·6·化学教育2010年第2期
生活中舶
化
学
氟元素在人体中表现的两面性
张献刚
(河北廊坊三河市第一中学065200)
摘要主要从氟的化学性质来分析氟元素在生活中的利弊，从而介绍我们在生活中对于氟的补
充或者摄入时应该注意的问题。
关键词人体健康平衡摄取氟骨症氟元素含氟牙膏
氟是人体必需的微量元素之一，但是也有其两
面性，摄入量过多和过少都会影响健康。
在必需元素中，人体对氟含量最为敏感，从满足
人体对氟的需要到由于氟过量而导致中毒的量之间
相差不多，因此氟对人体的安全范围比其他微量元
素窄得多。所以，要更加注意自然界、饮水、食物中
氟含量对人体健康的影响，尤其是工业排放的氟对
环境污染和人类带来的危害。缺氟和氟过量都会对
身体造成不同程度的伤害。下面结合氟在人体中起
作用的原理介绍氟对人体的利弊。
氟离子具有很强的与钙离子结合的能力。即使
在氟离子浓度很低的情况下，都能够穿过皮肤渗入
骨骼，与骨质中的钙相结合。这种结合，有有利的一
面，这就是氟在人体尤其是在骨骼和牙齿中，参与羟
磷灰石的形成，可使骨骼的硬度增强，牙齿的硬度和
抗腐蚀能力增强，起着对骨骼的同化作用，特别有利
于牙釉质(基本成分是氟磷灰石)的形成。
牙齿的主要成分羟磷灰石会发生如下电离：
Ca】o(P04)6(OH)2寻主10Ca2++6P0i一+20H一
(1)。当体内有充足的氟时，氟离子就会与羟磷灰石
反应，生成氟磷灰石：10Ca2++6P()i一+2F一芦兰
Ca。o(P04)。F2。氟磷灰石光滑坚硬，耐酸耐磨，而且
能抑制牙齿上残留食物的酸化。在缺氟的情况下，
羟磷灰石很容易受酸类的腐蚀：H++0H一#兰
H：O(2)。(2)使(1)的平衡向正向移动，从而使牙齿受
到腐蚀，同时牙釉质中坚硬而又耐酸的氟磷灰石因为
缺氟而形成较少，使牙齿较易受损，导致钙质溶出而形
成龋齿。因此，缺氟首先受害的就是牙齿。人们通常
选用含氟牙膏，主要是为了防止龋齿的出现。
市面上出售的含氟牙膏按照牙膏中所含氟化物
的不同分为以下几种：氟化钠(NaF)牙膏、单氟磷酸
钠牙膏、氟化亚锡(SnFz)牙膏、氟化胺牙膏等。目
前我国市场上最常见的含氟牙膏是氟化钠牙膏和单
氟磷酸钠的单氟牙膏，或者同时含有氟化钠和单氟
磷酸钠的双氧牙膏。不同种类的含氟牙膏、也不论
是含单氟或者双氟的牙膏很难说有多少差别，最重
要的是氟化物和其他成分的相容性。选择含氟牙膏
时要注意，如果牙膏中的有效成分是氟化钠，牙膏中
的摩擦剂不能是磷酸钙，因为磷酸钙在NaF溶液中
的水解产物为羟基磷灰石[Ca，o(P04)s(0H)z]和氟
基磷灰石[Ca。。(P04)。F。]的混合物，从而使氟离子
失去活性；而焦磷酸钙、二氧化硅、不溶性偏磷酸钠、
丙烯酸塑料作为摩擦剂的氟化钠牙膏是稳定的。若
牙膏中的有效成分是单氟磷酸钠，它与多种摩擦剂
如不溶性偏磷酸钙、无水磷酸二钙、三氧化二铝、二
氧化硅等的相容性好，牙膏中的氟比较稳定。所以
我们在选择含氟牙膏时要注意看一看牙膏中所用的
氟化物和摩擦剂是什么，选择两者相容性较好的。
在人体缺氟时，还可以通过饮用氟化水，即在饮用水
中加入适量的氟化物，如氟化钠、氟硅酸钠、氢氟酸
等，这就是我们常说的“饮水氟化”；或者通过食用含
氟量较高的食物，如牛骨、茶叶，鳕鱼、鲑鱼、沙丁鱼
等海产品，贝类、沙棘果、粗粮、菠菜、土豆、苹果、牛
奶、蛋等。
但不是任何人在任何时候都需要补氟的，盲目
补氟可能会引起氟中毒，形成氟斑牙、氟骨症等。氟
斑牙是发生在牙齿发育矿化期间，而恒牙的发育矿
化是在6～7岁以前就完成了的，因此3岁以前的儿
童应禁止使用含氟牙膏，4"-6岁儿童应在大人指导
下慎重使用，7岁以上儿童可以使用，但不得将牙膏
吞进腹中。在高氟地区就不要额外补氟。因为当氟
元素含量过高时，羟磷灰石将会转化为难溶的氟化
钙：Calo(P04)6(OH)2+20F一一10CaFz+6Poi一+
20H一，从而导致骨骼中氟化钙的含量越来越高。
而含量过高的氟化钙可表现为不同的病理改变：骨
硬化、骨质疏松、骨软化和继发性甲状旁腺机能亢进
性骨病变。长期过量的氟摄入可使骨形成增多，但
所形成的骨排列多不规则，导致骨的质和量的分离
现象，表现出明显的生理毒性：氟斑牙或氟骨症。
(下转第9页)
万方数据
2010年第2期化学教育·9·
4核糖体亚基结构和抗生素，
近几年，基于结构的药物设计(Structure-Based
DrugDesign，SBDD)，其中包括用于新药设计的药
物标靶高分辨率结构和它们的抵抗突变，取得了很
有前景的成果，例如有关探索抵抗艾滋病毒感染的
研究。迄今为止，50％抗菌药物的标靶都是核糖
体，因此核糖体30S和50S亚基高分辨率结构的建
立开创了新型有效药物的SBDD与细菌病原体发
展进行竞赛的可能性。
圈3抗生素“攻击”50S核糖体
亚基的肽基移位中心
许多不同类型的抗生素药物，如大环内酯类抗
生素，能结合细菌核糖体50S亚基的肽基移位中心
(如图3所示)；还有一些临床上广泛应用的抗生素
如氨基糖苷类抗生素，是以30S核糖体亚基作为标
靶[5|。抗生素通过结合细菌的核糖体亚基，可以阻
碍氨基酸的聚合以干扰细菌蛋白质的合成，从而导
致其死亡。
(上接第6页)
5研究成果的现实意义和发展前景
高分辨率核糖体结构模型的建立和功能机理的研
究有助于解释核糖体如何作用形成蛋白质，从而使人
们更深入地理解基因的表达、复制和重组。同时这个
研究支持了基因物质RNA的形成先于蛋白质的理论，
提示地球上的生命可能起源于RNA而非蛋白质。此
外，核糖体结构的确定对于以靠近活性位点的区域为
目标设计新的抗生素药物有很大的实际意义和应用价
值，它直接帮助人类治疗疾病，缓减病痛。
不久的将来，有关核糖体结构和功能的研究还
有很多值得我们期待的地方。例如，目前在核糖体
功能机理中，由核糖体进行的共价反应步骤的化学
机制依然保持着神秘。而tRNA怎样能如此高精
确地区分它们的同源密码子和近似同源密码子，至
今仍是未解答的问题。最后抗生素药品和核糖体基
因突变如何能调整密码子阅读的准确性也还需要科
学家们迸一步探索。
参考文献
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氟中毒主要与生活环境、饮用水、生活习惯有关。地
下水的氟污染首先是氟的天然污染，即萤石CaF2、
冰晶石Na。A1F6、氟磷灰石Ca5(PO。)3F、黑云母
(Mg·Fe)2(A1Si301。)(OH·F)2和电气石、氟碳
铈矿Ce(C03)F、氟碳钙铈Ce2Ca2(C03)3F2、氟碳
钡铈矿Ba(Ce·La)2(C03)3F2等含氟矿物在物理
风化作用下，经大气降水的冲刷、搬运后而溶解于
水。其次是氟的人为污染：即人们在生产活动中排
出含有氟的工业“三废”物质的污染。如磷肥厂、化
工厂使用含氟、磷的矿石[3Ca。(P04)z·CaFz]，能
产生大量的含氟粉尘；冶炼厂使用高氟铁矿与电解
铅、铝等，玻璃陶瓷工业以及煤炭的燃烧，它们都排
出了大量含氟的废气、废渣与废水。大气中HF、
siF4、H2SiF6、F2和氟粉尘等含氟微粒的存在也直
接影响到人体的氟摄入量。在地球上所有的生物
中，茶叶中氟的含量最高，而且越是存放时间久远的
劣质茶叶，其含氟量越高。利用老茶叶、老梗子发酵
压制而成的砖茶，其氟含量高出普通茶叶几十倍，高
出优质茶叶上百倍。长期饮用这样的砖茶，将会导
致慢性氟中毒。因此提倡饭后饮茶，避免空腹饮茶，
饭后饮茶，有助于食物的消化，而空腹饮茶则会增加
氟在肠道的吸收量。
一旦出现氟中毒，应及时诊治。唯一的、最根本
的、最有效的根治氟中毒的办法就是切断氟的污染源。
参考文献
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[3]北京师范大学，华中师范大学，南京师范大学无机化学教研室．
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万方数据
氟元素在人体中表现的两面性
作者：张献刚，ZHANGXianggang
作者单位：河北廊坊三河市第一中学,065200
刊名：化学教育
英文刊名：CHINESEJOURNALOFCHEMICALEDUCATION
年，卷(期)：2010,31(2)
参考文献(3条)
1.周志刚查看详情2007(02)
2.教师教学用书2003
3.北京师范大学;华中师范大学;南京师范大学无机化学教研室无机化学2003
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hxjy201002002.aspx
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