Fluor : quels sont ses effets sur la santé ? Symptômes de carence et d'excès + faits intéressants

LE FLUOR : Que faut-il savoir à son sujet ? Quelle est son importance dans l'organisme ?

Caractéristiques de base du fluor

Le fluor est un élément chimique non métallique, non seulement abondant dans la nature, mais aussi l'un des oligo-éléments présents dans le corps humain et importants pour le maintien de la santé.

Son symbole chimique est F, dérivé du mot latin fluorum.

La partie "fluo" du mot signifie "couler" en latin et fait référence à l'utilisation pratique de la fluorine, qui était ajoutée aux minerais métalliques pour abaisser leur point de fusion.

Le fluor est un élément du groupe 17 du tableau périodique des éléments chimiques et se trouve dans la période 2.

Il appartient au groupe d'éléments appelés halogènes, qui comprend également le chlore, le brome et l'iode. Ce groupe a été nommé en raison de la capacité de ses éléments à former des sels (du grec hals - sel, gennaó - je forme).

À pression et température normales, le fluor se présente sous la forme d'un gaz jaune pâle à l'odeur irritante ; à basse température, il se transforme en un liquide jaune.

Parmi les halogènes, c'est l'élément le plus léger et le plus électronégatif, ce qui en fait l'élément le plus réactif de tous les éléments du tableau périodique.

Il réagit avec presque tous les éléments (à l'exception de l'argon, du néon et de l'hélium) et avec la plupart des substances inorganiques et organiques.

Le fluor est également l'agent oxydant le plus puissant ; il réagit avec de nombreux métaux et les recouvre d'une couche de fluorure.

Comme les autres halogènes, le fluor se présente sous la forme d'une molécule diatomique appelée F2.

Tableau récapitulatif des informations chimiques et physiques de base sur le fluor

Le fluor a été découvert pour la première fois dans son composé, l'acide fluorhydrique, mais la réactivité excessive du fluor a causé à ses découvreurs des difficultés considérables pour l'isoler des composés et en faire un élément pur.

Ce n'est qu'en 1886 que le chimiste français Henri Moissan a réussi à isoler le fluor élémentaire par électrolyse à basse température.

Henri Moissan a reçu le prix Nobel de chimie pour avoir isolé le fluor élémentaire.

Le fluor est un élément relativement répandu, présent naturellement dans l'atmosphère, le sol, l'eau, les roches d'origine volcanique, ainsi que dans les plantes et les animaux.

Il est le treizième élément le plus abondant sur Terre et représente 0,06 à 0,09 % du poids de la croûte terrestre.

Les plus fortes concentrations de fluor se trouvent dans les zones riches en minéraux fluorés, dans les zones volcaniques, dans les zones industrielles où des composés fluorés sont rejetés dans l'environnement (combustion du charbon, traitement des minerais) ou encore dans les lieux de production et d'utilisation d'engrais.

Le fluor est présent dans toutes les eaux naturelles, y compris l'eau de mer, dont la teneur est plusieurs fois supérieure à celle de l'eau douce.

Il n'existe à l'état naturel que sous forme de composés. Il est lié aux molécules sous forme de fluorure inorganique F-. Il n'existe pas à l'état libre en raison de sa grande réactivité.

Les minéraux contenant du fluor comprennent la fluorine (CaF2) susmentionnée, ainsi que la cryolite (Na3AlF6), la fluorapatite (Ca5(PO4)3F), la topaze, la lépidolite et le mica.

Le fluor élémentaire ou ses composés sont actuellement utilisés dans de nombreux domaines.

Par exemple :

• Comme agent auxiliaire pour abaisser le point de fusion ou la viscosité dans le traitement des métaux (aluminium ou fer).
• Pour nettoyer les métaux, polir ou graver le verre.
• Pour produire du téflon ou du fluorure d'uranium (utilisé dans l'industrie nucléaire).
• comme réfrigérant dans les réfrigérateurs, les climatiseurs ou les extincteurs (leur utilisation à cette fin est déjà limitée en raison de leur contribution à l'appauvrissement de la couche d'ozone)
• Comme additif dans l'eau potable - fluoration de l'eau
• Comme additif dans les dentifrices
• Pour la fabrication de certains médicaments

Quelle est la fonction du fluor dans l'organisme ?

Le fluor est un oligo-élément important pour le corps humain. Bien qu'il soit présent en quantités relativement faibles dans l'organisme, il est essentiel au bon fonctionnement de plusieurs processus physiologiques.

Dans l'organisme, le fluor n'est présent que sous la forme d'un ion, l'anion inorganique fluorure F-. C'est pourquoi les composés fluorés sont appelés fluorures.

La fonction biologique la plus importante du fluor est le maintien de la santé des dents et des os.

Il s'accumule dans les tissus durs du corps, c'est-à-dire dans les os et les dents, où il forme, avec le calcium et le phosphore, des cristaux de fluorapatite ou de fluorohydroxyapatite.

Il s'agit du processus de minéralisation qui rend ces tissus suffisamment solides et durs.

À cet égard, le fluor remplit les fonctions suivantes :

• Il est un élément clé dans le développement des dents, car il favorise leur croissance et leur formation.
• Il agit comme agent préventif contre la carie dentaire.
• Il est utilisé dans le traitement des caries dentaires car il peut ralentir ou inverser la progression des lésions carieuses existantes.
• Il forme une couche protectrice à la surface des dents, réduisant ainsi le niveau des effets nocifs des acides alimentaires ou des acides produits par les bactéries présentes dans la cavité buccale.
• Elle est importante pour maintenir la force et la fermeté des dents et de l'émail dentaire.
• Il contribue à améliorer la densité et la dureté des os, ce qui les rend plus solides et plus stables.

Comment le fluor agit-il dans la prévention des caries dentaires ?

L'effet du fluor sur le maintien de la santé et de la solidité des dents peut s'expliquer par trois mécanismes :

1. il favorise la minéralisation des dents
2. il empêche la déminéralisation des dents
3. il ralentit la croissance des bactéries et réduit leur effet.

Les dents et l'émail dentaire sont soumis aux processus constants de déminéralisation (libération des minéraux des tissus dentaires) et de reminéralisation (redéposition des minéraux dans les tissus dentaires) au cours de la croissance et du développement, ainsi qu'au cours de la vie d'une personne.

La déminéralisation entraîne une réduction de la force et de la résistance de l'émail des dents et peut conduire à la carie dentaire.

Les bactéries présentes dans la cavité buccale jouent un rôle important dans la déminéralisation : elles métabolisent le sucre et produisent de l'acide lactique.

Lorsque le pH de la salive tombe en dessous de la valeur critique de 5,5, le processus de déminéralisation commence et la carie dentaire peut apparaître.

La déminéralisation libère de l'émail l'hydroxyapatite minérale Ca10(PO4)6(OH)2, le principal élément constitutif des tissus dentaires durs, dont elle assure la solidité et la dureté.

Si le fluor est présent dans la cavité buccale, il se lie à la surface des cristaux d'émail et les protège de la dissolution. Il peut ainsi réduire le taux de libération des minéraux, c'est-à-dire empêcher la déminéralisation.

Par la suite, lorsque le pH dépasse une valeur critique, le fluorure déclenche le processus de reminéralisation : il est absorbé par l'émail et contribue à la formation du minéral fluorohydroxyapatite.

La reminéralisation est un processus réparateur qui ne peut avoir lieu que si les substances nécessaires sont présentes en quantité suffisante dans la salive. L'une de ces substances est le fluor.

L'effet principal du fluor est local, il est donc très important qu'il soit présent en concentration suffisante dans la salive.

Lorsque les cycles de déminéralisation et de reminéralisation se répètent, les parties extérieures de l'émail dentaire peuvent se modifier au fil du temps et devenir plus résistantes à l'environnement acide, car la valeur critique du pH des cristaux nouvellement formés est abaissée (par exemple jusqu'à un pH de 4,5).

Un troisième mécanisme par lequel le fluorure contribue à maintenir des dents saines est son effet sur les bactéries buccales - son effet antibactérien.

Plusieurs bactéries sont à l'origine des caries dentaires, la plus importante étant Streptococcus mutans.

Le fluorure peut agir sur les cellules bactériennes en inhibant leur système enzymatique, en affectant la perméabilité des membranes cellulaires ou en réduisant la quantité d'acide produite par les bactéries.

Dans ce cas, il s'agit donc d'un effet indirect sur la déminéralisation des tissus dentaires.

Rôle du fluor dans l'organisme

Les principales sources de fluor pour l'organisme sont l'eau potable et les aliments. La plus grande partie du fluor pénètre dans l'organisme par le biais du tube digestif.

Toutefois, le fluorure peut également pénétrer dans l'organisme par inhalation ou par contact avec la peau.

Les expositions les plus courantes au fluorure proviennent de la consommation d'aliments et de boissons, de l'utilisation de produits contenant des composés fluorés tels que le dentifrice, les teintures, les pesticides ou les activités de traitement des métaux ou du verre.

Absorption

Le fluor ingéré dans les aliments ou l'eau de boisson est absorbé relativement rapidement et dans une large mesure dans le tube digestif. Jusqu'à près de 90 % de la quantité totale de fluor dans les aliments ingérés sont absorbés dans l'estomac (minorité) et dans l'intestin grêle (majorité).

Le fluor contenu dans les aliments ingérés réagit avec le contenu acide de l'estomac et est ensuite absorbé principalement sous forme de fluorure de sodium, de fluorure d'hydrogène ou d'acide fluorosilicique.

La partie du fluor qui n'est pas absorbée dans le tractus gastro-intestinal est excrétée dans les fèces (environ 10 %).

L'absorption du fluorure peut être affectée par la prise simultanée d'autres aliments.

Par exemple, le calcium, l'aluminium ou le magnésium entraînent une réduction significative de l'absorption de certains composés fluorés parce qu'ils forment des complexes insolubles et difficiles à absorber avec le fluorure.

Distribution

Après avoir été absorbé par le tractus gastro-intestinal, le fluorure pénètre dans la circulation sanguine et est distribué par le sang vers les sites nécessaires.

Dans le sang, le fluor se lie aux protéines plasmatiques et atteint sa concentration maximale environ 20 à 60 minutes après l'ingestion.

La quantité de fluor dans le corps d'un adulte est d'environ 3 mg. La quasi-totalité (99 %) est concentrée dans les tissus minéralisés durs (os et dents), les 1 % restants se déposant dans les tissus mous.

Lorsque l'apport en fluor est excessif, il commence à se déposer en plus grandes quantités dans les tissus mous.

Plusieurs facteurs influencent la teneur totale en fluor de l'organisme, notamment l'équilibre acido-basique, la composition du sang, l'activité hormonale, la fonction rénale, les facteurs génétiques, le régime alimentaire, l'activité physique et même l'altitude.

Le fluor est également capable de traverser le placenta. La quantité qui passe à travers le placenta dépend de la quantité de fluor dans le sang de la mère. Plus cette quantité est élevée, plus la proportion de fluor dans le placenta est importante.

La concentration dans le placenta est d'environ 60 % de la concentration totale de fluorure dans le sang de la mère.

Si la concentration de fluorure dans le sang de la mère augmente de manière significative, le placenta peut agir comme une barrière et empêcher le passage de quantités excessives de fluorure vers le fœtus, le protégeant ainsi des concentrations élevées.

Le fluorure passe également dans le lait maternel en petites quantités.

Excrétion

Le fluor est principalement éliminé de l'organisme par les reins, ce qui signifie qu'il est éliminé dans l'urine.

La concentration de fluor dans le sang n'étant pas régulée par le processus d'homéostasie, les reins sont le principal organe responsable de la régulation et du maintien des niveaux physiologiques de fluor dans le corps humain.

Les maladies ou divers troubles de la fonction rénale entraînent une rétention du fluorure dans l'organisme et donc une augmentation des niveaux de fluorure.

Une proportion insignifiante de fluor est également éliminée par la sueur, la salive ou les fèces.

Quel est l'apport journalier recommandé en fluor ?

En raison du manque de données, aucune recommandation n'a été établie concernant l'apport quotidien moyen en fluor.

Toutefois, l'Autorité européenne de sécurité des aliments publie des valeurs pour un apport adéquat en fluor. Un apport adéquat est une valeur moyenne basée sur l'observation. Il est supposé être suffisant pour les besoins de la population.

En outre, il existe également une limite supérieure d'apport en fluor qui reste tolérable pour l'homme. Cette limite représente l'apport journalier maximal à long terme en fluor provenant de toutes les sources et pour lequel il n'y a pas de risque d'effets néfastes sur la santé.

Résumé tabulaire de l'apport journalier adéquat et de la limite supérieure d'apport en fluor par âge

Alimentation et autres sources de fluor

Bien que le fluorure soit un élément important de notre vie quotidienne, nous n'en consommons que des quantités relativement faibles chaque jour.

L'eau potable est la source de la majeure partie du fluor pour notre corps. Le fluor est naturellement présent dans l'eau potable. De nos jours, la concentration de fluor dans l'eau est délibérément augmentée par l'ajout de fluor. C'est ce que l'on appelle la fluoration de l'eau.

Outre l'eau de boisson, la quantité totale de fluorure qu'une personne ingère au cours de la journée comprend également des fractions provenant d'aliments ou d'autres produits qu'elle utilise quotidiennement.

La teneur en fluor des aliments est généralement faible (moins de 0,05 mg/100 g) et seuls 0,3-0,6 mg contribuent à l'apport quotidien total de fluor.

Les aliments les plus riches en fluor sont, par exemple, les thés, le poulet haché contenant des os broyés, la viande en conserve, les poissons de mer (surtout s'ils sont consommés avec des arêtes, comme les sardines), les céréales, les jus de fruits (surtout le jus de raisin), le lait ou les préparations pour nourrissons.

Parmi les plantes, l'arbre à thé (théier de Chine) est une bonne source de fluor. Le fluor est principalement concentré dans ses feuilles. Plus le sol sur lequel pousse la plante est acide, plus le fluor s'y accumule.

La consommation de médicaments, de compléments alimentaires, l'utilisation de dentifrices fluorés ou d'autres produits d'hygiène buccale (bains de bouche, mousses, gels, vernis, produits dentaires professionnels, etc.

Parmi les aliments susceptibles d'interférer avec les niveaux de fluor dans l'organisme, on trouve par exemple les chlorures, présents notamment dans le sel de table. De faibles apports en chlorures réduisent le taux d'excrétion du fluor par les reins et augmentent donc sa rétention dans l'organisme.

De plus, une alimentation riche en protéines de viande entraîne une rétention plus importante de fluor.

Les composés de calcium, d'aluminium ou de magnésium mentionnés ci-dessus sont également responsables d'une réduction significative de l'absorption du fluor.

Fluoration de l'eau et des aliments - quelle est la signification ?

La fluoration de l'eau ou d'autres aliments consiste à ajouter délibérément du fluor en quantités contrôlées afin d'augmenter sa concentration dans ces produits.

L'objectif de cette mesure est d'assurer un apport systématique de fluor dans la population sans qu'il soit nécessaire de contrôler activement cet apport. Il s'agit également de veiller à ce que le fluor soit absorbé aux niveaux nécessaires pour maintenir la santé et prévenir les conséquences d'une éventuelle carence sur la santé.

La fluoration de l'eau a été introduite pour la première fois en 1945 aux États-Unis et est toujours pratiquée dans de nombreux pays à travers le monde.

L'introduction de la fluoration de l'eau a conduit à une réduction significative de la prévalence des caries dentaires dans la population, tant pour les dents de lait que pour les dents permanentes. Il s'agit donc d'une mesure préventive efficace contre les caries dentaires chez les enfants et les adultes.

Lors de la fluoration de l'eau, il est important que le niveau de fluorure ne soit pas dépassé au point d'entraîner une toxicité et des effets secondaires.

C'est pourquoi la concentration optimale de fluor dans l'eau potable est fixée entre 0,8 et 1,5 mg/l (en Europe).

Outre la fluoration de l'eau, d'autres méthodes sont également utilisées, comme l'ajout de fluor au lait ou au sel de table.

Ces méthodes sont utilisées dans une moindre mesure, principalement dans les régions où les services dentaires sont limités ou lorsque la fluoration de l'eau publique n'est pas possible.

La fluoration a longtemps fait l'objet de nombreuses controverses, notamment en raison de son association avec l'apparition d'effets négatifs sur le corps humain. Au fil des ans, elle a trouvé de nombreux opposants.

Certaines études ont montré qu'un apport excessif de fluor chez les enfants contribue à des effets négatifs sur le développement de leur cerveau. Pour cette raison également, la fluoration doit respecter strictement les limites de concentration fixées.

Le fluor dans les dentifrices ou en tant que complément alimentaire

Le succès de la fluoration de l'eau dans la réduction de l'incidence des caries dentaires et le ralentissement de la progression des lésions carieuses existantes a conduit au développement de nombreux produits contenant du fluor.

Il s'agit notamment de compléments alimentaires, de dentifrices, de bains de bouche ou de produits dentaires professionnels tels que des mousses, des gels, des vernis et autres.

Le premier dentifrice contenant du fluor, plus précisément du fluorure de sodium, a été produit en 1955.

Ces produits contribuent également de manière significative à la quantité totale de fluorure absorbée quotidiennement par l'organisme.

Leur utilisation simultanée avec l'ingestion d'eau fluorée pose donc des problèmes en termes de dépassement des limites d'ingestion journalière autorisée.

Les enfants sont particulièrement exposés à cet égard.

On estime que les enfants de moins de 6 ans avalent environ 0,3 mg de fluorure contenu dans le dentifrice chaque fois qu'ils se brossent les dents.

Il est donc recommandé aux parents de surveiller leurs enfants lorsqu'ils se brossent les dents.

Il convient d'utiliser des dentifrices à faible teneur en fluor et d'en appliquer une petite quantité sur la brosse à dents, de la taille d'un grain de riz pour les jeunes enfants de moins de 3 ans et de la taille d'un petit pois pour les enfants plus âgés, de 3 à 6 ans.

L'utilisation de suppléments de fluor est généralement recommandée pour les enfants présentant un risque élevé de carie dentaire ou comme alternative lorsque seule de l'eau non fluorée est disponible.

Actuellement, le fluor n'est disponible sur le marché que dans le cadre de produits à ingrédients multiples - suppléments de multivitamines ou de minéraux.

Comment se manifestent les carences et les excès en fluor ?

Lorsque la carence en fluor est grave ou prolongée, les niveaux de fluor dans l'organisme chutent.

Jusqu'à présent, la seule conséquence connue de cette carence est un risque accru de caries dentaires chez les personnes de tout âge.

À l'inverse, les taux élevés de fluorure sont beaucoup plus fréquents.

Les niveaux élevés de fluorure sont plus fréquents.

L'excès de fluor dans l'organisme est dû à l'ingestion de doses élevées de fluor, provenant le plus souvent d'une combinaison incontrôlée de différentes sources - eau potable, compléments alimentaires, dentifrice et produits d'hygiène bucco-dentaire.

Des niveaux élevés de fluorure sont dangereux pour l'organisme, car ils provoquent une série de symptômes indésirables et peuvent entraîner une toxicité.

Les enfants et les personnes présentant une hypersensibilité connue au fluorure et à ses composés sont exposés à un risque de toxicité.

Jusqu'à 80 % des cas de toxicité du fluorure sont observés chez les enfants de moins de 6 ans, suite à l'ingestion de dentifrice ou d'autres produits d'hygiène bucco-dentaire.

La dose la plus faible de fluorure à laquelle des effets néfastes aigus peuvent déjà être observés est de 5 mg/kg de poids corporel.

Les symptômes les plus courants de la toxicité aiguë sont les suivants

• salivation excessive
• Nausées et vomissements
• douleurs abdominales
• diarrhée
• Respiration superficielle et rythme cardiaque faible
• transpiration
• Faiblesse générale et tremblements
• Crampes

Les effets néfastes du fluor sur le tube digestif sont dus à la formation et à l'action de l'acide fluorhydrique.

Lesmaux de tête, la fatigue, les démangeaisons, la faiblesse et l'engourdissement des membres sont moins fréquents. En cas d'intoxication grave, des lésions tissulaires et des problèmes respiratoires et cardiaques se produisent.

Un taux de fluor dans le sang de 9,1 mg/l est considéré comme n'étant plus compatible avec la vie.

Outre les symptômes susmentionnés, des niveaux élevés de fluorure provoquent un certain nombre d'autres troubles qui ne sont généralement pas visibles à l'œil nu.

Dans le sang, les ions fluorures libérés se combinent avec le calcium et, en cas d'excès important, provoquent une chute du taux de calcium - l'hypocalcémie.

À fortes doses, le fluorure stimule la fonction des ostéoblastes (cellules qui décomposent le tissu osseux) et inhibe la fonction des ostéoclastes (cellules qui construisent le tissu osseux).

Il provoque également un ralentissement de nombreux systèmes enzymatiques.

L'absorption chronique, c'est-à-dire à long terme, de doses élevées de fluorure dans l'organisme entraîne des douleurs articulaires, un épaississement et une augmentation de la densité osseuse.

La fluorose, conséquence grave d'un apport excessif en fluor

La conséquence la plus grave d'une surdose chronique de fluor est le développement de la fluorose dentaire.

Il s'agit d'un trouble du développement de l'émail dentaire qui survient pendant la période de formation de l'émail dentaire et qui est causé par une exposition systémique excessive au fluor au cours des six à huit premières années de la vie.

Une fois le développement des dents terminé, la fluorose ne se développe plus, même avec des niveaux élevés de fluor dans l'organisme.

L'émail affecté contient plus de protéines, est plus poreux et moins transparent que les dents saines.

La forme initiale de la fluorose dentaire se manifeste par l'apparition de petites taches opaques sur l'émail.

Dans la forme plus avancée à sévère, les taches sont plus grandes et plus prononcées, de couleur jaune ou brun clair. D'étroites lignes blanches horizontales traversent les dents. L'émail est déformé, poreux et même perdu.

Dans le cas des dents de lait, la fluorose se trouve le plus souvent sur les molaires ou les dents oculaires, tandis que dans le cas des dents définitives, elle se produit sur les molaires et les dents de devant.

La fluorose dentaire est donc en quelque sorte un problème esthétique.

Les cas graves de surdose chronique de fluor peuvent également entraîner une fluorose osseuse, qui se développe sur une période de plusieurs années.

Elle se caractérise par des modifications de la structure osseuse : des quantités excessives de tissu osseux non minéralisé se forment et la minéralisation osseuse est également altérée.

Au début, la densité osseuse augmente, mais les os sont fragiles et se cassent facilement.

Au fil des ans, la maladie évolue vers des douleurs et des raideurs articulaires, une faiblesse musculaire, une calcification des ligaments et des tendons, voire une perte de mobilité ou des problèmes nerveux.

Enfin, on peut mentionner les effets secondaires provoqués par le fluor inhalé ou en contact avec la peau.

Il s'agit notamment de l'irritation des muqueuses des voies respiratoires, des yeux et de la peau, et éventuellement de l'apparition de troubles hépatiques et rénaux.

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