Trechos de:
O efeito do flúor na fisiologia da glândula pineal
Por Jennifer Anne Luke, 1997
Uma dissertação apresentada à Escola de Ciências Biológicas da Universidade de Surrey,
em cumprimento aos requisitos para o Grau de Doutor em Filosofia.
Trechos das páginas: 1-9; 51-53; 167-177
Abstrato:
O objetivo era descobrir se o flúor (F) se acumula na glândula pineal e, portanto, afeta a fisiologia pineal durante o desenvolvimento inicial. A [F] de 11 pineais humanas envelhecidas e músculos correspondentes foram determinadas usando o eletrodo F após difusão de HMDS/ácido. A média [F] da glândula pineal foi significativamente maior (p < 0.001) que a muscular: 296 + 257 vs 0.5 + 0.4 mg/kg respectivamente. Em segundo lugar, um estudo experimental longitudinal controlado foi realizado para descobrir se F afeta a biossíntese de melatonina, (MT), durante o desenvolvimento puberal, usando a taxa de excreção de 6-sulfatoximelatonina urinária, (aMT6s), como índice de síntese de MT pineal. A urina foi coletada em intervalos de 3 horas durante 48 horas de dois grupos de gerbos, (Meriones unguiculatus), baixo F (LF) e alto F (HF) (12 f, 12 m/grupo): sob LD: 12 12 , desde a pré-puberdade até a maturidade reprodutiva (9-12 semanas) até a idade adulta, ou seja, às 7, 9, 11 1/2 e 16 semanas. Os filhotes HF receberam 2.3 ug F/g PC/dia desde o nascimento até 24 dias, após os quais os grupos HF e LF receberam ração contendo 37 e 7 mg F/kg respectivamente e água destilada. Os níveis urinários de aMT6s foram medidos por radioimunoensaio. O grupo HF excretou significativamente menos aMT6s do que o grupo LF até a idade de maturação sexual. Às 11 semanas e meia, o perfil circadiano de aMT1s pelos homens com HF diminuiu significativamente, mas, às 2 semanas, foi equivalente ao dos homens com LF. Concluindo, o F inibe a síntese de MT pineal em gerbilos até o momento da maturação sexual. Finalmente, F foi associado a uma aceleração significativa do desenvolvimento puberal em gerbilos fêmeas usando peso corporal, idade de abertura vaginal e desenvolvimento acelerado da glândula ventral. Às 6 semanas, o peso médio dos testículos dos homens com HF foi significativamente menor (p <16) do que o dos homens com LF. Os resultados sugerem que o F está associado a baixos níveis circulantes de MT e isso leva a uma maturação sexual acelerada em gerbilos fêmeas. Os resultados reforçam a hipótese de que a pineal tem um papel no desenvolvimento puberal.
Capítulo 1 Informações básicas
1.1 Introdução
Neste estudo tentei descobrir se o flúor (F) tem efeitos fisiopatológicos na glândula pineal: uma proposição viável se o F se acumular na pineal e puder, assim, influenciar a sua fisiologia. A glândula pineal, ou sede da alma, como é chamada coloquialmente, está situada perto do centro anatômico do cérebro. É parte integrante do sistema nervoso central (SNC). O metabolismo do flúor no SNC não foi estudado sistematicamente. Acredita-se geralmente que o F não tem efeito no SNC porque é excluído do cérebro pela barreira hematoencefálica (Whitford et al, 1979). Todo o cérebro tem um baixo teor de F, como os tecidos moles normais em outras partes do corpo.
É notável que a glândula pineal nunca tenha sido analisada separadamente para F porque tem várias características que sugerem que ela poderia acumular F. Ela tem a maior concentração de cálcio de qualquer tecido mole normal no corpo porque calcifica fisiologicamente na forma de hidroxiapatita (AH). Possui alta atividade metabólica aliada a um suprimento sanguíneo muito abundante: dois fatores que favorecem a deposição de F nos tecidos mineralizantes. O fato de a pineal estar fora da barreira hematoencefálica sugere que o HA pineal poderia sequestrar F da corrente sanguínea se tivesse a mesma forte afinidade por F que o HA em outros tecidos mineralizantes.
A intensidade dos efeitos tóxicos da maioria das drogas depende da sua concentração no local de ação. Os tecidos mineralizantes (ossos e dentes) acumulam altas concentrações de F e são os primeiros a apresentar reações tóxicas ao F. Portanto, suas reações ao F têm sido especialmente bem estudadas. Se o F se acumular na glândula pineal, então isto aponta para uma lacuna no nosso conhecimento sobre se o F afecta ou não a fisiologia pineal. Foi a falta de conhecimento nesta área que motivou o meu estudo.
As crianças estão agora expostas a mais F do que nunca. Os fluoretos são a base de todos os programas preventivos de cárie. A redução substancial na incidência de cáries dentárias no mundo ocidental ao longo dos últimos cinquenta anos tem sido largamente atribuída ao acesso ao abastecimento de água fluoretada e ao aumento da exposição ao F nos produtos dentários. A fluoretação das águas de abastecimento é uma importante medida de saúde pública. É endossado pela OMS, pelas diretivas da União Europeia, pelo Royal College of Physicians, pelo Royal College of General Practitioners, pela BMA e pelas profissões médicas e dentárias (Samuels, 1993).
Apesar dos endossos, o uso profilático de F em odontologia tem sido um assunto controverso há décadas. Um estudo recente relatou um aumento de osteossarcomas em ratos F3441N machos que receberam água potável contendo 100-175 mg NaF/L (45-79 mg F/L) durante dois anos (NTP, 1990). Na sequência deste relatório, três organismos críticos analisaram os benefícios e riscos para a saúde pública decorrentes da exposição crónica ao F, revendo as evidências de estudos epidemiológicos humanos sobre a relação entre o cancro e a fluoretação da água e também estudos de carcinogenicidade em roedores. Eles concordaram por unanimidade que F é seguro e eficaz se usado adequadamente. O uso de F não está associado a um risco aumentado de câncer em humanos. A fluorose dentária é o único efeito adverso associado à ingestão crônica de níveis relativamente baixos de F (Kaminsky et al, 1990; USPHS, 1991; NRC, 1993). Mais pesquisas são necessárias sobre os efeitos do F no sistema reprodutivo de animais e humanos (USPHS, 1991).
A fluorose dentária (esmalte hipomineralizado e defeituoso) ocorre quando quantidades excessivas de F atingem o dente em crescimento durante seus estágios de desenvolvimento. As manifestações da fluorose variam desde opacidades quase imperceptíveis até dentes com cáries severas. Quanto maior a exposição ao F durante a formação dentária, maior é a probabilidade de desenvolvimento de fluorose dentária e mais grave é a patologia. A concentração de F na qual a fluorose se torna aparente em uma população corresponde a uma ingestão diária de cerca de 0.1 mg de F/kg de peso corporal (PC) até a idade de 12 anos, embora não haja um consenso firme sobre esta questão. Na verdade, uma alta prevalência e gravidade da fluorose dentária foi relatada em populações com uma ingestão diária estimada de F inferior a 0.03 mg F/kg de peso corporal (Blum et al, 1987).
A chamada concentração 'ótima' de F na água comunitária é definida como a concentração de F que proporciona redução máxima de cárie e causa fluorose dentária mínima, ou seja, entre 0.7 e 1.2 mg/L dependendo da temperatura ambiente média. Na época dos estudos originais de Dean, havia uma prevalência de 10-12 por cento de fluorose dentária leve em crianças nas áreas de 1 mg F/L (Dean et al, 1941, 1942). Isto foi “aceito” em troca dos benefícios na redução da cárie: um clássico compromisso de saúde pública. Nas décadas de 1930 e 1940, praticamente a única fonte de F estava na água potável. Hoje, o F é onipresente no meio ambiente, o que significa que a ingestão diária de F pelo homem vem de diversas fontes além da água da torneira.
A exposição sistêmica ao F em crianças aumentou (Leverett, 1991). A fluorose dentária leve é agora mais comum do que se poderia prever com base nas descobertas de Dean no final da década de 1930 e início da década de 1940: em comunidades fluoretadas e não fluoretadas (Leverett 1986; Pendrys e Stamm, 1990; USPHS, 1991). Vários estudos recentes relatam taxas de prevalência na faixa de 20 e 80 por cento em áreas com água fluoretada (Levy, 1994). A prevalência de 0.9 por cento (registada nos dias pré-fluoreto) em áreas contendo menos de 0.4 mg F/L na água aumentou para 6.6 por cento (USPHS, 1991). A prevalência de fluorose dentária moderada a grave aumentou USPHS, 1991; Lalumandier e Rozier, 1995). O aumento da prevalência da fluorose dentária está a causar preocupação na comunidade científica porque é um sinal precoce de toxicidade por F e é evidência de que algumas crianças estão agora a receber mais F do que é bom para elas. A questão tem o potencial de se tornar um problema significativo de saúde bucal.
De todos os tecidos, presume-se que o órgão do esmalte em desenvolvimento seja o mais sensível aos efeitos tóxicos do F. Ele contém concentrações significativamente mais altas de F e cálcio do que outros tecidos moles. Os órgãos do esmalte de ratos com 9 dias de idade continham níveis de F significativamente mais elevados do que os tecidos moles correspondentes (0.14 vs. 0.015 mg/kg). Após a administração oral de F aos filhotes de ratos (0.5 mg/kg de peso corporal), a [F] do órgão do esmalte atingiu valores máximos (0.19 mg/kg) em 30 minutos. O órgão do esmalte pode ser relativamente sensível ao aumento da ingestão sistêmica de F porque acumula F (Bawden et al, 1992).
Embora o mecanismo exato responsável pela fluorose do esmalte não seja conhecido, o F pode ter efeitos específicos na atividade normal dos ameloblastos, desenvolvendo matriz do esmalte e atividade proteolítica no esmalte em maturação (DenBesten e Thariani, 1992). O estágio de transição/maturação precoce da amelogênese é mais suscetível aos efeitos de um aumento da concentração plasmática de F. Os incisivos centrais superiores esteticamente importantes são mais vulneráveis ao F aos 22-26 meses (Evans e Stamm, 1991).
Juntamente com a calcificação no órgão do esmalte em desenvolvimento, também ocorre calcificação na pineal da criança. É um processo fisiológico normal. Uma série complexa de reações enzimáticas dentro dos pinealócitos converte o aminoácido essencial, o triptofano, em uma família inteira de indóis. O principal hormônio pineal é a melatonina (MT). Por alguma razão, as crianças pequenas apresentam os níveis mais elevados de MT plasmática. Eles também têm níveis plasmáticos de F mais elevados (recomendados do ponto de vista odontológico) do que há 50 anos. Um número crescente de crianças sofre de fluorose dentária ligeira: evidência de que receberam demasiado F durante os primeiros anos de vida. Se o F se acumular na glândula pineal durante a primeira infância, isso poderá afetar o metabolismo do indol pineal. Da mesma forma que altas concentrações locais de F no órgão do esmalte e no osso afetam o metabolismo dos ameloblastos e osteoblastos.
Se F influenciar a alta produção de MT pineal durante o desenvolvimento inicial, então as funções da pineal também podem ser comprometidas (dado que MT é o principal mediador da função pineal). Uma suposta função da pineal é o seu envolvimento no início da puberdade. Se F compromete a função pineal ao alterar a alta taxa de síntese de MT durante a infância, isso se manifesta como uma alteração no momento da puberdade?
Embora a extrapolação dos resultados dos estudos em animais para a situação humana seja difícil, este projeto pode identificar um risco potencial para a saúde humana. Portanto, os resultados irão afirmar a segurança do uso extensivo de F em odontologia ou sugerir que já ocorreram efeitos nocivos à saúde humana: de qualquer forma, esta investigação vale a pena.
1.2 Revisão da Literatura
Até onde sei, o estudo de Newburgh-Kingston é a única referência sobre o efeito do F no momento da puberdade em humanos. É a maior e mais ambiciosa pesquisa pediátrica realizada para demonstrar a segurança da fluoretação da água. O Departamento de Saúde do Estado de Nova Iorque iniciou o estudo em 1944 porque percebeu que, em última análise, haveria necessidade de uma avaliação a longo prazo de quaisquer possíveis efeitos sistémicos, bem como das alterações dentárias decorrentes do consumo de água fluoretada durante um longo período de tempo.
Grupos semelhantes de crianças foram selecionados para observação de longo prazo em Newburgh (fluoretado para 1.0 a 1.2 mg/L em 1945) e Kingston (essencialmente livre de F durante o estudo). Newburgh e Kingston foram escolhidos porque eram bem combinados: ambos estavam situados no rio Hudson, a cerca de 35 milhas de distância, com reservatórios de água semelhantes em terras altas; ambos tinham populações de cerca de 30,000 habitantes com características demográficas, condições sociais e econômicas, níveis de atendimento odontológico semelhantes, etc. Em Newburgh, de 817 crianças (com idades entre o nascimento e os nove anos) selecionadas em 1945, 500 foram examinadas em 1954- 1955; em Kingston, das 711 crianças selecionadas em 1945, 405 foram examinadas em 1954-1955.
Os exames médicos e odontológicos tiveram início em 1944 e foram repetidos periodicamente até 1955. Foi feita uma avaliação dos possíveis efeitos sistêmicos decorrentes do consumo de água fluoretada comparando o crescimento, o desenvolvimento e a prevalência de condições específicas nos dois grupos de crianças. conforme divulgado por seus históricos médicos, exames físicos e evidências laboratoriais e radiológicas. A idade de início da menstruação nas meninas foi utilizada como índice da taxa de maturação sexual.
Ao final de dez anos, os investigadores não relataram efeitos sistêmicos adversos decorrentes do consumo de água fluoretada porque não foram encontradas diferenças significativas entre os resultados dos dois grupos. A idade média da primeira menarca foi mais precoce entre as meninas em Newburgh do que entre as de Kingston: 12 anos versus 12 anos e 5 meses, respectivamente (Schlesinger et al, 1956). Embora esta diferença não tenha sido considerada importante, sugere uma associação entre o uso de água potável fluoretada e um início mais precoce da maturação sexual nas meninas. As meninas de Newburgh não usaram água fluoretada durante toda a vida. Durante os primeiros dois anos ou mais, eles receberam água não fluoretada. Além disso, a única fonte de F era a água potável.
1.3 Fontes de Flúor
1.3.1 Food
A ingestão diária normal de F é insignificante (menos de 0.01 mg) durante os primeiros meses de vida humana, porque o leite materno humano contém apenas vestígios de F (6 a 12 ng/ml): independentemente da ingestão de F para o mãe que amamenta. Ekstrand e colaboradores (1981) analisaram amostras de plasma e leite de cinco mães que amamentavam após terem tomado uma dose oral de 1.5 mg F. Houve um aumento imediato de dez vezes na [F] do plasma (70-86 ng/ ml) dentro de 30 minutos após a administração, mas a [F] do leite materno permaneceu constante ao longo do dia (2-8 ng/ml). As concentrações médias de F no leite materno humano foram de 8.9 e 5.0 ng/ml de mães que amamentam vivendo em áreas Fit de 1.7 e 0.2 mg, respectivamente (Esala et al, 1982); 6.8 ± 0.4 e 5.3 ± 0.4 ng/ml (± SEM) de mães que amamentam vivendo em áreas Fit de 1.0 e 0.2 mg, respectivamente (Spak et al, 1983).
A razão para a transferência limitada de F do plasma para o leite materno é desconhecida. Foi sugerido que a barreira fisiológica plasma-leite protege ativamente o recém-nascido dos efeitos tóxicos do F (Ekstrand et al, 1981). O leite de vaca, assim como o leite humano, contém baixos níveis de F (0.017 mg/L), mesmo quando F é adicionado à comida ou à água potável da vaca (McClure, 1949). Bebês amamentados (ou alimentados com mamadeira com leite de vaca) apresentam balanço negativo de F: mais F é excretado na urina do que ingerido na dieta. Durante o período de amamentação, o F (depositado no osso fetal durante a gravidez) é mobilizado e liberado nos fluidos extracelulares e posteriormente excretado na urina. Portanto, o desenvolvimento humano inicial sempre ocorreu num ambiente virtualmente livre de F, mesmo nas áreas com alto teor de F: um fenómeno que dura até à idade do desmame e à introdução de alimentos sólidos.
Em contraste, a ingestão de F para crianças alimentadas com mamadeira que vivem em áreas fluoretadas depende da [F] de. a) a água utilizada para reconstituir a ração; b) a própria fórmula em pó. Bebês alimentados com mamadeira em áreas fluoretadas podem receber 1.1 mg de F desde o primeiro dia: 1-150 vezes mais F por dia do que bebês amamentados, ou seja, 200 vs. 1100-5 j.tg/dia (Ekstrand, 10). A farmacocinética normal do F durante a infância é revertida. Bebês alimentados com mamadeira em áreas fluoretadas retêm mais de 1989% da dose de F ingerida nos tecidos mineralizados (Ekstrand et al, 50; 1984).
A ingestão diária de F dos alimentos pelo homem é baixa. Legumes frescos e não preparados, frutas, leguminosas, raízes, nozes, etc., raramente contêm mais de 0.2 a 0.3 mg F/kg (OMS, 1984). A maioria das espécies de plantas tem uma capacidade limitada de absorver F do solo, mesmo quando são aplicados fertilizantes contendo F (Davison, 1984). A carne de carne, aves e peixes (sem ossos) contém baixos níveis de F porque praticamente todo F nos animais ocorre nos ossos e dentes. A pele e os ossos do salmão enlatado e da sardinha contêm 8 e 500 mg F/kg, respectivamente, porque os peixes são expostos a níveis relativamente elevados de F (1.2-1.4 mg/L) na água do mar (Jenkins, 1990).
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Capítulo 2 – Metas e Objetivos
1. O objetivo do primeiro experimento foi descobrir se o F se acumula na glândula pineal humana. Os objetivos eram determinar:
- a) O [F] da glândula pineal humana e músculos e ossos correspondentes, de modo que o [F] pineal possa ser comparado ao dos músculos e ossos.
- b) A [Ca] da glândula pineal humana para que a [Ca] pineal pudesse ser correlacionada com a [F] pineal, e fosse feita uma estimativa da quantidade de hidroxiapatita (HA) na pineal.
2. O objectivo da segunda experiência foi descobrir se F afecta a fisiologia da pineal: especificamente, a sua capacidade de sintetizar melatonina (MT). O objetivo foi estabelecer um estudo longitudinal controlado dos efeitos do F na produção pineal de MT durante a transição da pré-puberdade através da puberdade até a idade adulta jovem, usando o gerbil da Mongólia (Meriones unguiculatus) como modelo animal experimental. Os níveis de 6-suifatoximelatonina urinária, aMT6s, foram utilizados como índice de síntese de MT pineal.
Os objetivos eram:
- a) Coletar urina de dois grupos de gerbilos, alto F (HF) e baixo F (LF), às 7, 9, 11Y2 e 16 semanas de idade em intervalos de 3 horas durante 48 horas para a medição subsequente de os níveis de aMT6s urinários. Os níveis de aMT6s urinários foram determinados usando radioimunoensaio (RIA).
- b) Validar o RIA para aMT6s urinários atualmente em uso no laboratório para uso com urina de gerbil.
- c) Demonstrar que a quantidade de MT sintetizada pela pineal do gerbilo reflete a taxa de excreção de aMT6s na urina do gerbilo em gerbilos com 16 semanas de idade. Os objetivos eram determinar o conteúdo de MT pineal de gerbil em intervalos de 6 horas durante 24 horas e as taxas de excreção de aMT6s urinários em intervalos de 3 horas durante 24 horas usando RIAs. A relação MT pineal/aMT6s urinários foi avaliada: (i) qualitativamente, comparando os perfis circadianos do conteúdo de MT pineal e a excreção urinária de aMT6s por gerbilos com 16 semanas de idade; (ii) quantitativamente, correlacionando o pico do conteúdo noturno de MT pineal com o total de aMT6s urinários pg / g de peso corporal / 24 horas.
- d) Comparar a taxa e o padrão de aMT6s urinários excretados pelos grupos BF e LF durante a maturação sexual.
- e) Comparar os perfis circadianos de aMT6s urinários pelos grupos HF e LF às 11 semanas Y2 (maturidade sexual) e às 16 semanas (idade adulta), a fim de descobrir se F afeta a ritmicidade da excreção urinária de aMT6s, por exemplo, a amplitude, o tempo de aparecimento e declínio da excreção urinária de aMT6s e a quantidade total de aMT6s urinárias excretadas durante o dia e a noite.
3. O objectivo da terceira experiência foi descobrir se F afecta o momento do início da maturação sexual em gerbilos. O objetivo foi comparar vários marcadores fisiológicos para o início da puberdade nos dois grupos, ou seja, as áreas das glândulas ventrais, idade da abertura vaginal, peso corporal e peso dos testículos.
4. O objectivo da quarta experiência foi demonstrar que F era a única variável entre os dois grupos. O objetivo foi comparar a [F] das cinzas ósseas de gerbil dos grupos HF e LF em várias idades.
O projeto fornecerá informações básicas sobre a taxa e os perfis circadianos da excreção urinária de aMT6s durante o desenvolvimento do gerbil, uma espécie comum na pesquisa da pineal. Esse conhecimento básico é um pré-requisito para estudos futuros utilizando medições urinárias de aMT6s como uma alternativa às determinações de MT pineal ou plasmática no gerbil. Esperava-se que os resultados contribuíssem com novos conhecimentos sobre a produção de MT pineal durante a puberdade em gerbilos e contribuíssem para o conhecimento sobre a função da pineal durante o desenvolvimento sexual.
Os resultados irão agregar novos conhecimentos sobre o destino e distribuição do F no corpo humano. Embora seja difícil avaliar a relevância dos dados dos gerbilos para a situação humana, os resultados podem sugerir uma relação entre F e o momento do início da puberdade humana. Dessa forma, o trabalho poderá ajudar a avaliar a propriedade do atual uso extensivo do F na odontologia, ou seja, afirmar sua segurança ou sugerir que o F tem efeitos fisiopatológicos na glândula pineal.
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Capítulo 10 – Discussão
Após meio século de uso profilático de fluoretos em odontologia, sabemos agora que o flúor se acumula facilmente na glândula pineal humana. Na verdade, a pineal envelhecida contém mais flúor do que qualquer outro tecido mole normal. A concentração de flúor na pineal foi significativamente maior (p < 0.001) do que no músculo correspondente, ou seja, 296 ± 257 vs. 0.5 ± 0.4 mg/kg (peso úmido), respectivamente. O baixo teor de flúor encontrado no músculo no presente estudo estava de acordo com o baixo teor de flúor nos tecidos moles – menos de 1 mg F/kg (OMS, 1984). Isso indica que o método utilizado no presente estudo foi executado corretamente; que o flúor na glândula pineal era endógeno e não havia sido introduzido nos cadáveres desde o momento da morte, por exemplo, através do fluido preservador de formalina. No entanto, a glândula pineal é única porque pode ser classificada como tecido mole ou mineralizante. Em termos de tecido mineralizado, a concentração média de flúor na calcificação pineal foi equivalente à do osso gravemente fluoroseado e mais de quatro vezes maior do que na cinza óssea correspondente, ou seja, 8,900 ± 7,700 vs. 2,040 ± 1,100 mg/kg, respectivamente. A calcificação em duas das 11 pineais analisadas neste estudo continha níveis extremamente elevados de flúor: 21,800 e 20,500 mg/kg.
Há um interesse crescente na determinação de elementos essenciais e tóxicos em tecidos neurológicos. O metabolismo do flúor no SNC não foi estudado sistematicamente. É geralmente aceito que o SNC é impermeável aos efeitos do flúor em virtude da barreira hematoencefálica (Whitford et al, 1979). A pineal humana está fora da barreira hematoencefálica. O significado disto não é claro, mas pode ser que a pineal precise “amostrar” o sangue circulante. Os resultados deste estudo são importantes porque a glândula pineal é obviamente um alvo até agora não realizado para a toxicidade crónica do flúor.
O conteúdo de fluoreto pineal variou consideravelmente entre os indivíduos (14-875 mg/kg), embora tenha sido diretamente correlacionado ao conteúdo de cálcio pineal: r = 0.73, p < 0.02. Grandes quantidades de cálcio foram demonstradas nas pineais de crianças pequenas. Na verdade, a prevalência de calcificação pineal em crianças pequenas é maior do que se pode ter sido levado a acreditar apenas pelas evidências radiológicas (Tapp e Huxley, 1971; Reyes, 1982). Além de seu alto teor de cálcio, a pineal contém colóides intracelulares, alto teor de magnésio (Krstic, 1976; Michotte et al, 1977; Allen et al, 1981); e um suprimento de sangue muito lucrativo. Todos estes são fatores que incentivam a aquisição de flúor pelos tecidos moles (OMS, 1970). Altos níveis de magnésio, manganês, zinco e cobre foram demonstrados em pineais que parecem “não calcificadas” (Michotte et al, 1977). Portanto, é provável que a pineal da criança também acumule flúor, embora isso precise de verificação. A deposição de flúor na pineal da criança deve ser um fenômeno recente. Os níveis plasmáticos de fluoreto em crianças pequenas são normalmente muito baixos e o pouco que existe é rapidamente sequestrado pelo esqueleto em crescimento. O uso extensivo de fluoretos em odontologia causou um aumento sem precedentes nos níveis plasmáticos de fluoreto em bebês e crianças pequenas.
Quaisquer efeitos fisiológicos adversos do flúor dependem da concentração em vários locais dos tecidos. Os pinealócitos podem funcionar normalmente próximos a altas concentrações de flúor? Seria possível prever que uma alta concentração local de flúor afetaria a função dos pinealócitos de maneira análoga a que uma alta concentração local de flúor afeta: i) células ósseas, uma vez que alterações histológicas foram observadas no osso com 2,000 mg F/kg (Baud et al, 1978). ); ii) ameloblastos, uma vez que a fluorose dentária se desenvolve após concentrações de flúor de 0.2 mg F/kg no órgão do esmalte em desenvolvimento (Bawden et al, 1992). As consequências são distúrbios nas funções do osso e do esmalte, ou seja, alterações na estrutura (osso e esmalte pouco mineralizados). Se a pineal acumular flúor numa idade mais precoce do que nas décadas anteriores, seria de prever que uma elevada concentração local de flúor dentro da pineal afectaria as funções da pineal, ou seja, a síntese de produtos hormonais, especificamente a melatonina. Os níveis mais elevados de melatonina pineal são produzidos durante a primeira infância.
O estudo controlado em animais realizado neste estudo produz evidências convincentes de que o flúor inibe a produção de melatonina pineal durante o desenvolvimento puberal no gerbil. Os homens e mulheres com LF excretaram quantidades semelhantes do metabólito da melatonina, aMT6s, na urina desde a pré-puberdade (7 semanas), durante a puberdade até a idade adulta jovem (16 semanas). Por exemplo, às 7 semanas, os machos LF e as fêmeas LF excretaram 30.7 ± 7.9 e 26.8 ± 6.8 ng de aMT6s/24 horas, respectivamente; às 16 semanas, 31.6 ± 10.9 e 29.8 ± 8.2 ng aMT6s/24 horas. Não houve diferença de sexo. Estes resultados concordam com relatos anteriores de que as taxas de excreção urinária de aMT6 permanecem constantes durante a puberdade humana, sem diferença entre os sexos (Young et al, 1988; Bojkowski e Arendt, 1990; Tetsuo et al, 1982).
Quando os dados foram corrigidos para o peso corporal, o grupo LF excretou progressivamente menos aMT6s urinários de 7 a 16 semanas (p <0.01). Os machos LF e as fêmeas LF excretaram significativamente mais aMT6s às 7 semanas: 569 + 148 e 602 + 168 pg/g PC/24 horas do que às 16 semanas: 397 + 148 e 443 + 126 pg/g PC/24 horas, respectivamente. Este padrão único de excreção urinária de aMT6s também foi demonstrado em estudos puberais humanos (Young et al, 1988; Rager et al, 1989; Bojkowski e Arendt, 1990). Os machos e fêmeas com LF excretaram aMT6s totais semelhantes de 7 a 16 semanas e seus perfis circadianos de aMT6s urinários foram surpreendentemente semelhantes em 11 semanas e meia e 1 semanas. Isto está de acordo com estudos humanos anteriores que não encontraram diferença entre os sexos entre as taxas relativas de excreção de aMT2s durante a puberdade.
Os resultados dos aMT6s urinários excretados por gerbilos LF durante o desenvolvimento puberal são “clássicos” no sentido de que são semelhantes aos relatados em vários estudos puberais humanos. Portanto, o grupo LF representa gerbilos 'normais' em relação aos níveis urinários de aMT6 excretados durante a maturação sexual. O fato de os resultados do grupo LF terem sido previstos indica que o experimento foi executado corretamente. Portanto, este projeto produziu dados de base úteis sobre as taxas de excreção urinária de aMT6s pelo gerbil que podem ser usados em investigações futuras usando medições de aMT6s urinárias como uma alternativa às medições de melatonina pineal. Porém, a exatidão dos resultados do grupo LF acentua os resultados divergentes do grupo HF.
Às 7 semanas, os homens pré-púberes com IC excretaram quase metade dos aMT6s urinários que os homens com LF: 16.4 + 4.2 vs. 30.7 + 7.9 ng/24 h: p < 1.5E-05; em termos relativos, 308 + 76 vs 569 + 148 pg/g PC/24 horas, respectivamente: p < 0.00002. Os homens com HF continuaram a excretar significativamente menos aMT6s do que os homens com LF durante a puberdade: às 9 semanas, 19.6 + 4.7 vs 27.9 + 7.7 ng/24 horas (p < 0.004); em termos relativos, 320 ± 75 vs. 425 ± 113 pglg PC/24 horas, respectivamente (p < 0.01); às 11 semanas e meia, 1 ± 2 vs. 21.9 ± 5.7 ng/33.0 horas (p< 9.8); em termos relativos, 24 ± 0.003 vs. 299 ± 74 pg/g PC/449 horas, respectivamente, (p < 111). Às 24 semanas, os homens com IC excretaram níveis normais de aMT0.001s. De fato, gerbilos adultos jovens excretaram aMT16s totais semelhantes e exibiram perfis circadianos semelhantes de aMT6s, independentemente do sexo ou tratamento.
Às 7 semanas, as fêmeas I-IF também excretaram significativamente menos aMT6s do que as fêmeas LF, 18.1 ± 5.5 vs. 26.8 ± 6.8 ng/24 h, (p < 0.002); em termos relativos, 359 ± 109 vs. 602 ± 168 pg/g PC/24 horas, respectivamente, (p < 0.0004). Posteriormente, o nível de significância estatística entre a taxa de excreção de aMT6s pelas mulheres com HF e com LF diminuiu progressivamente: às 9 semanas, p < 0.02; e às 11 1/2 e 16 semanas, as fêmeas FT e as fêmeas LF excretaram aMT6s totais semelhantes com perfis circadianos semelhantes.
O grupo HF não apenas excretou significativamente menos aMT6s urinários do que o grupo LF, mas os padrões de excreção foram diferentes dos do grupo LF. Após a correção para o peso corporal, o grupo HF apresentou uma taxa uniforme e constante de excreção de aMT6s durante a maturação sexual: ao contrário do grupo LF, que excretou progressivamente menos aMT6s durante a puberdade. Às 7 semanas, o grupo HF (ao contrário do grupo LF) não excretou os seus níveis relativos mais elevados de aMT6s urinários. Às 11 semanas e meia, os homens com FM produziram um perfil circadiano atenuado de aMT1s urinários com uma amplitude diminuída dos valores de pico noturnos, duração reduzida dos valores elevados noturnos e uma mudança no padrão temporal. Estas alterações não seriam distinguíveis daquelas observadas após a manipulação do fotoperíodo. Às 2 semanas e meia, os homens I-IF excretaram significativamente menos aMT6s urinários do que as mulheres FM: 11 ± 1 vs. 2 ± 6 ng21.9-h, (p<5.7); em termos relativos, 26.1 ± 9.5 vs. 124 ± 0.05 pg/g PC/299 horas, respectivamente, (p < 74).
O projeto também demonstrou que os níveis urinários de aMT6 refletem a produção de melatonina pineal no gerbil. Por inferência, desde a pré-puberdade até a idade adulta jovem, a pineal do gerbil (macho e fêmea) normalmente secreta uma produção constante de melatonina, embora, após correção para o peso corporal, haja um declínio progressivo significativo na produção de melatonina com a idade. O flúor inibiu a síntese pineal de melatonina em gerbos machos e fêmeas pré-púberes. Os efeitos inibitórios do flúor na produção de melatonina pineal duraram mais nos homens do que nas mulheres. Uma produção 'normal' de melatonina pineal foi produzida pelas mulheres FT às 11 semanas e meia; pelos homens com IC às 1 semanas.
Os gerbilos fêmeas atingem a maturidade sexual funcional mais cedo do que os gerbilos machos. Os gerbilos fêmeas podem dar à luz aos 72 dias (Cheal, 1983), enquanto os gerbilos machos podem ter entre 130 e 140 dias de idade antes de gerarem as primeiras ninhadas (Norris e Adams, 1972). Os resultados sugerem que o flúor inibiu a síntese de melatonina pineal até o momento da maturação sexual no gerbil. O flúor não inibiu a síntese de melatonina pineal em gerbos fêmeas uma vez sexualmente maduras (às 11 semanas e meia) e permitiu que a produção de melatonina pineal atingisse valores “normais”. O flúor continuou a inibir a síntese de melatonina pineal em gerbilos machos às 1 semanas e meia porque os gerbilos machos demoram mais para atingir a maturidade sexual. A produção de melatonina pineal só atingiu valores “normais” às 2 semanas de idade.
A hipótese mais plausível para a diminuição significativa observada na taxa de excreção urinária de aMT6s pelo grupo HF é que o flúor afeta a capacidade da pineal de sintetizar melatonina durante o desenvolvimento puberal no gerbil. O flúor pode afetar a conversão enzimática do triptofano em melatonina. Embora a melatonina tenha sido o hormônio investigado neste projeto, o flúor também pode afetar a síntese de precursores da melatonina (por exemplo, serotonina) ou outros produtos pineais (por exemplo, 5-metoxitriptamina). Isto dependeria da(s) posição(ões) da(s) enzima(s) suscetível(s). Por alguma razão desconhecida, a calcificação pineal começa intracelularmente. O cálcio foi demonstrado nas mitocôndrias dos pinealócitos. Portanto, pode ser uma enzima mitocondrial sensível aos efeitos do flúor, por exemplo, triptofano-5-hidroxilase. Alternativamente, o flúor pode afectar as enzimas dos pinealócitos que requerem uma coenzima divalente porque tais enzimas são particularmente sensíveis ao flúor.
A puberdade é uma fase do desenvolvimento relacionada ao aumento do eixo hipotálamo-hipófise e é desencadeada por mecanismos ainda não totalmente esclarecidos. A melatonina é um suposto neuromodulador envolvido no processo complexo. Uma hipótese bem conhecida é que níveis reduzidos de melatonina plasmática aceleram o início da puberdade. Este projeto ofereceu uma oportunidade única para explorar esta hipótese porque o grupo com IC apresentou níveis de melatonina plasmática deprimidos durante a puberdade.
A seção sobre os efeitos do flúor nos sinais fisiológicos da maturidade sexual no gerbil foi um estudo piloto preliminar. Não havia sujeitos suficientes para tirar conclusões firmes, portanto a interpretação dos dados é conjectural. No entanto, os resultados sugerem que as fêmeas com IC tiveram um início acelerado da puberdade, conforme avaliado por vários índices de desenvolvimento puberal em roedores. Às 7 semanas, as fêmeas HF eram significativamente mais pesadas que as fêmeas LF (p < 0.004); tão pesados quanto os machos HF e os machos LF. A glândula ventral na fêmea HF desenvolveu-se significativamente mais cedo do que na fêmea LF (p < 0.004). A abertura vaginal ocorreu mais cedo na mulher HF do que na mulher LF (p < 0.03). Se houve diferença no desenvolvimento puberal masculino entre os grupos, os métodos elementares utilizados neste estudo não foram capazes de fazer essa distinção.
Às 16 semanas, os machos HF tinham um peso testicular médio significativamente menor do que os machos LF: 1.10 ± 0.11 vs. 1.32 ± 0.18 g, respectivamente (p < 0.002). A razão para isso não está clara. Às 11 semanas e meia, os homens com IC produziram significativamente menos melatonina do que às 1 semanas (quando a produção de melatonina pineal atingiu valores “normais”). Portanto, entre 2 16/11 e 1 semanas, os homens com IC apresentaram níveis progressivamente crescentes de melatonina plasmática circulante. Isto é diferente dos homens com FL, cujos níveis circulantes de melatonina no plasma diminuíram progressivamente durante o mesmo período de desenvolvimento. (A pineal masculina LF secretou uma produção constante de melatonina com um ritmo uniforme de 2 16/11 a 1 semanas e o aumento no peso corporal, de 2 g em 16 73/11 semanas para 1 g em 2 semanas, diluiria os níveis de melatonina circulante). A amplitude, duração e tempo de liberação de melatonina pineal e o ângulo de fase entre os ritmos da melatonina e outros hormônios reprodutivos são conhecidos por serem importantes na determinação dos efeitos reprodutivos da melatonina. Portanto, as pineais nos homens FT transmitiram uma mensagem incomum de melatonina aos tecidos e órgãos entre 80 16/11 e 1 semanas, o que pode ter afetado o sistema reprodutor masculino.
Alternativamente, a razão para a taxa reduzida de aMT6s urinários afetou a taxa de depuração de aMT6s pelos rins ou a taxa de metabolismo da melatonina no fígado. Um estudo recente (Dunipace et al, 1995) investigou os efeitos do flúor na função renal e hepática usando quatro grupos de ratos alimentados com 0, 5, 15 ou 50 mg F/L na água potável durante 18 meses. Concluíram que o flúor não teve efeitos fisiológicos ou genotóxicos adversos; não alterou os níveis dos marcadores sanguíneos de “bem-estar” da integridade e função dos tecidos; e histopatologias semelhantes em amostras de rim e fígado estavam presentes em todos os grupos. Os ratos mantidos em água com 50 mg F/L apresentaram uréia e creatinina urinária significativamente maiores (p < 0.05) do que os demais grupos.
No entanto, cinzas ósseas de ratos mantidos em água com 50 mg F/L durante 12 semanas continham 5,764 ± 142 mg F/kg (Dunipace et al, 1995), o que é significativamente maior do que a concentração de flúor nas cinzas ósseas de gerbilos no presente estudo. que foram mantidos com alimentação com 37 mg F/kg por 28 semanas, ou seja, 2,781 ± 95 mg/kg. A concentração de flúor no osso é um bom índice de exposição prévia ao flúor. Portanto, a dose de flúor utilizada neste estudo não foi excessiva e é improvável que a redução da produção de melatonina pineal pelo grupo FT seja devida aos efeitos do flúor na função hepática ou renal.
A ingestão diária de flúor pelos gerbilos no presente estudo foi bem tolerada. Houve apenas uma mortalidade (uma mulher com IC às 14 semanas). A justificativa por trás da administração de flúor aos filhotes de gerbos foi simular bebês alimentados com mamadeira com fórmula de leite em pó reconstituída com água fluoretada. Esses bebês recebem até 200 vezes mais flúor desde o primeiro dia do que os bebês amamentados (Ekstrand et al, 1). A dose neonatal de flúor para os gerbilos (1988 .tg F/g PC/dia) foi 2.3 vezes maior do que a dose limite estimada de flúor para bebês para o desenvolvimento de fluorose dentária. O rato tem que receber uma dose de flúor 23-4 vezes maior para atingir um nível de flúor no plasma comparável ao dos humanos. A fluorose dentária ocorreu em ratos que ingeriram 5-25 mg F/L na água (Angmar-Mánsson e Whitford, 60).
A melhor proteção contra a cárie dentária é alcançada se a fluoretação estiver disponível desde o nascimento (Ripa, 1993). A visão atual de como o flúor atua na prevenção do desenvolvimento de cárie dentária é a manutenção de altos níveis de flúor no ambiente bucal (Burt, 1995). Portanto, para obter a redução máxima da cárie dentária, os níveis plasmáticos de fluoreto são aumentados durante a primeira infância. O flúor é agora introduzido numa fase muito mais precoce do desenvolvimento humano do que nunca e, consequentemente, altera a farmacocinética normal do flúor em crianças.
Mas será que é possível aumentar drasticamente a ingestão normal de flúor pelos bebês e sair impune? A segurança do uso de fluoretos baseia-se, em última análise, na suposição de que o órgão do esmalte em desenvolvimento é mais sensível aos efeitos tóxicos do flúor. Os resultados deste estudo sugerem que os pinealócitos podem ser tão suscetíveis ao flúor quanto o órgão do esmalte em desenvolvimento. A possibilidade de uma diferença de espécie entre humanos e gerbilos não permite a extrapolação dos dados de gerbilos para humanos. No entanto, se o aumento dos níveis plasmáticos de flúor causar um declínio nos níveis de melatonina circulante durante o desenvolvimento humano inicial, consequências fisiológicas significativas já podem ter ocorrido. Alterações nas concentrações plasmáticas de melatonina são distúrbios funcionais graves porque a melatonina tem muitas funções no organismo. Os pinealogistas não desvendaram completamente os mecanismos pelos quais a glândula pineal desempenha suas funções no cérebro. O fenômeno neuroquímico provocado pela melatonina no SNC não é claro.
O primeiro passo na avaliação de um risco para a saúde de uma substância para os seres humanos é a identificação dos seus efeitos nocivos nos animais. Um risco para a saúde humana é avaliado utilizando resultados de estudos epidemiológicos humanos em conjunto com resultados de estudos em animais. O Estudo Newburgh-Kingston (Schlesinger et al, 1956) mostrou uma idade mais precoce da primeira menarca em meninas que viviam na Newburgh fluoretada do que na Kingston não fluoretada. O atual estudo em animais indica que o flúor está associado a um início mais precoce da puberdade em gerbilos fêmeas. Além disso, foram recomendadas mais pesquisas sobre os efeitos do flúor na reprodução animal e humana (USPHS, 1991). Este projeto contribuiu com novos conhecimentos nesta área.
Não pretendo discutir os méritos relativos das alegações feitas pelos antifluoretações de que a ingestão crónica de baixos níveis de flúor tem efeitos nocivos para a saúde humana, ou seja, aumenta o risco de cancro, afecta o sistema imunitário e acelera o envelhecimento. processo. Estas alegações podem estar associadas aos efeitos do flúor na pineal porque a glândula tem sido associada à oncogénese, à imunocompetência e, nos últimos anos, ao processo de envelhecimento.
Concluindo, a glândula pineal humana contém a maior concentração de flúor no corpo. O flúor está associado à síntese de melatonina pineal deprimida em gerbilos pré-púberes e a um início acelerado de maturação sexual na fêmea de gerbilo. Os resultados reforçam a hipótese de que a pineal tem um papel no momento do início da puberdade. Se o flúor interfere ou não na função pineal em humanos, requer uma investigação mais aprofundada.
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