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氟化物&骨关节炎

迈克尔·康奈特| 2012年8月

骨关节炎是美国致残的首要原因,是一种以关节逐渐僵化和疼痛逐渐恶化为特征的疾病。僵硬和疼痛是由于关节软骨变性,关节下面的骨组织变性以及骨骼过度生长引起的。 (疾病预防控制中心,2011年)疾病预防控制中心估计,有2700万美国人患有这种疾病。

长期以来,人们一直观察到骨骼氟中毒(由过多的氟化物引起的骨骼疾病)会导致症状和退行性变化,非常类似于骨关节炎。尽管这些关节炎效应曾经被认为仅限于氟中毒,但最近的研究表明,在没有传统意义上的氟中毒的情况下,氟化物可引起骨关节炎。

如果继续使用常规的检测氟骨症的方法,许多患有氟化物引起的骨关节炎的人将无法得到正确的诊断和治疗。

骨骼氟中毒的症状和骨骼变化可以很像骨关节炎

氟骨症的症状(慢性关节疼痛和僵硬)模仿了骨关节炎的症状。例如,下图显示了最近一项中国研究的发现,该研究根据饮用水中的氟化物水平调查了人群中骨关节炎症状的发生率:

它’不仅是类似于骨关节炎的氟中毒症状;氟中毒的骨骼变化也类似于骨关节炎。骨骼氟中毒会导致骨长出(即骨赘),软骨退化和钙化,骨硬化以及关节之间空间缩小— 骨关节炎常见的疾病,包括脊柱骨关节炎(脊椎病)。如最近的一项研究所述:

“由于某些早期的临床症状与骨关节炎相似,因此很容易误诊骨骼氟症的最初临床阶段。” (Petrone,2011年)。

摄入氟化物可导致骨关节炎

氟骨症不仅会产生类似于骨关节炎的骨骼变化;它本身会引起骨关节炎。 (罗2012;苏2012;宝2003;萨瓦斯2001;塔塔托夫斯卡娅1995;陈1988;徐1987)。

这个事实是令人信服地证明 在中国研究小组最近进行的一项精心研究中。 (Bao 2003)在研究中,研究人员对生活在氟中毒地区的成年人的右手进行了X射线检查。然后,他们将这些X射线与附近非氟中毒地区的发现以及他们先前进行的全国性研究的发现进行了比较。氟中毒区骨关节炎的发生率为“明显更高” 而不是邻近地区或整个国家。根据研究人员,“氟中毒引起的骨关节炎与普通骨关节炎的严重程度不同而不是自然.”

氟化物可导致骨骼氟中毒之前引起骨关节炎

多年来,美国卫生当局一直认为氟化物不会在X射线上出现传统的氟中毒骨骼变化之前引起关节炎症状。最近的研究强烈表明,这种长期存在的假设是错误的。

萨瓦斯(2001)

来自土耳其的一项研究具有特别的意义,该研究发现了在没有明显氟骨症迹象的个体中,氟与骨关节炎之间有很强的联系。 (Savas 2001)根据这项研究,在氟中毒患者中最常见的放射学发现是膝骨关节炎— 在接受检查的56名氟中毒患者中有66%被发现。相比之下,仅氟中毒患者中有3.6%患有轴性骨硬化症(即下脊柱和骨盆的高密度骨),美国当局认为这是第一 氟中毒的放射学体征。因此,许多氟中毒患者患有膝骨性关节炎,但未同时显示出美国当局仍认为需要确诊为氟骨症的脊柱骨改变。

塔塔托夫斯卡娅(1995)

与这项土耳其研究一致的是,一组俄罗斯研究人员发现,暴露于氟化物的人在脊柱没有放射学可检测到的氟中毒的情况下患骨关节炎的比率显着上升。 (Tartatovskaya 1995)。研究人员对确定氟化物的暴露是否会加剧关节的磨损有兴趣。身体压力,检查了两组从事工作活动的地雷工人,使他们承受明显的振动应力(例如钻孔)。发现未接触氟化物粉尘的工人比未接触氟化物粉尘的煤矿工人的肘部骨关节炎(48.7%vs. 12.9%)和脊椎病(83.3%vs. 41.1%)的发生率明显更高。

为了检验这些发现的准确性,俄罗斯研究人员进行了动物研究,他们在小鼠身上受到振动和氟化物暴露的孤立和综合作用。与矿山工人一样,暴露于振动应力和氟化物的小鼠比单独暴露于任何一种因素的小鼠经历更高的频率和更早地发生关节退变。因此,俄罗斯研究人员得出结论,无论是否存在放射学上可检测到的氟骨症,暴露于氟化物都会加剧物理应力对关节的退化作用。

切尔温斯基(1988)

与土耳其和俄罗斯的研究一致,一组波兰研究人员检查了铝工业中2258名接触氟的工人,并发现在没有氟中毒的情况下,关节炎的发生率很高。 (Czerwinski 1988)。尽管研究人员只能在1%的工人中通过X射线检测到氟中毒,但他们发现膝盖,臀部,肘部,肩膀和腰椎的关节痛发生率很高,而疼痛与氟化物暴露时间有关。根据研究人员,“唯一的特色” 氟中毒是“multiple-joint involvement,” 哪一个“会导致氟中毒与单关节骨关节炎区别开来,但不幸的是,它不能与多关节骨关节炎或类风湿关节炎区别开来。”

曹(2003)

即使在患有严重氟中毒的患者中,退行性关节损伤也可能是主要的放射学发现, 骨硬化症。例如,在一项研究中,中国研究人员发现19例严重氟骨症患者中有5例“主要表现为关节损伤,但骨病理学较轻。” (Cao 2003)。研究人员称这种情况“氟中毒关节炎。”

误诊问题

氟化物会在脊柱可检测到的骨硬化之前(如果没有可检测到的话)在关节中引起骨关节炎的事实突显了诊断困难 氟中毒。由于许多医生继续认为脊柱骨硬化症是诊断氟骨症所必需的,因此许多病例都是由氟化物引起的骨关节炎(“继发性骨关节炎”)将被误诊为“primary osteoarthritis,” 因此剥夺了患者最有效的治疗方法(减少氟化物暴露)。

奥地利医生小组在1995年进行的一项研究强调了区分骨关节炎和早期骨骼氟中毒的困难。 (Roschger 1995)。在这项研究中,医生对一名接受了大剂量氟化物治疗6年的妇女进行了X光检查,以作为骨质疏松症的实验治疗方法。该名妇女患有多发性自发性骨折后,医生对她的骨骼进行了X光检查并测量了她的骨密度。据医生说,“骨骼和骨闪烁显像的X线照片显示退行性骨关节炎,” 但没有骨骼氟中毒的传统迹象。那不是’直到医生进行了骨活检,医生才能够检测出氟中毒的存在。正如医生所说,“如果没有骨活检,我们将无法正确诊断。” 根据这些经验,医生得出结论:“怀疑骨骼氟中毒时,对骨骼进行侵入性检查(骨活检,组织形态测定,BSEI和SAXS)是唯一的诊断工具。”

下图进一步说明了依靠X射线检测和预防由氟化物引起的关节病变的问题。该图展示了来自中国的一项研究的结果’有关骨骼氟中毒诊断的最杰出专家(黄长青)。可以看出,许多被诊断为氟中毒的人(根据详细的临床检查)在X射线上没有放射学上可检测到的氟中毒。

参考文献:

摘录:氟骨症是引起骨关节炎的原因

“现在,全髋关节置换术(THA)是治疗因氟中毒而导致的严重髋骨关节炎的有效方法之一。目的:探讨THA治疗氟中毒引起的重度髋骨关节炎的策略和疗效。方法:使用生物假体进行THA治疗5例因氟中毒而导致的严重髋骨关节炎。结果与结论:所有切口均一期愈合。术后1周通过X射线观察可以很好地确定假体的位置。全部病例平均随访13.8个月。在随访期间未发现假体松动和下沉。术后3个月和6个月,Harris平均得分分别为83.6和87.8分,与术前得分(38.4分)相比有所提高。异位骨化发生在两例中,一例为Brooker I级,另一例为II级。 THA是治疗因氟中毒而导致的严重髋骨关节炎的有效方法,可显着改善关节功能,并发症少。术后应防止异位骨化。”
资源:Su WM等。 (2012)。全髋关节置换术治疗因氟中毒引起的严重髋关节骨关节炎。中国组织工程研究杂志16(9):1543-1546。

“Knee osteoarthritis caused by endemic skeletal fluorosis is a complex and chronic systemic disease, which can cause the damage of surrounding bone and sclerotin of knee joint. . . . Nine patients who suffered from knee osteoarthritis caused by skeletal fluorosis . . . were treated with bilateral TKA [total knee arthroplasty].The clinical efficacy was evaluated according to the knee scoring system of United States Hospital for Special Surgery before arthroplasty and final follow-up after arthroplasty. Score results showed that 5 knees were excellent,3 knees were good and 1 knee was fair after knee arthroplasty. All patients have been improved in pain, function and range of motion. TKA is an effective method for the treatment of knee osteoarthritis caused by skeletal fluorosis.”
消息来源:罗R等。 (2012)。全膝关节置换术治疗地方性氟中毒所致的膝骨关节炎。中国组织工程研究。可在线访问:/Article_en/CJFDTOTAL-XDKF201209015.htm

“A 47.2% overall occurrence of osteoarthritic-like lesions involving the joints of the appendicular skeleton appears particularly severe considering the mean age of 30.2 years (individuals >15-years-old). The coxofemoral, knee, sacroiliac, elbow, and sternoclavicular joints and pedal phalanges are the most noticeably affected anatomical districts . . . . [T]he concomitant aberrant growth of new bone, ligamentous calcification and osteosclerosis, along with osteoarthritic-like lesions and ankylosis of spine and appendicular joints, strongly suggest skeletal fluorosis.”
消息来源:Petrone P等。 (2011)。维苏威火山地区居民的持久氟化物健康危害:公元79年赫库兰尼姆的案例. PLoS ONE 6(6): e21085.

“对397例氟中毒患者的X线体征分析表明,有94%的患者发生了退行性和营养不良性腰椎疾病。 。各种变化(上皮病,骨关节炎和变形关节病)的发生率为91%。运动障碍出现全身性,多发性和对称性。”
消息来源:Ornitsan E等。 (2004)。[Features of occupational fluorosis course]. Med Tr Prom Ekol. (12):27-9. (Translated from Russian to English by FAN)

“目的:通过对罹患氟中毒的村庄进行调查,了解氟中毒与成人骨关节炎之间的关系。方法:对患有氟中毒的村庄中的227名40岁以上的成年人进行右手X射线照相,并根据所获得的结果,使用累积分数来诊断成人骨关节炎。结果:氟中毒患区骨关节炎的识别率为59.03%,平均累积得分为3.85,均明显高于对照组(识别率为23.6%,平均累积得分为0.72)。氟中毒引起的骨关节炎患者占骨关节炎人群的很大一部分。结论:氟中毒可能导致骨关节炎,并且在部分患者中也成为成人Kashin-Beck病(KBD)的混杂因素。”
包伟,等。 (2003)。丰家堡村,阿梭村和潜城村成人手部骨关节炎调查报告. 中国地方病学杂志 22(6):517-18。 (FAN将中文翻译成英文)

“”[A]rthopathy and arthritis affected a significant number of the (fluorosis) patients, resulting in functional disability. . . . The physical signs of brick-tea type skeletal fluorosis were elbow, shoulder and knee articular dysfunction, which was the most common pathology. X-ray examination revealed that the interosseous membrane ossification, tendon attachment calcification and articular degeneration were the causes of these functional disorders.”
资料来源:曹J等。 (2003)。砖茶氟化物是成人氟中毒的主要来源。食品和化学毒理学41(4):535-42。

“Endemic fluorosis may increase the severity of osteoarthritis in the knees. . . . Twelve patients (21.4%) with endemic fluorosis and eight control patients (20%) had grade 2 osteoarthritis, 16 patients (28.6%) with endemic fluorosis and three control patients (7.5%) had grade 3 osteoarthritis, and six patients (10.7%) with endemic fluorosis and one control patient (2.5%) had grade 4 osteoarthritis. The osteoarthritis severity was greater in the endemic fluorosis group. Osteophytes at the anterior and posterior parts of the tibial condyles, osteophytes at the superior margin of the patellar articular surface of the femur, and popliteal loose bodies were detected more frequently in the endemic fluorosis group than in controls. There was no difference between groups in the existence of osteophytes at the superior and inferior margins of the patella. However, these osteophytes were larger in endemic fluorosis patients than in controls (p = 0.001). Twenty-five (44.6%) patients with endemic fluorosis had polyp-like osteophytes at the medial non-weight-bearing margin of the femoral condyle. This kind of osteophyte was not detected in controls. . . . Further studies are needed in order to understand the exact mechanism of bone and cartilage changes in the knees of patients with endemic fluorosis.”
消息来源:Savas S等。 (2001)。土耳其患者的地方性氟中毒:与膝骨关节炎的关系。国际风湿病学杂志21(1):30-5。

“临床和实验数据表明,当存在其他中毒症状时,必须将主要关节(主要是肘关节)的骨关节炎变形器视为氟中毒的症状之一。”
SOURCE: Semennikova TK, et al. (1992). [生产因子联合作用下职业性氟中毒早期临床特征]. [Article in Russian]. Gig Tr Prof Zabol. (3):6-8. (Translated from Russian to English by FAN)

“A comparative study is presented of 378 workers with osteoarthrosis deformans (OD) contacting with fluorine compounds and in 106 patients with primary OD. The diagnostic criteria in these two categories of patients coincided. . . . In OD plus [industrial fluorosis] males prevailed, and were on average 10 years younger.”
SOURCE: Medvedeva VN. (1992). [氟化合物接触对象的骨关节炎变形的诊断和治疗]. Lik Sprava. (8):76-8. (Translated from Russian to English by FAN)

“本文报道了109例氟性肘关节炎的影像学表现:硬化,关节面不规则和不连续;关节表面下方的骨横纹变粗,小梁变粗和稀疏,小梁稀疏或密度变化,以及囊性透X射线区域。作者首先提出滑车外侧rest骨骨赘的形成和双侧韧带骨化是氟骨性肘关节炎的放射学特征。”
陈X(1988):氟肘关节炎的放射学分析. 贵阳医学院学报 13(2):303-305。 (FAN将中文翻译成英文)

“退行性关节改变。氟中毒患者可能发生广泛的变性改变,从而导致骨关节炎。在146例病例中,有107例(73%)发生关节改变。在这107例病例中,有12例年龄在30岁以下,其中2例是儿童。在狗的X光片中’肢体大胆,看到了与人类相似的变化。”
消息来源:徐建昌等。 (1987)。骨骼氟中毒的X线表现和病理基础。中华医学杂志100:8-16。

“对氟含量高的两个地区的居民进行了骨骼氟中毒的放射学调查。 。 。 。关节变性是一个突出特征。”
消息来源:廉志诚,吴恩恒。 (1986)。骨质疏松症–地方性氟中毒的早期影像学表现。骨骼放射学15(5):350-3。

“严重的氟中毒… 其特点是骨骼密集,外生骨,由于骨骼过度生长,骨关节炎和韧带钙化引起的神经系统并发症。”
消息来源:Riggs BL。 (1983)。氟化钠治疗骨质疏松症的评估。骨与矿物质研究年度报告2:366-393。

“即使可能无法从浓度为1 ppm的水中的氟化物大规模发现广泛的骨骼畸形,但该疾病的某些早期体征可能会发生,例如韧带钙化,关节囊和肌肉附着。的确,这些病症是骨关节炎的特征,其中已经清楚地证明了磷灰石微晶(已知由氟化物促进)的形成。… 例如,皮内特(Pinet)和皮内特(Pinet)详细描述了北非骨骼氟中毒所遇到的X射线变化,这些变化在各个方面都与其他地方的老年人关节炎脊柱中存在的变化相同。”
消息来源:Waldbott GL,Burgstahler AW和McKinney HL。 (1978)。氟化:两难困境。堪萨斯州劳伦斯的Coronado Press,Inc.。

“一项针对21个奶牛场关节炎高发的调查显示,骨骼样本中的氟水平升高… 关节周围结构受损的高发生率(导致虚弱和生产损失)与骨氟升高之间存在统计相关性。”
消息来源:格里菲斯·琼斯(Griffith-Jones W.)(1977)。奶牛氟中毒。兽医记录100:84-89。

“氟性关节病:在关节周围,会形成厚厚的边缘骨赘。在某些情况下,它们的生长程度足以阻止关节运动(‘阻断关节炎’)。关节闭锁也可通过关节周韧带钙化引起。关节受累最常见的部位是臀部,the,肘和膝关节。在老年人中,通常会影响到椎弓根。该病的晚期显示关节软骨萎缩和溃疡。”
消息来源:Soriano,M.(1968)。酒中毒导致的骨膜炎变形. Fluoride 1(2): 56-64.

“The ligamentous calcification [of skeletal fluorosis] is often periarticular and shows as osteoarthritis of the spine and hip joints as well as of the sacro-iliac joints.”
消息来源:Kumar SP,Harper RA。 (1963)。亚丁氟中毒。英国放射学杂志36:497-502。

氟化物可导致骨关节炎的机制:

1)软骨的降解和钙化:

“氟化物主要影响骨骼代谢。然而,软骨是其沉积区域之一。在一项动物研究中,研究表明过量摄入氟化物会导致关节软骨细胞坏死,溃疡形成和关节钙化。”
消息来源:Savas S等。 (2001)。土耳其患者的地方性氟中毒:与膝骨关节炎的关系。国际风湿病学杂志21(1):30-5。

“NaF [sodium fluoride] produces abnormal collagen fibres which provide an abnormal environment for calcification. The formation of defective collagen fibres during fluoride poisoning may explain the development of neobone in fluorosis. NaF is suggested to interfere with maturation of collegen fibres by exerting an adverse effect on cross-link precursors.”
消息来源:Sharma YD。 (1982)。氟化钠对拼贴交联前体的影响。毒理学快报10:97-100。

“结论是,摄入过量的氟化物会增加胶原蛋白的溶解度和降解,并减少胶原蛋白的生物合成和交联。因此,由于交联不足,成熟的组织胶原纤维将异常。”
消息来源:Sharma YD。 (1982)。摄入氟化物后胶原代谢和成熟的变化。 Biochimica et Biophysica Acta 715:137-41。

“[I]t is postulated that fluoride activates the calcification of cartilage.”
消息来源:Bang S等。 (1985)。氟化物治疗的骨质疏松症患者钙化软骨中氟化物的分布. Bone 6: 207-210.

“通常,成骨细胞,成釉细胞,成牙本质细胞和计时成年细胞的代谢模式非常相似,因此可能会出现软骨疾病… 迄今为止,在氟化物治疗的牛中观察到的任何骨关节炎都被认为是无关的过程。然而,软骨下板和骨松质端的过度重塑,例如在氟骨症中发生的情况,最终将导致关节软骨重塑。过度的软骨重塑会导致正常关节的骨关节炎。因此,氟化物诱导的重塑的机械作用和氟化物对软骨细胞的直接作用都可能改变软骨。牛体内产生软骨变化所必需的氟水平和重塑环境– 如果发生– 有待建立。”
消息来源:约翰逊LC。 (1965)。组织发生和骨氟中毒形成的机制。在:H.C. Hodge和F.A. Smith,编辑:Fluorine chemistry,Vol。 4.纽约,纽约,学术出版社(1965)424-441。

2)骨组织增大(骨硬化)& Bony Outgrowths:

“Osteoarthritis, osteonecrosis, and fractures can occur [in skeletal fluorosis] as a result of the marked bone hardness. Some bone changes can imitate a seronegative arthritis.”
消息来源:Kalia LV等。 (2010)。氟中毒和硬膜外脂肪瘤合并发生的胸脊髓病。能够。 J.神经病。科学37:276-78。

“应该进行有关将氟化物引起的骨密度增加与非致命疾病(例如骨关节炎)相关联的研究。”
消息来源:Prival MJ。 (1972)。氟化物与人类健康。华盛顿特区公共利益科学中心

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