¿Cómo afecta el flúor a la salud mitocondrial?
El flúor es un elemento que ha sido ampliamente utilizado, especialmente en productos dentales como la pasta de dientes y el agua potable, para prevenir la caries. Sin embargo, en niveles elevados, puede tener efectos adversos sobre la salud, incluso de las mitocondrias, los orgánulos que suministran energía a nuestras células, lo que puede tener efectos nefastos en nuestra salud.
Índice
- ¿Qué es el flúor y para qué se usa?
- ¿Qué efectos negativos puede causar el exceso del flúor en la salud?
¿Qué es el flúor y para qué se usa?
El fluoruro está presente en todas partes de la naturaleza. La principal forma en que las personas están expuestas al fluoruro es bebiendo agua.
El fluoruro es un mineral natural que protege contra las caries. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) recomiendan la fluoración del agua pública a una concentración óptima de fluoruro de 0,7 ppm para prevenir la caries dental.
Pero si se deposita una gran cantidad de fluoruro en el medio ambiente, a largo plazo dará lugar a un contenido excesivo de flúor en el suelo y el agua, que finalmente penetrará en los productos agrícolas y dará como resultado un contenido excesivo de flúor en los cultivos.
Es interesante observar que, si bien los niveles bajos de fluoruro son buenos para el crecimiento de los huesos y los dientes, la exposición prolongada al fluoruro es mala para la salud humana. Así, puede provocar fluorosis del esmalte y del esqueleto, toxicidad renal, toxicidad de las células epiteliales del pulmón y toxicidad reproductiva.
¿Qué efectos negativos puede causar el exceso del flúor en la salud?
El fluoruro ejerce diversos efectos celulares dependiendo de la dosis, el tipo de célula y el tejido.
1- Fluorosis dental y de los huesos
La exposición aguda o crónica a altas dosis de fluoruro puede provocar fluorosis del esmalte dental y del tejido blando y esquelético. La fluorosis dental se manifiesta como un esmalte moteado, descolorido y poroso que es susceptible a la caries dental.
El fluoruro induce estrés celular, incluido el estrés del retículo endoplásmico y el estrés oxidativo, lo que conduce al deterioro de los ameloblastos responsables de la formación del esmalte dental. Los ameloblastos son células especializadas responsables de la formación del esmalte dental, el tejido más duro y mineralizado del cuerpo humano. Se originan en el epitelio interno del órgano del esmalte durante la etapa de desarrollo de los dientes y juegan un papel crucial en la amelogénesis, que es el proceso mediante el cual se forma el esmalte dental.
La generación de ROS inducida por fluoruro causa daño mitocondrial y daño al ADN, lo que puede conducir a un deterioro de la función de los ameloblastos.
2- Estrés oxidativo
La neurotoxicidad causada por el fluoruro provoca apoptosis, producción de especies reactivas de oxígeno, alteración de la dinámica mitocondrial y disminución de la capacidad de las enzimas antioxidantes.
Además, altas dosis de fluoruro causan estrés celular, como el estrés del retículo endoplásmico (RE) y el estrés oxidativo. La exposición al fluoruro aumenta la generación de superóxido (O2-) y otras especies reactivas de oxígeno (ROS) que están asociadas con la toxicidad del fluoruro. Los niveles bajos e intermedios de ROS son fisiológicamente importantes como moléculas de señalización celular, mientras que las concentraciones altas de ROS que impiden la eliminación celular causan estrés oxidativo, disfunción mitocondrial y daño celular y del ADN que puede provocar la muerte celular.
Los estudios preclínicos vinculan el estrés oxidativo, la inflamación y la muerte celular programada con la toxicidad del fluoruro.
La absorción de concentraciones elevadas de fluoruro puede provocar fuertes daños en el ADN, principalmente debido a la rotura del ADN monocatenario o bicatenario causada por el estrés oxidativo de los radicales libres.
3- Daños en las mitocondrias
Las mitocondrias son los principales orgánulos de las células que suministran energía y están estrechamente relacionados con la regulación de la función fisiológica de las células eucariotas. Las mitocondrias desempeñan un papel importante en el metabolismo energético, la apoptosis, la diferenciación celular, la transducción de señales celulares y el metabolismo del hierro.
Después de una exposición prolongada al fluoruro o de la absorción de concentraciones anormales de fluoruro, la estructura de las mitocondrias en las células y tejidos resulta gravemente dañada. Esto resulta en una disminución del número de mitocondrias, actividad anormal de la cadena respiratoria, aumento del estrés oxidativo, daño genético y disfunción biogénica. El fluoruro puede inducir el equilibrio entre la fisión y la fusión de las mitocondrias, lo que resulta en una función y morfología anormales de las mitocondrias.
Se ha demostrado que la fluorosis afecta a una serie de disfunciones mitocondriales como la dinámica mitocondrial, las especies reactivas de oxígeno mitocondrial, la fisión mitocondrial, la cadena respiratoria mitocondrial, la apoptosis de la autofagia mitocondrial, la alteración de la fusión mitocondrial y la regulación del calcio mitocondrial.
La exposición prolongada al fluoruro daña irreversiblemente la integridad de la membrana mitocondrial, lo que provoca una disfunción mitocondrial. El fluoruro puede cambiar la permeabilidad mitocondrial, consumir ATP, inhibir el funcionamiento normal de la cadena respiratoria celular, reducir la actividad mitocondrial y liberar citocromo C, lo que provoca estrés oxidativo.
Es bien sabido que altas concentraciones de fluoruro pueden provocar cierto grado de toxicidad en órganos o sistemas, como estrés oxidativo, detención del ciclo celular y apoptosis, lo que resulta en condensación nuclear, ruptura de la membrana nuclear, vacuolación mitocondrial, fragmentación y fisión mitocondrial.
El fluoruro inhibe el transporte de nutrientes, la respiración celular y la glucólisis mediante la inhibición de las metaloproteínas. A nivel celular, la exposición prolongada al fluoruro provoca un desequilibrio electrolítico debido a la inhibición de proteínas transmembrana, anomalías mitocondriales, alteración metabólica e inducción de señales de estrés. La exposición prolongada al fluoruro causa daño permanente a las mitocondrias y anormalidades en la cadena respiratoria, principalmente debido a la reducción del ATP producido por la glucólisis anaeróbica, la liberación de protones, lo que lleva a la acidificación intracelular, lo que lleva a estrés oxidativo.
4- Otros daños que puede causar a la salud:
- Efectos neurotóxicos: algunos estudios han sugerido una posible relación entre la exposición prolongada al flúor y un deterioro cognitivo, especialmente en áreas con niveles muy elevados de flúor en el agua. Se ha informado que beber agua con altos niveles de fluoruro durante mucho tiempo tiene un mayor riesgo de desarrollar demencia que beber agua con niveles relativamente bajos de fluoruro.
Una gran cantidad de depósito de fluoruro daña principalmente los huesos, los dientes y el sistema nervioso central al atravesar la barrera hematoencefálica, lo que puede provocar insomnio o somnolencia y otros síntomas.
El daño cinético mitocondrial y el estrés oxidativo inducidos por fluoruro en células SH-SY5Y revelaron que el fluoruro de sodio (NaF) podría aumentar el nivel de proteína de fusión y reducir significativamente el nivel de fisión de proteínas en el hipocampo de rata, lo que indica que el fluoruro conduce a la aparición de la enfermedad de Alzheimer en humanos al inhibir la fisión mitocondrial, la autofagia y la apoptosis excesiva.
- Problemas hormonales: existen indicios de que el flúor puede afectar la función tiroidea, interfiriendo con la producción de hormonas esenciales para el metabolismo. También puede afectar a la fertilidad.
- Daño a los órganos: existe evidencia de que la ingesta excesiva de fluoruro puede dañar varios órganos, incluido el cerebro, el hígado, los riñones y los ovarios. El fluoruro del ambiente en el cuerpo es absorbido principalmente por el estómago y los intestinos, a través de la membrana celular, se deposita en los huesos y los tejidos blandos, causando daños a los huesos y los tejidos blandos. El punto de depósito más importante es el hígado y el punto de excreción es principalmente el riñón. La exposición prolongada al fluoruro provoca la acumulación de fluoruro en el tejido hepático, afecta la actividad de las enzimas antioxidantes y la expresión de la ciclooxigenasa, destruye gravemente la ultraestructura de los hepatocitos, provoca cambios patológicos significativos en el tejido hepático y destruye el equilibrio del cuerpo.
Una mayor concentración de fluoruro de sodio aumenta la expresión de fósforo, potasio, nitrógeno ureico en sangre (BUN), ácido úrico y creatinina, e induce daño histopatológico renal y conduce a apoptosis.
Un gran número de estudios han demostrado que el fluoruro absorbido puede dañar la estructura y función de tejidos y células, como la tiroides, el bazo, los linfocitos de la amígdala cecal, las células SH-SY5Y del neuroblastoma humano, los ameloblastos y las células de Leydig, provocando apoptosis.
Es importante destacar que estos efectos suelen asociarse a una exposición crónica a niveles elevados de flúor, y no a los niveles generalmente presentes en los productos de consumo común, como el agua fluorada o la pasta dental. La seguridad del flúor, como en muchos otros casos, depende de la dosis.
Ideas clave
- El fluoruro es un mineral natural usado para prevenir caries. Principalmente se obtiene del agua potable.
- Los CDC recomiendan la fluoración del agua a 0,7 ppm para protección dental.
- La exposición prolongada al flúor puede ser dañina.
- Entre los efectos negativos del exceso de flúor en la salud encontramos la fluorosis dental y ósea que causa esmalte descolorido y tejido óseo dañado.
- Estrés oxidativo que provoca daño celular y mitocondrial, afectando la salud general.
- Daño mitocondrial, que afecta el funcionamiento de las mitocondrias y el metabolismo celular.
- Otros daños que puede causar el exceso de flúor son neurotoxicidad, problemas hormonales, y daño a órganos (cerebro, hígado, riñones).
- Estos efectos graves suelen darse con una exposición crónica y niveles altos de flúor.
Enfermedades relacionadas
Fuente: <ul> <li>Maiko Suzuki, Cheryl Bandoski, John D. Bartlett, Fluoride induces oxidative damage and SIRT1/autophagy through ROS-mediated JNK signaling, Free Radical Biology and Medicine, Volume 89, 2015, Pages 369-378, <a href="https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2015.08.015">https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2015.08.015.</a></li> </ul> <p> </p> <ul> <li>Kumar, S., Shenoy, S., Swamy, R.S. et al. Fluoride-Induced Mitochondrial Dysfunction and Approaches for Its Intervention. Biol Trace Elem Res 202, 835–849 (2024). <a href="https://doi.org/10.1007/s12011-023-03720-1">https://doi.org/10.1007/s12011-023-03720-1</a></li> </ul> <p> </p> <ul> <li>Wei M, Ye Y, Ali MM, Chamba Y, Tang J, Shang P. Effect of Fluoride on Cytotoxicity Involved in Mitochondrial Dysfunction: A Review of Mechanism. Front Vet Sci. 2022 Apr 19;9:850771. <a href="https://doi.org/10.3389%2Ffvets.2022.850771">doi: 10.3389/fvets.2022.850771.</a></li> </ul>