Фтор

История открытия

История открытия фтора полна драматизма и даже трагедий. О существовании неизвестного вещества в плавиковом шпате (минерале флюорите) ученые догадывались еще в XVII веке.

В 1810 году французский физик Андре-Мари Ампер предсказал, что плавиковая кислота - это соединение водорода и неизвестного элемента. Он предложил назвать его «фтор» (от греч. phthoros - «разрушение», «гибель»), так как выделить его в чистом виде не удавалось: он мгновенно вступал в реакцию с любыми сосудами и отравлял исследователей. Многие ученые (Гемфри Дэви, братья Нокс) пострадали или погибли, пытаясь его получить.

Успеха добился лишь в 1886 году французский химик Анри Муассан, используя платиновое оборудование и электролиз при очень низких температурах. За это достижение в 1906 году он получил Нобелевскую премию.

Физико-химические свойства

Фтор (F) возглавляет группу галогенов и обладает экстремальными свойствами:

• Агрегатное состояние: при нормальных условиях это бледно-желтый газ.

• Запах: резкий, раздражающий (напоминает смесь хлора и озона).

• Реакционная способность: фтор - самый электроотрицательный элемент во Вселенной. Это самый сильный окислитель.

• Взаимодействие: реагирует почти со всеми веществами, даже с инертными газами (криптоном, ксеноном), часто со взрывом или самовоспламенением.

Важно: в природе в свободном виде фтор не встречается из-за своей активности. В организм человека он попадает только в виде соединений- фторидов.

Строение и формы

• Атомный номер: 9.

• Атомная масса: 18,998.

Фтору не хватает всего одного электрона для завершения внешнего уровня, поэтому он с жадностью «отбирает» их у других атомов.

В биологии и медицине важны две формы:

1. Неорганические фториды: растворимые соли (например, фторид натрия NaF), которые добавляют в воду и зубные пасты.

2. Органические соединения фтора: используются в фармацевтике и промышленности (например, тефлон), но они, как правило, химически инертны и не распадаются в организме с выделением ионов фтора.

Пищевые источники

В отличие от многих витаминов, основным источником фтора для человека является не еда, а вода.

• Питьевая вода: содержание фтора в воде сильно варьируется в зависимости от региона (от 0,3 до 15 мг/л). Оптимальной считается концентрация 0,7–1,0 мг/л.

• Напитки: черный и зеленый чай (чайный куст активно накапливает фтор из почвы), вино, минеральная вода.

• Морепродукты: морская рыба (особенно скумбрия, треска) и водоросли поглощают фтор из океанской воды.

Суточная потребность

Потребность во фторе невелика, но она должна покрываться регулярно. Нормы зависят от возраста и пола:

• Грудные дети (0–6 мес): 0,01 мг/сутки.

• Дети (1–3 года): 0,7 мг/сутки.

• Дети (4–8 лет): 1 мг/сутки.

• Подростки и взрослые мужчины: 4 мг/сутки.

• Подростки и взрослые женщины: 3 мг/сутки.

Для чего организму нужен Фтор

Несмотря на токсичность чистого газа, ионы фтора выполняют важнейшие биологические функции:

1. Укрепление зубной эмали: фтор взаимодействует с гидроксиапатитом (основным минералом эмали), превращая его во фторапатит (Ca5PO43F). Фторапатит намного тверже и устойчивее к кислотам, которые выделяют бактерии кариеса.

2. Формирование костей: участвует в минерализации костной ткани, стимулирует остеобласты (клетки, создающие кость), что важно для профилактики остеопороза.

3. Здоровье волос и ногтей: обеспечивает их прочность.

4. Кроветворение: участвует в усвоении железа и предотвращении анемии (в микродозах).

Сколько Фтора нужно получать каждый день

Безопасный диапазон потребления фтора очень узок.

• Физиологический оптимум: 1,5-4 мг в сутки (из всех источников: воды, еды, пасты).

• Верхний допустимый уровень: Для взрослых - 10 мг в сутки. Превышение этой дозы на регулярной основе ведет к токсическим эффектам.

Как усваивается Фтор

• Всасывание: фториды из воды и растворимых солей быстро и почти полностью (90–97%) всасываются в желудке и тонком кишечнике. Фтор из твердой пищи (например, рыбы) усваивается хуже (на 50–70%), так как связан с белками или кальцием.

• Распределение: попав в кровь, фтор стремительно направляется в кальцинированные ткани. 99% всего фтора в организме хранится в зубах и костях.

• Выведение: избыток фтора выводится преимущественно почками с мочой.

Нюанс: кальций и магний, принятые одновременно с фтором, образуют нерастворимые соли и мешают его усвоению.

Причины и симптомы дефицита Фтора

Дефицит чаще всего связан с проживанием в регионах, где в воде очень мало природного фтора, и отсутствием профилактики.

Симптомы:

• Кариес: быстрое разрушение эмали, множественные дырки в зубах.

• Повышенная чувствительность зубов (гиперестезия).

• Хрупкость костей: у пожилых людей дефицит фтора может усугублять остеопороз, повышая риск переломов (особенно шейки бедра).

Симптомы избытка Фтора

Избыток фтора опаснее дефицита. Хроническая интоксикация называется флюороз.

Стадии и симптомы:

1. Дентальный флюороз: появляется у детей, если они получали много фтора в период формирования зубов. На эмали возникают меловидные пятна, которые со временем желтеют или становятся коричневыми. Эмаль становится рябой и хрупкой.

2. Скелетный флюороз: при длительном потреблении высоких доз (10–20 мг/сутки). Фтор накапливается в костях, делая их плотными, но хрупкими. Возникает боль в суставах, обызвествление связок, ограничение подвижности.

3. Влияние на щитовидную железу: фтор является антагонистом йода и может вытеснять его, снижая функцию щитовидной железы (гипотиреоз).

В каких продуктах содержится Фтор

Таблица примерного содержания фтора (мкг на 100 г продукта):

Примечание: Реальное количество фтора в готовом блюде (например, в каше) зависит в первую очередь от воды, на которой оно приготовлено.

Список сокращений

• ВОЗ - Всемирная организация здравоохранения.

• ppm - parts per million (миллионная доля, эквивалент мг/кг или мг/л).

• ЖКТ - Желудочно-кишечный тракт.

• МКГ - Микрограмм (одна миллионная доля грамма).

Краткий глоссарий

• Галогены - группа химически активных неметаллов (фтор, хлор, бром, йод), образующих соли.

• Флюороз - хроническое заболевание, вызванное избыточным поступлением фтора в организм (поражает зубы и кости).

• Гидроксиапатит - основной минерал костной ткани и зубов.

• Фторапатит - более прочное соединение, образующееся в эмали зубов при воздействии фтора.

• Остеобласты - молодые клетки костной ткани, создающие костное вещество.

Список литературы

1. WHO (World Health Organization). Fluoride in Drinking-water. Background document for development of WHO Guidelines for Drinking-water Quality.

2. Lennon, M. A., et al. (2006). Fluoride and Oral Health. World Dental Federation.

3. Institute of Medicine (US). (1997). Dietary Reference Intakes for Calcium, Phosphorus, Magnesium, Vitamin D, and Fluoride. National Academies Press.

4. PubChem. Fluorine (Element Data). National Library of Medicine.

Проверено врачом

Валиева Наталья Ивановна

Поделиться статьей

скопировать ссылку

Фтор

Минералы

★ ★ ★ ★ ★

0,0 0 оценок