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Spurenelement Fluorid: Eine erweiterte Perspektive zur Biochemie, Sicherheit & Zirbeldrüse

Wie du weißt, gibt es auch in der Ernährungswissenschaft polarisierende Themen - Fluorid ist definitiv ein solches Thema. Manche Menschen halten es für gefährlich (und werden nicht müde, davor zu warnen), während andere darin keine Gefahr sehen oder es kaum beachten.

In vergangenen Beiträgen (z.B. hier und hier) hast du bereits einiges über Fluorid erfahren. Da bekanntlich alle guten Dinge drei sind, möchte ich an dieser Stelle auch noch einmal meinen Senf dazugeben und eine ergänzende Perspektive bieten. Insbesondere werde ich in diesem Artikel auf die Biochemie des Fluorids, die derzeitigen Ungewissheiten in der Literatur und die Auswirkungen auf die Zirbeldrüse eingehen.

Ganz wichtig: Ich habe sicherlich nicht mehr Wahrheit gepachtet, als andere Autoren, die zum Thema Fluorid publiziert haben. Wie du aber sicherlich anhand meiner bisherigen Beiträge gemerkt hast, bin ich kein Freund vom Schwarz-Weiß-Denken und deshalb möchte ich dir in diesem Artikel einmal mehr erörtern, welche Aspekte beim Thema Fluorid gerne vergessen werden und wo die goldene Mitte liegen könnte

Spurenelement Fluorid: Eine erweiterte Perspektive zur Biochemie, Sicherheit & Zirbeldrüse

Die biochemischen Basics

Die Biochemie darf in der Ernährungswissenschaft nicht vernachlässigt werden, denn daraus ergeben sich wichtige Implikationen. Die hier genannten Informationen stammen von Lothar Kolditz, einem deutschen Chemiker und Herausgeber chemischer Lehrbücher (1).

Fluorid (F-) ist die Bezeichnung für das einfach negativ geladene Salz (Anion) des Elementes Fluor (F). Fluor zählt zur 7. Hauptgruppe - also zu den Halogenen. Halogene sind durch die 7 Valenzelektronen (Elektronen auf der äußersten Schale) instabil, d.h. besonders reaktiv und verbinden sich deshalb gerne mit unedlen Metallen zu Salzen.

Fluor kommt hierbei jedoch eine herausragende Stellung zu, denn es ist von allen Elementen das elektronegativste Element (Pauling-Skala 3,98), was bedeutet, dass es bei jeder eingegangenen Verbindung die geteilten Elektronenpaare stärker zu sich zieht, als der Partner.

Das Periodensystem der Elemente. (Bildquelle: Wikipedia.org / Antonsusi, Public Domain Lizenz)

Das Periodensystem der Elemente. Zum Vergrößern, bitte hier klicken. (Bildquelle: Wikipedia.org / Antonsusi, Public Domain Lizenz)

Man könnte Fluor somit im übertragenen Sinne als das „egoistischste aller Elemente“ bezeichnen.

Fluor weist insgesamt 9 Elektronen und 9 Protonen auf, davon also nach dem Schalenmodell 2 auf der K-Schale und die anderen 7 auf der L-Schale (die M- und N-Schale entfallen). Bei einer Verbindung nimmt es somit beispielsweise das Valenzelektron des Natrium-Kations (Na+) und zieht es zu sich, um seine äußere Schale zu füllen (Oktett-Regel).

Elektronen Schalenmodell von Fluor. (Bildquelle: Wikipedia.org / Greg Robson; CC Lizenz 2.0)

Elektronen Schalenmodell von Fluor. (Bildquelle: Wikipedia.org / Greg Robson; CC Lizenz 2.0)

Fluor kommt generell in der Natur nie in reiner Form vor – also als giftiges und farbloses Gas – sondern immer in Verbindung mit anderen Elementen. Die am häufigsten vorkommende Verbindung ist dabei aber nicht das erwähnte Natriumfluorid (NaF, auch Fluorol genannt), welches heutzutage hauptsächlich bei der Fluoridierung genutzt wird, sondern das Calciumfluorid (CaF2, auch Fluorit genannt). Aus der Summenformel CaF2 wird bereits ersichtlich, dass für eine Verbindung zwei Fluor-Atome und ein Calcium-Atom benötigt werden (Ca2+ + 2F- = CaF2). Calciumfluorid ist in Form eines Fluoritgitters strukturiert – deshalb ist es im Gegensatz zum Natriumfluorid nicht oder nur sehr schwer in Wasser löslich (hydrophob).

Diese biochemischen Ausführungen helfen uns schon enorm beim Verständnis der praktischen Anwendung von Fluorid. Fluorid in Form von Natriumfluorid wird unter anderem in dentalen Produkten, wie z.B. Zahnpasta (zum Schutz vor Karies), in handelsüblichem fluoridiertem Salz, als pharmazeutischer Wirkstoff (z.B. zur Behandlung und Vorbeugung von Osteoporose), in Kosmetika und sogar als Zusatzstoff in Wasser (etwa in den USA) sowie Milch verwendet (2).

Art der Zahnpasta (% F) Fluorid-Konz. (mg /kg) Verwendete Menge* (g/Tag)) Fluorid-Gesamtdosis (mg/Tag) Systemische Fluorid-aufnahme (mg) 10% Systemische Fluorid-aufnahme (mg) 40%
0.05 500 0.5-1.5 0.25-0.75 0.025-0.075 0.100-0.300
0.10 1,000 0.5-1.5 0.50-1.50 0.050-0.150 0.200-0.450
0.15 1,500 0.5-1.5 0.75-2.25 0.075-0.225 0.300-0.900

Tabelle 2: Geschätzte tägliche systemische Fluoridexposition durch die Verwendung handelsüblicher Zahnpasta auf dem EU-Markt (10 % oder 40 % systemische Fluoridaufnahme). *Geschätzter Verbrauch der Zahnpasta bei zweimal täglichem Zähneputzen. (Bildquelle: SCHER, 2010)

In der Theorie sind die Effekte, die dabei erreicht werden sollen, dadurch möglich, dass Natriumfluorid wasserlöslich ist und die gelösten Fluoridionen beispielsweise den Remineralisierungsprozess unterstützen oder selbst in den Zahnschmelz eingelagert werden (3). Die Bioverfügbarkeit des Fluorids im Calciumfluorid ist demgegenüber herabgesetzt, sodass an mancher Stelle noch davon ausgegangen wird, dass das Fluorid nicht so gut auf Zähne und Knochen wirken kann wie Natriumfluorid ohne Calciumzusatz (4).

Doch in zweierlei Hinsicht ist ein rein Natriumfluorid-basierter Ansatz für Zähne und Knochen nicht unbedingt besser: Zum einen weist Natriumfluorid nicht nur positive Effekte auf Knochen und Zahnschmelz auf. Durch zu hohe Mengen an Natriumfluorid bzw. Fluorid-Ionen kann es durchaus zu Demineralisierungseffekten kommen, da das zugeführte Fluorid das im Körper verfügbare Calcium bindet und so Zähne und Knochen brüchig machen kann; so kann Fluorid das bekannte Phänomen der Fluorose auslösen (Störung der Produktion des Zahnschmelzes, sichtbar durch kleine Schmelzflecken) (5)(6). Die Effekte von Fluorose sind jedoch nicht nur auf das Skelett beschränkt – so kann es auch zu systemischen Schäden am Nervensystem, Herzkreislaufsystem und endokrinen System kommen (34). Weitere potentiell adverse Effekte durch Fluorid werden später beschrieben. Zum anderen wurde bereits in vielen Arbeiten gezeigt, dass Calciumfluorid schlicht auf andere Weise die Zahngesundheit fördert als Natriumfluorid. So wirkt Calciumfluorid als schützende Schicht um den Zahn, anstatt selbst in den Zahn eingelagert zu werden (7)(8)(9)(10).

Der Effekt von Fluorid auf die Zahngesundheit sollte jedoch nicht unterschlagen werden: Insgesamt geht der überwiegende Teil der zahnmedizinischen Literatur davon aus, dass Natriumfluorid einen positiven Effekt auf die Zahngesundheit hat (11)(12)(13).

Wichtig ist schon hier zu konstatieren: Fluorid ist nicht gleich Fluorid - es kommt auf die Verbindung an, mit der Fluorid auf den menschlichen Körper wirkt. Das wird bei der Debatte leider oftmals vergessen, muss jedoch Beachtung finden. (...)


Dieser Artikel erschien in der 04/2022 Ausgabe des Metal Health Rx Magazins.

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Bildquelle Titelbild: pixabay.com / Bru-nO ; Pixabay Lizenz


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