Internationales Fluorid-Symposium: Auswirkungen von Fluorid auf die menschliche Gesundheit und seine Wirkungsmechanismen – ein Tagungsbericht.

Fluorid beugt Karies über einen Dosis-Wirkungs-Effekt vor, was einige Länder dazu veranlasst hat, den Fluoridgehalt in Wasser oder Speisesalz anzupassen und die großflächige Anwendung von topischem Fluorid zu fördern. Neuere Studien haben Zusammenhänge zwischen pränatalen Fluoridexpositionen von <1.5 mg/l in Wasser und Urin und negativen Auswirkungen auf die neurologische Entwicklung festgestellt. Obwohl hohe Fluoridwerte in der Vergangenheit als neurotoxisch erkannt wurden, deuten zahlreiche aktuelle Erkenntnisse aus retrospektiven Analysen von Geburtskohortenstudien darauf hin, dass Fluorid in niedrigeren Werten für Kinder neurotoxisch sein kann, was die Notwendigkeit weiterer prospektiver Forschung und multidisziplinärer Zusammenarbeit unterstreicht. Das Internationale Fluoridsymposium, das vom 29. bis 30. April 2024 stattfand, brachte 20 Forscher aus den USA, Kanada, Mexiko und Spanien zusammen, um die Auswirkungen von Fluorid auf die menschliche Gesundheit und seine Wirkmechanismen zu diskutieren. Die Hauptziele des Symposiums bestanden darin, Herausforderungen im Zusammenhang mit der Bewertung der Fluoridexposition anzugehen, Ergebnisse aus Kohortenstudien auszutauschen, ein umfassendes Forschungsprogramm zu entwickeln und internationale Forschungspartnerschaften zu fördern. Wichtige Diskussionen umfassten die kariesvorbeugende und toxische Wirkung von Fluorid, Quellen der Fluoridexposition, Biomarker, Methoden zur Bewertung der Nahrungsaufnahme und analytische Herausforderungen. Die Präsentation der Ergebnisse aus Kohortenstudien hob die Forschung zur pränatalen Fluoridexposition und deren Zusammenhang mit der neurologischen Entwicklung hervor und präsentierte Perspektiven für zukünftige Analysen. Das Symposium betonte den Bedarf an maßgeschneiderten Instrumenten zur Bewertung der Fluoridaufnahme über die Nahrung, die Entwicklung von Hochdurchsatz-Analysemethoden für die Fluoridanalyse und die Erforschung der kombinierten Auswirkungen von Fluorid mit anderen chemischen Elementen, die häufig in der Umwelt und der menschlichen Ernährung vorkommen. Darüber hinaus wurde eine Harmonisierung von Kohortendaten aus verschiedenen Bevölkerungsgruppen gefordert, um dringende Fragen zu den Auswirkungen von Fluorid auf die menschliche neurologische Entwicklung und andere gesundheitliche Folgen über die Mundgesundheit hinaus zu beantworten. Man war sich einig, dass prospektive Längsschnitt-Kohortenstudien zur Bewertung der Fluoridexposition und der neurologischen Entwicklung unerlässlich sind, da keine der bestehenden Geburtskohorten speziell auf die Untersuchung der Fluoridexposition (z. B. Auswahl der Biomarker, Messintervalle, Bewertung der Ernährungsexposition) ausgelegt war. Darüber hinaus werden umfassendere Kohortenstudien zur Umweltgesundheit gefördert, die ein hochwertiges Biomonitoring wasserbasierter Neurotoxine (wie Fluorid, Arsen, Blei, Quecksilber), wiederholte Expositionsmessungen und die Einbeziehung wichtiger Kovariaten (z. B. sozioökonomischer Status, Ernährung, Jod) umfassen. Schließlich wurde die Entwicklung effektiver Kommunikationsstrategien zwischen Wissenschaftlern und der Öffentlichkeit als entscheidend für die Weiterentwicklung der Fluoridforschung und die Minderung potenzieller Gesundheitsrisiken erachtet.

Zahlreiche Studien belegen, dass die Aufnahme von Fluorid aus verschiedenen Quellen Karies wirksam vorbeugt [ 1 ]. Aus diesem Grund haben einige Länder den Fluoridgehalt ihres Trinkwassers angepasst, während andere Speisesalz fluoridieren. Darüber hinaus ist die topische Anwendung von Fluorid sowohl in der professionellen Zahnmedizin (z. B. Fluoridgele oder -lacke) als auch in der häuslichen Zahnpflege (z. B. Zahnpasta) weit verbreitet. Eine übermäßige Fluoridaufnahme während der Zahnentwicklung kann jedoch zu Zahnfluorose führen, einer gesundheitsschädlichen Erkrankung des Zahnschmelzes. In den letzten drei Jahrzehnten hat die Zahnfluorose in den USA zugenommen, was wahrscheinlich auf eine erhöhte Fluoridbelastung zurückzuführen ist und auf eine Aufnahme aus anderen Quellen als Leitungswasser und Mundpflegeprodukten hindeutet [ 2 , 3 , 4 ].

Jüngste Studien haben einen Zusammenhang zwischen pränataler Fluoridbelastung und negativen Auswirkungen auf die neurologische Entwicklung festgestellt. Untersuchungen an Geburtskohorten und Tiermodellen deuten darauf hin, dass Fluorid selbst bei geringer Exposition neurotoxisch wirken kann [ 5 ]. Zu den bisher beim Menschen untersuchten gesundheitlichen Folgen zählen eine Verringerung des Intelligenzquotienten (IQ) sowie negative Auswirkungen auf Verhalten, Angstzustände und Depressionen. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat einen Grenzwert von 1.5 mg/l für Fluorid im Trinkwasser festgelegt. Obwohl zahlreiche Belege darauf hindeuten, dass Konzentrationen oberhalb dieses Grenzwerts neurotoxisch wirken können, liegen weniger Daten zu den Auswirkungen niedrigerer Konzentrationen vor [ 5 ]. Eine kürzlich durchgeführte Metaanalyse epidemiologischer Studien, die den Zusammenhang zwischen pränataler und postnataler Fluoridbelastung und dem IQ von Kindern untersuchten, ergab jedoch einen inversen Zusammenhang zwischen Fluoridbelastung und dem IQ der Kinder, selbst bei Expositionsniveaus, die derzeit als unbedenklich gelten [ 6 ]. Dies unterstreicht die dringende Notwendigkeit einer Forschungsagenda und der Entwicklung multidisziplinärer Kooperationen, um die Auswirkungen von Fluorid bei Expositionsniveaus unterhalb des WHO-Grenzwerts zu untersuchen, wie sie beispielsweise häufig bei kommunalen Fluoridierungsprogrammen vorkommen.

Ablauf des Symposiums

Das Internationale Fluorid-Symposium fand am 29. und 30. April 2024 im Indianapolis Campus Center der Indiana University statt. Die Veranstaltung brachte 20 Forscher aus den USA, Kanada, Mexiko und Spanien zusammen. Sie alle verfügen über Expertise in der Durchführung von Studien zu den Auswirkungen von Fluorid auf die menschliche Gesundheit und seinen Wirkmechanismen anhand von Daten aus Kohortenstudien. Die Ziele des Symposiums waren:

• Um identifizierte Herausforderungen und Einschränkungen bei der Bewertung und Messung der Fluoridexposition mitzuteilen.
• Bisherige Erkenntnisse aus Kohortenstudien und Perspektiven für die Zukunft teilen
• Um eine Forschungsagenda zu diskutieren und zu entwickeln.
• Bereitstellung einer Plattform für den Aufbau und die Stärkung internationaler Forschungspartnerschaften.

Am ersten Tag wurden Fluorid im Zusammenhang mit der Mundgesundheit und die methodischen Herausforderungen bei der Beurteilung und Messung der Fluoridexposition in biologischen Proben diskutiert. Darüber hinaus wurden vergangene und zukünftige Arbeiten aus verschiedenen Kohortenstudien diskutiert. Am zweiten Tag wurden Arbeitsgruppen gebildet, um aktuelle methodische Herausforderungen und eine Forschungsagenda zur Weiterentwicklung der Wissenschaft in diesem Bereich zu diskutieren. Dieser Bericht fasst die Präsentationen und Diskussionen der Teilnehmer zusammen.

Die vorbeugende und toxische Wirkung von Fluorid: ein verworrenes Netz

Präsentiert von E. Angeles Martinez-Mier

Karies (auch Zahnfäule genannt) ist eine multifaktorielle Erkrankung, die durch mikrobielle Biofilme verursacht wird. Diese nutzen Zucker sowohl als Energielieferant als auch als Substrat, um sich an die Zahnstruktur anzuheften und später Säuren zu produzieren, die diese durch einen Prozess namens Demineralisierung zerstören. Karies kann die allgemeine Gesundheit und Lebensqualität eines Menschen erheblich beeinträchtigen und zu verminderter Produktivität führen [ 7 ]. Die Behandlung von Karies ist kostspielig und stellt eine Belastung für Menschen in Ländern mit hohem wie niedrigem Einkommen dar [ 8 ]. Obwohl Todesfälle direkt durch Karies selten sind, kann sie zu Jahren mit Behinderung führen [ 9 ].

Obwohl Karies eine weit verbreitete chronische Erkrankung ist, lässt sie sich mit Fluorid wirksam vorbeugen und behandeln [ 10 ]. Kurz nach der Entdeckung der kariespräventiven Wirkung von Fluorid wurde vermutet, dass dessen Wirkmechanismus hauptsächlich „prä-eruptive“ sei. Das bedeutet, dass beispielsweise über fluoridiertes Wasser oder Speisesalz aufgenommenes Fluorid in die sich entwickelnde Zahnstruktur eingebaut wird und diese widerstandsfähiger gegen Säureangriffe macht [ 11 ]. Aktuelle Erkenntnisse widerlegen diese Hypothese jedoch. Wir wissen heute, dass Zähne erst nach ihrem Durchbruch von Fluorid profitieren („post-eruptive“ Wirkung) und dass Fluorid durch einen Prozess namens Remineralisierung zur Wiederherstellung verlorener Mineralien beiträgt [ 12 ]. Die regelmäßige Aufnahme geringer Fluoridmengen im Mundraum, beispielsweise durch direkten Kontakt der Zahnstruktur mit fluoridiertem Wasser oder Zahnpasta, kann die Demineralisierung verzögern und die Remineralisierung fördern [ 13 ].

Die Wirkung von Fluorid vor dem Zahndurchbruch wird mitunter als „systemisch“, die nach dem Zahndurchbruch als „topisch“ bezeichnet. Diese Begriffe sollten jedoch nicht synonym verwendet werden: Prä- und posteruptive Wirkungen beziehen sich auf den Zeitpunkt der Fluoridexposition. Systemische und topische Wirkungen hingegen beziehen sich auf die Art der Anwendung oder die Quelle des Fluorids. Aktuelle Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die alleinige Kategorisierung der Fluoridwirkung aus einer bestimmten Quelle als „topisch“ oder „systemisch“ nicht ganz korrekt ist [ 14 ]. Beispielsweise wird Zahnpasta zwar topisch angewendet, doch wenn sie verschluckt wird (was bei Kleinkindern vorkommen kann), erfolgt die Exposition sowohl topisch als auch systemisch. Es ist wichtig zu verstehen, dass Fluorid unabhängig von der Art der Anwendung nur dann wirksam ist, wenn es sich zum Zeitpunkt der Kariesentwicklung im Mund befindet.

Eine systemische Exposition oder Aufnahme von Fluorid kann übermäßig sein und zu einem Defekt der Zahnschmelzstruktur, der sogenannten Zahnfluorose, führen [ 15 ]. Die zunehmende Prävalenz der Zahnschmelzfluorose hat Fragen hinsichtlich einer möglichen übermäßigen Fluoridaufnahme und -exposition bei Kindern sowohl in fluoridierten als auch in nicht fluoridierten Gebieten aufgeworfen [ 3 ]. Seit der Entdeckung der präventiven Wirkung von Fluorid haben sich sowohl die Nahrungsquellen als auch die Quellen der Fluoridaufnahme und -exposition diversifiziert. Daher ist eine aktuelle Bewertung der Fluoridexposition, ihrer Quellen und ihres Beitrags zur Gesamtexposition unerlässlich. Im Gegensatz zu anderen Umwelteinflüssen ohne positive Wirkung (z. B. Blei) hat Fluorid nachweislich positive Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und ist nach wie vor das kosteneffektivste Mittel zur Vorbeugung und Kontrolle von Karies [ 16 , 17 ].

Quellen der Fluoridexposition, Stoffwechsel im menschlichen Körper und seine Beziehung zu Biomarkern

Präsentiert von Gina A. Castiblanco-Rubio

Fluoridionen sind in der Umwelt weit verbreitet. Sie finden sich häufig im Boden, in Industrieemissionen, verschiedenen Pestiziden und gelangen durch Auswaschungen in landwirtschaftliche Produkte, wodurch sie zu einem Spurenelement in der menschlichen Ernährung werden [ 18 ]. In einigen Ländern wird Fluorid dem Trinkwasser oder Speisesalz zugesetzt, um Karies in der Bevölkerung vorzubeugen und zu bekämpfen [ 19 , 20 ]. Es ist außerdem Bestandteil verschiedener Mundpflegeprodukte. Daher zielt eine umfassende Bewertung der Fluoridbelastung darauf ab, möglichst viele Unterschiede aus verschiedenen Quellen zu erfassen, idealerweise mithilfe von Biomarkern.

Die Wahl eines Biomarkers sollte sowohl auf den Kenntnissen zur Fluoridkinetik im menschlichen Körper als auch auf dem zu untersuchenden Expositionszeitraum basieren. Beim Menschen stellt das Plasma das zentrale Kompartiment dar, über das Fluorid in Weichgewebe verteilt und in Hartgewebe eingelagert wird [ 21 ]. Es gilt als Marker für eine kürzlich erfolgte Exposition. Ein Teil des Fluorids lagert sich in Hart- und/oder keratinisiertem Gewebe ab, das langsam wächst und daher längere Expositionszeiträume repräsentiert. Das verbleibende Fluorid (das nicht in Hart- und/oder keratinisiertem Gewebe eingelagert wird) wird innerhalb von 24 Stunden über den Urin ausgeschieden [ 22 ]. Daher wurden und werden Plasma [ 23 ], Urin, Nägel [ 24 ] und Zähne als biologische Medien für die Fluoridexposition verwendet bzw. werden aktuell untersucht. Für detaillierte Übersichten zu Fluorid-Biomarkern empfehlen wir die Veröffentlichungen von Pessan & Buzalaf [ 25 ] und Rugg-Gunn et al. [ 26 ].

Kein einzelner Biomarker für Fluoridbelastung ist geeignet oder umfassend genug, um alle Forschungsfragen zu beantworten. Idealerweise sollte der durch einen Biomarker repräsentierte Expositionszeitraum möglichst genau mit dem Zeitpunkt der Entwicklung des relevanten Gesundheitszustands übereinstimmen. Verdünnungskorrigierte Fluoridkonzentrationen im Spontanurin haben aufgrund ihrer Praktikabilität als Biomarker an Popularität gewonnen und wurden anhand verschiedener Expositionsquellen (z. B. Wasser) validiert. Ihre Einschränkungen müssen jedoch bei der Interpretation der Ergebnisse berücksichtigt werden [ 27 ]. Verschiedene physiologische Faktoren, die die Fluoridkonzentration in unterschiedlichen Geweben oder Körperflüssigkeiten beeinflussen, müssen beachtet werden, darunter (aber nicht beschränkt auf) Alter, intra- und interindividuelle Variabilität, Säure-Basen-Haushalt und genetische Faktoren [ 21 ]. Die Forschung zu Expositionsbiomarkern entwickelt sich stetig weiter. Es empfiehlt sich daher, Experten für Fluoridexposition und -stoffwechsel zu konsultieren, um den am besten geeigneten Biomarker für spezifische Forschungsfragen auszuwählen.

Methoden zur Beurteilung der Fluoridaufnahme über die Nahrung: Vorteile und Grenzen

Präsentiert von Alejandra Cantoral und Gina A. Castiblanco-Rubio

Die Beurteilung der Fluoridaufnahme über die Nahrung ist aufgrund der weit verbreiteten Präsenz von Fluorid in verschiedenen Lebensmitteln, Getränken, Nahrungsergänzungsmitteln und Zahnpflegeprodukten komplex. Ernährungsbezogene Bewertungsmethoden unterschätzen die Fluoridaufnahme häufig aufgrund von Ungenauigkeiten in der Berichterstattung und Schwierigkeiten bei der Quantifizierung von Fluorid in fluoridiertem Wasser oder Salz. Doppeldiäten, 24-Stunden-Kontrollen und Fragebögen zur Häufigkeit der Nahrungsaufnahme (FFQs) gehören zu den Methoden, die in der Epidemiologie zur Schätzung der Fluoridaufnahme eingesetzt werden.

Doppelte Mahlzeiten gelten als Goldstandard für die Erfassung der Fluoridaufnahme über die Nahrung (z. B. Lebensmittel, Getränke), berücksichtigen jedoch keine anderen Fluoridquellen [ 28 ]. Bei dieser Methode nehmen sich die Teilnehmenden ihre Mahlzeiten selbst oder lassen sie sich servieren, wie sie es an einem typischen Tag tun würden, und füllen die Portionen auf einem separaten Teller nach. Nach der Mahlzeit sammeln die Forschenden die doppelte Mahlzeit ein. Die Probe wird anschließend aufbewahrt und später im Labor analysiert. Dieser Ansatz minimiert Schätzfehler, liefert eine direkte Darstellung der Nahrungsaufnahme und ermöglicht die unmittelbare Beobachtung der Lebensmittelauswahl. Aufgrund des hohen Kosten- und Zeitaufwands ist er jedoch für groß angelegte Studien unpraktisch [ 29 ].

Die 24-Stunden-Recall-Methode ist die zweithäufigste Methode zur Bestimmung der Fluoridaufnahme über die Nahrung. Die Teilnehmenden geben alle am Vortag konsumierten Speisen und Getränke an, einschließlich Art, Zubereitungsart, Menge und Verzehrzeitpunkt. Die Fluoridaufnahme wird anschließend anhand der in Ernährungsdatenbanken angegebenen Fluoridkonzentration geschätzt [ 30 ]. Diese Methode eignet sich zwar gut für die kurzfristige Erfassung der Ernährung und ermöglicht Vergleiche zwischen Gruppen oder Einzelpersonen, ist aber auch vom Erinnerungsvermögen abhängig, was zu Verzerrungen führen kann. So werden beispielsweise große Portionsgrößen in Recall-Studien oft unterschätzt, kleine hingegen in der Regel überschätzt [ 31 ]. Da die Methode möglicherweise keine regelmäßigen Ernährungsgewohnheiten erfasst, wird empfohlen, mehrere 24-Stunden-Recalls durchzuführen (idealerweise an zwei nicht aufeinanderfolgenden Wochentagen und an einem Wochenendtag), um die Genauigkeit zu verbessern. Es ist außerdem wichtig zu erwähnen, dass die Fluoridkonzentration im Urin aufgrund der schnellen Fluoridausscheidung über den Urin nur mit der Fluoridaufnahme im gleichen Zeitraum korreliert [ 32 ]. Weitere Methoden, die die oben genannten Ansätze kombinieren, wurden ebenfalls evaluiert, beispielsweise dreitägige Ernährungsprotokolle und die zweitägige Teller-Doppelmethode. Beide Methoden erwiesen sich in ihrer Beurteilung der Fluoridaufnahme über die Nahrung als vergleichbar [ 33 ]. Allerdings erfordern mehrtägige Erhebungen eine höhere Mitarbeit der Studienteilnehmer als die eintägige Teller-Doppelmethode und die 24-Stunden-Erinnerungsmethode.

FFQs erfassen die Häufigkeit des Konsums verschiedener Lebensmittel und Getränke über einen bestimmten Zeitraum, typischerweise einen Monat oder ein Jahr [ 30 ]. Diese Methode ermöglicht Einblicke in Ernährungsgewohnheiten und eignet sich zur Untersuchung langfristiger Trends. Sie ist einfach anzuwenden und kostengünstig, weist jedoch Schwächen auf, wie die Abhängigkeit vom Erinnerungsvermögen der Teilnehmenden, was zu Erinnerungsverzerrungen führen kann. FFQs überschätzen die Nahrungsaufnahme im Vergleich zu anderen Methoden in der Regel [ 34 ]. Zudem ist die Liste der Lebensmittel in FFQs oft begrenzt, sodass wichtige, für die Fluoridaufnahme relevante Lebensmittel wie Mineralwasser, Leitungswasser und Salz möglicherweise nicht erfasst werden. Um die Aussagekraft von FFQs bei der Fluoridbestimmung zu verbessern, empfiehlt es sich, die Fragebögen anzupassen und relevante Informationen sowie Nachfragen für Teilnehmende einzubeziehen, die zusätzliche Angaben benötigen, beispielsweise zur Herkunft des Leitungswassers, zur Marke des Mineralwassers und zur Menge des zum Kochen und am Tisch verwendeten Salzes.

Die geschätzte Fluoridaufnahme kann auf zwei Arten angegeben werden: als absolute tägliche Aufnahme (mg F/d) oder als Expositionsdosis pro Gewichtseinheit (mg F/kg/d). Die Wahl der Methode hängt von den Zielen der Analyse ab. Absolute Werte erleichtern den Vergleich mit Ernährungsempfehlungen [ 35 ], während Expositionsniveaus für Risikobewertungen nützlich sind. Die Verwendung von Dosen kann jedoch in epidemiologischen Studien, die den Zusammenhang zwischen Fluoridaufnahme und Gesundheitsfolgen untersuchen, problematisch sein, da die Division der absoluten Aufnahme durch das Körpergewicht die Exposition unterschätzen könnte, da Fluorid nicht in Fettgewebe eingelagert wird. Darüber hinaus kann je nach Ziel der Analyse eine Anpassung an Gewicht und/oder Energieaufnahme relevant sein, um die Effekte von Fluorid von denen einer höheren oder niedrigeren Kalorienzufuhr zu trennen [ 30 ]. Bei der Untersuchung der Auswirkungen von Fluorid auf Gesundheitsfolgen wird empfohlen, absolute Werte zusammen mit relevanten Kovariaten wie Gewicht und/oder Energieaufnahme in statistische Modelle einzubeziehen.

Weitere wichtige Variablen, die bei der Verwendung der Fluoridzufuhr über die Nahrung in statistischen Modellen berücksichtigt werden müssen, sind beispielsweise die Kalzium- und Jodzufuhr sowie die Zusammensetzung der Ernährung [ 21 ]. Die Kalziumzufuhr verringert die intestinale Fluoridabsorption [ 36 ] und kann die Freisetzung von im Knochen gespeicherten Ionen [ 37 ] (einschließlich Fluorid) beeinflussen. Vegetarische Ernährungsweisen können aufgrund ihrer Tendenz zur Alkalisierung des Urins die Fluoridausscheidung erhöhen [ 21 ]. Ernährungsindizes zur Schätzung der Säurebelastung [ 38 , 39 ] (als Indikator für die Ernährungszusammensetzung) können ebenfalls als nützliche Kovariaten dienen, ihre Relevanz in epidemiologischen Analysen muss jedoch noch weiter untersucht werden.

Ein angemessenes Verständnis der Vorteile und Grenzen von Methoden zur Ernährungsbewertung im Zusammenhang mit der Fluoridaufnahme und dem Fluoridstoffwechsel kann die Schätzung der Fluoridaufnahme über die Nahrung und ihre Verwendung in statistischen Modellen erheblich verbessern.

Potentiometrische Analyse von Fluorid: Biomarker, Probenentnahme und analytische Herausforderungen

Präsentiert von Guillermo Tamayo-Cabeza und Frank Lippert

Je nach dem Zeitpunkt der zu bestimmenden Fluoridexposition lassen sich Fluorid-Biomarker in aktuelle (Marker für kürzlich erfolgte Exposition) und historische (Marker für vergangene Exposition) Biomarker unterteilen. Die Fluoridkonzentrationen in Plasma, Urin und Nägeln spiegeln die aktuelle Fluoridexposition wider – jeweils mit einem unterschiedlichen, aber jüngeren Zeitraum. Die Fluoridkonzentrationen in den Zähnen hingegen gelten als historische Biomarker, da sich Fluorid über mehrere Jahre in der Mineralstruktur anreichert.

• Nüchtern-Plasma-Fluoridspiegel aus venösem Blut [22] spiegeln den „Basiswert“ oder üblichen Fluoridspiegel einer Person wider (der von Faktoren wie dem Fluoridaustausch mit den Knochen abhängt). Bei Messung in Proben, die während nächtlichem Fasten entnommen wurden, wird der Plasmafluoridspiegel nicht durch Schwankungen in der Nahrungsaufnahme beeinflusst und korreliert bekanntermaßen mäßig mit dem Fluoridspiegel im Wasser und anderen Körperflüssigkeiten wie Speichel und Fruchtwasser. Die Entnahme und Analyse dieser Proben kann jedoch aufgrund der höheren Kosten, der Einhaltung von Fastenprotokollen, der Organisation von Probenentnahme, Transport und Lagerung sowie der Analyse im Labor eine Herausforderung darstellen. Insbesondere können für eine zuverlässige Analyse mit potentiometrischen Methoden Volumina von bis zu 3 ml erforderlich sein.
• Der über 24 Stunden gesammelte Urin spiegelt die Fluoridbelastung des vergangenen Tages wider und korreliert stark mit der Nahrungsaufnahme im gleichen Zeitraum [32]. Die größten Herausforderungen bei der Verwendung dieses Biomarkers sind die Kosten, die Einhaltung des Protokolls und die Berücksichtigung geschlechtsspezifischer Unterschiede bei der Probenentnahme. Es wurde versucht, die 24-Stunden-Sammlung durch die praktischere Variante zu ersetzen: verdünnungsangepasste Spontanurinproben. Obwohl diese praktischer und bequemer sind, sind Spontanurinproben aufgrund von Tagesschwankungen (einige Forscher verwenden den ersten Urin, andere Urinproben zu jeder beliebigen Tageszeit), nahrungsbedingten Spitzen und individuellen Faktoren weniger zuverlässig [40]. Darüber hinaus werden verschiedene Methoden zur Anpassung der Urinverdünnung verwendet, wie z. B. die Bestimmung des Urinkreatinins oder des spezifischen Gewichts [41], wobei letztere Methode für den Fluoridanalyten besser geeignet ist. Damit verdünnungskorrigierte Fluoridwerte im Urin wertvolle Indikatoren für die Fluoridexposition darstellen, ist es nach wie vor von entscheidender Bedeutung, die Protokolle für die Sammlung und Analyse zu standardisieren.
• Nägel sind ebenfalls ein aktueller Biomarker für Fluoridexposition. Zehennägel werden aufgrund des geringeren externen Kontaminationsrisikos gegenüber Fingernägeln bevorzugt und stellen vielversprechende neue Biomarker dar [25]. Allerdings stellen die Variabilität der individuellen Wachstumsraten und die Ungeeignetheit einiger Nägel für die Analyse (z. B. wenn sie mit Nagellack bedeckt sind) eine Herausforderung dar. Der Prozess der Nagelsammlung umfasst das Entfernen des Lacks, das Schneiden der Nägel nach dem Baden und das Zusammenführen der Proben, um eine ausreichende Masse für die Analyse zu erhalten.
• Zähne, insbesondere abgestoßene Milchzähne und extrahierte bleibende Zähne, sind zuverlässige Indikatoren für eine frühere Fluoridexposition [25]. Um genaue Messungen zu erhalten, müssen Zahnschmelz oder Dentin sorgfältig vorbereitet werden, einschließlich Reinigung, Veraschung und Schleifen. Herausforderungen bei dieser Art von Proben sind die invasive Art der Entnahme, die Wartezeit für den natürlichen Abgang der Milchzähne und das Risiko von Dentinverlust oder -kontamination während der Verarbeitung.

Nach der Auswahl des geeigneten Biomarkers zur Beantwortung einer Forschungsfrage ist die Wahl der richtigen Methode zur Messung der Fluoridkonzentration entscheidend. Potentiometrische Methoden (mit einer fluoridspezifischen Elektrode) haben sich unter bestimmten Bedingungen als zuverlässig und genau erwiesen. Die meisten wässrigen Proben mit einem Volumen > 1 ml können direkt mit der fluoridspezifischen Elektrode analysiert werden, während nicht-wässrige Proben und komplexe Gemische eine Probenvorbereitung erfordern, um Fluorid für die potentiometrische Analyse zu diffundieren und anzureichern. Aufgrund möglicher Interferenzen sind direkte potentiometrische Methoden (die keine Probenvorbereitung erfordern) oft ungeeignet für die Fluoridanalyse in komplexen biologischen Matrices. Faktoren wie Ionenstärke, pH-Wert und Temperatur müssen sorgfältig kontrolliert werden, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Eine weit verbreitete indirekte Methode nutzt Hexamethyldisiloxan (HMDS), eine flüchtige Verbindung, die die Diffusion und Anreicherung von Fluoridionen unterstützt [ 42 ]. Allerdings kann die Extraktionseffizienz dieser Methode ihre Genauigkeit erheblich beeinträchtigen, insbesondere bei niedrigen Fluoridkonzentrationen, die unterhalb der Nachweisgrenze der fluoridselektiven Elektrode (0.019 mg/L) liegen.

Schließlich kann das Fehlen standardisierter Methoden zur Fluoridbestimmung zu Ergebnisvariabilität zwischen verschiedenen Laboren beitragen. Frühere Bemühungen zur Entwicklung und Standardisierung ionenselektiver, elektrodenbasierter Methoden für die Fluoridanalyse haben die Genauigkeit und Konsistenz verbessert [ 43 ]. Potentiometrische Methoden erfordern zudem erfahrenes Personal und sind für die Bearbeitung großer Probenmengen ungeeignet. Für die Fluoridmessung in biologischen Proben werden daher sensitive und reproduzierbare Hochdurchsatzmethoden benötigt.

Fluorid ist möglicherweise nicht das einzige Problem: Bewertung der Auswirkungen der Fluoridbelastung in chemischen Mischungen auf die Gesundheit

Präsentiert von Gina A. Castiblanco-Rubio, Deborah Watkins, Marcela Tamayo-Ortiz und Ashley Malin

Die menschliche Bevölkerung ist anorganischem Fluorid häufig in Form von chemischen Gemischen und nicht isoliert ausgesetzt. Mindestens sechs in der Umwelt und der menschlichen Ernährung häufig vorkommende chemische Elemente können mit Fluorid interagieren. Dazu gehören Calcium, Jod, Blei, Arsen, Quecksilber und Aluminium. Der gleichzeitige Verzehr von Fluorid und calciumreichen Lebensmitteln kann die Fluoridaufnahme verringern [ 36 ]. Fluorid kann zudem die negativen Auswirkungen einer unzureichenden Calciumzufuhr auf verkalktes Gewebe verstärken [ 44 ]. Darüber hinaus kann Fluorid die Auswirkungen eines Jodmangels auf die Schilddrüsenfunktion intensivieren und die Bleikonzentrationen im Blut und in verkalktem Gewebe erhöhen, vermutlich durch indirekte Konkurrenz mit Blei um die Speicherung im Knochengewebe [ 45 ]. Es ist jedoch wenig darüber bekannt, wie Fluorid die Effekte eines hohen Jodspiegels beeinflusst. Weitere potenziell bedeutsame Wechselwirkungen bestehen mit Arsen und Aluminium, deren Mechanismen noch nicht erforscht sind [ 46 ]. Quecksilber kommt häufig gemeinsam in stark verschmutzten Gebieten [ 47 ], in Zahnfüllungen aus Amalgam und in einigen Fischen vor [ 48 ].

In der Erforschung der gleichzeitigen Belastung durch Fluorid und Metalle wurden in letzter Zeit Fortschritte erzielt. So zeigte beispielsweise eine Studie mit schwangeren Frauen in Los Angeles, Kalifornien, Zusammenhänge zwischen der Fluoridkonzentration im Urin und Metallen wie Cadmium, Blei und Barium [ 49 ]. Darüber hinaus veränderte in einer Kohortenstudie mit kanadischen Erwachsenen ein mäßiger bis schwerer Jodmangel den potenziell schädlichen Zusammenhang zwischen Fluoridbelastung und Schilddrüsenfunktion [ 50 ]. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Berücksichtigung mehrerer Belastungsfaktoren bei der Bewertung der Auswirkungen von Fluorid auf die menschliche Gesundheit.

Die Bewertung der Auswirkungen von Fluorid auf die Gesundheit im Kontext chemischer Gemische stellt konzeptionelle und statistische Herausforderungen dar. Beispielsweise können einzelne Chemikalien innerhalb eines Gemisches stark kollinear sein, komplexe Wechselwirkungen aufweisen oder nichtlineare Dosis-Wirkungs-Funktionen zeigen [ 51 ]. Eine Reihe statistischer Methoden, die im letzten Jahrzehnt entwickelt und verbessert wurden, ermöglicht es uns jedoch, die Auswirkungen chemischer Gemische auf die menschliche Gesundheit effektiver zu bewerten. Die Wahl einer geeigneten Methode richtet sich nach dem Forschungsziel [ 52 ], welches Folgendes umfassen kann: 1) die Identifizierung spezifischer Komponenten des Gemisches, die mit dem Gesundheitsergebnis in Zusammenhang stehen; 2) das Verständnis der Wechselwirkungen der verschiedenen Komponenten des Gemisches und deren Einfluss auf das Gesundheitsergebnis; oder 3) die Bestimmung der Gesamtwirkung des Gemisches auf das Gesundheitsergebnis. Die Ergebnisse von Gemischanalysen können jedoch für regulatorische Zwecke schwer zu interpretieren sein, was angesichts der ständigen Weiterentwicklung von Gemischmethoden ein wichtiger Aspekt ist [ 51 , 52 ].

Zukünftige Forschung sollte hinsichtlich der bereits bekannten gesundheitlichen Folgen einer Fluoridbelastung die Wirkung fluoridhaltiger chemischer Gemische unter Berücksichtigung der biologischen Plausibilität der aufgestellten Hypothesen untersuchen. Beispielsweise sind die zur Fluoridierung des Trinkwassers verwendeten Verbindungen selbst komplexe chemische Gemische [ 53 ], deren Wechselwirkungen und die daraus resultierende Gesamtwirkung jedoch noch unbekannt sind. Mit zunehmender Verbreitung und Verfügbarkeit statistischer Analysemethoden für Umweltgemische könnte die Untersuchung einer alltäglichen Belastung wie Fluorid im Kontext solcher Gemische dazu beitragen, die drängendsten Fragen der Fluoridforschung sowie des Umwelt- und Gesundheitsschutzes zu klären.

Geburtskohortenstudien: Stand der Erkenntnisse

In den Anfängen der Fluoridforschung waren die Studiendesigns primär experimentell oder querschnittlich angelegt, um spezifische Fragen zu Fluorid und seinen Auswirkungen auf die Mundgesundheit zu beantworten. Parallel dazu wurden in der Umweltgesundheitsforschung Methoden entwickelt, um die Kosteneffizienz von Studien zu Umwelteinflüssen und deren Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu verbessern. Dazu gehören Längsschnittstudien sowie bevölkerungsbasierte Mutter- und Geburtskohortenstudien, die die Bewertung multipler Umwelteinflüsse und ihrer Auswirkungen auf die Gesundheit im Zeitverlauf ermöglichen. Diese Studien erheben und speichern Daten aus Fragebögen, klinischen Untersuchungen und biologischen Proben, sodass Forschende nicht nur die ursprünglichen Fragestellungen beantworten, sondern auch zukünftige Forschungsbedürfnisse decken können. Eine im August 2024 veröffentlichte Monographie des National Toxicology Program (NTP) wertete systematisch über 70 Beobachtungsstudien aus und kam – mit mäßiger Sicherheit – zu dem Schluss, dass eine höhere Fluoridbelastung mit einem niedrigeren IQ bei Kindern einhergeht [ 5 ]. Eine nachfolgende Metaanalyse bestätigte diesen Befund und berichtete über einen statistisch signifikanten inversen Zusammenhang zwischen Fluoridbelastung und den IQ-Werten von Kindern [ 6 ]. Bemerkenswerterweise wurden in den besten verfügbaren Studien (d. h. den qualitativ hochwertigen Untersuchungen) inverse Zusammenhänge selbst dann beobachtet, wenn die Fluoridbelastung, gemessen in Urin und Trinkwasser, unter 1.5 mg/L lag. Drei hochwertige prospektive Geburtskohortenstudien, die während der gesamten Schwangerschaft wiederholt Urinproben analysierten, wurden identifiziert: Zwei dieser Studien, durchgeführt in Regionen mit vergleichbarer mütterlicher Fluoridbelastung wie in den USA, berichteten über signifikante inverse Zusammenhänge mit dem IQ der Kinder [ 54 , 55 ]. Die dritte Studie, durchgeführt in einem Gebiet mit geringerer mütterlicher Fluoridbelastung, fand keinen Zusammenhang mit dem IQ der Kinder [ 56 ]. Dies hat die Nutzung bestehender Daten aus Kohortenstudien in Regionen mit niedrigerer Fluoridbelastung, wie beispielsweise in Amerika und Europa, angeregt. Auf dem Internationalen Fluorid-Symposium präsentierten Forschende mit abgeschlossenen oder laufenden Studien an Mutter- und Geburtskohorten in den USA, Kanada, Mexiko und Spanien ihre bisherigen, laufenden und zukünftigen Arbeiten zu Fragen im Zusammenhang mit der Fluoridbelastung.

Die frühe Belastung Mexikos mit Umweltgiften (ELEMENT) und die Programmforschung zu Fettleibigkeit, Wachstum, Umwelt und sozialem Stress (PROGRESS)

Präsentiert von Martha M. Tellez-Rojo

Die ELEMENT-Studie, die Mitte der 1990er Jahre ins Leben gerufen wurde, ist eine umfassende, multiinstitutionelle und internationale Forschungsinitiative, die etwa 600 Mutter-Kind-Paare aus drei Geburtskohorten in Mexiko-Stadt über einen Zeitraum von bis zu 30 Jahren beobachtet (Kohorte 1 wurde zwischen 1994 und 1995 rekrutiert, Kohorte 2 zwischen 1997 und 2000 und Kohorte 3 zwischen 2001 und 2003). Seit Beginn hat das Projekt systematisch Daten von Teilnehmerinnen in verschiedenen Lebensphasen gesammelt, darunter der pränatalen Phase, der frühen bis mittleren Kindheit, der Adoleszenz und dem jungen Erwachsenenalter. Diese umfassende Nachbeobachtung hat wertvolle Erkenntnisse darüber geliefert, wie die Umweltbelastung durch Metalle und Chemikalien während kritischer Entwicklungsphasen wie Schwangerschaft und Pubertät die Gesundheit von Mutter und Kind beeinflussen kann. Die Forschung unterstreicht die Bedeutung von Umweltfaktoren in der frühen Lebensphase für die langfristige Gesundheitsentwicklung.

Die 2007 gegründete Längsschnittkohorte PROGRESS untersucht das Zusammenspiel von sozialen Stressoren, Umweltfaktoren und molekularen Biomarkern während Schwangerschaft und Kindheit. Über 17 Jahre hinweg hat PROGRESS 650 Mutter-Kind-Paare begleitet und umfangreiche Daten zu Umweltbelastungen während Schwangerschaft und Kindheit gesammelt. Die Studie nutzt sozialwissenschaftliche, epidemiologische und toxikologische Methoden, um fachübergreifende Risikofaktoren für die Gesundheit zu verstehen. Eine wesentliche Stärke von PROGRESS ist die Integration mehrerer Forschungsbereiche zur Bewertung kumulativer und interaktiver Auswirkungen von Belastungen seit der pränatalen Phase. Dieser Ansatz hilft, kritische Phasen der Verletzlichkeit und Resilienz zu identifizieren und so gezielte Interventionen zu ermöglichen.

In den letzten Jahren untersuchten die Teams von ELEMENT und PROGRESS die Auswirkungen von Fluoridbelastung, insbesondere auf die neurologische Entwicklung. 2017 und 2018 beobachteten wir, dass eine höhere Fluoridkonzentration im mütterlichen Urin während der Schwangerschaft mit einer geringeren kognitiven Leistungsfähigkeit, einschließlich niedrigerer Gesamt-IQ-Werte [ 57 ] und vermehrtem Aufmerksamkeitsdefizit bei Kindern [ 58 ], einherging. Nachfolgende Studien aus den Jahren 2020 und 2022 bestätigten diese Ergebnisse. Auch hier wurde eine pränatale Fluoridbelastung im Urin mit einem niedrigeren IQ in Verbindung gebracht, und die nonverbalen Fähigkeiten waren stärker beeinträchtigt [ 54 ]. Darüber hinaus fanden wir keine signifikante Korrelation zwischen soziodemografischen Faktoren und Fluorid-Biomarkern während der Schwangerschaft [ 59 ]. Da Speisesalz in Mexiko fluoridiert wird, entwickelten wir als Pioniere eine Datenbank zum Fluoridgehalt mexikanischer Lebensmittel [ 60 ] und stellten einen Zusammenhang zwischen der Fluoridaufnahme über die Nahrung während der Schwangerschaft und einer geringeren kognitiven Leistungsfähigkeit bei Jungen fest [ 61 ]. Des Weiteren fanden wir in unseren Studien keinen signifikanten Zusammenhang zwischen der gleichzeitigen täglichen Fluoridaufnahme über Nahrungsmittel und Getränke und der Fluoridkonzentration im Urin von Kindern. Wir stellten jedoch fest, dass die Fluoridkonzentrationen im Urin mexikanischer Kinder vergleichbar mit denen in fluoridierten kanadischen Gemeinden [ 62 ] und einer fluoridierten Gemeinde in Los Angeles, Kalifornien, USA [ 63 ] sind. Außerdem fanden wir heraus, dass die geschätzte Fluoridaufnahme über die Nahrung bei schwangeren Frauen in Mexiko im Jahr 2021 unter den zur Kariesprävention empfohlenen Werten lag [ 64 ], während eine Kalziumsupplementierung die Fluoridkonzentration im Urin in dieser Bevölkerungsgruppe senkte [ 65 ].

Unsere Arbeit erstreckte sich auch auf kardiometabolische und andere Gesundheitsaspekte. In den Jahren 2020 und 2024 berichteten wir, dass höhere Fluoridkonzentrationen im Plasma bei Mädchen in der Peripubertät mit einem erhöhten Körperfettanteil, Blutdruck und kardiometabolischen Risikofaktoren einhergingen [ 66 ]. Wir fanden außerdem einen Zusammenhang zwischen der Fluoridaufnahme über die Nahrung und dem Lipidprofil sowie dem HbA1c-Wert bei Kindern [ 67 ]. Untersuchungen aus den Jahren 2019 und 2021 zeigten, dass die Fluoridaufnahme über den Urin während der Peripubertät bei Jungen mit einer verzögerten Pubertätsentwicklung [ 68 ] und eine höhere Fluoridzufuhr mit einer geringeren Kariesrate bei Jugendlichen assoziiert war [ 69 ]. Darüber hinaus stellten wir fest, dass die Fluoridkonzentration im Urin zu Beginn der Schwangerschaft mit einem höheren Geburtsgewicht und einer größeren Geburtslänge zusammenhing [ 70 ]. Es wurden jedoch keine Zusammenhänge zwischen einer geringen Fluoridaufnahme in der Kindheit und der Nierenfunktion gefunden [ 71 ].

Mutter-Kind-Forschung zu Umweltchemikalien (MIREC), Kanada

Präsentiert von Christine Till

Die MIREC-Studie ist eine kanadaweite prospektive Schwangerschafts- und Geburtskohortenstudie, die untersucht, ob die Exposition der Mutter gegenüber Umweltchemikalien mit negativen Auswirkungen auf die Schwangerschaft und die Gesundheit des Kindes zusammenhängt. Schwangere Frauen ( n = 2001) wurden zwischen 2008 und 2011 im ersten Trimester ihrer Schwangerschaft in zehn Städten rekrutiert: Vancouver, Edmonton, Winnipeg, Sudbury, Ottawa, Kingston, Toronto, Hamilton, Montreal und Halifax. Informationen zum Kohortenprofil, den Rekrutierungsdetails und der Nachbeobachtung sind an anderer Stelle beschrieben [ 72 , 73 ].

Die Fluoridbelastung wurde bei Mutter-Kind-Paaren mithilfe von Biomarkern (Urin, Zähne), Trinkwasseranalysen und Fragebogendaten zur Fluoridaufnahme über die Nahrung gemessen. Über 5000 Urinproben wurden im Verlauf der Schwangerschaft regelmäßig entnommen (1. Trimester, n = 1885; 2. Trimester, n = 1738; 3. Trimester, n = 1660). Zusätzlich wurden die Fluoridkonzentrationen im Urin von 654 Kindern im Alter von 2 bis 5 Jahren gemessen. Darüber hinaus wurden Daten zum Fluoridgehalt im Trinkwasser von Wasserwerken erhoben, von denen die Hälfte Fluorid zusetzte. Diese Daten wurden den Teilnehmerinnen der MIREC-Studie zugeordnet, indem ihre Postleitzahlen der jeweiligen Wasserwerksregion und dem Schwangerschaftsjahr zugeordnet wurden.

Die MIREC-Studie ist die bisher weltweit größte Biomonitoring-Studie zu Fluoridwerten bei Schwangeren. Die Ergebnisse zeigten, dass Frauen in fluoridierten Gebieten etwa doppelt so hohe Fluoridkonzentrationen im Urin aufweisen wie Frauen in nicht fluoridierten Gebieten [ 27 ]. Trinkwasser und schwarzer Tee wurden als Hauptquellen identifiziert.

Im Rahmen der MIREC-Kohorte wurden Zusammenhänge zwischen Fluoridbelastung und der neurologischen Entwicklung von Kindern untersucht. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählt ein Zusammenhang zwischen höheren Fluoridkonzentrationen im Urin während der Schwangerschaft und einem niedrigeren IQ bei Jungen [ 55 ]. Ein stärkerer Zusammenhang mit dem IQ zeigte sich bei pränataler (mütterlicher) im Vergleich zu gleichzeitiger (kindlicher) Fluoridbelastung [ 74 ] sowie bei Müttern mit niedrigem Jodstatus (< 200 µg /g) [ 50 ]. Darüber hinaus korrelierten höhere Fluoridkonzentrationen im Leitungswasser während der ersten sechs Lebensmonate mit einem niedrigeren Handlungs-IQ sowohl bei Säuglingen, die mit Säuglingsnahrung ernährt wurden, als auch bei gestillten Säuglingen, selbst nach Berücksichtigung der pränatalen Fluoridbelastung [ 75 ]. Steigende Fluoridkonzentrationen im Trinkwasser gingen außerdem mit einer geringeren Sehschärfe und einem weniger ausgereiften autonomen Nervensystem bei Säuglingen einher [ 76 ].

Jüngste Studien haben gezeigt, dass schwangere Frauen, die fluoridiertes Leitungswasser tranken, eine verminderte Schilddrüsenfunktion [ 77 ] und Veränderungen der Schilddrüsenhormone [ 78 ] aufwiesen. Schwangere, die länger als ein Jahr fluoridiertes Leitungswasser konsumierten, hatten ein fast doppelt so hohes Risiko, an einer klinischen Hypothyreose zu erkranken. Bei Frauen ohne Autoimmunerkrankung der Schilddrüse war das Risiko für eine Hypothyreose fast viermal so hoch.

Zu den laufenden Arbeiten gehört die Messung von Fluorid und anderen Metallen im Zahndentin anhand von 550 Milchzähnen von 350 Kindern der MIREC-Kohorte. Mithilfe von Dentinfluoridmessungen soll untersucht werden, ob eine kumulative Fluoridexposition im Zahndentin mit einem niedrigeren IQ und verminderter Aufmerksamkeit einhergeht. In dieser zukünftigen Arbeit werden die Zeitfenster der Anfälligkeit untersucht.

Präsentiert von Carly Goodman und Guillermo Tamayo-Cabeza

Die New Hampshire Birth Cohort Study (NHBCS) ist eine laufende prospektive Geburtskohortenstudie, die 2009 begann. Ziel der NHBCS ist es, zu untersuchen, wie sich Schadstoffe in Trinkwasser und Lebensmitteln auf die Gesundheit von Schwangeren und ihren Kindern auswirken [ 79 ]. Eine parallel laufende Studie untersucht die Fluoridbelastung von 578 Mutter-Kind-Paaren der NHBCS. In dieser prospektiven Studie wurden bei 464 Mutter-Kind-Paaren Daten zur kindlichen neurokognitiven Entwicklung (IQ-Werte, Verhaltensbeurteilungen, motorische Fähigkeiten), mütterliche Zehennagel- und Urinproben, Wasserproben sowie detaillierte Informationen zur Häufigkeit und Menge der Wasser- und Nahrungsaufnahme erhoben. Die NHBCS-Kohorte bezieht ihr Trinkwasser aus privaten Brunnen, die häufig natürlich vorkommendes Fluorid enthalten. In New Hampshire liegt die mediane Fluoridkonzentration bei 0.4 mg/l, und 9 % der Wasserproben überschreiten den zulässigen Grenzwert für sekundäre Schadstoffe von 2.0 mg/l. Die NHBCS bietet eine einzigartige Gelegenheit, die Dosis-Wirkungs-Beziehungen zwischen Fluorid und Entwicklungsneurotoxizität zu untersuchen und dabei auch wichtige individuelle Variablen wie Alter, verschiedene Fluorid-Biomarker, Trinkgewohnheiten, Fluoridaufnahme aus anderen Quellen und Zeitpunkt der Exposition zu berücksichtigen.

Derzeit untersuchen wir die Auswirkungen pränataler Fluoridbelastung (gemessen in Urin, Wasser und Zehennägeln) auf motorische Fähigkeiten, Verhalten und IQ. Wir untersuchen außerdem die Auswirkungen der Fluoridbelastung im Säuglingsalter durch Fluoridpräparate und mit Leitungswasser zubereitete Säuglingsnahrung auf die neurologische Entwicklung.

Präsentiert von Carrie Breton und Tracy Bastain

Die MADRES-Studie ist eine prospektive Schwangerschaftskohortenstudie mit überwiegend einkommensschwachen, hispanischen Mutter-Kind-Paaren im urbanen Los Angeles. Über 60 % der MADRES-Teilnehmerinnen leben in einer der 10 % der am stärksten umweltbelasteten Gemeinden Kaliforniens. Zudem leben die meisten Teilnehmerinnen in historisch benachteiligten Vierteln, in denen der Zugang zu wirtschaftlichen Chancen systematisch verwehrt wurde [ 80 , 81 , 82 ]. MADRES untersucht Umwelt- und Sozialfaktoren, die die Gesundheit von Mutter und Kind während und nach der Schwangerschaft beeinflussen. Insgesamt nahmen 1,065 Frauen während ihrer Schwangerschaft zwischen November 2015 und Mai 2023 an der MADRES-Kohorte teil. Ab 2015 wurden schwangere Frauen vor der 30. Schwangerschaftswoche (ca. 75 % vor der 20. Schwangerschaftswoche) in verschiedenen Partner-Gemeindegesundheitszentren rekrutiert, die sich auf die Versorgung medizinisch unterversorgter Bevölkerungsgruppen spezialisiert haben. Das Studienprotokoll, das Studiendesign und die detaillierten Studienverfahren der MADRES-Kohorte sind an anderer Stelle beschrieben [ 83 ]. Kurz gesagt, die Datenerhebung erfolgt durch zweisprachiges und bikulturelles Studienpersonal aus den Zielgemeinden, das die Fragebögen mündlich, entweder telefonisch oder im Rahmen persönlicher Studienbesuche, ausfüllt. Die Entnahme von Bioproben, anthropometrische Messungen und weitere Studienverfahren für Mütter und Kinder werden persönlich in der MADRES-Studienklinik an der University of Southern California durchgeführt.

Zu den Gesundheitsdaten der Mütter zählen hypertensive Schwangerschaftsstörungen (HDP), Schwangerschaftsdiabetes (GDM), Gewichtszunahme/-retention während der Schwangerschaft, kardiometabolische Gesundheit nach der Schwangerschaft, Depression (vor und nach der Geburt und langfristig) und allostatische Belastung. Zu den Ergebnissen für Kinder zählen die per Ultraschall gemessene fetale Entwicklung, Geburtsergebnisse (z. B. Geburtsgewicht, Frühgeburt), Wachstumsverläufe/Adipositas, Körperzusammensetzung (mit EchoMRI™), Gesundheit der Atemwege, Asthmainzidenz und neurologische Entwicklung (einschließlich psychomotorischer Entwicklung/Entwicklungsmeilensteine, Temperament des Säuglings, neurologische Verhaltensentwicklung und Merkmale von Autismus-Spektrum-Störungen). Daten zur Umweltbelastung wurden im Laufe der Zeit den Wohnadressen der Teilnehmerinnen zugeordnet (z. B. Luftverschmutzung durch Umgebungs- und Verkehrsbedingungen) oder in gelagerten Bioproben gemessen (z. B. Fluorid, per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS), Metalle, neu auftretende bedenkliche Chemikalien).

Wir maßen die mütterlichen Fluoridkonzentrationen im Urin (MUFsg), korrigiert um das spezifische Gewicht des Urins, in 293 Spontanurinproben von MADRES-Teilnehmerinnen im ersten Trimester und in 490 Proben aus dem dritten Trimester. Die Proben wurden im Rahmen persönlicher Studienbesuche entnommen. Die medianen Fluoridkonzentrationen im dritten Trimester (0.80 mg/L, IQR = 0.59 mg/L) waren höher als im ersten Trimester (0.65 mg/L, IQR = 0.50 mg/L). Ältere Teilnehmerinnen, solche mit höherem Einkommen und nicht-hispanische Weiße wiesen höhere MUFsg-Werte auf. Höhere MUFsg-Konzentrationen korrelierten im ersten Trimester mit niedrigeren Quecksilberwerten im Blut und im dritten Trimester mit höheren Bleikonzentrationen im Blut. Wir stellten außerdem fest, dass ein höherer MUFsg-Wert mit höheren Konzentrationen von Metallen im Urin, darunter Antimon, Barium, Cadmium, Kobalt, Kupfer, Blei, Nickel, Zinn und Zink, in einem oder beiden Trimestern einherging [ 49 ].

Die MADRES-Kohorte ist die erste US-amerikanische Schwangerschaftskohorte, die den Einfluss der Fluoridbelastung während der Schwangerschaft auf die neurokognitive Entwicklung von Kindern untersucht. Wir analysierten 229 Mutter-Kind-Paare, bei denen MUFsg-Konzentrationen gemessen wurden und die die dreijährige Nachuntersuchung absolviert hatten. Mütter, die während der Schwangerschaft geraucht hatten, wurden von der Analyse ausgeschlossen. Die neurokognitive Entwicklung wurde mithilfe der Child Behavior Checklist 1.5–5 (CBCL1.5–5) erfasst. Wir untersuchten die zusammengesetzten T-Werte für Gesamtprobleme, internalisierende und externalisierende Probleme. In dieser Untergruppe betrug die mediane MUFsg-Konzentration 0.76 mg/L (IQR = 0.51–1.19). Innerhalb des IQR der MUFsg-Belastung fanden wir eine fast doppelt so hohe Wahrscheinlichkeit, dass der T-Wert für Gesamtprobleme im grenzwertigen oder klinischen Bereich lag (OR = 1.83; 95 %-KI: 1.17–2.86). Wir stellten außerdem fest, dass ein Anstieg des MUFsg-Wertes um den Interquartilsabstand (IQR) mit einem Anstieg des T-Wertes für internalisierende Probleme um 2.29 Punkte (95 %-KI: 0.47–4.11) und des T-Wertes für Gesamtprobleme um 2.14 Punkte (95 %-KI: 3–0.29,3.98) einherging. Darüber hinaus fanden wir mehrere signifikante Zusammenhänge zwischen höheren MUFsg-Werten und höheren Werten auf verschiedenen syndrom- und/oder DSM-5-orientierten Skalen, darunter die Skalen für emotionale Reaktivität, somatische Beschwerden, Angstprobleme und Autismus-Spektrum-Störungen [ 63 ]. Insgesamt stimmen die Ergebnisse der MADRES-Kohorte mit früheren Studien überein, die darauf hinweisen, dass eine pränatale Fluoridbelastung mit negativen Auswirkungen auf die neurologische Entwicklung von Kindern verbunden ist.

Präsentiert von Jesus Ibarluzea-Maurolagoitia und Mikel Subiza-Perez

Die INMA-Geburtskohortenstudie ist eine multizentrische Forschungsinitiative in Spanien, die den Zusammenhang zwischen pränatalen und frühen postnatalen Umweltbelastungen und verschiedenen Entwicklungs- und Gesundheitsergebnissen analysieren soll. Aufgrund des internationalen Interesses an den möglichen Auswirkungen von Fluoridexposition auf die neurologische Entwicklung haben wir Studien mit der INMA-Gipuzkoa-Kohorte durchgeführt. Diese Kohorte ist einzigartig, da sie als einzige in einem Gebiet eingerichtet wurde, in dem während des ersten Rekrutierungszeitraums von 2006 bis 2008 sowie während der meisten Nachuntersuchungen im Alter von 2, 4, 6, 8, 11 und 14 Jahren die Fluoridierung des öffentlichen Trinkwassers in Gemeinden mit mehr als 30,000 Einwohnern umgesetzt wurde. Durch diese Struktur wurden die INMA-Gipuzkoa-Teilnehmer natürlich in zwei Gruppen unterteilt: diejenigen, die in Gemeinden mit fluoridiertem Trinkwasser leben, und diejenigen ohne. Wir ermittelten die Fluoridexposition durch die Analyse von Urinproben sowohl der Mütter (pränatal) als auch der Kinder (postnatal).

In einer Reihe veröffentlichter Arbeiten [ 84 , 85 ] untersuchten wir die Zusammenhänge zwischen Fluoridbelastung, kognitiven Funktionen und ADHS. In der ersten Studie fanden wir einen positiven Zusammenhang zwischen dem Fluoridgehalt im mütterlichen Urin und den IQ-Werten vierjähriger Jungen; dieser Effekt konnte jedoch bei weiblichen Teilnehmern nicht bestätigt werden. In der zweiten Studie stellten wir keinen statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen pränataler Fluoridbelastung und den ADHS-Werten bei der Nachuntersuchung im Alter von acht Jahren fest. Wir beobachteten jedoch einen inversen Zusammenhang zwischen pränataler Fluoridbelastung und den ADHS-Werten im Alter von elf Jahren. Unsere Studienergebnisse stehen im Widerspruch zu einem Großteil der bestehenden Literatur, obwohl andere Studien Zusammenhänge beschreiben, die von den erwarteten negativen Auswirkungen auf die neurologische Entwicklung und Kognition abweichen [ 56 , 86 ].

Wir erweitern unsere Analysen um weitere relevante Gesundheitsindikatoren wie psychische Gesundheit und Verhaltensprobleme [ 87 ]. Bislang konnten wir in den Nachuntersuchungen im Alter von 8 und 11 Jahren (derzeit in Begutachtung) keinen Zusammenhang zwischen pränataler Fluoridbelastung und internalisierenden oder externalisierenden Problemen feststellen. In Anlehnung an Hall (2024) [ 77 ] werden wir mögliche endokrine Störungen der Schilddrüsenhormone während der Schwangerschaft untersuchen. Schließlich werden wir mithilfe eines Längsschnittansatzes weitere kognitive Funktionen wie das Arbeitsgedächtnis und exekutive Funktionen analysieren.

Präsentiert von Kelly Brunst und Mauro Martinez

Die CCAAPS-Studie ist Teil einer größeren kombinierten Kohorte, die auch Teilnehmer der HOME-Studie (Health Outcomes & Measures of the Environment) umfasst. Die CCAAPS- und HOME-Studien wurden zur Cincinnati Combined Childhood Cohort (C4) zusammengeführt. Beschreibungen der Einschlusskriterien, der Rekrutierung und der relevanten Methoden der einzelnen Kohorten sind bereits verfügbar [ 88 , 89 , 90 , 91 ]. Im Jahr 2022 begann die CCAAPS-Kohorte mit Studien, die den Einfluss der Fluoridkonzentration im Urin von Kindern auf die neurologische Entwicklung im Alter von 12 Jahren untersuchen. Dabei zeigte sich, dass höhere Fluoridkonzentrationen im Urin signifikant mit verstärkten internalisierenden Symptomen wie Angstzuständen, Depressionen und Somatisierung einhergehen. Dieser Effekt schien zudem geschlechtsspezifisch zu sein: Jungen wiesen mehr internalisierende Symptome auf als Mädchen [ 87 ]. Die C4-Kohorte hat ihre Arbeit inzwischen auf die Erforschung potenzieller Wirkmechanismen ausgeweitet. Sie führten eine epigenomweite Assoziationsstudie durch, um zu untersuchen, wie sich die Fluoridexposition im Alter von 12 Jahren auf das Epigenom, insbesondere auf die DNA-Methylierung, auswirkt. Es wurde festgestellt, dass mehrere Loci als Reaktion auf die Fluoridkonzentrationen im Urin der Kindheit unterschiedlich methyliert sind, was darauf hindeutet, dass diese Veränderungen die Expression von Genen, die an der neuronalen Entwicklung beteiligt sind, geschlechtsspezifisch beeinflussen könnten [ 92 ].

Eine Einschränkung bisheriger Studien zum Zusammenhang zwischen Fluoridexposition und Gesundheitsfolgen liegt in der Verwendung von Biomarkern, die nur kurze Expositionszeiträume erfassen. Um dieses Problem zu beheben, wird die C4-Kohorte in Zusammenarbeit mit der PROGRESS-Kohorte eine Entdeckungs- und Replikationsstudie durchführen. In dieser Studie wird die Zahnmatrix als innovativer Biomarker genutzt, da sie die einzigartigen Eigenschaften des mineralisierten Zahngewebes ausnutzt. Dieser Ansatz ermöglicht es, die Fluoridexposition über verschiedene Entwicklungsstadien hinweg zu rekonstruieren – beginnend im Mutterleib während des zweiten bis dritten Trimesters bis zum Zahnausfall im Kindesalter. Der Zahnbiomarker wurde bereits als Instrument vorgeschlagen, um den Zeitpunkt der Fluoridexposition im frühen Kindesalter zu bestimmen und die kumulative Langzeitexposition von Kindern abzuschätzen [ 93 ].

Präsentiert von Andrea Aguiar und Susan Schantz

IKIDS ist eine prospektive Schwangerschafts- und Geburtskohortenstudie, die ursprünglich konzipiert wurde, um die kumulativen Auswirkungen der pränatalen Exposition gegenüber endokrinen Disruptoren (z. B. Phthalaten, Phenolen, per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen) sowie von mütterlichem pränatalem Stress auf die neurologische Entwicklung im Säuglings- und Kleinkindalter zu untersuchen. In Phase 1 von IKIDS wurden Frauen in zwei gynäkologischen Kliniken in Urbana-Champaign, Illinois – einem Gebiet mit fluoridiertem Trinkwasser – rekrutiert und im ersten Trimester ihrer Schwangerschaft in die Studie aufgenommen. Gesundheitsdaten, Ernährungs- und Lebensstilinformationen sowie Urinproben (erster Morgenurin) wurden zu fünf Zeitpunkten während der Schwangerschaft erhoben. Die Kinder wurden prospektiv von Geburt an begleitet und im Alter von 4–5 Monaten, 7–8 Monaten sowie 2, 3 und 4 Jahren kognitiv und verhaltensbezogen untersucht. Beschreibungen der Einschlusskriterien, der Rekrutierung und der relevanten Methoden finden sich in mehreren aktuellen Publikationen [ 94 , 95 , 96 , 97 ]. Kurz gesagt, teilnahmeberechtigt waren Frauen zwischen 18 und 40 Jahren, die bereit waren, während der Schwangerschaft eine Nüchternblutprobe sowie mehrere Urinproben abzugeben. Sie mussten innerhalb von 30 Minuten vom IKIDS-Labor wohnen und ihre Säuglinge im ersten Lebensjahr zu vier Terminen an der University of Illinois vorstellen können. Frauen mit Mehrlingsschwangerschaften und Risikoschwangerschaften waren von der Teilnahme ausgeschlossen. Insgesamt wurden 535 Säuglinge, deren Mütter zwischen Dezember 2013 und März 2020 rekrutiert wurden, direkt nach der Geburt in das IKIDS-Programm aufgenommen. Mittels Infrarot-Eye-Tracking wurden im Säuglingsalter Daten zu physikalischem Denken, Aufmerksamkeit, Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit und visuellem Erkennungsgedächtnis erhoben. Im Alter von 2, 3 und 4 Jahren wurden Daten zur frühen Sprachentwicklung und zum Verhalten anhand von Angaben der Mütter mithilfe des McArthur-Bates-Index für kommunikative Entwicklung, der Skala zur Beurteilung von Sprache und Sprache sowie der Child Behavior Checklist (CBCL) erhoben.

In Zusammenarbeit mit der Human Health Exposure Analysis Resource (HHEAR) wird die IKIDS-Kohorte nun genutzt, um Zusammenhänge zwischen der Fluoridkonzentration in mütterlichen Urinproben, die in jedem Trimester der Schwangerschaft gesammelt wurden, und der frühen kognitiven und verhaltensbezogenen Entwicklung ihrer Kinder zu untersuchen. Das HHEAR-Labor analysiert Urinproben von 338 Frauen, von denen aus jedem Trimester der Schwangerschaft eine Probe zur Verfügung stand, sowie kognitive/verhaltensbezogene Daten ihrer Kinder. Die Ergebnisse dürften 2025 vorliegen und werden die noch immer geringe Datenbasis zu US-Schwangerschaftskohorten ergänzen, die den als optimal geltenden Fluoridierungswerten des kommunalen Wassers ausgesetzt waren.

Harmonisierung vorhandener Kohortendaten zum Verständnis der Fluoridexposition und ihrer Auswirkungen auf die neurologische Entwicklung

Gruppenmitglieder: Susan Schantz, Andrea Aguiar, Marcela Tamayo-Ortiz, Tracy Bastain und Deborah Watkins

Die Harmonisierung bestehender Kohortendaten und die Konzeption neuer Kohortenstudien sind entscheidend für das Verständnis des Zusammenhangs zwischen Fluoridexposition und neurologischen Entwicklungsfolgen. Ähnliche Forschungen an verschiedenen Bevölkerungsgruppen würden präzisere und zuverlässigere Schlussfolgerungen in umfassenden Analysen der Gesamtauswirkungen der Fluoridexposition auf die neurologische Entwicklung ermöglichen.

Beispielsweise berichtete eine kürzlich erschienene NTP-Monographie zu Fluoridexposition und neurologischer Entwicklung [ 5 ] von einer geringen Aussagekraft der Studien, die den Zusammenhang zwischen Fluoridexposition und nicht-intelligenzbezogenen kognitiven und neurologischen Entwicklungsverläufen bei Kindern untersuchten. Die Autoren erklärten die geringe Aussagekraft mit der begrenzten Anzahl verfügbarer Studien, der großen Heterogenität der gemessenen Ergebnisse, der untersuchten Altersgruppen und der Methoden zum direkten Vergleich von Studien zu einem einzelnen Ergebnis.

Die Autoren berichteten außerdem, dass mehr prospektive Kohortenstudien mit Expositionsmessungen auf individueller Ebene dazu beitragen würden, Zusammenhänge zwischen einer niedrigeren geschätzten Fluoridexposition (z. B. < 1.5 mg/l Fluorid im Trinkwasser) und neurologischen und kognitiven Folgen besser zu bewerten. Bestehende Kohortenstudien mit nicht analysierten Urin- oder Trinkwasserproben und relevanten neurologischen Entwicklungsergebnissen könnten wichtige Daten liefern.

Gruppenmitglieder: E. Angeles Martinez-Mier, Gina A. Castiblanco-Rubio, Frank Lippert, Guillermo Tamayo-Cabeza, Alejandra Cantoral und Mauro Martinez

Bei der Beurteilung der Fluoridexposition bestehen vier wesentliche Herausforderungen: die technischen Einschränkungen bestehender potentiometrischer Methoden, die Einschränkungen von Ansätzen zur Ernährungsbewertung und veraltete Daten zu Quellen und Faktoren, die zur Fluoridexposition beitragen.

• Technische Einschränkungen der aktuellen potentiometrischen Methoden: Die von Taves entwickelte Methode [42] hat sich für die Rückgewinnung und Messung von Fluorid in biologischen und nicht-biologischen Proben als nützlich erwiesen. Die erfolgreiche Umsetzung von Taves' Technik hängt jedoch weitgehend vom Können des Technikers ab, ist zeitaufwändig und erfordert eine steile Lernkurve bei der Anwendung in verschiedenen Umgebungen. Erforderlich sind genaue, präzise, ​​weniger vom Bediener abhängige und effiziente Analysemethoden für größere Probenmengen.
• Einschränkungen aktueller Methoden zur Ernährungsbewertung: Ernährungsinstrumente wie FFQs [30] wurden nicht für die Berücksichtigung der Fluoridaufnahme konzipiert oder validiert. Daher fehlen wichtige Lebensmittel oder Fragen, die für eine genaue Erfassung der Fluoridaufnahme über die Nahrung hilfreich wären. Daher war sich die Gruppe einig, dass es notwendig ist, Methoden zur Ernährungsbewertung anzupassen und zu validieren, um die Fluoridaufnahme über die Nahrung besser zu erfassen.
• Die Verwendung von Fluoridkonzentrationen im Urin als Biomarker für die pränatale Fluoridexposition: Die Diskussion verdeutlichte mehrere Einschränkungen, darunter den fehlenden Konsens über die optimale Methode zur Anpassung der Urinverdünnung [98], die Unsicherheiten, die durch die physiologischen Veränderungen während der Schwangerschaft entstehen [99] und das Fehlen standardisierter Entnahmeprotokolle. Man war sich einig, dass mütterliches Plasma im Vergleich zur Urinausscheidung im Verlauf der Schwangerschaft einer geringeren Variabilität unterliegt. Die Anpassung des mütterlichen Plasmafluoridspiegels anhand des mütterlichen Hämatokrits [100] zur Berücksichtigung der Zunahme des Plasmavolumens im Verlauf der Schwangerschaft wurde ebenfalls als mögliche bessere Alternative zur Bestimmung des Fluoridspiegels im Urin diskutiert.
• Veraltete Informationen zu Quellen und Faktoren der Fluoridexposition: Die Studien, die den heutigen Empfehlungen zur Fluoridaufnahme über die Nahrung zugrunde liegen, wurden im späten 20. Jahrhundert durchgeführt [101], vor der flächendeckenden Verfügbarkeit und Verbreitung verarbeiteter Lebensmittel und vor der weltweiten Einführung von Fluorid in Mundhygieneprodukten. Es ist zwingend erforderlich, die Schätzungen zu aktualisieren und den Beitrag verschiedener Quellen zur Gesamtfluoridexposition in verschiedenen Bevölkerungsuntergruppen zu ermitteln.
• Um Studien zur genauen Messung der Fluoridexposition durchführen und neue Analysetechniken entwickeln zu können, die in der Lage sind, Probenmengen aus epidemiologischen Studien zu verarbeiten, sind Mittel aus verschiedenen Quellen erforderlich.

Gruppenmitglieder: Marta M. Tellez-Rojo, Jose L. Figueroa und Elizabeth Roberts

Fluoridbelastung, insbesondere im frühen Kindesalter, wird mit neurokognitiven Entwicklungsstörungen in Verbindung gebracht und gibt Anlass zur Sorge über mögliche langfristige wirtschaftliche Folgen. In Gebieten, in denen Fluorid natürlich in Wasser und Boden vorkommt, wurden in Studien negative Auswirkungen wie Intelligenzminderung und Verhaltensprobleme bei Kindern beobachtet [ 102 , 103 , 104 ]. Auch neuere prospektive Kohortenstudien mit Schwangeren in Regionen, in denen dem Leitungswasser oder Speisesalz Fluorid zur Zahngesundheit zugesetzt wird, haben Bedenken hinsichtlich einer möglichen neurotoxischen Wirkung auf die Entwicklung geweckt, obwohl die Ergebnisse teilweise widersprüchlich sind [ 55 , 57 , 61 , 84 ]. Während die neurokognitiven Auswirkungen der Fluoridbelastung zunehmend durch Forschungsergebnisse belegt werden, sind ihre langfristigen wirtschaftlichen Folgen noch weitgehend unerforscht.

Während des Symposiums erörterte die Gruppe die Notwendigkeit, die Forschung auszuweiten und den vermuteten Zusammenhang zwischen Fluoridbelastung und langfristigen wirtschaftlichen Folgen umfassender zu untersuchen. Diese Hypothese basiert auf der entscheidenden Rolle, die die neurologische Entwicklung für die Ausprägung kognitiver Fähigkeiten spielt, welche wiederum direkten Einfluss auf Bildung und zukünftiges Einkommen haben. So kann beispielsweise eine beeinträchtigte kognitive Entwicklung in wichtigen Wachstumsphasen zu Verzögerungen beim Schuleintritt, geringeren schulischen Leistungen und einem niedrigeren Bildungsabschluss führen. Diese schulischen Herausforderungen können sich wiederum in einer geringeren Produktivität auf dem Arbeitsmarkt, niedrigeren Löhnen und weniger Beschäftigungsmöglichkeiten niederschlagen. Bildung ist ein anerkannter Einkommensfaktor, da ein höherer Bildungsabschluss in der Regel zu besseren Berufsaussichten, höheren Löhnen und einer verbesserten langfristigen wirtschaftlichen Stabilität führt. Darüber hinaus ist Bildung mit weiteren wichtigen Lebensbereichen verbunden, wie z. B. besserer Gesundheit, höherer Lebenserwartung und einem geringeren Risiko krimineller Handlungen [ 105 , 106 , 107 , 108 ].

Um diese hypothetischen Zusammenhänge zu untersuchen, schlug die Gruppe vor, Längsschnittdaten zu erheben, die die Fluoridexposition und ihre Auswirkungen im Zeitverlauf verfolgen. Dazu gehören die Erfassung von Biomarkern für Fluoridexposition (z. B. aus Urin- oder Plasmaproben), die Messung der neurologischen Entwicklung in verschiedenen Stadien (von der frühen Kindheit bis zur Adoleszenz) und die Überwachung schulischer Ergebnisse wie schulischer Leistungen, Klassenwiederholungen und Schulabbrecherquoten. Zusätzlich wurde die Verfolgung wirtschaftlicher Ergebnisse wie Beschäftigungsstatus, Einkommensniveau und Arbeitsplatzsicherheit im Erwachsenenalter vorgeschlagen, um die umfassenderen wirtschaftlichen Auswirkungen der Fluoridexposition zu bewerten. Die Gruppe legte Wert darauf, Daten zu sozioökonomischen Faktoren, dem Bildungsstand der Eltern und dem Zugang zu Ressourcen zu sammeln, um Störeinflüsse zu kontrollieren. Indem wir Einzelpersonen über einen längeren Zeitraum und in verschiedenen Bevölkerungsgruppen beobachten, insbesondere in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen, wo nur wenige Daten vorliegen, können wir besser verstehen, wie sich die neurologischen Entwicklungsauswirkungen von Fluorid in langfristigen wirtschaftlichen Ungleichheiten niederschlagen. Diese Forschung ist von entscheidender Bedeutung, um die potenzielle Rolle von Fluorid bei der Aufrechterhaltung von Armutskreisläufen zu untersuchen und sowohl das individuelle als auch das gesellschaftliche Wohlbefinden zu verbessern. Für die Durchführung dieser Forschung sind erhebliche Mittel erforderlich, die von einer Vielzahl von Fördereinrichtungen bereitgestellt werden sollten.

Gruppenmitglieder: Dr. Mikel Subiza-Perez, Dr. Jesus Ibarluzea-Maurolagoitia, Dr. Christine Till, Dr. Carly Goodman, Dr. Kelly Brunst, Dr. Kyla Taylor, Dr. Carrie Breton, Dr. Morteza Bashash und Dr. Bruce Lanphear

Die Forschung zur Fluoridtoxizität findet nicht in einem gesellschaftlichen oder politischen Vakuum statt. In den letzten Jahren haben insbesondere in den USA kommunale Trinkwasserfluoridierungsprogramme (CWFP) eine kontroverse Debatte ausgelöst, die zu erheblichem gesellschaftlichen Widerstand und Angriffen auf Wissenschaftler führte. Am 24. September 2024 entschied Richter Edward Chen, dass Fluorid eine Gefahr darstellt, und ordnete an, dass die US-Umweltschutzbehörde (EPA) Fluorid im Rahmen des Toxic Substances Control Act reguliert.

Frühere Studien dokumentierten die Wahrnehmung der Risiken und Vorteile von Fluorid und untersuchten, wie diese Wahrnehmung mit der öffentlichen Unterstützung für die Fluoridbehandlung in Australien [ 109 ], Japan [ 110 ], Kanada [ 111 ] und den Vereinigten Staaten [ 112 ] zusammenhängt. Diese Studien konzentrierten sich jedoch primär auf die präventiven Wirkungen von Fluorid auf die Mundgesundheit und bewerteten nicht potenzielle Risiken wie Zahnfluorose, Knochenerkrankungen, Schilddrüsen- und neurotoxische Effekte, die bereits Gegenstand der Argumentation der Gegner sind [ 113 ].

Die zunehmenden Hinweise auf die Neurotoxizität von Fluorid erfordern eine neue Studie zur Untersuchung der öffentlichen Wahrnehmung von CWFP. In diesem Zusammenhang könnten Methoden, die über die üblichen quantitativen Verfahren hinausgehen, dazu beitragen, zu klären, ob verschiedene sozioökonomische Gruppen qualitativ unterschiedliche Perspektiven auf diese Thematik haben [ 114 ]. Darüber hinaus könnte eine neue Studie uns helfen zu verstehen, wie Meinungen durch die Wahrnehmung von Risiken und Nutzen von CWFP geprägt werden.

Diese Diskussion regte zu einer Reflexion über Risikokommunikation und die spezifische Rolle von Wissenschaftlern in diesem Kontext an. Generell zielt gesundheitsbezogene Risikokommunikation darauf ab, das wahrgenommene Risiko mit dem tatsächlichen Risiko einer bestimmten Exposition für die Bevölkerung in Einklang zu bringen [ 115 ] und gegebenenfalls Schutzmaßnahmen zu fördern. Der Zusammenhang zwischen Fluorid und der menschlichen Gesundheit ist komplex und umfasst mehrere gegenläufige Faktoren. Dazu gehört die Notwendigkeit, Karies vorzubeugen, während gleichzeitig potenzielle Nebenwirkungen wie Schilddrüsenfunktionsstörungen und neurotoxische Entwicklungsstörungen berücksichtigt werden müssen. Darüber hinaus werden die Wirksamkeit und die Auswirkungen lokaler Expositionen (z. B. durch Zahnpasta) im Vergleich zu systemischen Expositionen (z. B. durch Trinkwasser) intensiv diskutiert. Auch der Zeitpunkt der Exposition während der Entwicklungsphasen und die Schwellenwerte für die Dosis-Wirkungs-Beziehung tragen zur Komplexität bei. All diese Faktoren tragen zur Unsicherheit hinsichtlich der Ziele und Inhalte der Fluorid-bezogenen Kommunikation bei, insbesondere da kein Konsens über die Risiken und Vorteile von Fluorid in den für die Trinkwasseraufbereitung verwendeten Konzentrationen besteht.

Welche Themen sollten wir im Zusammenhang mit Fluorid kommunizieren? Wie vermitteln wir diese Informationen und wer ist unsere Zielgruppe? Welche konkreten gesundheitlichen Folgen wollen wir besser verstehen? Und welche ethischen Überlegungen sollten unsere Kommunikation über Fluorid leiten? Diese Fragen sind auch heute noch relevant und verdienen weitere Überlegungen, bevor wir Kommunikationsprogramme und -strategien zum Thema Fluorid entwickeln.

Die Teilnehmer sahen zudem die Notwendigkeit, die in der Forschung über die Auswirkungen von Fluorid auf die menschliche Gesundheit verwendete Terminologie zusammenzufassen (Tabelle 1 ).

Das Symposium unterstrich die Notwendigkeit kontinuierlicher Forschung, Zusammenarbeit und effektiver Kommunikation, um die Komplexität der Fluoridbelastung und ihre Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu bewältigen. Widersprüchliche Ergebnisse in Studien zu Fluorid und neurologischer Entwicklung in verschiedenen Bevölkerungsgruppen entkräften die Ergebnisse nicht gegenseitig; sie werfen vielmehr Fragen nach den fehlenden Puzzleteilen und der Notwendigkeit kontinuierlicher Zusammenarbeit und effektiver Kommunikation zwischen Wissenschaftlern auf, um Studiendesigns und Daten zu harmonisieren. Ziel ist es, die Vorteile von Fluorid zu erhalten und gleichzeitig potenzielle Gesundheitsschäden zu minimieren. Die Zusammenarbeit der Experten identifizierte im Rahmen von Präsentationen und Gruppendiskussionen folgenden Forschungsbedarf:

• Anpassung/Individualisierung von Instrumenten zur Ernährungsbewertung, die speziell auf die Bewertung der Fluoridexposition und die Erfassung aktueller Informationen zu aktuellen Expositionsquellen zugeschnitten sind
• Entwicklung von Hochdurchsatz-Analysemethoden zur Messung von Fluorid in biologischen Proben
• Auswahl von Biomarkern, die den Fluoridstoffwechsel berücksichtigen und die Anfälligkeitsfenster des betreffenden Gesundheitsergebnisses abdecken
• Anpassung der Studiendesigns bestehender und noch rekrutierender sowie zukünftiger Geburtskohortenstudien zu Umweltgiften zur Bewertung der Fluoridexposition und der neurologischen Entwicklung, da keine der bestehenden Geburtskohortenstudien speziell auf die Untersuchung der Fluoridexposition ausgelegt war (z. B. Auswahl der Biomarker, Erhebungsintervalle, Bewertung der Ernährungsexposition)
• Durchführung umfassenderer Kohortenstudien zur Umweltgesundheit, die ein hochwertiges Biomonitoring wasserbasierter Neurotoxine (wie Fluorid, Arsen, Blei, Quecksilber), wiederholte Expositionsmessungen und die Einbeziehung wichtiger Kovariaten (z. B. sozioökonomischer Status, Ernährung, Jod) unter Verwendung von Methoden zur statistischen Analyse von Umweltgemischen umfassen.
• Forschung zu niedrigen Fluoridbelastungen, die derzeit als unbedenklich gelten
• Aufbau neuer und Fortführung bestehender Partnerschaften, insbesondere internationaler oder multidisziplinärer, um die Notwendigkeit einer umfassenderen Zusammenarbeit über die wissenschaftliche Harmonisierung hinaus zu unterstreichen
• Bedarf an Finanzierung durch staatliche Fördereinrichtungen, Stiftungen und die Industrie weltweit für die oben genannten zukünftigen Forschungsarbeiten, die Entwicklung von Werkzeugen und methodische Verbesserungen
• Harmonisierung vorhandener Kohortendaten, um ähnliche Forschungen in unterschiedlichen Bevölkerungsgruppen durchzuführen
• Entwicklung effektiver Kommunikationsstrategien, um der Öffentlichkeit die Komplexität der Fluoridbelastung und ihre gesundheitlichen Auswirkungen zu vermitteln
• Effektivere wissenschaftliche Kommunikation zur Vermeidung falscher Darstellungen von Studienergebnissen
• Untersuchung des möglichen Zusammenhangs zwischen Fluoridexposition und langfristigen wirtschaftlichen Auswirkungen

Unzutreffend.

ADHS:

Aufmerksamkeits-Defizit-Hyperaktivitäts-Störung

C4:

Cincinnati kombinierte Kindheitskohorte

CBCL:

Checkliste für das Verhalten von Kindern

CBCL1.5–5:

Checkliste für das Verhalten von Kindern 1.5–5

CCAAPS:

Cincinnati-Studie zu Allergien und Luftverschmutzung bei Kindern

CI:

Konfidenzintervall

CUF:

Fluorid im Urin von Kindern

CWFP:

Programme zur Fluoridierung des kommunalen Wassers

d:

Tag (e)

DNS:

Desoxyribonukleinsäure

DSM-5:

Diagnostisches und Statistisches Handbuch psychischer Erkrankungen

z.B:

Exempli gratia (lateinisch); zum Beispiel (Englisch)

EchoMRI™:

Magnetresonanztomographie durch Echo

ELEMENT:

Studie zur Belastung mit Umweltgiften im frühen Leben in Mexiko

EPA:

Environmental Protection Agency

et al.:

Et alii (Latein); und andere (Englisch)

FFQs:

Fragebögen zur Häufigkeit der Nahrungsaufnahme

GDM:

Schwangerschaftsdiabetes

h:

Stunde (n)

HbA1c:

Hämoglobin a1c

HDP:

Hypertensive Schwangerschaftsstörungen

HÖREN:

Ressource zur Analyse der Exposition gegenüber der menschlichen Gesundheit

HMDS:

Hexamethyldisiloxan

ZUHAUSE:

Gesundheitsergebnisse und Umweltmaße

IKIDS:

Illinois-Studie zur Entwicklung von Kindern

INMA:

Infancia y Medio Ambiente

Ich F:

Intelligenzquotient

IQR:

Interquartilsabstand

MUTTER:

Mütterliche und entwicklungsbedingte Risiken durch Umwelt- und soziale Stressoren

mg F/kg/d:

Milligramm Fluorid pro Kilogramm und Tag

mg/L:

Milligramm pro Liter

MIREC:

Mutter-Kind-Forschung zu Umweltchemikalien

MUFsg:

Fluoridwerte im mütterlichen Urin, angepasst an das spezifische Gewicht des Urins

NHBCS:

New Hampshire Geburtskohortenstudie

NTP:

Nationales Toxikologie-Programm

ODER:

Wahrscheinlichkeit

PFAS:

Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen

FORTSCHRITT:

Programmforschung zu Fettleibigkeit, Wachstum, Umwelt und sozialem Stress

WHO:

Weltgesundheitsorganisation

ug/g:

Mikrogramm pro Gramm

Das Internationale Fluoridsymposium (z. B. Reisekosten, Unterkunft, Verpflegung) wurde großzügig durch ein Forschungs- und Kreativaktivitätskonferenzstipendium der Indiana University unterstützt. Weitere Mittel kamen vom Office for Research der Indiana University School of Dentistry, dem Stookey Foundation Account des Oral Health Research Institute der Indiana University School of Dentistry und dem Johnson Public Health Foundation Account des Department of Dental Public Health and Dental Informatics der Indiana University School of Dentistry. Die Organisatoren dankten für diese Unterstützung, die für die erfolgreiche Durchführung des Symposiums entscheidend war. Keine der Geldgeber war an Konzeption, Design, Datenerhebung, Analyse, Veröffentlichungsentscheidung oder Erstellung des Manuskripts beteiligt. Die Veröffentlichungskosten wurden aus frei verfügbaren Mitteln gedeckt.

Autoren und Zugehörigkeiten

1. Fakultät für Zahnmedizin, Indiana University, Indianapolis, IN, USA

   E. Angeles Martinez-Mier, Gina A. Castiblanco-Rubio, Guillermo Tamayo-Cabeza und Frank Lippert

2. Abteilung für Veterinärbiowissenschaften, College of Veterinary Medicine, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, IL, USA

   Andrea Aguiar und Susan Schantz

3. Abteilung für Bevölkerungs- und Gesundheitswissenschaften, Keck School of Medicine, University of Southern California, Los Angeles, CA, USA

   Morteza Bashash, Tracy Bastain, Carrie Breton und Howard Hu

4. Abteilung für Umwelt- und Gesundheitswissenschaften, Medizinische Fakultät, University of Cincinnati, Cincinnati, OH, USA

   Kelly Brunst

5. Gesundheitsamt, Universidad Iberoamericana, Mexiko-Stadt, Mexiko

   Alejandra Cantoral

6. Zentrum für Ernährungs- und Gesundheitsforschung, Nationales Institut für öffentliche Gesundheit, Cuernavaca, Morelos, Mexiko

   Jose L. Figueroa und Martha M. Tellez-Rojo

7. Fakultät für Gesundheit, York University, Toronto, ON, Kanada

   Carly Goodman und Christine Till

8. Abteilung für klinische und Gesundheitspsychologie und Forschungsmethoden, Universität des Baskenlandes UPV/EHU, Donostia-San Sebastián, Spanien

   Jesus Ibarluzea-Maurolagoitia & Mikel Subiza-Perez

9. Fakultät für Gesundheitswissenschaften, Simon Fraser University, Burnaby, BC, Kanada

   Bruce Lanphear

10. Abteilung für Epidemiologie, College of Public Health and Health Professions, University of Florida, Gainesville, FL, USA

    Ashley Malin

11. Icahn School of Medicine am Mount Sinai, New York, NY, USA

    Mauro Martínez

12. Schule für öffentliche Gesundheit, Universität von Michigan, Ann Arbor, MI, USA

    Karen E. Peterson und Deborah J. Watkins

13. Institut für Anthropologie, University of Michigan, Ann Arbor, MI, USA

    Elizabeth FS Roberts

14. Mailman School of Public Health der Columbia University, New York, NY, USA

    Marcela Tamayo-Ortiz

Beiträge

Alle Autoren waren an der Erstellung und kritischen Überprüfung dieser Veröffentlichung beteiligt. Die abschließende Überprüfung und Bearbeitung erfolgte durch E. Angeles Martinez-Mier, Gina A. Castiblanco-Rubio und Frank Lippert.

Korrespondierender Autor

Korrespondenz an Frank Lippert.

Ethikgenehmigung und Zustimmung zur Teilnahme

Unzutreffend.

Zustimmung zur Veröffentlichung

Alle Autoren haben dieser Veröffentlichung zugestimmt.

Konkurrierende Interessen

Es sind keine widerstreitenden Interessen anzugeben.

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