T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ ECZACILIK FAKÜLTESİ

Transkript

1 i T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ ECZACILIK FAKÜLTESİ FLORUN ÖNEMİ VE ANALİZ METODLARI Hazırlayan Rıdvan OĞUZ Danışman Prof. Dr. İbrahim NARİN Analitik Kimya Anabilim Dalı Bitirme Tezi Mayıs 2013 KAYSERİ

2

3 i BİLİMSEL ETİĞE UYGUNLUK Bu çalışmadaki tüm bilgilerin, akademik ve etik kurallara uygun bir şekilde elde edildiğini beyan ederim. Aynı zamanda bu kural ve davranışların gerektirdiği gibi, çalışmanın özünde olmayan tüm materyal ve sonuçları tam olarak aktardığımı ve referans gösterdiğimi belirtirim. Rıdvan OĞUZ

4 ii Prof. Dr. İbrahim NARİN danışmanlığında Rıdvan OĞUZ tarafından hazırlanan Florun Önemi ve Analiz Metotları konulu çalışma Bitirme Ödevi Erciyes Üniversitesi Lisansüstü Tez Önerisi ve Tez Yazma Yönergesi ne uygun olarak hazırlanmış ve Erciyes Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Analitik Kimya Anabilim Dalı nda Bitirme Ödevi olarak kabul edilmiştir. Tezi Hazırlayan Rıdvan OĞUZ Danışman Prof. Dr. İbrahim NARİN Eczacılık Analitik Kimya ABD Başkanı Prof. Dr. İbrahim NARİN ONAY: Bu bitirme ödevinin kabulü Eczacılık Fakültesi Dekanlığı nın tarih ve sayılı kararı ile onaylanmıştır.././2013 Prof. Dr. Müberra KOŞAR Dekan

5 iii TEŞEKKÜR Tez çalışmam boyunca gerekli bütün yardım, tavsiye ve yönlendirmeleri yapan, ilgi ve anlayışını hiç eksik etmeyen, birlikte çalışmaktan onur ve mutluluk duyduğum tez danışmanım Sayın Prof. Dr. İbrahim NARİN e sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Bugünlere gelmemde en büyük emeğin sahibi olan, iyi, kötü her anımda yanımda olan, maddi ve manevi desteklerini benden esirgemeyen, haklarını asla ödeyemeyeceğim canım anneme, babama ve kardeşime sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Rıdvan OĞUZ Mayıs 2013, KAYSERİ

6 iv FLORUN ÖNEMİ VE ANALİZ METOTLARI Rıdvan OĞUZ Erciyes Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi Analitik Kimya Anabilim Dalı Lisans Tezi, Mayıs 2013 Danışman: Prof. Dr. İbrahim NARİN ÖZET Florun eksikliği veya fazla flor alınımı insan sağlığı açısından önemlidir. Flor yeryüzünde bulunan ve insan sağlığı açısından önemli elementlerden biridir. Halk sağlığı açışından flor önemli olduğu için içme sularının flor düzeyi düşük olan bölgelerde sular florlanır. Flor en çok incebağırsaktan emilir ve kemik ve dişlerde depolanır ve en çok bu yerlerde olumlu ve olumsuz etkilerini gösterir. Florun en bilinen toksik etkisi dental florozis dir. Dünya Sağlık Örgütü, içme sularında 1,0 mg/l floride izin vermekte ve bunu optimum doz olarak kabul etmektedir. Alınabilecek maksimum flor dozu 5 mg/kg dır. Florun letal dozu ise mg/kg dır. Çocuklar için önerilen günlük güvenli florür dozu, ortalama 0,1 mg/kg/gün olarak tespit edilmiştir. Florun insan sağlığı öneminden dolayı kalitatif ve kantitatif analizi de önemlidir. Flor, potansiyometrik, iyon kromatografisi ve kolorimetrik yollarla analiz edilebilir. Analiz yöntemleri arasında en iyi ve en güvenilir analiz metodu potansiyometik yöntemdir. Tezde, florun kimyasal ve fiziksel özellikleri, farmakokinetik ve farmakodinamik özellikleri, insan sağlığı için yarar ve zararları ve analiz metotları açıklanmıştır. Anahtar Kelimeler: Flor, flor toksisitesi, kantitatif analiz, potansiyometrik metot, iyon kromatografisi

7 v FLUORIDE IMPORTANCE AND METHODS OF ANALYSIS Rıdvan OĞUZ Erciyes Unıversıty, Faculty Of Pharmacy Department Of Analytıcal Chemıstry Thesıs, May 2013 Advısor: Prof. Dr. İbrahim NARİN ABSTRACT In this thesis, analysis methots for characteristics of chemical and phsical, pharmacokinetic and pharmacodynamic also harms and benefits for human health of fluoride were explained. Lack or overdose of fluoride is important for human health. Fluoride can be exist at nature and that is one of the important element for human health. At the regions where fluoride levels of drinking water are low, fluoride is added into water because fluoride is important for public health. Fluoride is best absorbationed at small intestine and fluoride is stored at bone and teeth and fluoride shows its positive and negatory effects maximum at this locations. The well known adverse effect of fluoride is dental fluorozis. World Healt Organisation allows 1.0 mg/l fluorideide in drinking water and WHO accepts it as a optimum dose. The maximum dose of fluoride can be taken is 5 mg/kg. Also the fetal dose of fluoride is mg/kg. Daily secure dose of fluoride for children is determined, approximately 0.1 mg/kg/day. The qualitative and quantitative analysis of fluoride is important because of the importance of fluoride for human health. Fluoride can be analysis via potansiometric, ion chromatography and colometric methods. The best and secure way for analysis in analysis methods is ione-selective electrode methods in potansiometric methods. Key Words: Fluoride, fluoride toxicity, quantitative analysis, potansiometric method, ion chromatography.

8 vi İÇİNDEKİLER BİLİMSEL ETİĞE UYGUNLUK... i ONAY:... ii TEŞEKKÜR... iii ÖZET... iv ABSTRACT... v İÇİNDEKİLER... vi TABLOLAR LİSTESİ... viii ŞEKİLLER LİSTESİ... ix KISALTMALAR... x 1. GİRİŞ VE ÇALIŞMANIN AMACI GENEL BİLGİLER Florun Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri Florun Elde Edilmesi Florür İyonunun Doğada Bulunuşu Flor Türevleri Florun Kullanım Alanları Florun İnsan Vücudunda Bulunuşu ve Metabolizması Günlük Önerilen Florür Dozları Florürün Organizma Üzerindeki Etkileri Florürün Solunum Sistemi Üzerinde Etkileri Florürün Sindirim Sistemi Üzerinde Etkileri Florürün Hematolojik Sistem Üzerinde Etkileri Florürün Kardiyovasküler Sistem Üzerinde Etkileri Florürün Renal Sistem Üzerinde Etkileri Florürün Endokrin Sistem Üzerinde Etkileri Florürün Kas İskelet Sistemi Üzerinde Etkileri Flor Toksisitesi Flor Zehirlenmesinin ve Florozisli Dişlerin Tedavisi FLORÜR ANALİZ YÖNTEMLER VE YAPILAN ÇALIŞMALAR Potansiyometri Kolorimetritrik Yöntem... 31

9 vii Dengeleme yöntemi Seyreltme Yöntemi Çiftleme Yöntemi Standart Seri Yöntemi Florür Tayin Yöntemleri İyon Seçici Elektrot İle Florür Tayini Florür Analiz Çalışmaları Diğer Tayin Metotları Nötron Aktivasyon Analizleri (NAA) Proton Mikroprob Analizi Elektron Prob Analizi TARTIŞMA-SONUÇ KAYNAKLAR ÖZ GEÇMİŞ... 61

10 viii TABLOLAR LİSTESİ Tablo 2.1. Flor bileşiklerinden bazılarının formülü, molekül ağırlığı, % F içeriği ve suda çözünürlüğü... 3 Tablo 2.2. Bazı yiyecek ve içeceklerde bulunan flor miktarı (mg/100 g)... 6 Tablo 2.3. Yetişkinler tarafından farklı yiyecek ve içecek gruplarından alınan tahmini flor oranları... 6 Tablo 2.4. Bazı doku ve doku sıvılarının içerdiği flor derişimleri Tablo 2.5. Vücut ağırlıklarına göre florürün optimal ve toksik dozları Tablo 2.6. Yaşa göre ortalama florür değerleri Tablo 2.7. Akut flor toksitesinin yol açtığı bilinen çeşitli flor dozları Tablo 2.8. Diş florozisi sınıflaması Tablo 2.9. Dental florozisin, Thylstrup-Fejerskov İndeksi (TFI) ne göre sınıflandırılması Tablo Kronik flor toksisitesinin yol açtığı bildirilen çeşitli flor dozları, taşıyıcı madde ve sistemik etkileri Tablo 3.1. Bazı referans elektrot tipleri, yarı hücre şemaları Tablo 3.2. İyon ve molekül seçici elektronların sınıflandırılması Tablo 3.3. Florür iyonu tayininde girişim yapıcı maddelerin konsantrasyonları Tablo 3.4. Biyolojik materyallerden inorganik flor tayini... 40

11 ix ŞEKİLLER LİSTESİ Şekil 2.1. Florürün doğadaki döngüsü... 5 Şekil 2.2. Bir yetişkin tarafından gıdayla alınan flor iyonunun izlediği metabolik yol. 10 Şekil 2.3. Absorbsiyon olayındaki temel olaylar Şekil 2.4. Florür alımından sonraki plazma florür değerleri Şekil 2.5. Plazmadan florun uzaklaştırılma hızı ile yaş arasındaki ilişki Şekil 2.6. Kalsifiye dokular(ekstra-renal bölüm) tarafından plazmadan flor temizlenme hızı ile yaş arasındaki ilişki Şekil 2.7. Diş florozisi vakaları Şekil 3.1. Potansiyometrik titrasyon düzeneği Şekil 3.2. İyonları ile dengede olan metaller Şekil 3.3. Az çözünen bir tuzun doygun çözeltisi ile dengede olan metal Şekil 3.4. İnert elektrotlar Şekil 3.5. İyon seçici elektrotlar için gerilim-derişim grafiği Şekil 3.6. Cam elektrodun şekli Şekil 3.7. Sıvı membran elektrodun şematik gösterimi Şekil 3.8. Dengeleme yöntemi Şekil 3.9. Duboscq kolorimetresi Şekil Seyreltme yöntemi Şekil Nessler tüpü ile kolorimetrik analiz Şekil Standart seri ile karşılaştırma Şekil Göz ile renk karşılaştırma Şekil SPADNS metodunda kullanılan direkt distilasyon preparatı... 38

12 x KISALTMALAR CDTA : Cyclohexylenediamine-tetraacetic acid GC GIS İSE LOD MIP P : Gaz kromatografisi : Gastro intestinal sistem : İyon seçici elektrotlar : Limit of Detection : Mikrodalga indüklenen plazma : Anlamlılık seviyesi PFOA : Perflorooktanoat PFOS PIXE ppm RSD TFI : Perflorooktansülfonat : Proton kaynaklı X-ışınlan emisyonu : Milyonda bir : Standart sapma : Thylstrup-Fejerskov İndeksi TISAB : Ortamın iyonik şiddetini ayarlayan tampon TMFS : Trimetilflorosilan

13 1 1. GİRİŞ VE ÇALIŞMANIN AMACI Flor halojenler grubunda yer alan biyolojik açıdan önemli bir elementtir. Toprak, su, atmosfer, bitkisel ve hayvansal dokularda değişik miktarlarda bulunan bir halojen olan flor, yer kabuğunun oluşumuna katılan temel elementlerden birisidir. Florun tıp, sanayi ve çeşitli alanlarda kullanımı mevcuttur. Sanayilerin bir kısmında flor teflon yapımında ve buzdolabı soğutma mekanizmasında kullanılır. Halk sağlığı açısından da içme sularının ve ambalajlı satılan bazı suların içine belirli bir miktar flor olması istenmektedir. Ancak aşırı flora maruziyet toksik etkiler de göstermektedir. Özellikle çocuklarda florozis görülmektedir. Suların florlanması çok yaygın ve bireye kolay olması nedeniyle çok etkili bir çürük önleyici yoldur. Diş hekimleri tarafından diş çürüğünün önlenmesi amacıyla çok sayıda koruyucu diş hekimliği programı geliştirilmiş olmasına karşın muhtemelen bunlardan hiçbiri florun uygun kullanımı kadar önemli olmadığı düşünülmektedir. Flor diş hekimliğinde bazı hastalıkların tedavisinde ve hastalıklardan korunmada kullanılmaktadır. Ayrıca tıpta son zamanlarda flor izotoplarından 18 F izotopu aracılığı ile akciğer kanserinin tanısında kanserli bölge saptanmaktadır. Florun su, kan vs gibi çeşitli ortamlardaki tayinleri, florun eksikliği ve fazlalığında görülen problemler nedeniyle önemlidir. Florun potansiyometrik yöntemler ve kolorimetrik yöntemler ile tayinleri mümkündür. Yapılan çalışmada, florun özellikleri, biyolojik önemi, toksisitesi ve analiz metotları hakkında bir araştırma yapılması amaçlanmıştır.

14 2 2. GENEL BİLGİLER 2.1 Florun Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri Flor adı Türkçede akmak (to flow) demek olan, Latince fluere sözcüğünden almıştır. Çünkü flor spat adındaki bileşiği, maden ocaklarındaki artık maddeleri akıcı hale getirmek için eskiden beri kullanılmıştır (1-3). Tüm elementler içinde en reaktif ve en elektronegatiflerden biri olar flor, çevresindeki elementlerle çok çabuk reaksiyona girdiğinden nadiren serbest ya da elemental formda bulunur (4-6). Bilinen flor içeren yaklaşık 150 mineralden en çok görülenler flor spat (CaF 2, % 49 F), floroapatit (Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2, % 3 F) ve kriyolit (Na 3 AlF 6, % 54 F) tir (7). Flor doğada sadece kendi bileşikleri halinde bulunur. Florit (CaF 2 ), kriyolit (AlF 2.3NaF), topaz (Al 2 (SiO 4 )(OH,F) 2 ) ve apatit (3Ca 3 (PO 4 ) 2.Ca(F 3 Cl) 2 ) en önemli minerallerdir. Elemental flor susuz florlu hidrojenin elektroliziyle elde edilebilir (8). Tablo 2.1 de çeşitli flor bileşiklerinin formülü ve bazı kimyasal özellikleri gösterilmiştir. Flor 9 atom numarasına sahip F ile sembolize edilen bir halojen grubu elementidir. Atom ağırlığı 18,9984 tür. Yoğunluğu sıvı olarak 1,1 g/cm 3 tür. Erime noktası -219,62 C ve kaynama noktası -188,12 C dir. Değerliği -1 olan flor elementinin 14 izotopu bulunmaktadır. Doğada % 10 oranında saf halde bulunur. Elektron dizilişi 1s 2 2s 2 2p 5 olup oksidasyon sayısı -1 dir. Elektronegatiflik değeri 3,98 dir (9, 10).

15 3 Tablo 2.1. Flor bileşiklerinden bazılarının formülü, molekül ağırlığı, % F içeriği ve suda çözünürlüğü (8). Flor Bileşikleri Mol Ağırlığı (g) % F İçeriği Suda Çözünme Durumu CaF 2 Kalsiyum florür 78,08 48,67 Pratik olarak çözünmez CaPO 4 F Kalsiyum florofosfat 138,06 13,67 Az çözünür NaBF 4 Sodyum tetrafloro borat 109,82 69,21 Az çözünür AlF 3 Alüminyum florür 83,98 67,87 Az çözünür NaF Sodyum florür 41,99 45,24 Az çözünür Flor elementi yeşilimtırak sarı renkte, keskin kokulu ve kaynama noktası -188 C olan bir gazdır. Sıvı ve gaz halde sarı renktedir. Periyodik sistemdeki yerine uygun olarak flor bütün elementler içinde en elektronegatif olan elementtir ve yalnız bakır veya platin kaplar içinde saklanabilir (3) Florun Elde Edilmesi Hiçbir kimyasal yükseltgenin potansiyeli, florürü yükseltgenmesine yetmeyeceği için flor yalnız elektroliz yolu ile elde edilir (8) yılında Georigius Agricola, kalsiyum florür bileşiğini tanımlamıştır (11). Flor ilk olarak Moissan tarafından 1886 yılında susuz HF in platin kaplarda elektrolizi ile elde edilmiştir. Flor ayrıca eritilmiş susuz florürlerin (örneğin, KHF 2 (KF.HF)) elektroliziyle de elde edilir (3, 10).

16 Florür İyonunun Doğada Bulunuşu Flor yerkürenin her yerinde mevcuttur ve yer kabuğundaki elementlerin % 0,065 ini oluşturmaktadır. Florür aynı zamanda yerkürede doğal olarak bulunan 13. en sık rastlanan elementtir (6). Florür, atmosferde az bir miktarda bulunur ve atmosfere çeşitli kaynaklardan gelir (6). Bu kaynaklar arasında volkanik gazlar, florür içeren minerallerin sanayide işlenmesi, okyanus spreyi, yanmış kömür dumanı, çeşitli endüstriyel işlemler sayılabilir (4, 6). Yüzeysel sularda florür iyonunun derişimi genelde 0,01-0,30 mg/l arasındadır. Yeraltı sularındaki florür iyonu derişimi akiferin jeolojik, kimyasal ve fiziksel özelliklerine, toprak ve kayaların porozite ve asiditesine, sıcaklığa, diğer kimyasal elementlerin hareketine ve kuyuların derinliğine bağlıdır. Yeraltı sularında, florür iyonuna 1 mg/l den az olan konsantrasyonlardan 48 mg/l ye konsantrasyonlara kadar rastlanmıştır. Çevredeki florür iyonu yüksek konsantrasyonda florür içeren gübre, tuğla, çimento, elektronik, cam, alüminyum, demir yüksek derişimde florür iyonu çelik gibi endüstrilerin atık sularından kaynaklanmaktadır. Deniz suyunda bulunması nedeniyle balık ve diğer deniz ürünleri flor açısından zengin kaynaklardır. Sert sularda flor yüksektir (1). Çay, bitkiler içerisinde en fazla flor bulundurandır. Bir fincan çay 0,10-0,12 mg flor içerir. Diğer bitkiler de yetiştikleri toprağın özelliğine bağlı olarak değişik miktarlarda flor içermektedirler. Et, sakatat (karaciğer, böbrek), ıspanak, elma, yumurta, tavuk, pirinç, yulafta flor vardır. Diş ve kemik yapısında toplam 2-3 g flor bulunur. Kanda 100 ml de 0,3 mg kadar flor vardır (6, 12). Bitkiler, aynı zamanda havadaki gaz formdaki florür de absorbe ederler. Bitkiler tarafından alınan flor miktarı, bitki tipine toprak yapısına ve topraktaki flor miktarına bağlıdır (13). Flor, bitkilerde organik ve inorganik bileşikler halinde olup, en fazla çay yapraklarındadır. Bir bardak çayda bulunan flor miktarı 0,19-0,31 mg dır. Suları florlu olan yerlerde günlük olarak çayla alınan bu miktar 8-10 mg a yükselebilmektedir (7). Florür ile kontamine bitkileri yiyen hayvanların etlerinden ziyade kemik ve kabuklarında florür birikir (6). Florür toprağa tekrar çürümüş bitkiler, bitkisel ve hayvansal atıklar olarak geri döner ve besin zincirine tekrar girer (6, 14).

17 5 Volkanik aktivite ile ilişkili sıcak havanın, florür konsantrasyonlarını arttırdığı rapor edilmiştir. Volkanik aktivite olan bölgelere yakın olan asit yağmurları ppm florür içerebilmektedir (6, 15). Bu nedenle endemik florozis tablosuna daha ziyade volkanik karaktere sahip bölgelerde rastlanmaktadır (6, 15-17). Florun doğadaki döngüsü Şekil 2.1 deki gibidir; Şekil 2.1. Florürün doğadaki döngüsü (6). Gıdalar arasında en fazla flor iyonu balıkta bulunur. Balık etinde yaklaşık 1 ppm olan florür iyon miktarı, balığın derisinde 8 ppm, kılçığında ise 700 ppm gibi çok yüksek miktarlardadır. Bazı yiyecek ve içeceklerde bulun flor miktarı Tablo 2.2 de gösterilmiştir (7).

18 6 Tablo 2.2. Bazı yiyecek ve içeceklerde bulunan flor miktarı (mg/100 g) (7). Gıda Flor miktarı Gıda Flor miktarı Gıda Flor miktarı Elma Patates Çikolata 50 Muz 23 Ispanak Çikolatalı süt Lahana 15 Tavuk 140 Sardalya Havuç 40 Dana eti Ton balığı Süt Peynir 160 Maydanoz Soğan 60 Yağ 150 Uskumru 1200 Yumurta 120 Demli çay Yetişkinlerde flor alınımın büyük bölümünü süt ve süt ürünleri dışındaki içeceklerden olmaktadır. Bu içeceklerden en başta gelen su ve çaydır. Diğer ürünler ise alınan florürün sadece % 25 ini oluşturmaktadır. Yetişkinler tarafından total alınan flor miktarının yiyecek ve içecekler arasında dağılımı Tablo 2.3 de gösterilmiştir (7). Tablo 2.3. Yetişkinler tarafından farklı yiyecek ve içecek gruplarından alınan tahmini flor oranları (7). Yiyecek/içecek grubu Flor alımı (toplam flor miktarının % si) Su ve süt ürünleri dışındaki içecekler 75 Yeşil sebzeler ve tahıllar 7 Et, balık ve tavuk 6 Diğer gıdalar Flor Türevleri Florun en önemli uygulama alanı, organik bazı türevlerinin üretimidir. Bu hususta da bilhassa soğutma tesislerinde kullanılan çeşitli freonlar sayılabilir. Freon I (diflorodiklorometan CF 2 Cl 2 ) -29,8 C de kaynar ve 7,6 atm basınç altında aşağı yukarı 30 C de sıvılaşır, 15 C de 4 atm olan yüksek buhar yoğunluğundan dolayı ses hızını aşan süratler için, uçak maketleri denemelerinde kullanılmaktadır. Termik özellikleri gayet iyidir ve buzdolaplarında amonyak yerine soğutucu sıvı olarak kullanılır.

19 7 Freon II (florotriklorometan CFCl 3 ) -3 C de kaynar. Tetrafloroetilen (F 2 C=CF 2 ) -76,3 C de sıvılaşan bir gazdır. Bu bileşik, uygun bir katalizör eşliğinde ve basınç altında, fazla ısı uygulayarak polimerizasyona uğrar ve 300 C ye kadar dayanan ve kimyasal maddelerden etkilenmeyen teflon adındaki ürünü verir. Bu bakımdan, termoplastik malzeme üretiminde kullanılır (18). Bazı flor bileşikleri (örneğin apatit) birçok sikilat taşlarında az miktarda bulunurlar. Florun asıl bulunuş şekli florit veya diğer adı ile flor spatı (CaF 2 ) dır. Bu cisim bazen cam gibi saydam ve birkaç santimetre büyüklüğünde durgun kristaller şeklinde bulunur. Florit kristalleri, saydam olan diğer bütün cisimlerin aksine olarak, gayet kısa dalgalı mor ötesi ışınlarını (1000 A a kadar) geçirdiklerinden bazı mercek ve prizmaların yapılmasında kullanılır. Diğer önemli bir flor minerali, kriyolit, yani buztaşı, Na 3 AlF 6 dır. Grönland da bulunan bu cisim Al 2 O 3 ün elektrolizinde erime noktasını düşürücü olarak kullanılır (9). Ayrıca bu bileşik alüminyum eldesinde kullanıldığından önemi büyüktür. Diğer bir bileşiği apatit, 3Ca 3 (PO 4 ) 2.Ca(F 3 Cl) 2 dir. Toprakta daima az miktarda apatit mevcut olduğundan bitkilerde de flor bulunur (3). F 2, hidrojenle (karanlıkta bile) her sıcaklıkta şiddetli bir şekilde birleşerek hidrojen florürü verir. Kimyasal olarak elde edilebilen en fazla enerji bu reaksiyondan meydana gelir ve bu enerji kcal e eşittir (9). H 2 + F 2 2HF ; H : -271,1 kj/mol Florürün en önemli bileşiği olan hidrojen florür, florün su ile reaksiyonu ile de elde edilir. Bu taktirde teşekkül eden atom halindeki oksijenden dolayı ozon oluşumu söz konusudur. Reaksiyonlar aşağıda verilmiştir (19). F 2 + H 2 O 2 HF + O O + O 2 O 3 Meydana gelen HF keskin kokulu, renksiz ve 10 C de kaynayan, havada dumanlar çıkaran ve su ile her ortamda karışan bir sıvıdır (9). Florlu hidrojen daha oda sıcaklığında (19,5 C) kaynadığı için buzla soğutmak suretiyle muhafaza edilmesi gerekir. Sıvı HF diğer halojenli hidrojen bileşikleri gibi elektriği iletmez, ancak suda çözündükleri zaman iyonize olarak elektriği iletir (3). Sıcaklığın düşmesi ile florlu

20 8 hidrojen (HF) 2, (HF) 4 ve (HF) 8 gibi assosiyasyon sistemleri, yani molekül toplulukları meydana getirme özelliğine sahiptir. Florlu hidrojenin sudaki çözeltisi yani florür asidi, orta kuvvette bir asittir; bunun tuzlarına florürler denir (9). Teknikte hidrojen florür derişik sülfürik asidin florospat üzerine etkisiyle elde edilir. CaF 2 + H 2 SO 4 CaSO HF Cam porselen ve hemen bütün maddeler florlu hidrojenden etkilendiği için reaksiyon ya platin veya kurşundan yapılmış kaplarda yapılır. HF bütün asitler içinde silikatlara ve dolayısıyla cama etki eden tek asittir (9). SiO HF SiF H 2 O Meydana gelen SiF 4 gazdır. Reaksiyonda oluşan suyun sülfat asidi tarafından bağlanması sağlandığı takdirde reaksiyon devam ederek SiF 4 gaz olarak ortaya çıkar. Bundan dolayı HF cam üzerinde yazı yazmakta kullanılır. Fazla miktarda bulunan HF, silisyum tetraflorür ile silikoflorür asidini vücuda getirir. Reaksiyon şu şekildedir: 2 HF + SiF 4 H 2 SiF 6 Bu cisim suda çözünen bir kompleks asididir; bunun tuzu iyi kristallenir. Florür, Al, B, Zr, Ti ve Sn ile de buna benzer kompleks asitler teşkil eder. Son zamanlarda, florun oksijenle de bileşikler yaptığı saptanmıştır. Bunlardan F 2 O renksiz ve kaynama noktası -145 C olan aktif bir gazdır. Buna karşılık florun oksijenli türevlerinin oluşturduğu asit yoktur (3) Florun Kullanım Alanları Flor, nükleer silah yapımında uranyum zenginleştirmek amacıyla kullanılır. Çok sayıda ticari kimyasalın üretiminde kullanılır. Aynı zamanda entegre devreler yapmada kullanılır. Flor bileşiklerinin birçok kullanım alanı vardır. Florür diş macunu üretiminde de kullanılır. Freonlar da flor içerir. Hidroflorik asit, aydınlatma ampullerinin camları üzerine yazı yazılmasında kullanılırken aynı zamanda son yıllarda ozon tabakası üzerindeki zararlı etkileri nedeniyle üretimi ve kullanımının sınırlandırılmaya çalışıldığı

21 9 kloroflorokarbon gazları (CFC) havalandırma ve soğutma aygıtlarında kullanılır. Teflon içeriğinde de flor yer alır. Elemental flor, yüksek özgül itici gücü nedeniyle, roketlerde itici kuvvet sağlaması amacıyla denenmektedir (20, 21). Diş hekimliğinde 1940 lardan beri kullanılan florun çürük önleyici ve azaltıcı etkisi klinik olara kanıtlanmıştır. Diş gelişimi sırasında florapatit oluşumu ile diş minesinin direncini artırırlar. Tükürük ve plaktaki varlığı diş yüzeyinde remineralizasyonu sağlar. Antimiktobik etki plaktaki flor varlığında özellikle düşük ph da bakteri hücresine girerek glikolitik yoldaki enolazı inhibe ederek plakta asit yapımını azaltmasıdır (22). Ancak birçok ülkede ozon tabakasına zarar verdiği için kloroflorokarbon üretimi yasaklanmıştır (23). Demir-çelik ve döküm, alüminyum, cam, seramik, tuğla-kiremit, petrokimya sanayi iş kollarında faaliyet göstere fabrikalar, petrol ürünleri, süper fosfat fabrikaları, termik santraller, pestisit fabrikaları, uranyum tesisleri, demir taşı kalsinasyonu, boya üretimi, petrol rafinerileri, araç emülsiyonları, teflon tava fabrikaları, ilaç sanayi, kömür maden işletmeciliği endüstriyel flor kaynakları olarak önemli rol oynamaktadır (24). Son yıllarda ise F 18 izotopu florotaksan ve dosetaksel ile beraber kullanılan florourasil antitümör etkilidir (25, 26) Florun İnsan Vücudunda Bulunuşu ve Metabolizması Florürün biyolojik etkilerini anlayabilmek için florür metabolizmasını bilmek gereklidir. Bu konu temel olarak; Absorbsiyon Dağılım Eliminasyon aşamalarını kapsar (6, 27-29). F - genellikle içecek, gıda veya NaF tablet gibi farmasötik bir preparat yoluyla alınır. Bileşiğin fiziksel ve kimyasal özelliklerine ve çözünürlüğüne bağlı olarak, alınan flor dozunun değişen miktarları emilir ve sistemik dolaşıma katılır. Bir birey tarafından gıdayla alınan flor iyonunun metabolik olarak izlediği yol Şekil 2.2 de gösterilmiştir. Vücuda alınan florun vücutta dağılımı ise Tablo 2.4 de gösterilmiştir. (30, 31).

22 10 Şekil 2.2. Bir yetişkin tarafından gıdayla alınan flor iyonunun izlediği metabolik yol (31). Tablo 2.4. Bazı doku ve doku sıvılarının içerdiği flor derişimleri (6). Doku Kemik Diş Plazma Tükürük Anna Sütü Flor Derişimi mg/kg mg/kg 0,7-2,4 µmol/l < 1µmol/L 0,4 µmol/l Florürün başlıca emilim yeri gastrointestinal sistemdir. Bunun yanı sıra az miktarda havadan solunum yolu ile alınabilir. Alınan florür mide ve bağırsak mukozasından emilir. Emilim işlemi membran kanalları yoluyla pasif düfüzyonla gerçekleşir. Florürün gastrik emilim mekanizması ve hızı mide içeriğinin asititesi ile ilgilidir. F - midenin asidik ortamına girdiği zaman hidrojen florür formuna dönüşür (H + + F - HF ). HF 3,45 pka ya sahip zayıf bir asittir. Biyolojik membranları ve mide mukozasını kolaylıkla geçebilme yeteneğine sahiptir. Midenin ph sı düşük olduğundan HF formasyonunu kolay oluştuğu ve bu nedenle midede emilim oldukça hızlıdır. Emilim % oranında midede gerçekleşir. Midede emilime uğramayan flor iyonunun çoğu ise bağırsaklardan hızlı bir şekilde emilmektedir. İnce bağırsaktaki F - emilimi iyonun ph ya bağlı olmayan difüzyonuyla meydana gelir (6, 30, 31).

23 11 Oral yolla alınan florür tükürük ile ağızda kısmi olarak sindirilip plazmaya geçtikten sonra hem sert hem de yumuşak dokulara dağılırken, bu dokulardan da plazmaya florür geçişi de söz konusudur. Florürün plazmadan eliminasyonu ise temel olarak böbrek yolu ile olmaktadır. Absorbsiyon olayındaki temel olaylar Şekil 2.3 de şematik olarak gösterilmiştir (6, 27, 32). Şekil 2.3. Absorbsiyon olayındaki temel olaylar (6). Flor gıdalarla birlikte alımı emilimi yavaşlatır. Flor aç iken alındığında büyük bir bölümü mideden emilmektedir. Florun diyetin bir parçası olarak alındığı koşullarda, alınan flor iyonunun çoğu ince bağırsaktan emilir. Aç iken flor emilimi neredeyse % 100 ken, gıda varlığında flor emilimi % e düşer (30, 31). Florür kalsiyumdan zengin bir menü ile alındığında ise florürrün absorbsiyon miktarı % 60 a kadar iner. Ayrıca magnezyum ve alüminyum ile birlikte flor alımı da intestinal absorbsiyon miktarlarını azaltmaktadır (5, 6, 33, 34). Süt veya gıda alımıyla ilgili olarak emilimde gözlenen düşüş, besinlerin kalsiyum ve di-trivalent katyon içermesi ve florürün gıda bileşenleriyle bağlanmasına bağlı olabilmektedir. Emilim oranındaki azalmanın yanı sıra, feçes ile atılan miktar da artar (30). Flor metabolizmasının absorbsiyon ve dağılım aşaması oldukça hızlıdır. Ancak eliminasyon aşaması oldukça yavaştır (6, 27, 28).

24 12 Şekil 2.4. Florür alımından sonraki plazma florür değerleri (24). İnsan vücudu için gerekli olan flor iyonu vücuda girdikten sonra; bir kısmı kemiklerde, dişlerin mine ve dentin dokularında, bir kısmı da yumuşak dokularda, tiroid bezinde ve damar duvarlarında birikir. Küçük çocuklarda günlük alınan miktarın % kadarı iskeletsel dokular tarafından tutulmaktadır. Yetişkinlerde ise sadece % 2-10 u tutulabilmektedir (7). Oral yol ile alınan florür, plazmadan dağılarak kemik ve diş gibi kalsifiye dokulara geçer ve hızla birikim gösterir. Dokularda dağılım oranları ise kan akım miktarı ile belirlenir. İyi perfüzyonu olan kalp, akciğer, karaciğer gibi organlarda kanlanması daha az olan, iskelet kası, cilt ve yağ dokusuna göre daha iyi dağılır (6, 34). Vücuttaki florürün yaklaşık % 99 u iskelet sisteminde depolanmaktayken %1 lik kısım kan ve diğer yumuşak dokularda toplanmaktadır. Plazma florür konsantrasyonu, kemik havuzundan gelen florür miktarı ile de etkilenebilmektedir (5, 6, 14, 36-38). Florür, her ne kadar ter, tükürük, anne sütü ile elimine edilebilse de florürün vücuttan uzaklaştırılması temel olarak böbrekler ile sağlanır (6, 7, 30).

25 13 Şekil 2.5. Plazmadan florun uzaklaştırılma hızı ile yaş arasındaki ilişki (24). Şekil 2.6. Kalsifiye dokular(ekstra-renal bölüm) tarafından plazmadan flor temizlenme hızı ile yaş arasındaki ilişki (24). Hamilelikte alınarak vücut sıvılarında dağılan ve annenin iskelet sistemi tarafından tutulan florun fazlası, böbrekler yolu ile atılmaktadır. Bunun yanı sıra adeta bir bariyer oluşturan plasenta, flor ve diğer eser elementlerin fetüse geçişini engeller. Bu sayede anne kanında bulunana flor düzeyindeki ani yükselmelerin, fetüsün kanındaki flor düzeyini sadece % 25 oranında arttırdığı düşünülmektedir. Prenatal dönemde anneye

26 14 flor verilmesinin, fetüsün süt dişlerinde çürük önleyici bir etki sağlayıp sağlamadığına dair kesin bilimsel veriler bulunmadığından dolayı, bu dönemde anneye flor tablet verilmesi önerilmemektedir (39-41) Günlük Önerilen Florür Dozları Florür, normal dişsel ve iskeletsel büyüme için diyette bulunması gereken bir eser elementtir. İçme suyunda 0,7 ppm veya daha fazla florür bulunan bireyler için su temel florür kaynağıdır. Organizmaya diyet ile alınan florür kaynağını % 80 oranla su ve içecekler oluşturmaktadır (6). Amerikan Diyetetik Birliği, florürün vücuttaki tüm mineralize dokular için önemli bir element olduğunu onaylamaktadır. Uygun dozlar ile florür kullanımının gerek kemik gerekse diş dokularının bütünlüğü üzerinde olumlu etkileri bulunmakta, bu durum hem oral sağlığı hem de genel sağlık durumunu olumlu olarak etkilemektedir. Florürün dişlerin normal mineralizasyon üzerine olduğu kadar iskelet sisteminin sağlığı üzerinde de olumlu etkileri, ancak optimum dozların kullanılması ile mümkün olabilmektedir. (6, 27). Dünya Sağlık Örgütü tarafından yapılan florür ile içme suyu ilişkisini araştıran çalışma, içme sularında 1,0 mg/l floride izin vermekte ve bunu optimum doz olarak kabul etmektedir. İçme suyu için izin verilen florür miktarı aynı zamanda iklim şartlarına da bağlıdır. Hava sıcaklığı arttıkça tüketilen su miktarı da arttığından içme suyu florür düzeylerinde yeni düzenlemeler gerekmektedir. (4, 6, 14). Günlük optimum florür miktarları vücut ağırlıklarına göre hesaplanmış ve optimum günlük dozlar Tablo 2.5 de sunulmuştur.

27 15 Tablo 2.5. Vücut ağırlıklarına göre florürün optimal ve toksik dozları (6). Vücut ağırlığı (kg) Optimal günlük florür alımı (mg F) Potansiyel olarak zararlı olan günlük florür alımı (mg F) 10 0,50-0,70 1, ,00-1,40 2, ,50-2,10 3, ,00-2,80 4, ,25-3,15 4, ,50-3,50 5, ,75-3,85 5, ,00-4,00 6, ,25-4,00 6, ,50-4,00 7, ,75-4,00 7,50 Yapılan bazı çalışmalarda ise çocuklar için önerilen günlük güvenli florür dozu, ortalama 0,1 mg/kg/gün olarak tespit edilmiştir. Çocuklar için, büyüme gelişim dönemler ve yaşları göz önüne alınarak florür değerleri Tablo 2.6 daki gibi hesaplanarak ifade edilmiştir (6). Tablo 2.6. Yaşa göre ortalama florür değerleri (6). Yaş Florür (mg/kg) Florür (mg/kg/gün) 0-6 ay Anne sütü Hazır mama Toz mama < 0,01 < 0,4 1,0 < 0,003 < 0,13 < 0,3 6 ay 0,2-0,5 0,3-0,7 2 yaş 0,3-0,6 0,02-0,05 Erişkin 1,2 1,8 2,2 0,016-0,022 0,023-0,033 0,029-0,040

28 Florürün Organizma Üzerindeki Etkileri Florür bileşiklerine, akut olarak ya da kronik şekilde uzun dönemlerde maruz kalma sonucunda organizmada pek çok sisteme ait bulgular ortaya çıkmaktadır. Florür bileşikleri başlıca etkilerini solunum, sindirim, hematolojik, kardiyovasküler, renal ve endokrin sistem ile kas iskelet sistemi üzerinde göstermektedir (6) Florürün Solunum Sistemi Üzerinde Etkileri Solunum sistemi üzerinde florürün etkilerinin araştırıldığı hayvan çalışmalarında, 6 ay süresince diyetlerine günde 4,5 ve 9 mg/kg sodyum florür eklenmiş tavşanlarda akciğerler üzerinde konjesyon ve solunum sistem epitelinde deskuamasyon (derinin pul pul dökülmesi) tespit edilmiştir (6) Florürün Sindirim Sistemi Üzerinde Etkileri Sodyum florür olarak organizmaya alınan florür, sindirim sistemi üzerindeki temel etkilerini mide asidik ortamında hidroflorik asit formuna dönüşüp gastrik mukoza üzerinde irritasyona neden olarak gösterir. Temelde, florür etkisinden sonra bulantı, kusma ve karın ağrısı irritasyon nedeniyle ortaya çıkmaktadır (6, 42) Florürün Hematolojik Sistem Üzerinde Etkileri Kronik flor zehirlenmelerinde ortaya çıkan klinik bulgular kısmen ortaya konmuş olsa da hematolojik tablodaki değişikliklere ait bilgilerin farklılığı dikkat çekmektedir. Eren ve arkadaşları flora maruz kalan farelerde beyaz kan hücrelerinde artma saptamıştır (43). Karadeniz ve arkadaşları beyaz kan hücrelerinde artma, kırmızı kan hücreleri ve hemoglobinde azalma tespit etmişlerdir (44). Kant ve arkadaşları ise beyaz kan hücreleri ve hemoglobinde azalma tespit etmişlerdir (45). Endemik florozisin hematolojik parametreler üzerine etkisini araştıran çok az çalışma vardır. Choubisa ve arkadaşları endemik florozisli hastaların kırmızı kan hücreleri ve hemoglobininde azalma tespit ederken, Olgar ve arkadaşları endemik florozisli hastalarda normal hematolojik parametreler tespit etmişlerdir (6, 43).

29 Florürün Kardiyovasküler Sistem Üzerinde Etkileri Kardiyovasküler sistem üzerinde florürün etkisi temelde, dolaşım sistemi içerisinde serum kalsiyumuna bağlanarak hipokalsemi tablosuna yol açması nedeni ile olur. Hipokalsemi sonucunda oluşan tetani ve baskılanmış miyokard kontraktilitesi ise aşırı dozlarda ve ani olarak alınan florür ile meydana gelen zehirlenmelerde tabloya eşlik eden kardiyovasküler kollaps ile oluşan ekstrasellüler hiperkalemi ise tekrarlayan ventriküler fibrilasyon atakları ile ilişkilidir (6, 46) Florürün Renal Sistem Üzerinde Etkileri Oral yolla alınan florun birincil atılım yeri böbrekler olduğu için böbrekler diğer organlardan daha fazla flora maruz kalmaktadırlar. Bu durum uzun süre flora maruziyetin böbrekler üzerine toksik etkisi olabileceğini akla getirmiştir. Lantz ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, aşırı florür alımının renal yetmezlikle ilişkili olabileceği gözlenmiştir. Kessabi ve arkadaşları koyunlara tek doz intragastrik 9,5 mg/kg florür uygulamasından sonra renal konjesyon saptamışlardır. Farelere 280 gün boyunca günde 1,9 mg/kg florürün içme suyuyla verilmesinden sonra böbrek histolojisindeki değişiklikler incelenmiştir. Bu çalışmada yaklaşık 45 gün sonra glomerüllerde kollajen oranının arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca bowman kapsülünün kalınlığında artış, tübüllerde ödematöz değişiklikler ve yaygın mononükleer hücre infiltrasyonu da gözlenmiştir (6, 53). Singh ve arkadaşları Hindistan da içme suyu flor miktarı 3,5-4,9 mg/l arasında olan endemik bir bölgede yaşayan den fazla kişiyi incelemişler ve belirgin iskelet florozisi olan hastalarda 4,6 kat daha fazla böbrek taşı oluştuğunu tesbit etmişlerdir. Böbrek taşı oluşumu multifaktoriyel bir durum olduğu için, bu çalışmadan henüz kesin sonuçlar çıkarmak doğru olmayacaktır (47) Florürün Endokrin Sistem Üzerinde Etkileri Michael ve arkadaşlarının endokrin sistem üzerinde flor elementinin etkilerini ortaya koymak amacı ile yaptıkları çalışmada, içme sularında yüksek florür bulunan yerleşim birimlerinde yaşayan bireylerin serum tiroksin, serum epinefrin ve norepinefrin düzeylerinde önemli artışlar tespit edilmiş, tiroid stimüle eden hormon (TSH) düzeylerinde anlamlı farklılıklar saptanmamıştır (43).

30 18 Hindistan da yapılan bir başka çalışmada da 6 12 yaş çocuklarda paratiroid hormon düzeyleri ve içme suyundaki florür konsantrasyonu arasında anlamlı bir ilişki saptanmıştır (6). Güney Afrika da yapılan bir başka çalışmada da içme sularında yüksek oranda florür bulunan çocuklarda kontrol grubuna oranla guatr insidansına anlamlı oranda artışlar tespit edilmiştir (49) Florürün Kas İskelet Sistemi Üzerinde Etkileri Kas iskelet sistemi, florun birincil depolanma yeri olduğundan, yararlı ve zararlı etkilerinin en sık gözlendiği yerdir. Flor iyonları, hidroksil grubu alarak hidroksifloroapatit şeklinde kemik dokusunun mineral yapısına yerleşir ve bu yapının mimarisini değiştirir (6, 50). Maruziyet sonrası oluşan büyük çaplı mineral bileşiklerinin kollajen ile güçlü bir şekilde etkileşime giremedikleri ve bu sebepten dolayı, kemiklerin strese karşı olan direncinin azaldığı belirtilmektedir. İskelet florozisi, kemiklerde florun aşırı ve orantısız şekilde birikmesi sonucu dayanıklılığının azalması ve daha kırılgan bir hale dönüşmesidir. İskelet florozisin karakteristik özelliği kemikte kütle ve yoğunluğun azalmasıdır. Erken semptomlar, eklemlerde sertlik ve ağrıdır. Ağır vakalarda vertebral kolon tamamıyla rijid bir hal kazanır, kemik kırıkları ve ligamentlerde sertlikler oluşur. Sıklıkla kifoz ya da lordoz da bu tabloya eşlik eder (6,51) Flor Toksisitesi Elemental flor ve florür iyonu çok toksiktir (10). Vücut için gerekli temel elementlerden biri olan flor, toprak, su, hava ile bitkilerde ve hayvansal dokularda değişik miktarlarda bulunan bir elementtir. Son yıllarda flor bileşiklerinin çeşitli endüstri kollarında kullanımını diş çürüklerinin önlenmesi, osteoporoz ve multiple myoloma sağaltımında, hayvanlarda yem katkı maddesi ve antihelmintik olarak, zirai mücadelede ise rodentisit ve insektisit olarak kullanımının artması flor bileşiklerinin insan ve hayvan sağlığı açısından toksikolojik önemi artmıştır. Ciddi anlamda eksikliğe bağlanacak sorunlara rastlanmasa da diş çürüklerinin flor eksikliğiyle ilgisi vardır. Ancak, flor alınmadığı halde, ağız içi hijyene ve beslenmeye özen gösterildiğinde çürük oluşmayabilir. Bu durum, flor alınmasının kesinlikle bir gereksinim değil, koruyucu bir özellik olduğu düşüncesini ön plana çıkartmaktadır. Vücuda fazla miktarda flor alımının bazı riskleri

31 19 bulunmaktadır. Sağlıklı çocuklarda flor desteği, günümüzde sıkça tartışılan konular arasındadır (2). Florun, diyetle (gıdalarla, suyla, çayla vb.) ve flor içeren dental ürünlerle örneğin diş macunları, ağız gargaraları, tablet ve solüsyonlarla alınmasının normalde genç sağlıklı kişilerde genel sağlık üzerinde olumsuz etkisi yoktur. Buna karşın 6 yaşına kadar olan çocuklarda yüksek flor alınması dişlerde floroza neden olur. Özellikle aylar üst kesicilerin maturasyonunun olduğu dönemdir, floroza duyarlılık en yüksektir (2, 43). Su, gıdalar, bazı ilaçlar ve diş sağlığı ürünleri asıl flor kaynaklarını oluşturmaktadır. Hayvanlara insektisit ve antihelmentik ilaç olarak uygulanan florürlerin yüksek dozları toksiktir ve şiddetli semptomlarla hızlı ölüm şekillendirir. Bununla birlikte florür içeren gıdalarda sayısal artış halk sağlığını tehlikeli boyutlara götürmektedir (2, 51). Çeşitli kaynaklarda, diş hekimliğinde floride bağlı değişikliklerin ilk kez 1916 yılında Black&Mc. Kay tarafından Colorado brown stain olarak tanımlandığı, mine değişikliklerinin benekli mine görüntüsü olarak adlandırıldığı ve bireylerin içme suyu kullanımları ile ilişkilendirildiği rapor edilmiştir (6). Tıbbi literatürde yayımlanan ilk ayrıntılı kaynağın, United States Public Health Service de çalışan dişhekimi Dean a ait olduğu belirtilmiş Dean in, yaptığı çalışmada rastladığı dişlerdeki benekli mine görüntüsünün, içme suyu kaynaklarındaki florid miktarı ile ilişkilendirdiği rapor edilmiştir (6). Florun gastro intestinal sistemde (GIS) akut toksik gösterdiği doz 3-5 mg/kg dır. Muhtemelen toksik dozu yani ciddi ve hayati tehlike oluşturabilecek doz 5 mg/kg başınadır ve hastanın acil tedavi altına alınması gereklidir. Florun letal dozu çocuklar için 16 mg/kg iken yetişkinler için mg/kg dır (Tablo 2.7). % 2 lik konsantrasyondaki flor solüsyonlarını oral yoldan alımı akut mukozal hücre ölümüne yol açar. Florun zehirliliği, bazı faktörlere bağlı olarak değişiklik gösterir. Bunlar: 1. Bileşiğin tipi ve çözünürlüğüne 2. Alınan miktara 3. Maruz kalma süresine 4. Cinsiyet ve yaşa 5. Vücuttan atılma süresine

32 20 6. Beslenme şekline 7. Soğuk, kuraklık, bireysel duyarlılık Tablo 2.7. Akut flor toksitesinin yol açtığı bilinen çeşitli flor dozları (39). Akut Flor Toksisitesi Dozları GIS semptomlar oluşturan doz Acil tedavi gerektiren doz Mutlak letal doz-çocuklar için Mutlak letal doz-yetişkinler için Flor Konsantrasyonları 3-5 mg/kg 5 mg/kg 16 mg/kg mg/kg Endemik florozis yetersiz beslenen toplumlarda daha sık gözlemlenir. Deneysel olarak incelenen bileşikler arasında sodyum florür, sodyum florosiklat ve atmosferik bulaşmayla bitkilerde depolanan florlu bileşikler en fazla zehirli, kalsiyum florür (florospar) ise en az zehirli flor bileşikleri olarak ifade edilmiştir (58). Uzun süreçte florun fazla miktarda alınması ile kronik florozis ortaya çıkar. Evcil hayvanlarda en sık karşılaşılan bu zehirlenme tipi florca zengin topraklarda beslenen hayvanlarda gözlenir (52, 53). İnsanlarda ise endüstri kazalarından sonra şekillenebilmektedir (52). Katı ve sıvı yakıtların yanması sonucu ortaya çıkan endüstriyel florür kirlenmesi, canlıların besinlerden ve sudan aldıkları florürlerle oluşan intoksikasyonlardan daha fazla öneme sahiptir (54). Akut flor zehirlenmesinde başlıca mide, bağırsak, akciğer, kalp beyin, böbrek, sinir ve kaslarda florun dağlayıcı, kalsiyum bağlayıcı ve enzim sistemlerini inhibe edici etkisine bağlı olarak oluşan hipokalsemi, hiperkalemi ve hücresel hipoksi sonucu çeşitli bozukluklar ortaya çıkmaktadır. Bunların en önemlileri kalpte hipokelsemiye bağlı olarak kalp kasının kasılma yeteneğinde azalma, aritmi, sistolik ve yastolik fonksiyon bozuklukları şeklinde ortaya çıkmaktadır. Akut flor zehirlenmesinde ağrılı kas spazmları, tetanik kontraksiyonlar ve ölüm şekillenmektedir (55, 56). Mine oluşumu döneminde, belli bir süre optimal dozun üstünde flor alımı ince beyaz çizgilerle başlayarak, tebeşirimsi, opak mineye kadar değişen klinik tablolar yaratmaktadır. Mine yüzeyinde hasara bağlı çukurcuklar oluşmaktadır (2). Diş florozisi sınıflaması ve diş minesinin florozise bağlı değişimi Tablo 2.8 da verilmiştir.

33 21 Tablo 2.8. Diş florozisi sınıflaması (2). Sınıf Diş minesinin durumu Normal Düzgün, parlak, yüzeyi solmuş, krem rengi-beyaz arası, yarı saydam Başlangıç Birkaç beyaz benek veya beyaz leke Çok Az Diş yüzeyinin %25 inden az kısmında, küçük, opak ve kağıt beyazlığında benekler Az Diş yüzeyinin %50 sinden az kısmında opak alanlar Orta Tüm diş yüzeyinde etkilenme, sivri yüzeylerde göze çarpan bir yıpranma ve kahverengi lekeler Şiddetli Tüm diş yüzeyinde leke veya oyuk biçiminde kalıcı kahverengi lekeler Florozisin, bir mine displazisi olduğu belirtilmiştir. Bu hastalığın genelde içme sularında 1-1,5 ppm (mg/l) den fazla flor bulunan bölgelerde görüldüğü açıklanmıştır. Renklenmenin, opak noktalardan, vakanın ağırlığına göre sarıdan kahverengi şeritlere kadar değişebildiği vurgulanmıştır (Şekil 2.7). Dental florozis, dişin gelişimi sırasında florun sindirim yoluyla aşırı alımı ile oluşan, geri dönüşsüz bir durumdur. Bu durum, bir çocuğun yüksek düzeyde florla karşılaştığının ilk görünebilir işaretidir (2). Florozisli dişlerdeki patolojik doku değişikliklerini ve klinik görüntüleri eşleştiren ilk klinik sınıflandırma Thylstrup-Fejerskov İndeksi (TFI) dir ve günümüzde sıkça kullanılmaktadır (Tablo 2.9) (43).

34 22 Normal diş yapısı Hafif florozis Orta florozis İlerlemiş florozis Şekil 2.7. Diş florozisi vakaları (2). Ülkemizde flor yoğunluğunun çok yüksek olduğu durumlarda sütdişlerinin de etkilenebildiği açıklanmıştır. Türkiye de, tipik florozis bölgeleri Isparta, Havza, Vezirköprü-Samsun, Doğu Beyazıt-Ağrı dır (2, 57). Bu bölgelerde, içme suyunda yapılan düzenlemeler ile günümüzde, 40 yaş üzerindeki bireylerde bu tür vakaların hemen hiç görülmediği bildirilmektedir. Florozis ile savaşan 25 ülkeden biri olan Hindistan da altı milyonu çocuk altmış iki milyon bireyin, Meksika da beş milyon bireyin florür iyonundan olumsuz yönde etkilendiği belirtilmektedir (58, 59).

35 23 Tablo 2.9. Dental florozisin, Thylstrup-Fejerskov İndeksi (TFI) ne göre sınıflandırılması (39). TFI İndeksi Diş Minesinin Durumu TFI indeks 0 Kurutulduktan sonra parlak şeffaf ve normal mine görünümü vardır. TFI indeks 1 Diş yüzeyi bıyonca devam eden ince beyaz opak çizgiler mevcuttur. TFI indeks 2 Opak çizgiler belirgindir. Kesici kenar ve tüberküllerde karlı tepe görüntüsü vardır. TFI indeks 3 Opak bulut formunda sahaların, diş yüzeyinde pek çok kısmına yayıldıklarını gösterir. TFI indeks 4 Tüm diş yüzeyi belirgin opasite gösterir. TFI indeks 5 Tüm yüzey opaktır, minenin lokal kaybına bağlı 2mm'den küçük çukurcuklar vardır. TFI indeks 6 Çukurcukların, yüksekliği 2 mm' den az olan bantlar şeklinde birleştikleri görülür. TFI indeks 7 En dıştaki minenin kaybı mevcuttur ve yüzeyin yarıya yakını etkilenmiştir. TFI indeks 8 Minenin kaybı yüzeyin yarıdan fazlasını içermektedir. Kalan sağlam mine opaktır. TFI indeks 9 Dıştaki minenin büyük oranda kayıptır, dişin anatomik şekli değişmiştir. Kalan diş koyu kahverengi renkleşmeler gösterir Flor emildikten sonra, kan yoluyla proteinlere bağlı olmadan tüm vücuda dağılır. Vücutta flor büyük oranda kalsifiye dokularda birikir. Vücuttaki florun % 99 unun kemik ve dişlerde biriktiği gösterilmiştir (4). Oral yolla alınan florun birincil atılım yeri böbreklerdir. Bütün flor bileşikleri özellikle idrar, dışkı ve ter ile vücuttan atılır. Dünya Sağlık Örgütü nün belirlediği, içme sularında olabilecek en yüksek flor miktarı 1,5 mg/l dir (60). Florun optimum günlük dozun üzerinde, değişik dozlarda uzun süre alınması ile ortaya çıkar. Florun esas kronik toksik etkileri; Dental Florozis ve İskelet Florozis şeklinde meydana gelir (Tablo 2.10).

36 24 Tablo Kronik flor toksisitesinin yol açtığı bildirilen çeşitli flor dozları, taşıyıcı madde ve sistemik etkileri (39). Flor konsantrasyonu Taşıyıcı madde Sistemik etkiler 2 ppm ve üzeri Su Dental florozis 5 ppm Su Kemiğin kimyasal bileşiminde değişiklikler 8 ppm Su %10 osteosklerozis 20/80 mg/gün ve üzeri (10-20 Su hava İskelet deformasyonu (Crippling florozis) yıl) 50 ppm Yiyecek, su Troid bozuklukları 100 ppm Yiyecek, su Büyüme geriliği 125 ppm ve üzeri Yiyicek, su Böbrek bozuklukları Flor Zehirlenmesinin ve Florozisli Dişlerin Tedavisi Flor zehirlenmesinde öncelikle tedavi olarak hastanın kusması beklenmeden kusturulmalıdır. Ayrıca flor bağlayan likitler verilmesi yani, kireç suyu (Ca(OH) 2 ), alüminyum veya magnezyum içeren jel antiasitler, süt gibi sıvıların verilmesi uygun olur. Entoksikasyon durumunda mutlaka hastaneye başvurulmalıdır (24). Hastalarda florozis düzeyi TFI 0 dan TFI 3 e yaklaştıkça hastaların ve ailelerin hoşnutsuzluğu artmakta, TFI 3 den yukarı çıktıkça ise hastalarda belirgin estetik kaygılar oluşturarak olgunun tedavisi gerekmektedir. Dental florozis olguları; ağartma (beaching) yöntemi ile tadavi edilebilmektedir. Ayrıca, kompozif veya porselen laminate restorasyonların uygulanması ile de estetik görünüm düzeltilebilmektedir. Bunun yanı sıra florozisli ön ve arka dişlerde: çürük, travma veya ileri derecede florozis sebebiyle aşırı madde kayıpları ve buna bağlı vertikal boyut kaybı ve çiğneme güçlüğü gibi durumlar da söz konusu ise, kompozit veneer rezin restorasyonlar veya akrilik ya da porselen protetik kuronlar uygulanarak, gerekli estetik ve fonksiyonel tedavi sağlanabilir (39).

37 25 3. FLORÜR ANALİZ YÖNTEMLER VE YAPILAN ÇALIŞMALAR Florünün birçok analiz metodu bulunmaktadır. Bunlar hakkında bilgi aşağıda verilmiştir Potansiyometri Potansiyometri oldukça yaygın kullanım alanına sahip bir elektroanalitik metottur. Referans ve indikatör elektrot olmak üzere iki elektrot yardımıyla elektroaktif bir tür içeren hücrenin potansiyelinin ölçülmesine dayanan yönteme potansiyometri denir. Yirminci yüzyılın ortalarına kadar potansiyometriden sadece titrimetrik analizlerde dönüm noktası belirlenmesi amacıyla yararlanılırken daha sonraki yıllarda bu yöntemle, bir iyon veya moleküle karşı seçicilik gösteren bir elektrotun potansiyelinin ölçülmesiyle bu türün konsantrasyonu veya aktivitesi de tayin edilebilmektedir. Potansiyometrik bir hücrenin bileşenleri, referans elektrot, tuz köprüsü ve indikatör elektrottur (61). Potansiyometrik yöntemlerde, dışarıdan herhangi bir akım veya gerilim uygulanmaz (62). Potansiyometrik ölçümlerin yapılabilmesi için, ortamdaki yarı hücrelerden birinin potansiyeli sabit tutularak, diğer yarı hücrede meydana gelen değişime karşı potansiyeldeki değişim ölçülür. Burada potansiyeli değişmeyen hücre referans elektrot olarak adlandırılır ve referans elektrot analit çözeltisinin bileşiminden bağımsız sabit elektrot potansiyeline sahip bir yarı hücredir. İdeal bir referans elektrot, tam olarak bilinen sabit ve analit çözeltisinin bileşiminden hiç etkilenmeyen bir potansiyele sahiptir. İdeal bir referans elektrot, tersinirdir ve Nernst eşitliğine uyar, zamanla değişmeyen bir potansiyeli vardır, ufak bir akıma maruz kaldıktan sonra orijinal potansiyeline döner. Tablo 3.1 de yaygın olarak kullanılan bazı referans elektrot tipleri, yarı hücre şemaları ve elektrot reaksiyonları verilmiştir (61, 63). Sıklıkla kullanılan çalışma elektrotları: metalik elektrot (I. dereceden elektrotlar); II. dereceden elektrotlar; inert elektrotlar ve iyon seçici elektrotlardır (62).

38 26 Şekil 3.1. Potansiyometrik titrasyon düzeneği (61). Tablo 3.1. Bazı referans elektrot tipleri, yarı hücre şemaları (60). Referans Elektrot Hücrenin Şematik Gösterimi Hücre Reaksiyonu Gümüş, Gümüş KCl (doygun), AgCl(doygun) ǀ Ag AgCl (k) + e - Ag (k) + Cl - Klorür Elektrot Doygun Kalomel KCl (doygun) ǀ Hg 2 Cl 2 (doygun) ǀ Hg Hg 2 Cl 2 (k) +2e - 2Hg (k) + 2Cl - Elektrot (DKE) Civa, Civa(I) Sülfat Elektrot K 2 SO 4 (doygun) ǀ Hg 2 SO 4 ǀ Hg Hg 2 SO 4 (k)+ 2e - 2-2Hg (s) + SO 4 Metalik elektrotlar: İyonlarıyla dengede olan metaller bu tür elektrotlardandır (Şekil 3.2). Şekil 3.2. İyonları ile dengede olan metaller (61).

39 27 II. derece elektrotlar: Az çözünen bir tuzun doygun çözeltisi ile dengede olan metalik elektrotlardır (Şekil 3.3). AgCl ile kaplanmış Ag elektrot Cl - iyonu için kullanıldığında, AgCl ile doygun çözelti hazırlanır. Bu tür elektrotlar karşılaştırma elektrotu olarak kullanılır. Ayrıca bu tür elektrotlar kompleks oluşumunda da kullanılabilir. Şekil 3.3. Az çözünen bir tuzun doygun çözeltisi ile dengede olan metal (61). İnert elektrotlar: Soy bir metal kendisi tepkimeye girmeyip (Hg, Pt, C) çözeltideki türler arasındaki elektron aktarımını sağlar (Şekil 3.4) (62, 63). Şekil 3.4. İnert elektrotlar (61). Sulu ve susuz çözeltilerde kullanılmak üzere birçok referans elektrotu yapılmıştır. Literatürde bu konu ile ilgili, detaylı incelemeler mevcuttur. Genel olarak referans elektrot seçiminde deneysel sebepler rol oynar. Susuz çözeltilerde çalışırken referans elektrottan çözeltiye su sızması istenmeyebilir. Bu durumda, Ag/Ag + (0,01M CH 3 CN içinde) şeklinde bir elektrot tercih edilmelidir (61).