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氟骨症的流行病学(内分泌学 代谢性骨病与软骨病)

导语:氟骨症的流行病学属于内分泌学下的代谢性骨病与软骨病分支内容。本篇围绕内分泌学 氟骨症的流行病学主题,主要讲述氟骨症等方面医学知识。

氟骨症(skeletal fluorosis)是指长期摄入过量氟化物引起氟中毒并累及骨组织的一种慢性侵袭性全身性骨病。氟骨症预防有效,治疗比较困难,给人民造成痛苦并可致残,近年来在氟骨症的认识治疗方面取得不少进展。

水中的氟化物(fluoride)在1~1.5mg/L时,有利于保护牙釉质,1.5~4mg/L引起氟斑牙,长时间饮用水中浓度达4~10mg/L引起氟骨症,超过10mg/L会出现致残,丧失活动能力。

1886年,Henri Moissan因分离出此种元素而获诺贝尔奖。它直接与大多数元素形成氟化物,存在于岩石、土壤、水、植物、食物甚至空气中。氟虽是人类生命活动所必需的微量元素之一,但人体只需氟元素约1.0~1.5mg/d,长期食用含氟量高的食品,或饮用含氟量高的水是氟中毒和氟骨症常见的原因。工业方面氟化物的用途日益广泛,工业氟中毒的患者也逐渐增多。

地方性氟中毒主要分布于热带和亚热带

在国外,Eaqer(1901年)最早报告氟斑牙。1925年,Cristiani和 Gautier 提出了氟中毒(fluorosis)一词。1931年,Lanty等和Smith给鼠饮用加氟水,证明了氟斑牙的发生与饮用高氟水有关。1932年,丹麦的Motler和Gudjonsson首先报道了冰晶石矿工人发生氟骨症,并认为本病伴有骨硬化症。此后,世界各国关于氟中毒、氟骨症的调查报告日渐增多,遍布世界各地。地方性氟中毒通常分布于热带、亚热带,常与钙缺乏和营养不良有关。印度,亚洲、非洲、欧洲、南北美洲的许多地区均有氟骨症的流行。在中东、北非、埃塞俄比亚裂谷及非洲的其他地区也普遍存在。印度是氟骨症和氟斑牙高发区。Choubisa等报道了印度氟矿附近10个村庄氟骨症与氟斑牙的发病情况,发现不同年龄、不同性别均有不同程度的氟斑牙和氟骨症的发生。男性和年长者氟骨症发生率高,儿童以氟斑牙多见。

氟骨症的地区分布特点可总结如下:

  1. 在气候干燥或相对干燥,降雨量低于蒸发量的地区,地层中的氟经蒸腾并富集于地表中形成氟水病区。
  2. 我国北方病区往往有来自邻近的地势高的高氟补给来源,在降水条件下经地表或地下径流自高向低处淋溶土壤或岩石中的氟,水中的氟随地热径流并沿途蒸发浓缩,地势低洼,氟愈高,形成高氟区。
  3. 火山、温泉地区多为高氟区。火山爆发时从地球深处把大量氟携带到地表。火山灰含氟量约在160~2900ppm。温泉水具有较高的温度,或溶解地表氟,致使温泉水几乎都是高氟。
  4. 富氟矿区的含氟岩石及矿物风化后可增高土壤含氟量,或溶于流经的水中形成高氟水病区。
  5. 由于收获季节多雨,居民用含氟高的煤烘烤粮食及食品。在我国(如贵州、云南、湖北、陕南地区),受烘烤的食品、粮食及室内空气受高氟污染形成煤烟型氟污染病区。

氟骨症流行与水/燃煤/空气/食物污染相关

在我国,于1930年首先在北京和太原地区发现氟骨症。1932年Anderson描述廊坊地区54例氟斑牙。同年启真道(kilborn G)在贵州省西部年波寨进行调查,发现该区居民有非常广泛的氟斑牙和许多“脊柱炎”患者。1960年以后,山东、山西、河北、内蒙古自治区、东北三省、宁夏、陕西、天津、北京等地区做了大量有关氟骨症的流行病学调查,确认我国高氟地区分布相当广泛。对9个土壤类型的全氟及水浸氟含量的研究表明,棕壤、粗骨土和自然土壤的全氟含量较高,但可给态氟的输出能力较弱。土壤的水浸氟含量分别为碱性土>微碱性土>中性土>酸性土。潮土土壤的水浸氟含量随粘粒及有机质含量的增加而减少。我国北方地区如东北、华东和西北地区的发病情况与饮水氟含量密切相关。燃煤型流行区主要分布在西部和湖南、湖北等省份。

1979年,地方性氟中毒涉及29个省,威胁近3亿居民。1984年,四川省首次报道阿坝自治州壤塘县发生“砖茶型”氟中毒。此后又陆续在新疆自治区、内蒙古自治区、青海、甘肃、西藏自治区等省区发现了砖茶型氟中毒患者。2009年有研究报道中国西南部贵州农村室内烧炭后引起了儿童和青少年的氟骨症。有资料报道,我国氟斑牙患者有4000万,氟骨症患者300万。氟骨症的病因分为饮用水污染/空气氟含量过高/食物氟含量过高/医源性氟中毒4种。

饮用水污染

氟化物广泛地存在于自然界。地壳含量0.08%左右,土壤含量约200ppm以上。地下水流经高氟地层,氟化物被溶解而进入水溶液中,使水氟含量增高。氟化物不易在酸性条件下溶解,所以土壤碱性越大,水中的氟化物浓度越高。高氟地区水氟为1.6~10ppm,少数地区深层地下水或泥沼水的氟含量甚至高达30ppm。泉水,特别是温泉水的含氟量相当高。居民为节省燃料,常用温泉水煮饮、冲茶造成污染。火山持续活动地区的水氟含量也高于WHO所推荐的水氟含量。国外关于不同饮用水氟含量对氟骨症病情的影响的研究较少,我国研究资料较丰富。总的来看,氟含量在2mg/L以上,3mg/L以下的地区可有散发氟骨症;大于或等于3mg/L可引起氟骨症流行,5mg/L以上时重症氟骨症患者患病率可达2%,7mg/L以上时患病率则大幅度增加。

空气氟含量过高

空气中的氟主要来源于火山爆发的粉尘和工业废气,吸入的氟刺激呼吸道黏膜,引起一系列呼吸道症状和体征。长时间接触引起氟骨症。长期在高氟空气污染(燃煤污染)的环境生活可引起氟中毒,年久发生氟骨症。有文献报道,长期接触冰晶石(Na3AlF6)尘埃可导致骨质疏松。

食物氟含量过高

摄入高氟含量粮食或其制品可引起氟中毒和氟骨症。因煤含氟,烧煤烘干粮食使食物污染。少数地区居民由于粮食储存保管中造成严重氟污染,产生严重的地方性氟中毒、氟骨症。动物体内含氟量高于植物,海生动物含氟量高于淡水和陆地动物。同一地区不同动物种类的含氟量也各不相同。食用含氟杀虫剂的蔬菜及含氟量高的粮食、茶叶是氟中毒、氟骨症的常见原因,特别是茶叶含氟量高。

从世界已知的动植物氟含量来看,茶叶是最高的。国内外各家结果不一致,但中国1359种茶样品统计,总的含氟量2.1~36.4mg/kg,均值125.4mg/kg。与国外相比,中国茶叶含氟量较高。而砖茶含氟量显著高于一般的茶叶。砖茶又称紧压茶,或边销茶,各地砖茶总氟含量为52.5~1175.0mg/kg。绝大多数砖茶样品检测结果,其含量大于300mg/kg,主要集中在500~800mg/kg内。饮茶所致的氟斑牙主要集中在中国少数民族地区,国外少见。

医源性氟中毒

氟化物能减低牙釉质的溶解度,提高牙齿的矿化能力,抑制生龋菌,从而能减少和预防龋齿的发生。氟化物能增加骨量,1964年,氟化物(氟化钠)用于治疗骨质疏松。氟化物对成骨细胞有两方面的作用:①作用于成骨细胞的前身细胞,使成骨细胞数目增多;②使骨矿化受损,类似骨质软化症。氟化物一般只适应于中轴骨(脊柱)骨质疏松的治疗。氟化物虽然在龋齿和骨质疏松的治疗上取得较显著疗效,但长期或不适当使用氟化物治疗上述疾病也可发生氟斑牙或氟骨症。