Fluor – Hilfreich oder Gefährlich?

Flour ist in seiner reinen Form das reaktivste bekannte Element. Zudem ist es stark toxisch und ätzend. Es ist durch seinen stechenden Geruch sehr auffällig und kommt in seiner reinen Form als gebundenes Doppelmolekül in Form von Gas vor. Es wird – gerade als Fluorid – viel verwendet und gelangt auch in gewissen Mengen in den menschlichen Körper. Dabei ist der Umgang mit Fluor in seiner Gefährlichkeit stets anhand der Dosis und der Bindung des Elements an sich zu beurteilen. Vor allem ist bei der Betrachtung von Fluor relevant, dass Fluoride und reines Fluor nicht verwechselt werden.

Die Frage, ob Fluor nun hilfreich oder gefährlich sei, verdient daher eine differenzierte Betrachtung. Zudem sei zu Beginn festgehalten, dass eine gewisse Konzentration an Fluor im Körper sich positiv auf die Knochen und Zähne auswirken kann.

Fluor und Fluoride – Der Unterschied zwischen Gift und hilfreichem Zusatzstoff

Fluor kommt in seiner reinen Form so gut wie nicht vor. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass es hochreaktiv ist. Entsprechend findet es sich vor allem gebunden in Mineralien. Ein kurzer Exkurs in die chemischen Grundkenntnisse lässt daran erinnern, dass hochreaktive Stoffe dazu neigen, sehr ätzend zu sein. So verhält es sich auch bei Fluor: Es greift unter anderem Glas, Aluminium, diverse weichere Metalllegierungen und organische Substanzen an. Für den Menschen bedeutet dies, dass reines Fluor niemals in Kontakt mit dem Körper kommen sollte. Es führt zu tiefgreifenden Verätzungen, Nekrosen und kann im Körper enorme Schäden anrichten. Glücklicherweise ist eine Vergiftung durch reines Fluor fast ausgeschlossen, da es wie schon erwähnt so selten vorkommt. Dennoch kann durch eine Überdosierung von Fluor-Verbindungen eine Vergiftung erfolgen. Wird sie durch chronischen Überkonsum verursacht, handelt es sich um eine Fluorose (dazu weiter unten mehr).

Weiterhin ist Fluor in Kombination mit Wasserstoff in der gelösten Form auch als Flusssäure bekannt. Diese hochgradig ätzende Säure findet viel Anwendung in der chemischen Fertigung. Außerdem kann der Stoff auch bei der Schmelze von Erzen Anwendung finden und dient hier zum Verflüssigen von Schlacken und Metallen. Als hilfreiche Werkstoffe bieten sich Fluor-Verbindungen also an. Zudem ist das Element ein wesentlicher Bestandteil von Teflon-Beschichtungen (PTFE). Es ist auch in Fluorkohlenwasserstoff (nicht zu verwechseln mit Fluorchlorkohlenwasserstoff) enthalten.

Fluoride sind hingegen Salze, in welchen sich Fluor befindet. Dabei sind diese Salze dort, wo sie vorkommen, (sie werden in der Regel beigesetzt) in sehr geringen Mengen vorhanden. Beispiele für Produkte, denen Fluoride gezielt beigesetzt werden, sind etwa Zahnpasta und Speisesalz – in allen Fällen wird dies allerdings deklariert. Die positive Wirkung von Fluoriden auf den Körper kann begründet werden.

Fluor für Zähne und Knochen

Fluor in Form von Fluorid wird Zahnpasta gezielt beigesetzt, da eine positive Wirkung die Zähne angenommen werden kann. Dabei stützt sich dies auf mehrere Faktoren:
Erstens verhält es sich beispielsweise so, dass Bakterien im Mundraum durch ihre Ausscheidungen, welche wiederum ätzend sind, die Zähne demineralisieren. Diese Demineralisierung führt wiederum zu einer Schwächung der Zahnstruktur, was das Gebiss anfälliger für Schäden macht. Das Endresultat solcher Schäden ist Karies. Fluor hat allerdings die Eigenschaft, sich, insofern es in Spuren auf den Zähnen vorhanden ist, an die gelösten Minerale zu binden und diese wieder dem Zahnschmelz zuzuführen. Entsprechend ist so die Schutzwirkung zu begründen.

Zweitens wirkt Fluor auch toxisch auf die Bakterien im Mundraum beziehungsweise hemmt deren Wachstum.
Drittens bildet Fluor an den Zähnen Fluorapatit, welcher sehr schwer wasserlöslich ist und entsprechend das Gebiss weiter schützt.

Fluorid kann also die Gesundheit des Gebisses fördern, indem es anstelle von Hydroxid-Ionen im Zahnschmelz eingebaut wird. Aus diesem Grund wird Zahnpasta Fluorid mit einer Dosis von maximal 0,15 Prozent beigesetzt. Es ist statistisch erwiesen, dass die Karieshäufigkeit sinkt, wenn die Menschen Zugang zu Fluorid haben. Dies ist nicht nur auf Zahnpasta mit entsprechendem Zusatz beschränkt, sondern lässt sich auch in Gegenden, in denen das Trinkwasser mit Fluorid angereichert ist, beobachten.

Zudem wirken Fluoride auch positiv auf die Knochen, indem sie auch hier zur Mineralisierung (und damit zur Festigung) beitragen. In einem menschlichen Körper befinden sich bei circa 70 Kilogramm Lebendgewicht 5 Milligramm Fluor.

Täglicher Bedarf und Vorkommen von Fluorid

Der tägliche Bedarf an Fluorid liegt bei Erwachsenen bei circa drei bis vier Milligramm (Männer brauchen ein wenig mehr als Frauen). Bei Kindern liegt er deutlich niedriger: Weniger als ein Milligramm wird für Säuglinge empfohlen, nicht mehr als zwei Milligramm für Kinder bis acht oder neun Jahre. Mit dem Wegfall der Milchzähne sollte die Dosierung schrittweise auf drei Milligramm ansteigen.

Zwar ist der tägliche Bedarf an Fluoriden bekannt, aber die Dosierung gestaltet sich als schwierig. Dies ist auf die ungleiche Verteilung von Fluor in den Nahrungsmitteln zurückzuführen. So sind etwa Trinkwasserquelle unterschiedlich stark angereichert (es gibt regional teils erhebliche Schwankungen) und auch die Ernährungsweise spielt eine große Rolle. Fisch, Spargel und grüner Tee enthalten von Natur aus viel von diesem Element. Fleisch enthält hingegen keine nennenswerten Mengen, denn auch Nutztiere lagern Fluoride vor allem in Knochen und Zähnen ab.

Die Dosierung ist deshalb nur sehr schwierig zu kontrollieren. Allerdings ist bei den meisten Menschen aus mehreren Gründen nicht anzunehmen, dass sie zu viel Fluor zu sich nehmen. Dies liegt zum Beispiel daran, dass dem Trinkwasser in Deutschland kein Fluorid zugegeben wird. Auch ist der Verzehr von Fisch und dunklem Tee bei den meisten Menschen unterdurchschnittlich hoch (vor allem im Vergleich mit einigen ostasiatischen Gesellschaften).

Es kann also als sinnvoll erachtet werden, Fluor gezielt aufzunehmen – entweder per Zahnpasta oder durch Nahrungsergänzungsmittel. Eine Überdosierung ist nur schwerlich möglich. Bis zu 10 Milligramm am Tag können problemlos verarbeitet werden (bei Erwachsenen).

Fluor gilt nicht als essenziell für die Ernährung. Dies wird damit begründet, dass es keine Mangelerscheinungssymptome gäbe. Es steht allerdings nicht fest, ob dies darauf zurückzuführen ist, dass der Körper wirklich keiner Fluoride bedarf oder darauf, dass die gewöhnliche Ernährung eines Menschen den Bedarf offensichtlich deckt.

Überdosierung: Fluorose und akute Vergiftung

Eine chronische Überdosierung ist möglich. Wird über einen langen Zeitraum zu viel Fluor(id) aufgenommen, kann es zu starken Verdichtungen der Knochen und Zähne kommen. Dies ist auf die Verhärtung zurückzuführen. Entsprechend können Gelenke versteifen, Knochen durch die stark erhöhte Dichte anfälliger werden (die Dichte mindert die ohnehin schon geringe Flexibilität der Knochen) und auch im Magen-Darm-Trankt zeigen sich nach einiger Zeit die toxikologischen Auswirkungen. Dabei reichen diese von Verätzungen über blutiges Erbrechen bis hin zu starkem Durst. An den Zähnen zeigt sich eine Dentalfluorose, welche im Wesentlichen in braunen, unförmigen Verhärtungen des Zahnschmelzes besteht. Eine solche chronische Vergiftung ist allerdings selten und lässt sich allenfalls bei Menschen beobachten, die ungeschützt mit dem Stoff arbeiten oder sonst wie exponiert sind. Um derart vergiftet zu werden, müssen über einen langen Zeitraum mindestens 20 Milligramm Fluor täglich aufgenommen werden. Allein durch das versehentliche Verschlucken von Zahnpasta (auch täglich!) ist dies nicht möglich.

Häufiger ist hingegen eine akute Fluorvergiftung. Hierbei kommt es bei oraler Aufnahme zu heftigem und blutigem Erbrechen, Durchfall, Durst und Schmerzen. Dies kann tödlich enden. Eine Behandlung erfolgt in der Regel durch gezielt herbeigeführtes Erbrechen und das Einflößen von Milch (Kalzium bindet an Fluor und macht es unschädlich).

Das Einatmen von Stäuben, welche belastet sind, führt hingegen zu heftigen Atemwegsreizungen und Krämpfen. Auch hier besteht ein Sterberisiko. Bei Hautkontakt kommt es hingegen zu starken Verätzungen, Gewebetod und kaum heilenden Wunden. Die Augen und Schleimhäute sind besonders empfindlich.

Es gibt keine Nahrungsmittel, deren Verzehr in großen Mengen zu einer akuten Fluorose führen würde. Die Kontamination mit dem Stoff muss von außen erfolgen, beispielsweise durch Mineralstäube oder ausgetretenes Fluor-Gas.

Medizinische Anwendung der Fluoride jenseits von Zahnpasta

Fluoride eignen sich zur Therapie von Osteoporose. Die Fluor-Verbindungen regen das Knochenwachstum an, indem sie Mineralstoffe am Zielort binden. So können schwache Knochenstrukturen unterstützt werden.

Fluoride werden zudem in Tablettenform bei Kindern standardmäßig zur Zahnprophylaxe verwendet und beugen in Kombination mit Vitamin D der Rachitis vor. Zudem gibt es Fluorid-Gel, welches bei besonders empfindlichen Zahnhälsen zum Schutz aufgetragen werden kann.

Fazit

Fluor ist ein spannendes Element. Es ist in seinen chemischen Eigenschaften durch seine hohe Reaktivität als ausgesprochen nützlich zu erachten. Auf der technischen Seite wären viele Errungenschaften ohne Fluor und seine Verbindungen nicht denkbar, was insbesondere für die Erzschmelze und damit für die Gewinnung von Metallen gilt. Es verbessert zudem Klebstoffe, Farben und Lacke und ist in Kunststoffen und deren Beschichtungen enthalten.

In der Ernährung spielt es als Spurenelement eine Rolle, weil es vor allem Knochen stärkt und Zähne schützt. Außerdem findet es sich auch in der Magensäure und im Blut und erfüllt auch hier wichtige Aufgaben.

Fluor sollte als Bestandteil der Ernährung geschätzt sein. Angst vor einer Überdosierung muss dabei niemand haben, der nicht zufällig in einem Gewinnungsgebiet von Fluoriden lebt und entsprechend belastetes Trinkwasser hat. Eine Überdosierung durch eine normale Ernährung gilt als fast unmöglich; entsprechend darf im Zweifel auf die Ergänzung durch entsprechende Zahnpasta oder Tabletten zurückgegriffen werden.

Fluoride können insgesamt als hilfreich bezeichnet werden. Es handelt sich um ein klassisches Beispiel dafür, dass die Dosis das Gift macht. Zudem sollte von reinem Fluor Abstand gehalten werden.