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研究揭示了过多的氟化物是如何导致牙釉质缺陷的

研究揭示了过多的氟化物是如何导致牙釉质缺陷的

暴露在过量的氟化物中会改变钙信号、线粒体功能和形成牙釉质细胞中的基因表达——这是对儿童时期过度暴露于氟化物引起的氟斑牙症的一种新解释。这项研究由纽约大学牙科学院的研究人员领导,发表在《科学信号》杂志上。

氟化物是一种自然产生的矿物质,通过促进矿化和使牙釉质更抗酸来帮助预防蛀牙。世界各地的饮用水中都添加了氟化物——美国卫生与公众服务部建议含量为百万分之0.7——美国牙科协会认可的所有牙膏都含有氟化物。美国疾病控制与预防中心(CDC)将水氟化反应列为20世纪十大公共卫生成就之一,因为它能减少蛀牙。

虽然低水平的氟化物有助于增强和保护牙釉质,但过多的氟化物会导致氟化牙——牙齿变色,通常有不透明的白色斑点、线条或斑纹的牙釉质和糟糕的矿化。当出生到9岁左右的儿童在牙齿形成的关键时期暴露在高浓度氟化物中时,就会发生氟斑牙症,这实际上会增加他们蛀牙的风险。美国疾病控制与预防中心的一项调查发现,大约25%的美国人(年龄在6岁到49岁之间)患有某种程度的氟斑牙。

“氟化物对口腔健康的好处远远大于它的风险。但是考虑到氟斑牙的常见程度以及对导致这种疾病的细胞机制的了解程度,研究这个问题是很重要的,”纽约大学牙科学院基础科学和颅面生物学副教授、该研究的主要作者Rodrigo Lacruz博士说。

氟斑牙是一种由儿童时期过度接触氟化物引起的疾病。纽约大学牙科学院的罗德里戈·拉克鲁兹解释了让牙齿接触过量的氟化物如何改变钙信号、线粒体功能和形成牙釉质细胞的基因表达。资料来源:凯特·洛德/纽约大学

为了研究氟中毒的分子基础,研究人员分析了将牙釉质细胞暴露于氟水平的影响,这是饮用水中氟水平的上限,与氟中毒的常见地区一致。然后,考虑到钙在牙釉质矿化中的作用,他们评估了氟化物对细胞内钙信号传导的影响。

研究人员发现,将啮齿类动物的牙釉质细胞暴露在氟化物中,会导致钙离子失调,钙离子进入内质网并储存在内质网上的数量减少。内质网是细胞内的一个腔室,具有多种功能,包括储存钙离子。此外,氟化物破坏了线粒体(细胞的发电机)的功能,因此能量的产生被改变。最后,RNA测序(询问细胞的基因组)显示,在接触氟化物的牙釉质细胞中,内质网应激反应蛋白编码基因和线粒体蛋白编码基因的表达增加,后者参与细胞能量的产生。

拉克鲁兹说:“这为我们提供了一个很有希望的氟中毒发病机制。”“如果你的细胞必须生成珐琅质,而珐琅质是严重钙化的,由于接触了太多的氟化物,细胞在处理钙的能力上持续承受压力,这将反映在珐琅质晶体的形成过程中,并将影响矿化。”

然后,研究人员用来自人类的早期肾脏细胞重复了这个实验,但他们没有观察到同样的效果,当肾脏细胞暴露在氟中时——这表明珐琅质细胞不同于身体其他部位形成组织的细胞。

“你可能会认为,如果你把牙釉质细胞和肾脏细胞暴露在相同的压力下——在相同的时间内用相同数量的氟化物处理它们——你会有或多或少相似的反应。但事实并非如此。“在相同的情况下,牙釉质细胞应对压力的方式与肾脏细胞大不相同。我们正在揭示一种机制,这种机制强调了珐琅质细胞的独特性,并解释了为什么氟中毒在牙齿上比在身体其他任何地方更严重。”

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