Química del flúor

  El metabolismo

  Fuentes alimentarias

  Toxicidad

  Efectos beneficiosos

  Mecanismo de acción

El flúor es un gas amarillo verdoso de olor característico que recuerda una mezcla de cloro y ozono. Es el más electronegativo de todos los elementos, lo que le confiere una gran reactividad que hace que no se encuentre libre en la naturaleza. Así, como fluoruro, la forma más frecuente, supone entre el 0,06 y el 0,09 % de la corteza terrestre (Martín Delgado et al, 1990; OMS, 1972).

Se encuentra de forma natural en rocas y suelos formando parte de numerosos minerales como son el espatoflúor (utilizado para la obtención de flúor elemental), la criolita (empleada en la producción de aluminio), las apatitas, la mica, la horbienda, las pegmatitas (como el topacio y la turmalina), y en las rocas de origen volcánico. Desde el punto de vista toxicológico, los compuestos inorgánicos más importantes son el fluoruro cálcico (fluorita o espatoflúor), el fluoruro sódico alumínico (criolita) y los orgánicos como el flúor acetato sódico y los grupos de fluoroalcanos y fluoropolímeros (BelcourtA., 1988; Martín Delgado, 1991; Ophaug R.H., 1991).

La transferencia del flúor (en la forma aniónica o fluoruro) a través de las membranas biológicas, se efectúa mediante procesos pH dependientes, hecho que se relaciona con la mayor facilidad del ácido no disociado (ácido fluorhídrico, HF) para atravesar la pared celular, lo que condiciona los mecanismos de absorción, distribución y excreción (Ophaug R.H., 1991).

La absorción del flúor se produce a lo largo del tubo digestivo, caracterizándose por una rápida difusión hacia la sangre. En general, el fluoruro libre, la forma en la que se encuentra en el agua, es mejor absorbido que el combinado con proteínas o presente en los alimentos, estimándose una absorción del 1 00%. Si existe ingestión simultánea de alimentos, este porcentaje de absorción varía, situándose entre el 50 y el 80%. Se absorbe en el estómago mediante un proceso pasivo, facilitado por la acidez gástrica y en el intestino mediante procesos pH dependientes (Belcourt A., 1988; Ophaug R.H., 1991; Martín Delgado et al, 1991; Trautner K., 1989; Trautner K. y Siebert G., 1986; Trautner K. y Einwag J., 1986; Trautner K. y Einwag J., 1989).

La concentración plasmática de flúor varía dependiendo del equilibrio entre la cantidad ingerida y absorbida y la excretada, y generalmente está en función de la ingesta total del elemento, aunque de modo general se sitúa entre 0,14 a 0,19 mg/I, suponiendo el 75% del flúor en la sangre. El restante 25% se localiza en los hematíes (Trautner K. y Einwag J., 1988; Ophaug R.H., 1991; Martín Delgado et al, 1991).

La placenta, al menos en el hombre, se comporta como una barrera limitante para la difusión de los iones fluoruro hacia el embrión o el feto. De hecho sólo un 20% del flúor en el plasma de la madre es capaz de atravesarla (Belcourt A., 1988).

El fluoruro absorbido tiene una gran afinidad por los tejidos calcificados, de tal manera que el 95% de la cantidad total de flúor presente en el cuerpo humano se encuentra en huesos y dientes. Su concentración en el hueso aumenta con la edad y es proporcional a la cantidad de flúor ingerida, a pesar de que determinadas investigaciones experimentales han puesto de manifiesto que el hueso presenta una capacidad cada vez menor de incorporar flúor con o sin exposición al mismo, hipótesis apoyada por la observación de que las personas de 50 a 60 años de edad excretan más flúor en la orina, lo que parece afianzar la idea de un descenso de la captación ósea de flúor con la edad, que además es inferior cuando ha existido una exposición previa alta y prolongada. Asimismo, el diente incorpora flúor a lo largo de su maduración, de tal manera que el único aporte de flúor que puede recibir una vez concluida su formación proviene de los depósitos superficiales del elemento, con intervención del de origen exógeno. La distribución del flúor en los distintos tejidos dentales no es uniforme, de tal manera que la dentina presenta concentraciones de flúor 2 a 4 veces superiores a las del esmalte. Cerca de la pulpa, los niveles de concentración del elemento se elevan debido a la posibilidad de intercambio iónico con el plasma sanguíneo. A su vez, el cemento es más rico en flúor que la dentina (BelcourtA., 1988; Ophaug R.H., 1991; Martín Delgado et al, 1991; Font A.(25), 1992).

En los tejidos blandos y células, las concentraciones de flúor son relativamente constantes y se asemejan a las plasmáticas. Sin embargo, los líquidos intersticiales son más ricos en flúor que los intracelulares (Belcourt A., 1988; Martín Delgado et al, 1991; Ophaug R.H., 1991).

Por último, la saliva es pobre en flúor, con un contenido medio de 0,02 mg/I, contenido que no parece ser modificado por el consumo de agua fluorada (Belcourt A., 1988).

La excreción renal es la vía principal de eliminación del flúor ingerido, excreción que se produce también mediante procesos que son modificados por el pH. La excreción renal consta de filtración glomerular seguida de distintos grados de reabsorción tubular. Los pH bajos, es decir, la acidificación de la orina, aumentan la reabsorción y reducen la eliminación y pH altos o la alcalinización de la orina, reducen la reabsorción e incrementan la eliminación (Ophaug R.H., 1991; Withford G.M., 1976; Martín Delgado et al, 1991; Shannonn I.L. y Sanders D.M., 1979).

Como ya se indicó, la excreción está en función de la ingesta, de tal manera que cuando la exposición al flúor es regular, las concentraciones del elemento en la orina tienden a alcanzar las concentraciones presentes en el agua de consumo habitual.

También se excreta flúor a través del sudor y las heces, aunque ambas vías están muy limitadas por numerosos factores, suponiendo un 10% del total del flúor ingerido (Belcourt A., 1988; Martín Delgado et al, 1991).

Como ya hemos comentado, aunque el flúor puede estar presente en prácticamente todos los alimentos, es el agua de consumo habitual la fuente principal de este elemento. Sin embargo, la extensa utilización de compuestos conteniendo flúor en la lucha contra la caries dental, hace que los niños pequeños puedan llegar a ingerir cantidades considerables de flúor de origen no alimentario.
La ingesta total de flúor, como la del resto de los minerales, depende de numerosos factores como los patrones dietéticos predominantes, la práctica de la fluoración del agua, el uso de compuestos fluorados, alimentos, bebidas, etc... Sin embargo, las grandes diferencias en las ingestas valoradas en distintas comunidades se deben al agua y a las bebidas, ya que los alimentos no aportan cantidades significativas a no ser que en el proceso de elaboración se empleen aguas ricas en flúor. En este sentido, se ha demostrado que los alimentos cocinados con agua conteniendo 1 mg/i de flúor aumentan su contenido en flúor de 3 a 5 veces. La cantidad de flúor se ve aumentada de esta manera cuando el agua fluorada, bien de forma natural o bien adicionada, interviene en la preparación de los alimentos tanto a nivel industrial como doméstico. Asimismo, los recipientes y utensilios utilizados pueden intervenir para incrementar las concentraciones de flúor, como los recubiertos de teflon (tetrafluoruro de polietileno), o para disminuirla como los de aluminio (Ophaug, 1991; Font (25), 1992; T¿5th K. y Sugar E., 1980; Schamschula etal, 1988; López H. y NaviaJ.M., 1988; Farkas C.S. y Farkas E.J., 1974; Marier J.R., 1980).
Las fuentes alimentarias de mayor aporte natural de flúor son el té y el pescado de mar consumido con espinas. El té tiene contenidos de entre 50 y 700 mg/kg de peso en diversas hojas, siendo más ricos los tés verdes que los negros o fermentados. En la infusión de esta bebida se libera del 40 al 70% del flúor en aproximadamente tres minutos, de tal manera que el contenido medio en el producto final es de 1,5 mg/i (Belcourt A., 1988; Jackson D. et al, 1974; Soevik T. y Braekkan O.R., 1981).
Las carnes y pescados presentan contenidos de 1 a 1 0 mg/kg y los huevos 1,2 mg/kg. Siempre teniendo en cuenta que el secado o deshidratación de los alimentos conlleva una concentración del flúor presente en los mismos.
Las frutas, verduras y cereales poseen flúor en concentraciones que oscilan entre los 0,2 y los 2 mg/kg, en áreas con aguas de bajos contenidos en este elemento. El empleo de aguas ricas en flúor para el riego o la irrigación de los vegetales puede incrementar su nivel de flúor.
Las bebidas, por su parte, presentan contenidos de flúor que son reflejo directo de las concentraciones que posea el agua utilizada en su fabricación (Schuiz E.M., 1 976; Clovis J. y Harg reaves J.A., 1 988).

Las aguas envasadas presentan contenidos variables dependiendo del origen de las mismas y las características de éste. Armijo et al (1 976), en el análisis de aguas mineromedicinales de uso frecuente como aguas de mesa, encontraron valores de 0,04 a 11,34 mg/I. Martín et al (1 990), en un trabajo realizado sobre determinación de flúor en aguas envasadas consumidas en la Comunidad Autónoma de Canarias, detectaron niveles de 0,17 a 14,94 mg/ l, estando el 70% de las muestras en el intervalo de concentraciones de 0,1 a 0,8 mg/I. Por lo tanto, es fundamental que a la hora de consumir un agua envasada se consulte el análisis físicoquímico que debe figurar en el etiquetado, en especial cuando las aguas vayan a ser utilizadas directa o indirectamente en la alimentación infantil.
Por lo que respecta a las bebidas, se tienen algunos datos sobre contenidos de flúor en cervezas, vinos y bebidas refrescantes existentes en el mercado canario, tal como se observa en la Tabla 1 (Pérez Olmos et al, 1990; Martín Delgado et al, 1991; Martín Delgado et al, 1992).
A pesar de los datos presentados en la tabla anterior, el vino puede llegar a tener cantidades nada despreciables de flúor (de 0,5 a 2 mg/I), que pueden provenir del absorbido por la viña a partir del suelo de cultivo, del abono o de una contaminación por los productos de conservación de las cubas de fermentación o de almacenamiento (Belcourt A., 1988; Pérez Olmos R. et al, 1991).
Los estudios realizados sitúan las ingestas de flúor procedente de alimentos, bebidas y agua tal como se indican en la Tabla 2 (BelcourtA., 1988; Ophaug R.H., 1991; Food and Nutrition Board, 1980; Dabeka R.W. et al, 1982; US Department of Health and Human Services, 1988; Wiatrowski E. et al, 1975; Walters C.D. et al, 1983; Schamschula et al, 1988; Ophaug R.H. et al, 1985).
Para la población española, la ingesta media de flúor se sitúa en 0,72 mg/día (Comas Font et al, 1990).

La leche materna, en función de la ingesta de flúor de la mujer, y la leche de vaca tienen contenidos de flúor inferiores a los 0,10 mg/I, por lo que dado el aumento que, afortunadamente, se ha producido durante los últimos años en el porcentaje de lactantes amamantados por las madres, los niños que reciben una ingesta de flúor elevada asociada con la administración de fórmulas reconstituídas con agua de altas concentraciones de flúor son cada vez menos.
Para los niños de 2 años, el 70% del flúor de la dieta procede de la ingesta de agua potable y bebidas.
Actualmente, la Academia Norteamericana de Pediatría y la Asociación Dental Norteamericana recomiendan la adición de suplementos de flúor a razón de 0,25 mg/día para los niños menores de 2 años, sólo si el agua potable contiene menos de 0,3 mg/i de flúor. Para niños de 2 a 3 años, se aconsejan suplementos de 0,50 y 0,25 mg/día para zonas con aguas con concentraciones de flúor de menos de 0,3 y entre 0,3 y 0,7 mg/I, respectivamente, recomendaciones que se elevan a 1,0 y 0,5 mg/día para niños de 3 a 16 años. No se recomiendan administraciones de suplementos de flúor a ninguna edad si las aguas de consumo presentan contenidos de flúor superiores a los 0,7 mg/l (US Department of Health and Human Services, 1988).

Los dentífricos fluorados son también una fuente de flúor de especial importancia en los niños pequeños, debido a que no realizan de forma adecuada el cepillado dental y a su relativa incapacidad para controlar la deglución. Así, se ha indicado que los niños menores de 5 años ingieren entre un 26 y un 35% del dentífrico empleado y los de 2 a 4 años ingieren un promedio de 0,30 mg de flúor cada vez que se cepillan los dientes. Es decir, la ingesta media diaria de un niño de 2 años que consume agua con más de 0,7 mg/l de flúor será el doble aproximadamente si se cepilla los dientes con pasta dental que contenga flúor (generalmente en un 0, 1 %) dos veces al día, por lo que, dado que actualmente se tiende a iniciar el cepillado a los 18 meses, la ingesta de flúor procedente de los dentífricos afecta a un número importante de niños de corta edad (Ophaug, 1991; Trautner K. y Einwag J., 1988; Beitran E.D. y Szpunar S.M., 1988; Bruun C. y Thylstrup A., 1988).
El Comité de Aportes Dietéticos de la Junta de Alimentación y Nutrición del Consejo Nacional de Investigaciones de los Estados Unidos de América (Food and Nutrition Board, 1980) ha expuesto que no existen suficientes datos para establecer recomendaciones dietéticas para el flúor. No obstante, a modo indicativo, se dan las que se indican en la Tabla 3, ya que las diferencias en la magnitud de la absorción crean dificultades a la hora de establecer recomendaciones en función de los contenidos de flúor de aguas y alimentos.

Aunque ingestiones de flúor de 32 a 64 mg/Kg de peso pueden llegar a provocar la muerte, los casos de intoxicación aguda son bastante raros y los únicos descritos en la bibliografía consultada se han relacionado con la adición accidental de cantidades excesivas al agua potable en las plantas de fluoración, el uso inadecuado en clínicas dentales o la ingestión masiva casual. Quizá el mayor problema en este sentido lo constituyen los hemodializados en hospitales ubicados en zonas donde se lleva a cabo la fluoración del agua de suministro.
La dosis letal de fluoruro sódico está en 5 g. y varía entre 2 a 1 0 g. para otros compuestos de flúor, dependiendo de la solubilidad del producto (Belcourl A., 1988; Ophaug R.H., 1991; Martín Delgado et al, 1991).
La transferencia del flúor (en la forma aniónica o fluoruro) a través de las membranas biológicas, se efectúa mediante procesos pH dependientes, hecho que se relaciona con la mayor facilidad del ácido no disociado (ácido fluorhídrico, HF) para atravesar la pared celular, lo que condiciona los mecanismos de absorción, distribución y excreción (Ophaug R.H., 1991).

La intoxicación crónica o fluorosis es mucho más frecuente. Actualmente se cree que la toxicidad crónica puede llegar a involucrar otras funciones orgánicas como la función renal y posiblemente las funciones muscular y nerviosa, y aunque han aparecido en prensa presuntas relaciones entre el flúor y la incidencia de cáncer, ninguno de los estudios epidemiológicos realizados han encontrado evidencia alguna que sustente esta hipótesis (Ophaug, 1991; OMS, 1972; Griffith, 1985). No obstante, se ha sugerido que las amidas pueden formar junto con el ion fluoruro un enlace de hidrógeno tan potente que puede provocar la ruptura del típico enlace entre los compuestos que contienen este grupo funcional tan abundante en las células vivas, lo que explicaría la alteración de numerosas funciones en la intoxicación por flúor (Pérez Olmos R., 1986).
La fluorosis dental endémica se caracteriza como enfermedad por una hipomineralización del esmalte, con distintos grados de gravedad, manifestándose desde pequeñas manchas opacas blanco pergamino que cubren una mínima superficie del diente, hasta la tinción marrón negruzca y la formación de poros que dan al diente aspecto de deterioro y corrosión. Las cifras a partir de las que el flúor pasa de ser beneficioso a ser tóxico oscilan, según los textos consultados, entre los 20 y los 80 mg/día
A dosis de 2 a 8 mg/kg., las alteraciones que se observan son la fluorosis más o menos leve, caracterizada por pequeñas manchas blancas en el esmalte. Dosis mayores dan lugar a la fluorosis moderada, en las que el esmalte conserva su continuidad pero pierde su brillo y presenta zonas amarillas marcadas. En las formas más severas, ocasionadas por las dosis consideradas como tóxicas desde el punto de vista crónico, la superficie dental está atravesada por múltiples depresiones y el esmalte se deteriora. Estas lesiones se localizan en el tercio externo del esmalte.
De todos es conocido que en el hombre, el desarrollo de fluorosis en la dentición permanente está asociado al consumo habitual de agua con cantidades excesivas de flúor durante los primeros cinco a ocho años de vida, cuando las coronas de las piezas dentarias están en plena calcificación. Son varios los estudios epidemiológicos que indican que la fluorosis dental pasa a ser un problema de salud pública cuando el contenido en flúor del agua potable supera los 2 mg/I. En este sentido, indicaremos que determinados autores han establecido que de forma general, la concentración de flúor en el agua de abastecimiento a no sobrepasar si se quieren evitar los efectos adversos del flúor sobre la salud dental, es de tres veces el contenido considerado como óptimo en función de la media de las temperaturas máximas anuales, para cada área geográfica (Murray, 1986; Belcourt A., 1988; Beltran E.D. y Burt B.A., 1988; Jiménez y Berna¡, 1986; Driscoli W.S. et al, 1986; Pendrys D.G. y Katz R.V., 1989; Schamschula et al, 1985; Baeza M.M. y Carbajo A., 1990).
La fluorosis esquelético anquilosante o incapacitante es un estadio avanzado de la intoxicación crónica por flúor, debida a ingestiones de 10 a 25 mg/día de flúor durante 1 0 a 20 años. Esta fluorosis se caracteriza por una hipermineralización progresiva de los huesos, especialmente de la columna vertebral y pelvis, calcificación de los tendones y ligamentos y formación de exóstosis, con dolores articulares y fracturas espontáneas, y se ha observado únicamente en trabajadores en contacto directo con espatoflúor o criolita y en zonas con aguas de consumo público con niveles de concentración de flúor de más de 20 mg/i (Belcourt A., 1988; US Department of Health and Human Services, 1988; Sowers M.R. et al,1991; Martín Delgado et al, 1991; Cooper C.et al, 1990).
Por último, dentro de otros efectos tóxicos del flúor podemos señalar los siguientes: agravamiento de una nefropatía ya existente; hiperactividad de la paratiroides con la consiguiente repercusión sobre el metabolismo del calcio; y, a dosis extremadamente altas, inhibición de numerosas enzimas de tal manera que puede ocasionar perturbaciones importantes en diversos sistemas metabólicos. La aparición de osteosclerosis en poblaciones con ingestas excesivas de flúor no ha sido demostrada, si bien sí se ha detectado un incremento de la densidad ósea (US Department of Heaith and Human Services, 1988; Sowers M.R. et al, 1991).

El flúor en forma de iones fluoruro o combinado con otros compuestos se emplea con fines terapéuticos y profilácticos, de los que el más importante y más conocido es, sin duda, la prevención de la caries dental. La aplicación con este fin puede ser sistémica, a través del agua de abastecimiento público, o tópica. De cualquier manera debe iniciarse en los primeros años de vida, siempre que esté indicado según el contenido en flúor del agua de consumo, y continuarse hasta al menos los 16 años.

La utilización tópica se basa fundamentalmente en el empleo de pastas dentales o colutorios fluorados, o en la utilización de geles con altos contenidos en flúor en las consultas de odontología. Los compuestos de flúor más usados son el fluoruro de sodio,'estaño o el monofluorofosfato de sodio, en concentraciones del 0,1% en las pastas dentales; del 0,004 al 0,5% en los colutorios; y al 2% en los geles (Beitran E.D. y Szpunar S.M., 1988; Heifezt S.B., 1979).

El hecho de si la ingestión de flúor o el consumo de agua fluorada puede ejercer efectos beneficiosos para la salud de los adultos está sometido a discusión, y aunque se ha citado el empleo del flúor en el tratamiento farmacológico de mujeres afectas de osteoporosis y comoactivador del metabolismo esquelético en individuos privados de todo tipo de ejercicio físico, las dosis son lo suficientemente altas como para implicar riesgo de toxicidad y necesitan vigilancia facultativa (Belcourt A., 1988; US Department of Heaith and Human Services, 1988; Ophaug R.H., 1991).

Por lo que respecta al mecanismo de acción del flúor, aunque se han propuesto varios para explicar la actividad anticaries de este elemento, dentro de los que podemos citar: a) A nivel de la fase mineral del diente: la inhibición de la desmineralización y la activación de la remineralización del esmalte dental; b) A nivel de la placa bacteriana: inhibición de determinadas enzimas bloqueando la glucólisis, el efecto bactericida del ácido HF y reducción de la base proteica de asentamiento de las bacterias y por lo tanto disminuyendo la placa; c) A nivel de la morfología del diente, condicionando la estructura de las piezas dentales; no existe ninguna teoría globalmente aceptada. No obstante, desde los primeros estudios se supuso que el flúor ingerido debía intervenir activamente en la composición del esmalte dental. De hecho se sabe que los iones fluoruro sustituyen a los iones hidróxilo de la molécula de hidroxiapatita (componente principal del esmalte), sustitución que tiene lugar principalmente durante el período de formación preeruptivo, dando lugar a la fluorapatita, caracterizada por una mayor dureza presentando más resistencia a la acción de los ácidos y por lo tanto al ataque carioso. Debido a lo expuesto, se considera que el mayor efecto protector del flúor se da, por tanto, durante el período de formación completa de los dientes, es decir, durante aproximadamente los primeros 7 a 8 años de vida (Pérez Olmos R., 1986; Beitran Ed. y Burt B.A., 1988; Brown W.E. y Konig K.G., 1977; Font A., 1992; Food and Nutrition Board, 1988).

Asimismo, el flúor utilizado en las aplicaciones tópicas es captado parcialmente de la misma manera que el flúor sistémico.

La reacción propuesta para la sustitución indicada anteriormente es la siguiente:

Ca₁₀ (PO₄)₆ (OH)₂+ 2F <--------------> Ca₁₀ (PO₄ ) ₆ F₂+ 2 OH^-

No obstante, las dificultades existentes para demostrar una relación clara entre las concentraciones de flúor en la superficie del esmalte y la caries dental (OMS 1972; Murray, 1986; Ophaug, 1991) han hecho que actualmente se atribuya más valor a los efectos tópicos del ion sobre la colonización de la placa, su composición y su actividad metabólica, que a las reacciones de desmineralización-remineralización del esmalte.

Por lo que respecta a la relación del flúor con la fluorosis dental, cuando la ingesta total de este elemento supera ciertos valores, se producen en el esmalte dental reacciones adicionales que dan lugar a la formación de fluoruro cálcico:

Ca₁₀ (PO₄ )₆(OH) ₂ + 20 F^- <----------->10 CaF₂ + 6 PO₄^3- + 2 OH^-

lo que precede a la descomposición de la fase mineral de los dientes que se relaciona con las alteraciones asociadas a la fluorosis dental.