フッ化物毒性

フッ化物中毒は、体内のフッ化物 イオンのレベルが上昇した状態です。フッ化物は低濃度では歯の健康に安全ですが、 ^[1]可溶性フッ化物 塩を大量に持続的に摂取すると危険です。フッ化物の一般的な塩であるフッ化ナトリウム(NaF) について言えば、ほとんどの成人の致死量は 5～10 g (体重 1 kg あたり 32～64 mg の元素フッ化物に相当) と推定されています。^{[2] [3] [4]}致死量の少なくとも 15～20 倍低い量 (0.2～0.3 mg/kg、または 50 kg の人の場合は 10～15 mg)のフッ化物を摂取すると、胃腸の不快感を引き起こす可能性があります。 ^[5] 少量では局所的に歯の健康に役立ちますが、大量のフッ化物を慢性的に摂取すると骨の形成が妨げられます。このように、フッ化物中毒の最も広範囲にわたる例は、異常にフッ化物を多く含む地下水の摂取から生じています。^[6]

歯の健康を最適にするために、世界保健機関は気候に応じて0.5～1.0 mg/L（ミリグラム/リットル）のフッ素濃度を推奨しています。^[7]この推奨投与量を超えるとフッ素症が発生する可能性があります。2015年現在、米国保健福祉省は水1リットルあたり最大0.7ミリグラムのフッ素を推奨しています。これは、1962年に発行された0.7～1.2ミリグラムの以前の推奨範囲を更新して置き換えたものです。新しい推奨レベルは、水のフッ素化を維持しながら歯のフッ素症の発生を減らすことを目的としています。^[8]

インドでは、花崗岩から溶け出した過剰なフッ素で汚染された井戸水によって、推定6000万人が中毒にかかっている。その影響は特に子供の骨の変形に顕著である。中国、ウズベキスタン、エチオピアなど他の国でも、同様またはより大きな問題が予想される。^[6]

歴史的に、急性フッ化物中毒のほとんどは、フッ化ナトリウムをベースとした殺虫剤や殺鼠剤の誤飲に続いて発生しています。^[10]現在、先進国では、フッ化物への曝露のほとんどは、歯科用フッ化物製品の摂取によるものです。^[11]その他の発生源には、フッ化アンモニウムやフッ化水素酸などのガラスエッチング剤やクロム洗浄剤、^{[12] [13]}固体表面での溶融金属の流れを促進するために使用されるフラックスへの産業曝露、火山噴出物（たとえば、1845～1846年のヘクラ火山の噴火や1783～1784年のラキ火山の洪水玄武岩噴火の後に放牧されている牛）、金属洗浄剤などがあります。水道水フッ化物添加装置の故障は、アラスカでの注目すべき事件を含め、何度か発生しています。^[5]

現代の医薬品の20％にはフッ素が含まれています。^[14] これらの有機フッ素化合物は、炭素とフッ素の結合が強すぎてフッ素を放出しないため、フッ素中毒の原因にはなりません。 ^[15]

子どもは、風味付きの歯磨き粉を過剰に摂取すると、胃腸障害を起こすことがあります。1990年から1994年の間に、628人以上（ほとんどが子ども）が、フッ化物を含む歯磨き粉を過剰に摂取した後に治療を受けました。「結果は一般的に深刻ではありませんでしたが」、胃腸症状が最も多く報告されている問題のようです。^[16]しかし、歯科製品に含まれるフッ化物の濃度が低いことを考えると、これは他の主要成分の摂取によるものである可能性があります。

世界人口の約3分の1が地下水源から水を飲んでいます。そのうち約10％、約3億人がヒ素やフッ化物でひどく汚染された地下水源から水を得ています。^[17]これらの微量元素は主に鉱物の浸出から生じます。^[18]地下水評価プラットフォーム（GAP）を通じて、問題のある井戸の位置を示す地図が入手できます。^[19]

過剰なフッ素摂取は、次のような要因として研究されてきました。

いくつかの研究では、高濃度のフッ化物への曝露が子供の神経発達に悪影響を与える可能性があることを示唆しているが、確固たる結論を導き出すには証拠の質が不十分である。^[20]

2024年にHHSが発表した米国政府の調査では、 1リットルあたり1.5ミリグラムを超えるフッ化物（ WHOが推奨する安全限度）を含む飲料水など、より高いレベルのフッ化物への曝露は、子供のIQの低下と関連していることが判明しました。^[21]

フッ素添加水は人口の骨折率の低下と関連しているが、^{[22]フッ素の毒性レベルは}骨の脆弱化や股関節および手首の骨折の増加と関連している。米国国立研究評議会は、骨折はフッ素レベル1～4 mg/Lで起こり、用量反応関係を示唆していると結論付けているが、「[2 mg/L]での曝露のリスクまたは安全性について確固たる結論を導くには不十分である」と述べている。^{[23] : 170}

フッ化物添加水で使用される濃度を超えるフッ化物を長期間摂取すると、骨フッ素症を引き起こす。一部の地域、特にアジア亜大陸では、骨フッ素症が風土病となっている。過敏性腸症候群や関節痛を引き起こすことが知られている。初期段階では臨床的に明らかではなく、（血清陰性の）関節リウマチや強直性脊椎炎と誤診されることがある。^[24]

フッ化物誘発性腎毒性は、血清中のフッ化物の毒性レベルによる腎障害であり、通常はメトキシフルランなどのフッ素含有薬剤からのフッ化物の放出が原因である。^{[25] [26] [27]}

推奨摂取量の範囲内では影響は期待できないが、1日12mgを超える慢性的な摂取は悪影響を引き起こすことが予想され、フッ化物濃度が4mg/L程度の場合にはその程度の摂取量になる可能性がある。^{[23] : 281}腎機能障害のある人は悪影響を受けやすい。^{[23] : 292}

腎障害は、尿の濃縮ができず多尿になり、続いて高ナトリウム血症と高浸透圧による脱水症状が起こるのが特徴です。無機フッ化物は、腎臓の遠位尿細管に対する抗利尿ホルモン効果に必要なアデニル酸シクラーゼの活性を阻害します。また、フッ化物は腎内血管拡張を刺激して髄質血流を増加させ、尿の濃縮に必要な腎臓の逆流機構を妨げます。

フッ化物誘発性腎毒性は用量依存的であり、通常、血清中のフッ化物濃度が1リットルあたり50マイクロモル（約1 ppm）を超えると臨床的に有意な腎機能障害を引き起こします。 ^{[28]これは、}メトキシフルランの投与量が2.5 MAC時間を超える場合に発生する可能性が高くなります。 ^{[29] [30]}（注：「MAC時間」は、使用される麻酔薬の最小肺胞濃度（MAC）と薬剤の投与時間数の積であり、吸入麻酔薬の投与量の尺度です。）

フッ素の排出は糸球体濾過率に依存します。そのため、慢性腎臓病の患者は血清中のフッ素濃度が長期間維持され、フッ素誘発性腎毒性のリスクが高まります。

水道水へのフッ化物添加に使用される濃度のフッ化物による唯一の一般的な副作用は歯のフッ素症で、歯の発育中に子供の歯の外観を変える可能性があります。これはほとんどが軽度で、通常は審美的な問題にすぎません。フッ化物を添加していない水と比較して、1 mg/Lのフッ化物添加では、6人に1人（範囲4〜21）に歯のフッ素症を引き起こし、22人に1人（範囲13.6〜∞）に審美的な問題のある歯のフッ素症を引き起こすと推定されています。^[22]

フッ素の甲状腺抑制効果はヨウ素が欠乏しているときにより深刻であり、フッ素はヨウ素の低レベルと関連している。^{[説明が必要] [31]}ヒトの甲状腺への影響は、ヨウ素摂取量が適切である場合のフッ素レベル0.05〜0.13 mg/kg/日と、ヨウ素摂取量が不十分な場合の0.01〜0.03 mg/kg/日と関連していた。^{[23] : 263}そのメカニズムと内分泌系への影響は不明である。^{[23] : 266}

マウスを使った実験では、ガンマアミノ酪酸（GABA）という薬剤が甲状腺のフッ化物中毒を治療し、正常な機能を回復させるために使用できることが示されています。^[32]

フッ化物は魚類の骨組織や水生無脊椎動物の外骨格に蓄積する。水生生物におけるフッ化物毒性のメカニズムは、酵素毒としてのフッ化物イオンの作用によるものと考えられている。イオン含有量の少ない軟水では、無脊椎動物や魚類は、0.5 mg/Lという低いフッ化物濃度でも悪影響を受ける可能性がある。硬水や海水では、水の硬度が上昇するにつれてフッ化物イオンの生物学的利用能が低下するため、悪影響は少なくなる^[33]。 海水には1.3 mg/Lの濃度のフッ化物が含まれている^{[34] 。}

ほとんどの可溶性物質と同様に、フッ化物化合物は胃や腸で容易に吸収され、尿を通して排泄されます。尿検査は、フッ化物化合物への曝露とそれに伴う有害な健康影響の上限を設定するために、排泄率を確認するために使用されてきました。^[35]摂取されたフッ化物は、まず腸粘膜に局所的に作用し、胃の中でフッ化水素酸を形成します。