En 1937, Kaj Roholm publicó su estudio fundamental sobre la intoxicación por flúor, en el que describió tres fases de cambios óseos que se producen en la fluorosis esquelética (véase más abajo). Estas tres fases, detectables mediante rayos X, se han utilizado ampliamente como guía diagnóstica para detectar la enfermedad. Describen una enfermedad ósea osteoesclerótica que se desarrolla primero en el esqueleto axial (columna vertebral, pelvis y costillas) y que, finalmente, produce una calcificación extensa de ligamentos y cartílagos, así como crecimientos óseos como osteofitos y exostosis.

Sin embargo, investigaciones posteriores han demostrado que las radiografías constituyen una medida muy imprecisa para diagnosticar la fluorosis, ya que la enfermedad puede causar síntomas y efectos (por ejemplo, osteoartritis ) antes de que se detecte osteosclerosis radiológicamente en la columna vertebral, e incluso en ausencia de esta. Además, científicos alemanes han ampliado la descripción de Roholm sobre la imagen radiológica de la enfermedad, definiendo dos fases adicionales («signos sutiles» y «etapa OI») que preceden a las tres fases descritas por Roholm (véase más abajo). Las investigaciones han revelado que las personas con estas fases esqueléticas tempranas pueden experimentar dolor y rigidez articular significativos. Según Franke (1975): «Encontramos pacientes con leves cambios radiológicos (signos sutiles u OI) que se quejaban de dolores intensos en la columna vertebral y en las articulaciones grandes. Por otro lado, algunos pacientes cuya fluorosis era radiológicamente evidente prácticamente no presentaban molestias».

Para complicar aún más las cosas, numerosos estudios han demostrado que la fluorosis puede causar una amplia gama de alteraciones esqueléticas, más allá de la forma predominantemente osteoesclerótica de la enfermedad descrita por Roholm. Por lo tanto, basarse exclusivamente en la descripción de Roholm de la fluorosis clásica dificultará los esfuerzos para detectar y prevenir la intoxicación esquelética por fluoruro.

Roholm (1937): Las 3 fases de los cambios óseos en la fluorosis esquelética (detectables por rayos X):

“A partir de la imagen radiológica se pueden diferenciar tres fases de un mismo proceso osteoesclerótico, cada una de las cuales se superpone a la siguiente sin ningún límite definido.

1ª Fase.
“Los cambios se observan en la pelvis y la columna, pero son dudosos o están ausentes en otros lugares. La densidad del hueso aumenta muy poco. Las trabéculas son rugosas, borrosas y dan sombras profundas; esto suele ser distinto en los cuerpos de las vértebras lumbares inferiores. El hueso tiene una estructura más prominente y al mismo tiempo más borrosa, lo cual es muy característico cuando el operador está familiarizado con el fenómeno, pero que en caso contrario pasa fácilmente por alto. El contorno óseo es agudo. En algunos pocos casos hay una formación incipiente de osteofitos en el borde de los cuerpos de las vértebras lumbares. El límite con la estructura ósea normal no es definido y, en un caso aislado, será difícil decidir si el cambio es una variación normal o un hallazgo patológico. Sin embargo, en los exámenes seriados la diferencia es clara.

2da Fase.

“La estructura ósea se desdibuja y las trabéculas se fusionan. En áreas a menudo bastante grandes, el hueso da una sombra difusa y sin estructura. A primera vista el negativo parece haber sido subexpuesto, pero resulta difícil o imposible distinguir detalles incluso cuando se aumenta el tiempo de exposición o la tensión. Los contornos óseos son desiguales y algo borrosos. Los cambios son más evidentes en la pelvis y la columna, pero también en las costillas y en los huesos de las extremidades, aunque allí son menos pronunciados y a menudo se parecen a los cambios descritos en la primera fase. En los huesos de las extremidades la cavidad medular suele estar moderadamente estrechada. En columna hay calcificaciones ligamentosas incipientes o moderadas, especialmente caudalmente; Aparecen en forma de osteofitos puntiagudos y picudos con tendencia a formar puentes entre los cuerpos vertebrales o como una mancha difusa situada posteriormente a los cuerpos. En algunos casos (especialmente entre los individuos más jóvenes) las calcificaciones de los ligamentos están ausentes, aunque la estructura ósea está tan alterada que el caso debe pasar a la segunda fase.

3.ª fase. En la imagen negativa, el hueso se presenta como una sombra blanca marmórea más o menos difusa, en la que no se pueden distinguir los detalles. Se observan cambios en todos los huesos, pero siguen siendo mayores en la zona central, siendo más conspicuos en los huesos con estructura esponjosa, pelvis, columna, costillas y esternón. En los huesos de las extremidades hay cambios en la estructura que recuerdan a la 2.ª fase, o con bastante frecuencia solo a la 1.ª fase. Entre los individuos más afectados, se observan cambios en el cráneo, generalmente de intensidad moderada. La teca es más densa y da una sombra más profunda de lo normal, las suturas y los surcos vasculares son indistintos, y lo mismo ocurre con las impresiones digitatae. Los senos aéreos en los huesos craneales están disminuidos de tamaño. La región alrededor de la silla turca da una sombra profunda, pero su contorno es normal. No se observó un engrosamiento distintivo de la apófisis clinoides.

Los contornos óseos en casi todas partes son lanudos y borrosos. Muy a menudo los huesos o determinadas partes de ellos tienen un aspecto áspero y ligeramente agrandado, pero por lo demás la forma no se altera. En los huesos de las extremidades hay espesores periósticos irregulares, algunos planos, otros más rugosos. La membrana interósea en antibrachium y crus está calcificada en mayor o menor medida. Las crestas normales correspondientes a las inserciones musculares aumentan de tamaño y se asemejan a exostosis. En las costas, especialmente en las vertebrales, hay calcificación de las inserciones de los músculos intercostales, que aparecen como “agujas de escarcha” o sombras irregulares a ambos lados. Hay calcificaciones de ligamentos considerables, que varían hasta muy graves, en la columna, particularmente en la pars lumbalis y toracalis. En la columna cervical estos cambios son menos pronunciados, pero distintos. Las calcificaciones de los ligamentos aparecen en parte en forma de conexiones en forma de puentes con bordes bastante definidos entre los cuerpos, en parte como una opacidad y densidad difusas alrededor de las articulaciones intervertebrales y costovertebrales. Processus transversi y spinosi son ásperos y engrosados; entre estos últimos se encuentran considerables calcificaciones ligamentarias con bordes irregulares. En la pelvis, el ligamento sacrotuberoso a veces está calcificado. La intensidad de la calcificación y la densidad difusa del hueso suelen estar conformes entre sí; Sin embargo, en algunos trabajadores de edad avanzada se observa una densidad del tejido óseo que no alcanza un grado extremo, junto con una calcificación de los ligamentos muy pronunciada.

En los huesos de las extremidades, tanto cortos como largos, la cavidad medular tiene un ancho disminuido y el límite con la compacta es menos nítido de lo normal. El ancho de la compacta aumenta correspondientemente. En la tibia y el fémur, el ancho de la cavidad medular a veces disminuye a la mitad de lo normal, en los metacarpianos y las falanges a veces hay una oclusión parcial de la cavidad.

Los espacios interarticulares tienen en todas partes una anchura normal y los contornos son nítidos. Se observan calcificaciones limitadas de la cápsula en las articulaciones de la cadera y la rodilla. Los discos intervertebrales no se modifican visiblemente y la calcificación del cartílago costal no excede lo normal.

Si se resume el resultado del examen de Rontgen, lo primero que hay que destacar es que la afección es una enfermedad sistémica, ya que ataca a todos los huesos, aunque tiene predilección por determinados lugares. El proceso patológico se puede caracterizar como una osteosclerosis difusa, en la que la formación patológica de hueso comienza tanto en el periostio como en el endostio. Compacta se densifica y espesa; las trabéculas esponjosas se espesan y fusionan. La cavidad medular disminuye de diámetro. Hay una considerable nueva formación de hueso a partir del periostio y los ligamentos que normalmente no se calcifican o sólo en la edad avanzada experimentan un grado considerable de calcificación. Todos los signos de destrucción ósea están ausentes en la imagen”.
FUENTE: Roholm K. (1937). Intoxicación por fluoruros: un estudio clínico-higiénico con una revisión de la literatura y algunas investigaciones experimentales. Londres: HK Lewis Ltd. págs. 141-143

Fritz (1958): Dos fases sutiles adicionales de la fluorosis 

“Además de la conocida clasificación de estadios radiológicos, estadios I a III según Roholm, según Fritz, dos estadios previos han demostrado ser importantes en nuestras investigaciones: los llamados (signos sutiles) y el estadio OI. En cuanto a los signos sutiles... son evidentes una condensación de la estructura ósea y un agrandamiento de las trabéculas óseas en la columna lumbar. Además, se acompañan sombras a lo largo de la tibia, el peroné, el radio y el cúbito. En la etapa OI la estructura de la columna torácica ya ha aumentado en densidad, mientras que en la región lumbar la estructura normal del hueso comienza a desaparecer. La aposición perióstica de hueso nuevo en los huesos del antebrazo y la parte inferior de las piernas es más distinta. Para una mejor prueba de las aposiciones periósticas en estos huesos, utilizamos una radiografía ligeramente subexpuesta similar al tipo de radiografía empleada para las partes blandas”.
FUENTE: Franke J, et al. (1975). Fluorosis industrial. Fluoruro 8: 61-83.

Diagnóstico de fluorosis esquelética: Tabla del Servicio de Salud Pública de EE. UU.

El problema de utilizar el contenido de fluoruro óseo como herramienta de diagnóstico:

La guía de diagnóstico del Servicio de Salud Pública de EE. UU. para la fluorosis esquelética es errónea en dos premisas clave. Primero, afirma que la fase preclínica de la fluorosis es "asintomática". Numerosos estudios publicados demuestran que esto no es cierto. Segundo, se basa en la idea errónea de que existen niveles claros y definidos de flúor en los huesos que causan o no la enfermedad. Sin embargo, diversos estudios han demostrado repetidamente que las personas con fluorosis esquelética pueden tener niveles muy inferiores a este rango. De hecho, se ha encontrado que personas con fluorosis esquelética grave en Estados Unidos presentan niveles tan bajos como 1,900 ppm en sus huesos, una concentración que, según el Servicio de Salud Pública, ni siquiera debería producir los primeros síntomas de la enfermedad (Bruns y Tyle, 1988).

"Los datos disponibles sugieren que existe una amplia variabilidad en la tolerancia individual a los efectos tóxicos de la acumulación esquelética de fluoruro". “Se han reportado concentraciones de fluoruro de 200 a 6500 ppm en huesos que eran 'normales'... Pero se ha encontrado que los huesos de pacientes con fluorosis crónica severa contienen 700-7000 ppm, 905-13,580 ppm, 1120-6050 ppm y 2040- 11,500 ppm. Esta superposición con el rango 'normal' es indicativa de una amplia variabilidad en la sensibilidad individual al daño”.
FUENTE: Groth, E. (1973), Dos cuestiones de ciencia y políticas públicas: control de la contaminación del aire en el área de la Bahía de San Francisco y fluoración de los suministros de agua comunitarios. Doctor. Disertación, Departamento de Ciencias Biológicas, Universidad de Stanford, mayo de 1973.

“Singh et al (1961) describieron fluorosis esquelética en individuos con niveles de F en los huesos en el rango de 700 a 1600 ppm. Este nivel de F en los huesos está muy por debajo del nivel en el que muchos afirman que no puede ocurrir fluorosis. Los datos publicados por Call demostraron que el contenido de F de los huesos no es paralelo al contenido de F de los órganos de tejidos blandos. Por lo tanto, la presencia o ausencia de efectos nocivos debido al fluoruro no puede establecerse basándose en el contenido de F de los huesos”.
FUENTE: Waldbott GL. (1968). Hidrofluorosis en EE.UU. Fluoruro 1: 94-102.

"A partir de las tabulaciones del presente estudio, es evidente que el grado de cambio óseo no se correlaciona bien con la cantidad de fluoruro presente en el hueso".
FUENTE: Morris JW. (1965). Fluorosis esquelética entre los indios del suroeste de Estados Unidos. Revista estadounidense de roentgenología, radioterapia y medicina nuclear 94: 608-615.

“El contenido de fluoruro del hueso no parece ser el único factor que contribuye a la aparición de la fluorosis. Se deben considerar otros factores metabólicos. Se han encontrado concentraciones de fluoruro de 0.50% a 0.75% (en base seca, sin grasa) en costillas, esternón y vértebras durante estudios post mortem de personas con fluorosis endémica, mientras que McClure et al informaron valores de fluoruro de hasta 0.51% a 0.65. % en varias regiones del esqueleto sin mal funcionamiento asociado ni cambios óseos detectables microscópicamente”.
FUENTE: Marier JR, et al. (1963). Acumulación de fluoruro esquelético y sus implicaciones. Archivos de Salud Ambiental 6: 664-671.