Фторид – это природный минерал, который помогает предотвратить кариес, способствуя минерализации и делая зубную эмаль более устойчивой к кислотам. Его добавляют в питьевую воду по всему миру – U.S. Департамент здравоохранения и социальных служб рекомендует уровень 0.7 частей на миллион – и все зубные пасты, подтвержденные знаком соответствия Американской стоматологической ассоциации, содержат фтор.
Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) назвали фторирование воды одним из 10 великих достижений общественного здравоохранения 20-го века за его роль в уменьшении разрушения зубов.
В то время как низкие уровни фтора помогают укрепить и защитить зубную эмаль, слишком большое количество фторида может вызвать флюороз зубов – изменение цвета зубов, обычно с непрозрачными белыми отметинами, линиями или пятнистой эмалью и плохой минерализацией.
Флюороз зубов возникает, когда дети в возрасте от рождения до примерно девяти лет подвергаются воздействию высоких уровней фторида в течение этого критического периода, когда у них формируются зубы, и может фактически увеличить риск их разрушения. Опрос CDC показал, что примерно 25% жителей U.S. обследованное население (в возрасте от 6 до 49 лет) демонстрирует некоторую степень флюороза зубов.
"Польза фторида для здоровья полости рта значительно перевешивает риски.
Но, учитывая, насколько распространен флюороз зубов и насколько плохо изучены клеточные механизмы, ответственные за это заболевание, важно изучить эту проблему », – сказал Родриго Лакрус, доктор философии, доцент кафедры фундаментальных наук и черепно-лицевой биологии в стоматологическом колледже Нью-Йоркского университета. старший автор исследования.
Чтобы исследовать молекулярные основы флюороза зубов, исследователи проанализировали эффекты воздействия фтора на клетки зубной эмали – уровни выше, чем в питьевой воде, и согласуются с тем, что наблюдается в районах, где люди обычно болеют флюорозом. Затем они оценили влияние фторида на передачу сигналов кальция в клетках, учитывая роль кальция в минерализации зубной эмали.
Исследователи обнаружили, что воздействие фторида на клетки эмали грызунов приводит к нарушению регуляции кальция с уменьшением поступления и накопления кальция в эндоплазматическом ретикулуме, отделе внутри клеток, выполняющем множество функций, включая хранение кальция.
Кроме того, фторид нарушил функцию митохондрий (генераторов энергии клеток), и поэтому производство энергии было изменено. Наконец, секвенирование РНК, которое запрашивает геномы клеток, показало, что в клетках эмали, подвергнутых воздействию фторида, наблюдается повышенная экспрессия генов, кодирующих белки стрессовой реакции эндоплазматического ретикулума, и генов, кодирующих митохондриальные белки, которые участвуют в выработке клетками энергия.
«Это дает нам очень многообещающее механистическое представление о том, как возникает флюороз», – сказал Лакруз. "Если вашим клеткам приходится образовывать эмаль, которая сильно кальцинирована, и из-за воздействия слишком большого количества фторида клетки испытывают постоянное напряжение в своей способности обрабатывать кальций, это отразится на кристаллах эмали по мере их образования и повлияет на минерализацию."
Затем исследователи повторили эксперимент, используя клетки почек на ранней стадии от человека, но они не наблюдали тех же эффектов, когда клетки почек подвергались воздействию фтора, что позволяет предположить, что клетки эмали отличаются от клеток, образующих ткань в других частях тела.
«Можно подумать, что если вы подвергнете клетки эмали и клетки почек воздействию одного и того же фактора стресса – обработав их одинаковым количеством фтора в течение одного и того же периода времени, – у вас будут более или менее похожие реакции.
Но это было не так », – сказал Лакрус. "При тех же обстоятельствах клетки эмали реагируют на стресс совершенно иначе, чем клетки почек. Мы раскрываем механизм, который подчеркивает уникальность клеток эмали и объясняет, почему флюороз является более серьезной проблемой для зубов, чем для других частей тела."