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Chronique de l'eau:
Fluor, eau de boisson et santé

A. BENANI-NODOT*, B. KAESS**
* Les Grandes Sources de WATTWILLER, rue de Guebwiller, WATTWILLER BP89, 68703 CERNAY CEDEX
** Faculté de Chirurgie Dentaire, Université Louis PASTEUR, 67000 STRASBOURG

Le fluor est un métalloïde de la famille des halogènes. Il est le plus électronégatif de cette famille, ce qui lui confère une réactivité chimique telle qu'on ne le rencontre jamais à l'état libre dans la nature mais sous la forme d'ions fluorures. La forte affinité des ions fluorures avec les tissus calcifiés, en particulier les dents et les tissus osseux, est à la base de leur intérêt en médecine.

Dans la nature, ils sont présents dans de nombreuses roches telles que fluorine, cryolite, fluoroapatite, micas, topaze, tourmaline et sont retrouvés par conséquent dans l'eau de boisson à des concentrations variables suivant les roches traversées.
Les aliments en contiennent des quantités variables (tableau I).

Tableau I : Teneur en fluorures par catégorie d'aliments [12]

Les fluorures sont présents également dans l'air. Ils proviennent alors des poussières des sols, des fumées rejetées par les industries du verre et de l'aluminium, par les mines d'extraction des phosphates et par les gaz d'origine volcanique.

METABOLISME DES FLUORURES CHEZ L'HOMME

Chez l'Homme, les fluorures sont absorbés essentiellement lors de l'ingestion d'aliments et de boissons. Une quantité très faible, d'environ 0.04mg, est absorbée quotidiennement au niveau des poumons après inhalation. Lorsque l'air contient des fluorures d'origine industrielle ou volcanique, cette quantité augmente [2].

Absorption
75 à 90% des fluorures sont absorbés par voie orale. L'absorption s'effectue par simple diffusion au niveau de l'estomac et de l'intestin grêle. Une faible partie déjà absorbée retourne partiellement à la cavité buccale par le biais de l'excrétion salivaire des glandes principales et annexes [8]. La plaque dentaire fonctionne ici comme un réservoir qui se charge en fluorures provenant de l'eau de boisson, des aliments et des différentes thérapeutiques fluorées. Ainsi, pour une eau fluorée passant de 1 à 2mg/l de fluor, la concentration en fluorures augmente de 20.2 à 111µg/g de plaque humide chez des enfants âgés de 12 à 13ans [9].

Le tableau II présente les facteurs de variation de l'absorption des fluorures.

Tableau II : Principaux facteurs de variation de l'absorption des fluorures [17]

Diffusion
Dans le plasma, la forme active très largement majoritaire est la forme ionique libre. La concentration plasmatique maximale est atteinte 30 à 60 minutes après ingestion [8].

Distribution
99% des fluorures absorbés sont fixés par les tissus calcifiés que sont les os et les dents. Ceci est la conséquence de leur forte réactivité avec l'apatite -phosphate de calcium complexe- qui est le composant minéral des os et des dents. Ainsi 50% de la quantité absorbée chaque jour par un adulte jeune ou d'âge moyen se fixent en 24 heures aux tissus calcifiés. Chez les très jeunes individus, cette rétention est encore plus importante [8].

Dents
Au cours de l'amélogénèse qui débute vers le troisième mois de la vie intra-utérine pour les incisives centrales temporaires et qui se termine vers 13-14 ans pour les troisièmes molaires définitives, les fluorures s'intègrent au réseau cristallin de la dent par substitution des radicaux hydroxyles de l'apatite donnant la fluoroapatite, composé très résistant aux attaques acides. Après éruption dentaire, la teneur en fluorures à 50 micromètres de la surface de la dent se stabilise alors que la concentration dans la couche externe de l'émail varie en fonction de la quantité de fluorures présente dans l'environnement buccal. La concentration en fluorures est dès lors plus importante quantitativement au niveau de la couche externe de l'émail des dents.

Cas particulier du foetus :
Un passage trans-placentaire des fluorures existe dès la 19e semaine de gestation [3]. Les échanges entre la mère, le placenta, le foetus et le liquide amniotique sont importants. Il faut considérer ici le pool mère-foetus-liquide amniotique dans lequel s'effectue la régulation des mouvements des fluorures [4]. Au niveau du foetus, les fluorures s'intègrent aux tissus en voie de minéralisation. Les futures dents contiennent plus de fluorures si la mère a été supplémentée et les dents temporaires présentent alors moins de caries [4,5].

Elimination
Environ 10 à 25% de l'apport quotidien en fluorures ne sont pas absorbés et sont excrétés dans les fèces. L'élimination des fluorures absorbés est essentiellement urinaire. La clairance rénale des fluorures chez un adulte jeune ou d'âge moyen en bonne santé est environ de 35 ml par minute. Il semble qu'une diurèse importante ou un pH alcalin de l'urine augmentent cette excrétion [8].

MODES D'ACTION ET EFFETS BENEFIQUES DES FLUORURES

Les fluorures se fixent aux tissus osseux et dentaires et y exercent leurs effets.

Dents
Le rôle des fluorures dans la prévention de la carie dentaire n'est plus à démontrer. Il est unanimement reconnu depuis les travaux de DEAN publiés en 1934 [6].
Dans les années 1970, la maladie carieuse a été déclarée par l'O.M.S. troisième fléau mondial. Malgré le recul de l'incidence de la carie dans les pays industrialisés, elle constitue encore aujourd'hui un problème de santé publique [1].

C'est la conjonction de deux types d'activité - une action systémique avant l'éruption dentaire et une action topique dans la cavité buccale après cette éruption - qui explique l'activité des fluorures [8]:
- Les fluorures pénètrent dans le cytoplasme bactérien et inhibent certaines enzymes métaboliques bactériennes comme l'énolase. La glycolyse bactérienne est alors stoppée. Ils inhibent également l'incorporation intra-bactérienne des glucides. Les conséquences sont bien une inhibition de la prolifération bactérienne de la plaque dentaire et une inhibition de la formation des acides cariogènes.
- Les fluorures diminuent la solubilité de l'émail en milieu acide.
L'étude de la dissolution d'une apatite de synthèse a été entreprise au Centre de Recherches Odontologiques (Unité INSERM 424) avec une eau minérale naturelle fluorée, l'eau minérale naturelle de WATTWILLER. Elle a bien mis en évidence l'effet inhibiteur des fluorures contenus dans WATTWILLER sur la dissolution de cette apatite.
- Les fluorures favorisent la reminéralisation des lésions carieuses initiales de l'émail.

En ce qui concerne le brossage des dents des enfants de moins de 6 ans, l'O.M.S. donne les conseils suivants [8] :

- encourager le brossage des dents le plus tôt possible - ne pas utiliser de dentifrice possédant une saveur de bonbon ou contenant plus de 1500ppm de fluor - déposer une très petite quantité - moins de 5 mm - de dentifrice sur la brosse à dent - surveiller les enfants pendant le brossage afin de vérifier qu'ils n'avalent pas le dentifrice

Os
Les fluorures agissent sur les ostéoblastes dont ils augmentent le nombre et la durée de vie. Cet effet favorable s'exerce sur l'os trabéculaire. Depuis leur commercialisation en 1984, ils étaient donc utilisés au cours de l'ostéoporose à des doses quotidiennes de 25 à 50mg. Ces dernières années, les publications laissaient planer un doute sur leur efficacité réelle et sur leur tolérance [11, 15].
L'étude FAVOS (Fluoride And Vertebral Osteoporosis Study) [14] a permis de mettre en évidence l'absence de supériorité du fluor utilisé à des doses comprises entre 20 et 25mg par jour dans la survenue de nouvelles fractures vertébrales par rapport à un placebo chez des patientes âgées d'au moins 65 ans et ayant toutes un à quatre tassements vertébraux. Le traitement a été bien toléré mais l'apparition de douleurs des membres inférieurs, trois fois plus fréquente que dans le groupe placebo, a motivé une sortie de l'étude dans 11.5% des cas.
La place du fluor en Rhumatologie semble donc très réduite et l'avenir du fluor passe peut-être par son utilisation intermittente ou bien par sa prescription dans l'ostéoporose cortisonique.

APPORTS CONSEILLES

Quels sont les apports conseillés?
La règle d'or est de ne pas multiplier les apports : sel fluoré, comprimés de fluor, dentifrice fluoré avalé par les jeunes enfants...
Deux types de toxicité chronique existent :
- la fluorose osseuse pour des doses de plus de 8mg ingérés par jour. En France, des cas ont été décrits chez des buveurs d'eau minérale contenant 8.5mg/l de fluor, insuffisants rénaux ou non [13, 16].
- la fluorose dentaire pour des doses plus faibles. Elle se développe uniquement pendant l'amélogénèse.
Fréquence d'apparition et degré de fluorose dentaire sont en permanence réévalués par les autorités de santé. Aux Etats Unis (E.U.), 1.5 à 4 mg de fluorures sont considérés comme des doses quotidiennes ne présentant pas d'effet toxique pour la santé de la population adulte (tableau III).
La supplémentation préconisée en France est présentée dans le tableau IV.

Ages	Limites de prise en fluorures préconisées aux E.U.mg/jour	Ages	Supplémentations en fluorures préconisées en Francemg/jour
Avant 6 mois 6 mois-1an 1an-3ans 4ans-6ans 7ans-19ans Adultes	0.1-0.5 0.2-1.0 0.5-1.5 1.0-2.5 1.5-2.5 1.5-4	6 mois-3ans 3-6ans >6ans Femme enceinte (à partir du 5ème mois)	0.25 0.50 1.00 1.00-2.00
Tableau III : Limites de prises en fluorures		Tableau IV : Supplémentations préconisées aux E.U. préconisées aux E.U. [16] en France [9, 16]

Comment couvrir ces apports conseillés?
La supplémentation s'effectue par absorption d'eau fluorée, de sel de table fluoré ou de médicaments fluorés.
- Les eaux contiennent des quantités très variables de fluorures.
En France, la très grande majorité des eaux de distribution -eaux du robinet- contiennent moins de 1.5mg/l de fluorures [7] :

0.35% des unités de distribution présentent une teneur moyenne en fluorures supérieure à 1.5mg/l. Le maximum enregistré atteint 4.3mg/l de fluorures.
0.25% des unités de distribution présentent une teneur en fluorures inférieure ou égale à 1.5mg/l avec des dépassements occasionnels. Le maximum enregistré atteint 2.3mg/l de fluorures.

Les eaux minérales naturelles contiennent des quantités de fluorures très variables : moins de 0.1mg/l à plus de 8mg/l.
- Le sel fluoré contient 250mg/kg de fluorures sous forme de fluorures de potassium. Il doit être étiqueté "sel fluoré" ou "sel iodé et fluoré ". Sur l'emballages, figure la mention :"ne pas consommer si l'eau de boisson contient plus de 0.5mg/litre de fluor".
- Les médicaments fluorés se présentent sous forme de comprimés ou de solutions buvables. Ils apportent des fluorures de calcium ou des fluorures de sodium.

CONCLUSION

Les fluorures jouent un rôle essentiel dans la prévention des caries dentaires. Ils exercent un effet systémique pendant l'amélogénèse complété, après éruption dentaire, d'effets topiques. Les effets topiques sont de trois types :
- un effet bactéricide sur les germes de la plaque dentaire.
Les conséquences sont bien une inhibition de la prolifération bactérienne de la plaque dentaire et une inhibition de la formation des acides cariogènes.
- une diminution de la solubilité de l'émail en milieu acide.
Cet effet peut être mis en évidence sur modèle in vitro.
- une reminéralisation des lésions carieuses initiales de l'émail.

Les fluorures peuvent être apportés par une eau minérale naturelle fluorée, un sel de table fluoré ou des médicaments fluorés. Il faut toutefois veiller à ne pas multiplier les apports.

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

1. BAILLEUL-FORESTIER I., NAULIN-IFI C., Prophylaxie de la carie dentaire. Revue du Praticien, 1997, 11, 371, 15-15

2. BURT B. A., The changing patterns of systemic fluoride intake. J. Dent. Res., 1992, 71, 1228-1237.

3. CALDERA R., POISSONNIER M. H., LAURENT A. M., Etude du passage transplacentaire du fluor par les prélèvements au cordon pendant la vie intra-utérine. Pres. Méd., 1989, 18, 1708.

4. CALDERA R., CHAVINIE J., LAURENT A. M., FERMANIAN J., TORTRAT D., Fluor et grossesse. Actualité Odonto-Stomatologiques, 1987, 158, 277-288.

5. CALDERA R.,LAURENT A. M., Fluor dans le liquide amniotique. Pres. Méd., 1987, 16, 826.

6. DEAN H. T., Classification of mottled enamel. J. Amer. Dent. Assoc., 1934, 1421-1426.

7. DIRECTION GENERALE DE LA SANTE, Eaux destinées à la consommation humaine- Qualité des eaux livrées par les unités de distribution desservant plus de 5000 habitants- rapport d'enquête sur les paramètres microbiologiques, les nitrates, l'aluminium, le fer et le fluor, 1996.

8. Fluorures et santé bucco-dentaire, Série de Rapports techniques 846. ORGANISATION MONDIALE DE LA SANTE Ed., Genève, 1994.

9. GINGLINGER B., Le point sur le fluor en France en 1996. Thèse Chir. Dent., Strasbourg, 1996, 39.

10. GROBLER S.R., REDDY J., VAN WYK C.W., Calcium, phosphorus, fluoride and pH levels of human dental plaque from areas of varying fluoride levels. J. Dent. Res., 1982, 61, 986- 988.

11. KANIS J. A., Treatement of symptomatic osteoporosis with fluoride. Am. J. Med., 1993, 95(suppl5A), 53S-61S.

12. Mc CLURE F. J., Fluorine in food, survey and recent data. Public Health Rep., 1949, 64, 1061-1074.

13. MEUNIER P. J., FERMENIAS M., DUBOEUF F., CHAPUY M. C., DELMAS P.D., Augmentation de la densité osseuse vertébrale chez les grands buveurs d'eau minérale riche en ion fluor. Pres. Med., 1989, 18, 1423-1426.

14. MEUNIER P. J. et al, Osteoporos Int, 1998, 8, 4-12.

15. PRIER A., Pour une utilisation raisonnée du fluor dans le traitement de l'ostéoporose commune. Pres. Med., 1989, 18, 1317-1319.

16. SHAPIRO A., Fluor, in : Les limites de sécurité dans les consommations alimentaires des vitamines et des minéraux pp.75-89. Conseil Supérieur d'hygiène Publique de France, TEC&DOC Lavoisier éd., Paris, 1996.

17. VETTE D., Les vernis fluorés. Thèse Chir. Dent., Strasbourg, 1993, 40.