорозу скелета. Навіть в даний час в США є до 300 водопроводів з KF до 2,5-3 мг / л.
С. Stevenson, Н. Watson [161], вивчивши в 1957 р 170 000 рентгенограм жителів штатів Техасу і Оклахоми, виявили лише 23 випадки вираженого остеосклероза- в 15 з них спостерігалася кальцифікація міжхребцевих зв`язок. Вільні були жителями місць, у воді яких містилося від 4 до 8,2 мг / л F&rdquo- Серед осіб, які користувалися водою з менш 4 мг / л F% виражений остеосклероз не був виявлений. Giver і співавт., Вивчивши в порівняльному плані кістки людей, що проживали в 0,05-місті і 1-4-містах, гістологічної різниці не виявили. У кістках людей з 4-8-міст були виявлені остеосклеротіческіе прояви, але, на думку дослідників, навіть вони ще далекі від вираженої патології. P. A. Afram (Швеція) виявив лише потовщення кортикальної частини кістки і трабекул при рентгенографії людей з 4-6,8-міст в порівнянні з 0,2 0,4-містами [117]. D. S. Bernstein і співавт. повідомляють, що у людей у віці старше 45 років вони частіше спостерігали остеопороз і переломи стегна в 0,45-0,3-містах в порівнянні 4-5,8-містами [129].
Розвитку флюорозу скелета сприяють ті ж фактори, що і флюорозу зубів [165]. Тому в Індії та Африці флюороз скелета спостерігається при таких KF-, які в США його не викликають. Крім кліматичних умов, йому сприяє низький життєвий рівень населення, що призводить до недостатнього і нераціонального харчування. Можливо, грають роль і особливості хімічного складу місцевих продуктів харчування. Флюороз скелета в Індії спостерігався при користуванні водою, що містить понад 2,5 3 мг / л F-, а в окремих випадках і при більш низькій KF- [160, 278]. За даними японських дослідників, тенденція до погіршення фізичного розвитку виявляється у дітей, що користуються водою з більш 5 мг / л F, а достовірне зниження зростання спостерігається лише у тих, хто вживав воду з KF- не менше 10 мг / л.

Таким чином, про вплив значних KF- на скелет людини зібрано чимало відомостей (табл. 10). Однак для обґрунтування оптимальних і гранично допустимих KF в воді значно більший інтерес представляють роботи, присвячені вивченню впливу на розвиток скелета порівняно невисоких KF-, близько 1-2 мг / л. У США в цьому напрямку виконано велику роботу F. McKay і F. McClure (1954). Ці автори при організації своїх досліджень виходили з того, що процеси синостозирования і терміни окостеніння кісток зап`ястя є досить хорошим показником ходу окостеніння всього скелета.
Вони провели дослідження на 2050 дітей у віці від 7 до 14 років з міст із 0,12 (контрольний місто) і 3,5 мг / л F-. Різниці не було виявлено. Демолен і Хелд (1953) не виявлено зміни кісток у осіб, які користувалися водою з 1,0-1,4 мг / л F.
У США не були відзначені певні відхилення з боку скелета протягом 15-річного рентгенографічного спостереження за контрольними групами осіб в населених пунктах, де проводилося фторування води [160, 197]. В Англії не було виявлено остеосклероз в містах, де KF- дорівнювала 1 1,9 і 4 мг / л [160].
В СРСР для систематичного централізованого водопостачання джерела з KF ~ більш 4-5,5 мг / л не використовувалися, і тому описів виражених уражень скелета немає. Комплексна експедиція Інституту морфології людини АМН СРСР, проведена в 1963 р в Казахстані, не встановила наявності скільки-небудь важких форм кісткового флюорозу у людей, періодично вживають воду з 11,8 мг / л фтору (В. Д. Арутюнов та ін., 1964). В роботі, виконаній під керівництвом С. М. Черкинским, піддалися порівнянні рентгенограми кісток жителів двох міст-близнюків з 0,6 і 4,6-5,5 мг / л F-. У дітей другого населеного пункту спостерігалися зміни кісток, які носили характер склерозу: потовщення кісткових трабекул і коркового шару, подчеркнутость контурів кістки. У деяких школярів 8-10-річного віку виявлялася невелика затримка окостеніння дрібних кісток зап`ястя. Підтверджуючи вплив KF- 5 мг / л, ці дані не відповідають на питання про дії води з 1 мг / л F- на розвиток кісток.
Ближче до відповіді на це питання підійшли Р. Д. Габович і П. Н. Майструк, які виконали рентгенографічне дослідження кісток верхньої кінцівки у 736 школярів з міст, у воді яких містилося 0.15- 1 2 і 4 мг / л F-. Статистична обробка отриманих даних і зіставлення їх з анатомічними стандартами дозволили зробити висновок, що процеси розвитку кісток у дітей з міст, що користуються водою з 0,15 1 і 2 мг / л F-, не розрізняються між собою і знаходяться в межах варіабельності загальноприйнятих стандартів . У дітей з 1-міста виявилася навіть тенденція до незначного прискорення зростання і окостеніння деяких кісток зап`ястя в порівнянні з дітьми з 0,15-міста без будь-яких супутніх негативних проявів.
У дітей з флюорозом зубів III і IV ступеня з населеного пункту, жителі якого користуються водою з 4,0 мг / л F-, визначалося помітне відставання в окостенінні кісток зап`ястя, який поєднується з уповільненням зростання п`ясткових кісток. У частини дітей спостерігався незначний остеопороз, а також наявність намічених або виражених помилкових епіфізів. До кінця періоду статевого дозрівання відхилення зменшувалися. Ці ж дослідники не виявили будь-яких відхилень у показниках зростання, маси тіла і окружності грудей у дітей, які вживали воду з 1 і 2 мг / л F-, в порівнянні з аналогічними показниками фізичного розвитку дітей, які вживали воду з 0,1-0 , 4 мг / л F-. Г. В. Буличов, Н. М. Боглевська і Р. М. Нікольська (1964) на основі рентгенографічних досліджень (тисячі п`ятсот двадцять сім рентгенограм), вироблених в містах з 0,12 мг / л F- в воді (Норильськ, Зеленодольськ), відзначають , що і при низькій KF ними не були виявлені істотні відхилення в розвитку кісткової системи організму, що росте від середніх вікових норм.
Резюмуючи матеріали про вплив фтору питної води на розвиток і стан скелета, можна зробити наступні висновки.

1. У осіб, що проживають в умовах помірного клімату, що користуються природною водою, що містить близько 1 мг / л F-, антропометричні вимірювання, рентгенографічні та гістологічні дослідження, а також вивчення хімічного складу і механічних властивостей кісток не виявлено будь-яких відхилень від загальноприйнятих середніх вікових норм і аналогічних показників в 0,1-містах. Чи не виявлені відхилення в рості і розвитку скелета і у дітей в населених пунктах, де протягом 15 років вода фторується. Окремі дослідження навіть говорять про кілька більш сприятливого розвитку кісток у дітей з населених пунктів з KF близько 1 мг / л. З іншого боку не виявлено суттєвих відхилень і у дітей з 0,1-міст.
2. В умовах помірного клімату навіть у осіб, що користуються водою з 2,0 мг / л F-, не виявляються істотні і стабільні відхилення в рості і розвитку скелета. Незначне відставання в окостенінні і зростанні кісток, а також початкові явища пороза і склерозу кісток відзначаються лише у невеликої частини людей, що користуються водою з 4,0 мг / л F-. Ці зміни більш виражені у дітей з флюорозом зубів III і IV ступеня, які, мабуть, в силу ряду екзо і ендогенних причин більш чутливі до F-.
3. KF-, яка веде до вираженого остеосклерозу, як правило, знаходиться в межах 5-13 мг / л-лише при поєднанні ряду особливо несприятливих соціальних і природних умов вода, що містить 2,5- 3 мг / л F&ldquo-, може викликати рентгенографически діагностується ураження скелета. Для розвитку вираженого остеосклерозу потрібне тривале користування водою ендемічною місцевості, не менше 10- 15 років при 10 мг / л F&ldquo- і близько 20-30 років при 5 6 мг / л F-.
4. Питна вода з 1-1,5 мг / л F- навіть в умовах підвищеного водоспоживання і зниження толерантності до F не робить негативного впливу на скелет людей.