Брой 10/2012
Д. Караяшева*
Въведение
Разпространението на кариеса е намаляло в много индустриализирани страни от 1980 г. насам. Това се дължи основно на всекидневната употреба на флуор-съдържащи пасти за зъби. (11, 35) Кариостатичният ефект на флуора и неговите съединения е широко разгледан в литературата. Минерализираните зъбни структури или биологичните твърди тъкани представляват двукомпонентна система, изградена от неорганична и органична фаза. (3) Фактът, че флуора, като анион може да бъде включен в апатитните кристални решетки на минералите изграждащи твърдите зъбни тъкани замествайки ОН- групите, с резултат структура, която е по-малко разтворима в киселинна среда, продължава да е в основата на съвременната профилактика и неинвазивно лечение на зъбния кариес. (1, 2, 27, 47, 48)
Първи, който отбелязва корелацията между калиевият флуорид и кариес-резистентността на зъбите е Erchardt, през 1874 год. (5, 25) Схващането, че флуоридите трябва да бъдат вътрешно приемани, като превантивна мярка срещу развитието на зъбния кариес, включвайки се в минералната структура на зъбите по време на тяхното развитие, е в основата на много превантивни философии и е породено от ранните изследвания на Dean и кол. (1942г.) и McKay (1952г.). (18, 34) Последвалите многобройни клинични изследвания подкрепящи системният прием и действие на флуоридите прееруптивно, демонстрират, че преобладаването на ясно открояващи се кариозни лезии в постоянното съзъбие е по-малко при хора живеещи в райони с флуорирана питейна вода в сравнение с хората, които живеят в райони, където водата не е флуорирана. (2, 6, 18, 39, 40, 55)
През 70-те и 80-те години на 20 век, в научните среди се появяват съмнения относно действието на флуора изключително и само преди пробива на зъбите. (27) Днес, на основата на по-нови епидемиологични и лабораторни изследвания се приема, че кариес-превантивното действие на флуора се проявява постеруптивно, като локалното прилагане на флуориди (натриев-, калаен-, амино-флуорид, натриев монофлуорфосфат и др.) играе главната роля в превенцията на зъбния кариес.(27, 30, 31, 47, 49, 50)
Флуоридите влияят на развитието на кариозния процес, като съществуват два начина на взаимодействие на флуора с апатита – неспецифично и специфично свързване. (4) При неспецифичното свързване флуорните йони се адсорбират по кристалната повърхност, като намаляват разтворимостта на кристалите, несъдържащи флуор. При специфичното свързване има йонна замяна на хидроксилните йони с флуорни, при което последните се инкорпорират във вътрешността на кристалната решетка. Така получените флуорапатитни кристали в емайла, са многократно по-резистентни на киселинна атака. (4) Когато присъстват в слюнката флуорните йони редуцират и инхибират процесите на деминерализация, стимулират и ускоряват процесите на реминерализация, инхибират натрупването на зъбна плака, микробния растеж и метаболизъм. Флуоридите се намесват и в гликолизата – процес, чрез който кариесогенните бактерии метаболизират захарите и продуцират киселини. Това става чрез специфично потискане на ензима енолаза, участващ в гликолизата. В по високи концентрации флуоридите оказват бактерицидно въздействие върху кариесогенните и други микроорганизми.
*Гл. асистент в катедра по Консервативно зъболечение, Факултет по Дентална Медицина, МУ- гр.София
В по високи концентрации тези съединения оказват бактерицидно въздействие върху кариесогенните и други микроорганизми. От друга страна отделянето на флуор и съединенията му от възстановителните материали е свързано с техните съставни матрици, механизми за утаяване и флуорно съдържание и зависи от условията на средата. (4, 12, 14, 19, 53, 54, 55)
Лабораторните изследвания показват, че флуорът предотвратява кариеса най-ефективно, когато в устната кухина се поддържат, за дълго време, ниски концентрации на флуор. Резервоари на флуор се установяват в слюнката, плаката, върху повърхността на меките орални тъкани и в хлабаво свързана форма върху повърхността на зъбния емайл. (4, 5, 22, 55) Наличието на флуор в плаката дори и в много ниски концентрации от 0.1 ррm действа, като буфер и намалява деминерализацията на емайла. (4) Не само, че е важно намаляването на разтворимостта на минерала хидроксилапатит след инкорпориране на флуор, но е също толкова важно, че един минерал с по-ниска разтворимост се утаява по-бързо, когато е в контакт с разтвор, съдържащ калциеви и фосфатни йони. Това обяснява влиянието на флуоридите в минералите на емайла и дентина по време на деминерализация. (47)
Влияние на флуоридите върху де- и реминерализацията на зъбите
Излагането на захар може да бъде считано за един от определящите фактори за развиване на зъбен кариес, особено ако се случва с висока честота – някои автори посочват повече от 6 пъти на ден. (13) Ако ферментиращият въглехидрат е захароза, бактериите не само произвеждат киселини, причиняващи минерална загуба на основната структура на зъба, но също синтезират и извънклетъчни полизахариди – захарни полимери, които увеличават кариесогенността на оралния биофилм, като променят неговата дифузия и свойства на прикрепяне. (20, 22, 51)
Слюнката оказва влияние върху различни процеси в оралната кухина. Тя предотвратява минералната загуба или посредством изчистване на ферментиращите субстрати и киселини, или чрез буфериране на последните, или чрез съдържанието си на калциеви, фосфатни и флуорни йони и увеличаване на минералната преципитация обратно върху зъбите. Флуорът може да упражни ефекта си само ако е свободен, разтворим във водната устна среда – слюнката.(38,48) Jenkins съобщава, че концентрацията на флуорид в слюнката, установена с по-ранни химични методи, е около 0.1–0.2 ppm, но резултатите получени с флуор-селективен електрод, сочат много по-ниски стойности – между 0.01 и 0.05 ppm. (29) Те могат да се увеличат кратковременно с локалното приложение на флуориди, съдържащи се във флуорни гелове, лакове, пасти за зъби. (2) Nordström и Birkhed (35) установяват, че концентрацията на флуор в пастите за зъби оказва силен ефект върху задържането на флуор в слюнката. Пасти за зъби със съдържание 5000 ррm F, сравнени с пасти за зъби с 1450 ррm F, увеличават нивата на флуор в слюнката. (35) Някои автори наблюдават тенденция към повишаване на концентрацията на флуор в слюнката и плаката, когато количеството на водата след изчеткване на зъбите се намали. (21, 42, 43) След локално приложение на флуориди (>100 ppm F), се образува слабо свързан слой от СаF2, който има по-висока разтворимост от хидроксил- и флуорапатита. В зависимост от рН на слюнката и течността на плаката, СаF2 се дисоциира, отделяйки флуорни йони, които могат да взаимодействат с калциевите и фосфатни йони в оралните течности. Крайните продукти на тези реакции са флуорапатитни кристали или съединения от СаF2, синкорпорирани върху зъбната повърхност. Този наличен резервоар от флуор в йонна форма, в устната кухина, балансира минералните загуби причинени от киселинообразуването и ниското рН, инхибира деминерализацията, ускорява реминерализацията и води до образуване на по-слабо разтворимия флуорапатит, в зъбната структура. (9, 15, 28, 48)
Концентрацията на флуор в слюнка, в покой е по-висока, отколкото в стимулираната слюнка, но не варира спрямо силата на стимула, за което все още не е намерено обяснение. (29)
Oliveby и кол. (1989 г.) изследват екскрецията на флуор в човешката слюнка и връзката му с нивата на флуор в плазмата след внасяне на 1 mg NaF. Концентрацията на флуор в слюнката е 2/3 от тази в едновременно събрана плазма и тази зависимост се поддържа, когато флуорът се поглъща. (24, 37) Около 40 мин. след приема му се достига пиковата концентрация на флуор в слюнката, а след 120 мин. концентрацията му в слюнката отчетливо се понижава и е малко вероятно малкото количество флуор, рециклиран в самата устна кухина да може да оказва значителен превантивен ефект срещу кариеса. Но тъй като в плаката може да се натрупват флуориди, повишаването на концентрацията на флуор в слюнката оказва влияние. (17, 24, 26)
Най-значимият ефект на флуора да контролира кариеса се базира на концентрацията необходима, за да може той да упражни ефекта си – когато флуорът е наличен в концентрации около 0.02 ppm F, устните течности – слюнка и плакова течност са наситени по отношение на флуора. Следователно, дори когато е наличен в много ниски концентрации в устата, флуора може да предизвика преципитиране на минерални съставки по повърхността на зъбите. Този ефект дава като резултат отложена във времето деминерализация и увеличава времето, необходимо за клинично наблюдение на кариесните лезии, като би могло да поддържа минерална загуба на субклинични нива, за дълъг период от живота на индивида. (2, 48) От особен интерес е областта на рН, където хидроксилапатита е недостатъчно наситен, а флуорапатита е прекалено наситен. Тези стойности съвпадат с рН на зъбната плака и слюнката, когато бактериите ферментират въглехидратите до киселини. В тази рН област хидроксилапатита може да се разтвори, докато флуорапатита може да се утаи.
Още през 70-те години на ХХ в. Larsen (32) посочва факта, че в този рН диапазон може да се образуват подповърхностни лезии на емайла. Ако условията на деминерализиращия разтвор са такива, че също и флуорапатита да е в недостатъчно наситен разтвор, то тогава се получава ерозивен дефект, а не подповърхностна деминерализация. Степента на ненасищане на хидроксилапатита и флуорапатита при определянето на условията за възникване на кариозни лезии е проучено с големи подробности през 70-те и 80-те години на ХХ-ти век. (47) Теn Cate и Duijsters изучават деминерализацията в диапазон на рН=4 до pH=5 и диапазон на концентрация на флуорид между 0 и 5 ррm и стигат до заключението, че деминерализацията е функция както на рН, така и на концентрацията на флуорид. (45, 46)
Флуорът инхибира рН промените в плаковата течност и слюнката и намалява произвеждането на лактат след консумирането на захар, което е индикация за наличието на ефект върху физиологията на оралния биофилм и в частност върху генезата на киселините. (10, 16, 44, 52) In vitro, флуоридите също инхибират киселинността на бактериите, при концентрации по-ниски отколкото в зъбната плака. (7, 8, 23, 41) Не е известен точният механизъм, който стои зад това инхибиране, тъй като флуора инхибира различни бактериални процеси, осъществявани чрез директно прикрепяне към ензими; участва в образуването на комплекси с метални, флуорни йони и ензими и действа, като трансмембранен носител на протони. (33)
Заключение
Кариес-превантивното действие на флуора се проявява предимно след пробива на зъбите и дългосрочното излагане на локално действащи флуориди благоприятства намаляването на разпространението на кариеса, подобно на полученият ефект чрез системно приемане. Това се подкрепя от изследвания in vivo и in vitro, които сочат, че начина на действието на флуора може да се отдаде главно на влиянието му върху кинетиката на де- и реминерализирането на твърдите зъбни тъкани. Следователно флуора трябва да присъства в устната кухина през целия живот на човека, особено през периода, когато зъбите пробиват. Всекидневното приложение на паста за зъби с оптимално съдържание на флуор, предоставя възможност за ефективна защита от кариес на индивидуално и обществено ниво, тъй като се комбинира в едно устната хигиена с осигуряването на флуор.
Библиография
1. Ангелов А., Е. Гачев, К. Данчева, А. Кръшкова, Т. Николов, Л. Сираков: „Биохимия за медици и стоматолози”, София, 1995: 576
2. Атанасов Н.: „Профилактика на зъбния кариес с флуориди”, София, 2004г.
3. Ботева Е: „Влияние на различни диетични режими в етиопатогенезата на зъбния кариес”, Дисертация, София, 1988г.
4. Пенева М., Е. Цолова, Р. Кабакчиева, М. Рашкова: „Профилактика на оралните заболявания”, Учебник по Детска дентална медицина, София, 2009
5. Странски Д.: „Зъбна профилактика”, Медицина и Физкултура, София, 1967;104
6. Backer Dirks O., W. Künzel, J.P. Carlos: “Caries preventive water fluoridation”, Car. Res, 1978; 12 (suppl 1): 7-14
7. Beighton D. H. Hayday: “The effects of fluoride on the growth of oral streptococci”, Microbios, 1980; 27: 117-124
8. Bibby B.G., M. van Kesteren: “The effect of fluoride on mouth bacteria”, J Dent. Res., 1940; 19: 391-402
9. Borges F.T., W.R. da Costa Campos, L.S. Munari, A.N. Moreira, S.M.Paiva, C.S. Magalhães: “Cariostatic effect of fluoride-containing restorative materials associated with fluoride gels on root dentin”, J. Appl. Oral Sci., vol.18, no.5, Sept./ Oct.2010
10. Brailsford S.R., E.A.M. Kidd, S.C. Gilbert, D.T. Clark, D. Beighton: “Effect of withdrawal of fluoride-containing toothpaste on the interproximal plaque microflora”, Car. Res., 2005; 39: 231-235
11. Bratthall D., G. Hänsel-Petersson, H. Sundberg: “Reasons for the caries decline: what do the experts believe?”, Eur J Oral Sci, 1996; 104: 416-422
12. Can-Karabulut D.C., I. Batmaz, H. Solak, M. Tastekin: “Linear regression modeling to compare fluoride release profiles of various restorative materials”, Dent. Mater., 2007; 23: 1057-65
13. Ccahuana-Vásquez R.A., G.C. Vale, L.M.A. Tenuta, A.A. Del Bel Cury, G.C. Vale, J.A. Cury: “Effect of frequency of sucrose exposure on dental biofilm composition and enamel demineralization in the presence of fluoride”, Car Res, 2007; 41(1): 9-15
14. Chan W.D., L. Yang, W. Wan, A.S. Rizkalla: “Fluoride release from dental cements and composites: a mechanistic study”, Dent. Mater., 2006; 22: 366-73
15. Cury J.A., L.M.A. Tenuta: “Enamel remineralization: controlling the caries disease or treating early caries lesions?”, Braz Oral Res, 2009; 23 (Sp. Issue 1): 23-30
16. Damen J.J., M.J. Buijs, J.M. ten Cate: “Acidogenicity of buccal plaque after a single rinse with amine fluoride stannous fluoride mouthrinse solution”, Car.Res., 2002; 36: 53-57
17. Dawes C., G.N. Jenkins, J.L. Hardwick, S.A. Leach: “The relationship between the fluoride concentrations in the dental plaque and in drinking water”, Br. Dent. J., 1965; 119: 164-167
18. Dean H.T., F.A. Arnold, E. Elvove: “Domestic water and dental caries”, Public Health Rep., 1942; 57; 1155-1179
19. Dhondt C.L., E.A. De Maeyer, R.M. Verbeek: “Fluoride release from glass ionomer activated with fluoride solutions”, J. Dent. Res., 2001; 80: 1402-6
20. Dibdin G.H., R.P. Shellis: “Physical and biochemical studies of Streptococcus mutans sediments suggest new factors linking the cariogenicity of plaque with its extracellular polysaccharide content”, J Dent Res, 1988, Jun; 67(6): 890-5
21. Duckworth R.M., D.J.M. Knoop, K.W. Stephen: “Effect of mouth-rinsing after tooth brushing with a dentifrice on human salivary fluoride levels”, Caries Res., 1991, 25: 287-291
22. Edgar W. M., D.M. O’Mullane: “Saliva and Dental Health”, British Dent. J.,1990; First edition, 21-24
23. Eisenberg A.D., M.D. Oldershaw, M.E. Curson, S.L. Handelman: “Effects of fluoride, lithium, and strontium on growth and acid production of mutans streptococci and Actinomyces viscosus”, Car. Res., 1991; 25: 179-184
24. Ekstrand J., A. Oliveby: “Fluoride in the oral environment”, Acta Odontol Scand, 1999; 57: 330-333
25. Еrchardt D.:”Kali fluoratum für erhaltung der Zahne”, Memorabilien (Monatschefte Rationelle Arzte) Heilbronn, 1874; 19:359
26. Grobler S.R., J Reddy, C.W. van Wyk: “Calcium, phosphorus, fluoride, and pH levels of human dental plaque from areas of varying fluoride levels”, J. Dent. R., 1982; 61: 986-988
27. Hellwig E., Á.M. Lennon: “Systemic versus Topical Fluoride”, Car. Res., 2004; 38: 258-262
28. Jardim J.J., M.A. Pagot, M. Maltz: “Artificial enamel dental caries treated with different topical fluoride regimes: an in situ study”, J Dent, 2008; 36: 396-401
29. Jenkins G.N.: “The Physiology and Biochemistry of The Mouth”, Fourth Edition, 1978, Blackwell Scientific Publications, p.301
30. König K.G.: “Reasons for increasing the fluoride content of children’s toothpastes”, Oralprophylaxe, 2001; 23: 27-31
31. Künzel W., T. Fischer: “Rise and fall of caries prevalence in German towns with different F concentrations in drinking water”, Car. Res., 1997; 31: 166-173
32. Larsen M.J.: “Chemically induced in vitro lesions in dental enamel”, Scand J Dent Res, 1974; 82: 496-90
33. Marquis R.E., S.A. Clock, M. Mota-Meira: “Fluoride and organic weak acids as modulators of microbial physiology”, FEMS Microbiol Rev, 2003; 26: 493-510
34. McKay F.S.: “The study of mottled enamel (dental fluorosis)”, J. Am. Dent. Assoc., 1952; 44: 133-137
35. Nordström A., D. Birkhed: “Fluoride Retention in Proximal Plaque and Saliva Using Two NaF Dentifrices Containing 5,000 and 1,450 ppm F with and without Water Rinsing”, Caries Res, 2009; 43: 64-69
36. Newbrun E.: “ Effectivness of water fluoridation.”, J Public Health Dent, 1989; 49: 279-289
37. Oliveby A., F. Lagerlöf, J. Ekstrand, C. Dawes: “Studies on fluoride excretion in human whole saliva and its relation to flow rate and plasma fluoride levels”, Car Res, 1989; 23: 243-246
38. Proceedings of a Joint IADR/ORCA International Symposium on Fluorides: Mechanisms of action and recommendations for use”, March 21-24, 1989, Callaway Gardens Conference Center, Pine Mountain, Georgia, J. Dent. Res., 1990; Feb; 69: Special Issue
39. Ripa L.: “A half-century of community water fluoridation in the United States: A review and commentary”, J Public Health Dent, 1993; 53: 17-44
40. Robinson C., S. Connell, J. Kirkham, S.J. Brookes, R.C. Shore: “The effect of fluoride on the developing tooth”, Car. Res., 2004; 38: 263-276
41. Sandham H.J., I. Kleinberg: “Effect of fluoride on carbon dioxide and acid formation in salivary sediment mixtures incubated with glucose’, Arch Oral Biol, 1973; 18: 211-225
42. Sjögren K., D. Birkhed: “Factors related to fluoride retention after tooth brushing and possible connection to caries activity”, Caries Res., 1993; 27: 474-477
43. Sjögren K., N.H. Melin: “The influence of rinsing routine on fluoride retention after tooth brushing”, Gerodontology, 2001; 18: 15-20
44. Tatevossian A.: “Facts and artefacts in research on human dental plaque fluid”, J Dent. Res., 1990; 69: 1309-1315
45. Ten Cate J.M., P.P.E. Duijsters: “The influence of fluoride in solution on tooth enamel demineralization. I. Chemical data.”, Car. Res., 1983; 17: 193-9
46. Ten Cate J.M., P.P.E. Duijsters: “The influence of fluoride in solution on tooth enamel demineralization. II. Microradiographical data.”, Car. Res., 1983; 17: 513-9
47. Ten Cate J.M.: “Current concepts on the theories of the mechanism of action of fluoride”, Acta Odontol Scand, 1999; 57: 325-329
48. Tenuta L.M.A., J.A. Cury: “Fluoride: its role in dentistry”, Braz. Oral Res, 2010; vol.24, supl. 1
49. Thylstrup A., J. Bille, C. Bruun: “ Caries prevalence in Danish children living in areas with low and optimal levels of natural water fluoride”, Car. Res, 1982; 16: 413-420
50. Thylstrup A.: “Clinical evidence of the role of pre-eruptive fluoride in caries prevention”, J. Dent. Res., 1990; 69(special issue): 742-750
51. Van Houte J., J. Russo, K.S. Prostak: “Increased pH lowering ability of Streptococcus mutans cell masses associated with extracellular glucan-rich matrix material and the mechanisms involved”, J. Dent Res, 1989, Mar; 68(3): 451-9
52. Vogel G.L., Z. Zhang, L.C. Chow, G.E. Schumacher: “Changes in lactate and other ions in plaque and saliva after a fluoride rinse and subsequent sucrose administration”, Car. Res., 2002; 36: 44-52
53. Weidlich P., L.A. Miranda, M. Maltz, S.M. Samuel: “Fluoride release and uptake from glass-ionomer cements and composite resins”, Braz. Dent. J., 2000; 11: 89-96
54. Wiegand A., W. Buchalla, T. Attin: “Review on fluoride-releasing restorative materials – fluoride release and uptake characteristics, antibacterial activity and influence on caries formation”, Dent. Mater., 2007; 23: 343-62
55. WHO Technical Report Series 846: “Fluorides and oral health”, Report of a WHO Expert Committee on Oral Health Status and Fluoride Use, 1994; 1-2
Адрес за кореспонденция:
Д-р Добрина Караяшева
Катедра по Консервативно зъболечение,
Факултет по Дентална Медицина,
Медицински Университет – София,
гр. София – 1431, България
Бул. Св. Г. Софийски № 1
e-mail: dr_karayasheva@abv.bg
Address for correspondence:
Dr. Dobrina Karayasheva
Department of conservative Dentistry,
Faculty of Dental Medicine,
Medical University of Sofia,
1, Sv. G. Sofiiski blvd.
1431, Sofia
Bulgaria
e-mail: dr_karayasheva@abv.bg
