Wie der Zahn gehärtet wird: Ein strahlendes Lächeln mit Fluorid

Eine leichte Färbung verrät, dass die Zähne mit Fluorid geschützt sind. Bild: Dozenist [CC BY-SA 3.0] / Wikimedia Commons

Vor ein paar Wochen erhielt ich einen Leserbrief von Phil zum Thema Fluorid in Trinkwasser und Zahnpasta. Da es hier also um Zahngesundheit geht, möchte ich gerne erklären, was Zähne aus chemischer Sicht eigentlich sind.

Der Zahn: ein kristalliner Baustoff

Rob Lavinsky, iRocks.com – [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons
Zahnschmelz besteht größtenteils aus dem Mineral Hydroxylapatit. Bild: Rob Lavinsky, iRocks.com [CC BY-SA 3.0] / Wikimedia Commons
Das Äußere der Zähne besteht zum größten Teil aus Hydroxylapatit, einem Mineral mit der chemischen Formel Ca5(PO4)3OH. Als Zahnschmelz ist dieses Mineral der härteste Stoff in unserem Körper; aber gegen die Mächte der Chemie hilft bloße Härte nicht immer. Denn Hydroxylapatit ist säurelöslich. Unterhalb des pH-Wertes von 5,5 wird das basische Hydroxid-Ion (OH) aus dem Mineral gelöst und neutralisiert. Es entsteht Wasser (H2O) und das Mineral zerfällt in Calcium- und Phosphat-Ionen:
Zersetzung von Hydroxylapatit durch Säure

Das passiert nicht nur wenn wir saure Sachen essen (zum Beispiel Früchte), sondern auch wenn wir überhaupt Nahrung zu uns nehmen. Denn auf unseren Zähnen wohnen viele verschiedene Mikroorganismen, die die Kohlehydrate aus unserer Nahrung „mitessen“ und dabei in Säure umwandeln. Besonders begehrte Kohlehydrate sind Zucker, die auch die säurebildenden Baktieren zu schätzen wissen. Und aus diesem Grund sind gerade die leckeren Süßigkeiten besonders schlecht für die Zähne.

Bild: By Alcinoe (Own work) [Public domain], via Wikimedia Commons
Ähnlich, aber nicht nicht gleich: Fluorapatit ist säurebeständiger als sein Verwandter, aber auch  deutlich dunkler. Bild: By Alcinoe [Public domain] /Wikimedia Commons
Um der Zerstörung der Zähne durch säurebildende Bakterien vorzubeugen hilft natürlich: regelmäßiges Zähneputzen. Denn wo keine säurebildenden Bakterien mehr sind, kann auch keine Säure gebildet werden die den Zahnschmelz angreift. Man kann allerdings auch den Zahnschmelz chemisch schützen, indem man das säureempfindliche Hydroxid aus dem Hydroxylapatit durch ein „robusteres“ Ion ersetzt; zum Beispiel durch Fluorid (F). Auf diese Weise wird das Hydroxylapatit in Fluorapatit umgewandelt, das wesentlich beständiger gegenüber Säuren ist als das Hydroxylapatit:
Reaktion von Hydroxylapatit mit FluoridAber auch der beständige Fluorapatit hat eine „Schattenseite“: er ist farbig und das sieht man auch auf den Zähnen. Diese sogenannte „Zahnfluorose“ ist normalerweise aber nur ein kosmetisches Problem, denn Zähne sind eben von Natur aus nicht strahlend weiß.

Bild: josconklin [CC-BY-SA-3.0] / Wikimedia Commons
Sichtbarer Säureschutz: Die Behandlung mit Fluorid kann man sehen – sie ist aber ungefährlich. Bild: josconklin [CC-BY-SA-3.0] / Wikimedia Commons

Was genau ist eigentlich Fluorid?

Bild: von Mysid (Eigenes Werk) [Public domain], via Wikimedia Commons
Ein einfaches Salz das unsere Zähne schützt: Natriumfluorid (NaF). Bild: Mysid [Public domain] /Wikimedia Commons
Fluorid ist ein Salz, oder genauer gesagt: das negativ geladene Ion von allen Salzen, die auf „-fluorid“ enden. In die Zahncremes und manchmal auch ins Trinkwasser kommt der zahnschützende Stoff in der Form von Natriumfluorid (NaF) – ganz ähnlich wie man auch seinen Verwandten, das Natriumchlorid (NaCl, Kochsalz) in Trinkwasser und auch in Zahncremes findet.

Während man bei Zahncremes die Wahl ob man Fluorid möchte oder nicht, ist das beim Trinkwasser natürlich nicht so einfach. Die gute Nachricht ist: In Europa wird nur in Teilen von Irland und des Vereinigten Königreiches das Trinkwasser mit Fluorid versetzt. Das ist auch gleichzeitig die schlechte Nachricht, denn die Fluoridierung von Trinkwasser senkt nachweislich das Auftreten von Karies bei Kindern.

Nun ist Natriumfluorid zwar ein Salz, aber eben kein Kochsalz, und im Vergleich mit dem normalen Speisesalz tatsächlich ungesünder. Um sich mit dem Fluorid aus einer Zahncreme zu vergiften müsste ein Erwachsener allerdings drei bis vier Tuben Zahnpasta essen – und etwa 20 Tuben um sich eine sichere Fluoridvergiftung einzuhandeln. So unwahrscheinlich das auch klingt; für Kinder kann es tatsächlich gefährlich werden wenn sie Zahnpasta verschlucken oder essen. Deshalb wird Eltern dazu geraten, für ihre Kinder erst dann fluoridierte Zahnpasta zu verwenden wenn sie beim Zähneputzen die Zahncreme nicht verschlucken.

Wer seinen Zähnen also etwas Gutes tun möchte, sollte in der Tat zu fluoridhaltigen Zahncremes, oder auch zu fluoridiertem Speisesalz greifen. Auch wenn es die Zähne leicht färbt, bleiben sie einem im Gegenzug dafür länger erhalten.

Titelbild: Dozenist [CC BY-SA 3.0] / Wikimedia Commons

1 Kommentar

  1. Willkommen zurück in Deutschland bzw. Mitteleuropa!

    Und gleich mit einem spannenden Thema. Ohne Fluorid geht bei meinen Zähnen ja gar nichts (selbst mit hat meine Zahnärztin oft noch mehr als genug zu tun 🙁 . Um so skeptischer sehe ich solch unnatürliche Schönheitsideale wie „weisse Zähne“, die der Erhaltung der Gesundheit letztlich vollkommen entgegen stehen. Wenn Farbe für Stabilität steht, habe ich gegen ein Bisschen Fluorose nichts einzuwenden.

    Was in der Allgemeinheit gerne mal für Verwirrung sorgt: Die Fluoride, also die Salze des Fluors, sind völlig andere Stoffe als das elementare Fluor (dieses ist ein hochreaktives und damit hochgiftiges Gas, welches uns im Alltag normalerweise nicht begegnet), weshalb ein Vergleich des einen mit dem anderen (nicht nur in toxikologischer Hinsicht) dem berühmten Vergleich von Äpfeln mit Birnen gleichkommt.

    Mehr von der spannenden Chemie rund um Zähne und den Zahnarztbesuch (auch über Fluoride und Fluorapatit) hat übrigens mein Backenzahn 16 zu erzählen:

    http://www.missdeclare.com/2015/12/12/734/ (Teil 1 der Geschichte von Zahn 16 als Gastpost bei Miss Declare)

    http://www.keinsteins-kiste.ch/die-geschichte-von-zahn-einssechs-10-mal-chemie-beim-zahnarzt-teil-2/ (und Teil 2 in Keinsteins Kiste)

    Liebe Grüsse,
    Kathi

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