Fluorid: schädliches Nervengift oder unverzichtbares Spurenelement?

In der modernen Gesundheitsdiskussion nimmt Fluorid eine zentrale, aber umstrittene Position ein. Es ist bekannt für seine Rolle in der Stärkung des Zahnschmelzes und der Kariesprävention, wird jedoch zunehmend hinsichtlich potenzieller gesundheitlicher Risiken hinterfragt. Dieser Artikel beleuchtet die verschiedenen Facetten von Fluorid: seine Anwendung in der Zahnmedizin, die Bedenken hinsichtlich seiner Neurotoxizität, seine Auswirkungen auf die kognitive Entwicklung, insbesondere bei Kindern, sowie die möglichen Folgen einer übermäßigen Exposition. Durch ein umfassendes Verständnis der Wirkungsweise und der potenziellen Risiken von Fluorid können wir einen ausgewogenen Blick auf dieses umstrittene Thema werfen.

Fluorid – was ist das?

Fluorid, eine Verbindung von Fluor mit anderen Elementen, ist ein Spurenelement und als solches in unseren Knochen und Zähnen vorhanden. Es wird verwendet, um den Zahnschmelz zu stärken und Karies vorzubeugen. Es wird auch in einigen Gegenden dem Trinkwasser zugesetzt, um die Zahngesundheit der Bevölkerung zu unterstützen. Fluorid ist in geringen Mengen in der Natur vorhanden, zum Beispiel in Wasser und in vielen Mineralien.

Fluor wiederum ist ein chemisches Element mit dem Symbol „F“ und der Ordnungszahl 9. Es gehört zur Gruppe der Halogene im Periodensystem der Elemente. Fluor ist das reaktivste und elektronegativste aller Elemente. In seiner reinen Form ist es ein hochgiftiges, blassgelbes Gas, das äußerst reaktiv ist und starke chemische Verbindungen bildet. Fluor wird häufig in der chemischen Industrie eingesetzt, unter anderem in der Herstellung von Fluor-Kohlenstoff-Verbindungen wie Teflon und in Kältemitteln.

Trotz seiner verbreiteten Nutzung in der Zahnpflege wird Fluorid kontrovers diskutiert. Während viele Zahnärzte seine Verwendung befürworten, da es nachweislich das Risiko für Zahnverfall reduziert, gibt es Bedenken hinsichtlich möglicher Gesundheitsrisiken bei übermäßiger Aufnahme.

Fluorid in der Zahnmedizin

Fluorid findet in der Zahnmedizin breite Anwendung zur Kariesprävention. Zahnärzte empfehlen Fluorid, da es nachweislich den Zahnschmelz stärkt und die Widerstandsfähigkeit gegen Karies erhöht. Es kann in verschiedenen Formen wie Zahnpasta, Mundspülung und professionellen Zahnaufhellungsverfahren angewendet werden.

Es gibt überzeugende Beweise dafür, dass Fluorid einen erheblichen Einfluss auf den Prozess der Demineralisierung und Remineralisierung von Zahnhartsubstanz hat. Zudem beeinträchtigt es die Säureproduktion von „kariogenen“ Bakterien, die Karies verursachen. Es ist jedoch auch erwiesen, dass Fluorid physiologisch schädlich sein kann, wenn die Fluoridkonzentration und/oder die Expositionsdauer unangemessen hoch sind¹.

Fluorid zur Kariesprophylaxe

Fluorid ist sehr wichtig, um Karies vorzubeugen und wird auch verwendet, um schon beginnende Karies zu behandeln. Am besten wirkt Fluorid, wenn es direkt auf die Zähne aufgetragen wird, zum Beispiel beim Zähneputzen. Eine gute Mundhygiene hilft dabei, die Wirkung von Fluorid noch zu verbessern².

Fluorid schützt auf verschiedene Weisen vor Zahnkaries. Diese Wirkungen werden durch fluoridhaltige Produkte wie Zahnpasta, Mundwasser und Lacke erzielt. Die systemische Verabreichung von Fluorid durch Nahrungsergänzungsmittel zeigt jedoch nur minimale Effekte auf den Kariesschutz. Es wirkt lokal durch drei Hauptmechanismen²:

• Es verhindert die Demineralisierung der Zähne

Zur Verhinderung der Demineralisierung umgibt das regelmäßig topisch zugeführte Fluorid die Schmelzkristalle und schützt sie so vor der Auflösung durch Säuren. Es wird als Fluorapatit in den Zahnschmelz eingebaut, ein widerstandsfähigeres Schmelzmineral als andere Zahnmineralien.

• Es fördert die Remineralisierung der Zähne

Fluorid hilft dabei, dass sich auf den schon etwas angegriffenen Stellen im Zahn neue, starke Kristalle bilden, was zu einer Fluorapatit-ähnlichen, widerstandsfähigeren Oberfläche führt.

• Es unterdrückt die Aktivität der Plaquebakterien

Fluorid hemmt die Stoffwechselproduktion der Plaque-Bakterien durch seine antibakterielle Aktivität. Dieser Prozess mindert die Entstehung von Säuren im Stoffwechselprozess, was wiederum Karies vorbeugt².

Ist Fluorid ein Nervengift?

Neuere Studien aus Gebieten mit hohen natürlichen Fluoridkonzentrationen im Grundwasser bestätigen kognitive Defizite bei Kindern durch erhöhte Fluoridexposition. Untersuchungen aus Mexiko und Kanada zeigen, dass frühe Fluoridexposition die kognitive Leistung von Kindern negativ beeinflusst. Die Neurotoxizität ist dosisabhängig. Außerdem legen vorläufige Berechnungen nahe, dass die Menge an Fluorid, die ohne Gesundheitsrisiko konsumiert werden kann (sichere Expositionsrate), wahrscheinlich niedriger ist als die Fluoridkonzentrationen, die derzeit im Trinkwasser als akzeptabel angesehen werden³.

Kognitive Entwicklung des Gehirns bei Kindern

Die jüngsten epidemiologischen Ergebnisse unterstützen die Idee, dass erhöhte Fluoridaufnahme in der frühen Entwicklung von Kindern zu IQ-Defiziten führen kann³.

Dies bestätigt auch eine andere Studie und definiert die Ausprägungen genauer:

• Lernschwierigkeiten
• sensorischen Defiziten
• Entwicklungsverzögerungen

Fluorid wurde als potenzielles Neurotoxin (Nervengift) identifiziert, das die Gehirnentwicklung beeinträchtigen könnte. Kinder, die Trinkwasser mit höherem Fluoridgehalt (mehr als 1,0 mg/L) konsumierten, zeigten einen signifikant niedrigeren IQ als Kinder, die Wasser mit niedrigerem Fluoridgehalt tranken. Die Blut-Hirn-Schranke, die das erwachsene Gehirn schützt, ist bei Neugeborenen noch nicht vollständig entwickelt, wodurch Fluorid das Nervensystem des Fötus und des jungen Säuglings beeinträchtigen könnte. Dies ist besonders kritisch, da sich das menschliche Gehirn auch nach der Geburt über viele Monate weiterentwickelt. Es gibt jedoch auch Studien, die diese Erkenntnisse über Fluoridaufnahme und IQ in Frage stellen⁴.

Fluorid und Alzheimer

Fluorid spielt eine mögliche Rolle bei der Auslösung und Entwicklung von Entzündungen sowie Neurodegeneration in Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit. Forschungen zeigen, dass Fluorid die Produktion von Stoffen, die Entzündungen fördern und den Zelltod (Apoptose) unterstützen (z. B. proinflammatorische Faktoren, Transkriptionsfaktoren und proapoptotische Proteine), erhöhen kann. Gleichzeitig scheint es die Produktion von Stoffen, die dem Zelltod entgegenwirken, zu verringern. Fluorid wirkt sich auf bestimmte Enzyme aus, die in Entzündungsreaktionen involviert sind, und kann das Gleichgewicht von oxidativen Prozessen im Gehirn verändern. Die genaue Beziehung zwischen Fluorid und Alzheimer ist jedoch komplex und noch nicht vollständig verstanden. Weitere Untersuchungen sind notwendig, insbesondere vor dem Hintergrund steigender Umweltbelastungen durch Fluorid, um die Rolle dieses Elements bei der Alzheimer-Krankheit genauer zu klären⁵.

(Zahn-)Fluorose

Zahnfluorose ist eine Störung des Zahnschmelzes, die entsteht, wenn Zähne während ihrer Entwicklung wiederholt hohen Fluoridkonzentrationen ausgesetzt sind. Dies führt zu einem Zahnschmelz, der weniger mineralisiert und poröser ist. Der Schweregrad der Zahnfluorose hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter⁶:

• dem Zeitpunkt und der Dauer der Fluoridüberexposition
• der individuellen Reaktion
• dem Körpergewicht
• der körperlichen Aktivität
• Ernährungsfaktoren
• dem Knochenwachstum

Die Vermeidung einer Überexposition mit Fluorid kann erreicht werden, indem man die verschiedenen Fluoridquellen kennt (u. a. Zahnpasten, Trinkwasser, Speisesalz) und richtig handhabt⁶.

Viele der durch Fluorid verursachten Veränderungen sind mit den Wechselwirkungen zwischen Zellen, der Matrix und den Mineralien während der Zahnbildung verbunden. Während der anfänglichen Reifungsperiode des Zahnschmelzes zeigt sich bei Zähnen, die Fluorid ausgesetzt waren, eine erhöhte Menge des Proteins Amelogenin in Abhängigkeit von der Fluoriddosis. Dies könnte teilweise die Hypomineralisierung des fluoridierten Schmelzes erklären. Fluorid verstärkt offenbar die Bildung von Mineralien in wachsenden Zähnen. Das führt dazu, dass manche Bereiche des Zahnschmelzes mehr Mineralien (hypermineralisiert) und andere weniger Mineralien (hypomineralisiert) enthalten, was zu einer Art Streifenmuster führt. Diese unterschiedliche Mineralverteilung könnte die Funktion der Ameloblasten beeinflussen – das sind die Zellen, die für die Bildung des Zahnschmelzes zuständig sind⁷.

Fluorid in Kinder-Zahnpasta

Die Einnahme von Fluoridpräparaten in der frühen Kindheit, die Verwendung von fluoridhaltiger Zahnpasta und das Vorhandensein von Fluorid im Trinkwasser über 0,7 ppm können zu Zahnfluorose führen. Bei Kindern unter sechs Jahren kann schon der Verzehr von mehr als einer erbsengroßen Menge Zahnpasta leichte Zahnfluorose bewirken².

Um das Risiko einer Fluorose bei Kindern zu minimieren und gleichzeitig die kariesvorbeugenden Vorteile von Fluorid für alle Altersstufen zu sichern, ist eine angemessene Verwendung fluoridhaltiger Produkte entscheidend².

Skelettfluorose

Neben der Zahnfluorose kann ein weiteres Anzeichen einer chronischen Fluorose das Auftreten einer Skelettfluorose sein⁸. Diese kommt in einigen Weltregionen häufig vor und wird durch langfristige Aufnahme oder manchmal durch Einatmen großer Mengen Fluorid verursacht. Auf Röntgenbildern zeigt sich die Krankheit vor allem durch Verdichtung der Knochen und das Verknöchern von Bändern und Membranen zwischen den Knochen. Klinisch ist Skelettfluorose nicht immer sofort erkennbar und kann mit anderen rheumatologischen Krankheiten verwechselt werden. Schwere Fälle führen zu Deformierungen des Skeletts und neurologischen Komplikationen. Die Behandlung konzentriert sich hauptsächlich auf die Linderung der Symptome⁹.

Gehirnschäden durch Fluorose

Diverse Studien, sowohl in lebenden Organismen (In-vivo) als auch in kontrollierten Laborumgebungen (In-vitro), sowie epidemiologische Forschungen zeigen, dass chronische Fluorose das Gehirn beeinträchtigen kann, was zu Veränderungen in Struktur und Funktion des Gehirns führt. Allerdings ist der genaue Prozess, wie chronische Fluorose das Gehirn schädigt, noch nicht vollständig verstanden¹⁰.

Fluorid und Arthritis

Eine Studie untersuchte den Zusammenhang zwischen Fluoridspiegeln und Kniearthritis. Zwischen Februar 2017 und April 2018 wurden 80 Patienten mit Kniearthritis in einer Querschnittsstudie untersucht. Dabei wurden der Fluoridspiegel im Blut, die Schmerzwerte, WOMAC-Scores (eine Methode zur Bewertung von Schmerz, Steifheit und körperlicher Funktion bei Arthrose) und radiologische Einstufungen erfasst und analysiert¹¹.

Die Ergebnisse zeigten, dass 30 von 80 Patienten erhöhte Serumfluoridspiegel hatten. Es gab statistisch signifikante Unterschiede in Bezug auf Schmerzintensität (VAS-Score), WOMAC-Score und radiologische Einstufung nach Kellgren und Lawrence (eine Methode zur Klassifizierung des Schweregrads der Arthrose) zwischen Patienten mit normalem und erhöhtem Fluoridspiegel¹¹.

Die Studie kam zu dem Schluss, dass ein erhöhter Fluoridspiegel im Blut mit einem höheren Risiko für Kniearthritis verbunden ist. Patienten mit höheren Fluoridwerten zeigten zudem schwerere Symptome und ausgeprägtere radiologische Anzeichen der Erkrankung¹¹.

Sonstige negative gesundheitliche Auswirkungen der Fluorose

Übermäßiges Fluorid erhöht außerdem das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie andere schwere Gesundheitsprobleme wie Hypothyreose, Diabetes und Fettleibigkeit. Chronische Fluorose beeinflusst auch bedeutend das Herz-Kreislauf-, Atem-, Verdauungs- und Hormonsystem. Diese umfassenden Auswirkungen können wichtige Konsequenzen für die Anästhesie und perioperative Betreuung haben¹².

Fluorid und die Zirbeldrüse

Die Zirbeldrüse, ein Gewebe, das zu Mineralisierung neigt, enthält verkalkte Ablagerungen, die hauptsächlich aus Hydroxylapatit bestehen. Es wird angenommen, dass in der Kristallstruktur des Hydroxylapatits der Zirbeldrüse Fluorid in hohem Maße eingelagert ist. Bei älteren Menschen wurde eine direkte Beziehung zwischen dem Fluorid- und Kalziumgehalt in der Zirbeldrüse festgestellt. Fluorid scheint sich in der Zirbeldrüse anzusammeln, wobei die Menge von Probe zu Probe variiert. Daher wird vermutet, dass die Verkalkung der Zirbeldrüse unabhängig vom Alter erfolgt⁴.

Die Zirbeldrüse ist für die Produktion von Melatonin verantwortlich, einem Hormon, das wesentlich für die Regulation von Schlafzyklen und -dauer ist. Es wurde festgestellt, dass ein höherer Verkalkungsgrad der Zirbeldrüse mit einer verminderten Melatoninsekretion verbunden ist, was wiederum Schlafmuster und zirkadiane Rhythmen (= natürliche, etwa 24-stündige Zyklen biologischer Prozesse, die vor allem den Schlaf-Wach-Rhythmus sowie verschiedene körperliche, mentale und verhaltensbezogene Veränderungen in Lebewesen steuern) stören könnte⁴.

Fluorid im Trinkwasser

Fluoridzusatz im Trinkwasser ist eine umstrittene Praxis. Einige Länder haben es eingeführt, um die Kariesprävalenz zu senken. Befürworter argumentieren, dass dies eine kostengünstige Möglichkeit ist, die Mundgesundheit der Bevölkerung zu verbessern. Dennoch gibt es Bedenken hinsichtlich der Zwangsexposition gegenüber Fluorid, insbesondere für Menschen, die bereits ausreichend Fluorid aus anderen Quellen aufnehmen.

In Deutschland ist die tägliche Aufnahme von Fluorid durch die Bevölkerung gering, und es besteht keine Gefahr, über normales Trinkwasser zu viel Fluorid aufzunehmen. Fluorid kommt natürlicherweise in der Umwelt vor und ist daher auch im Wasser vorhanden.

Die Fluoridgehalte im deutschen Trinkwasser sind im Allgemeinen niedrig, mit mehr als 90 % des Wassers, das weniger als 0,3 mg Fluorid pro Liter enthält, obwohl diese Werte regional variieren können. Informationen zu den spezifischen Fluoridgehalten in verschiedenen Regionen können bei den zuständigen Gesundheitsämtern oder Landesbehörden erfragt werden. In Deutschland führen die üblichen Mengen an Fluorid, die durch Trinkwasser und Nahrung aufgenommen werden – insgesamt nicht mehr als 0,4 bis 1,5 mg pro Tag – nicht zu Schäden an Knochen und Zähnen¹³.

Fluorid-Tagesbedarf

Fluorid kann in vielen Lebensmitteln natürlich vorkommen. Die Hauptquellen für Fluorid sind fluoridiertes Speisesalz sowie Trink- und Mineralwasser. Auch Fische und Meeresfrüchte sowie Schwarztee enthalten Fluorid. Die Aufnahme kann von Person zu Person variieren. Laut den D-A-CH-Referenzwerten beträgt die empfohlene tägliche Gesamtaufnahme von Fluorid für Erwachsene Männer im Alter von 25 bis 65 und älter Jahren 3,8 mg und 3,1 mg für Frauen. Für Schwangere und stillende Frauen beträgt die Empfehlung ebenfalls 301 mg pro Tag¹⁴.

Fazit zu Fluorid

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass Fluorid eine wichtige Rolle in der Zahngesundheit spielt, seine Verwendung jedoch mit Bedacht erfolgen sollte. Die positiven Auswirkungen auf die Kariesprävention sind unbestreitbar, doch die potenziellen Risiken, insbesondere in Bezug auf die Neurotoxizität und die Beeinträchtigung der kognitiven Entwicklung bei Kindern, erfordern weitere Aufmerksamkeit und Forschung. Es ist entscheidend, dass Verbraucher über die Fluoridquellen und die empfohlenen Grenzwerte informiert sind, um eine gesunde Balance zwischen Nutzen und Risiko zu gewährleisten.

Häufige Fragen zu Fluorid

Referenzen

1. Clarkson BH. Caries prevention–fluoride. Adv Dent Res. 1991 Dec;5:41-5. doi: 10.1177/08959374910050010501. PMID: 1819281.
2. Nassar Y, Brizuela M. The Role of Fluoride on Caries Prevention. [Updated 2023 Mar 19]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK587342/.
3. Grandjean P. Developmental fluoride neurotoxicity: an updated review. Environ Health. 2019 Dec 19;18(1):110. doi: 10.1186/s12940-019-0551-x. PMID: 31856837; PMCID: PMC6923889.
4. Nakamoto T, Rawls HR. Fluoride Exposure in Early Life as the Possible Root Cause of Disease In Later Life. J Clin Pediatr Dent. 2018;42(5):325-330. doi: 10.17796/1053-4625-42.5.1. Epub 2018 May 15. PMID: 29763350.
5. Goschorska M, Baranowska-Bosiacka I, Gutowska I, Metryka E, Skórka-Majewicz M, Chlubek D. Potential Role of Fluoride in the Etiopathogenesis of Alzheimer’s Disease. Int J Mol Sci. 2018 Dec 9;19(12):3965. doi: 10.3390/ijms19123965. PMID: 30544885; PMCID: PMC6320968.
6. Abanto Alvarez J, Rezende KM, Marocho SM, Alves FB, Celiberti P, Ciamponi AL. Dental fluorosis: exposure, prevention and management. Med Oral Patol Oral Cir Bucal. 2009 Feb 1;14(2):E103-7. PMID: 19179949.
7. DenBesten P, Li W. Chronic fluoride toxicity: dental fluorosis. Monogr Oral Sci. 2011;22:81-96. doi: 10.1159/000327028. Epub 2011 Jun 23. PMID: 21701193; PMCID: PMC3433161.
8. Gu LS, Wei X, Ling JQ. [Etiology, diagnosis, prevention and treatment of dental fluorosis]. Zhonghua Kou Qiang Yi Xue Za Zhi. 2020 May 9;55(5):296-301. Chinese. doi: 10.3760/cma.j.cn112144-20200317-00156. PMID: 32392970.
9. Gerges MM, Ngo VT, Tu J, Colletti PM, Wassef H. Skeletal Fluorosis. Clin Nucl Med. 2023 Dec 1;48(12):1127-1130. doi: 10.1097/RLU.0000000000004911. Epub 2023 Oct 25. PMID: 37883215.
10. Ren C, Li HH, Zhang CY, Song XC. Effects of chronic fluorosis on the brain. Ecotoxicol Environ Saf. 2022 Oct 1;244:114021. doi: 10.1016/j.ecoenv.2022.114021. Epub 2022 Aug 29. PMID: 36049331.
11. Singh VK, Rathore KS, Khan G, Rahim A, Rashid A, Chauhan S. Clinical and Radiological Study of Serum Fluoride in Relation to Knee Osteoarthritis. Malays Orthop J. 2020 Nov;14(3):151-154. doi: 10.5704/MOJ.2011.023. PMID: 33403076; PMCID: PMC7751991.
12. Kurdi MS. Chronic fluorosis: The disease and its anaesthetic implications. Indian J Anaesth. 2016 Mar;60(3):157-62. doi: 10.4103/0019-5049.177867. PMID: 27053777; PMCID: PMC4800930.
13. https://mobil.bfr.bund.de/cm/343/durchschnittlicher_fluoridgehalt_in_trinkwasser_ist_in_deutschland_niedrig.pdf.
14. https://www.dge.de/wissenschaft/referenzwerte/fluorid/; zuletzt aufgerufen am 27.11.2023.