一 、氟斑牙发病机制
关于氟斑牙发生机制报道的文献较少，过量氟对牙齿的损伤，涉及牙釉质 、牙本质和牙骨质,但主要损害部位是发育期的恒牙牙釉质。乳牙在胚胎第7周开始发生，釉质沉积主要在出生前和乳儿期，生后1岁时完成牙冠发育，因胚胎和哺乳期摄氟量很少，故乳牙氟斑牙都比较轻。人的恒牙牙胚形成、釉质沉积和牙冠的形成，大体上起始于胚胎3~4个月，完成于生后7~8岁，因此，出生后至8岁这段时间，处于发育阶段的恒牙，对氟的作用非常敏感，如此阶段生活在高氟环境中，过量氟对牙齿的损害是严重的，可发生氟斑牙。
氟导致氟斑牙发生的机制如下：氟使成釉细胞中毒变性，釉柱形成和釉柱间质的分泌、沉积受到障碍，釉质矿化不良，某些有机成分缺少，形成发育不全的斑釉；釉柱排列紊乱、松散，中间出现空隙，釉 柱及其基质中无机物晶体形态、大小及排列均不正常，甚至失去晶体结构，破坏了正常釉面的光学特征，出现白垩样改变；若釉柱间隙内有外源性色素沉着时，牙面即呈不同程度的着色，中毒严重时，成釉细胞坏死，造釉停止，出现釉质缺损。可见，过量氟的危害主要累及发育中的恒牙牙釉质。不同剂量的氟对成 釉细胞各个阶段均可产生影响。成釉细胞及釉质形成的成熟阶段早期对氟的作用最为敏感。高氟可影响钙 代谢，低钙和过量氟对牙本质和牙骨质的作用也类似，造成釉柱的结构不规则和排列紊乱，前期牙本质带 不规则增厚，牙本质出现低矿化区。另外，氟可影响磷灰石成核和晶体生长，增加结晶的稳定性，降低其 溶解度，因此，认为氟有预防龋齿的作用。
二 、氟骨症发病机制
慢性氟中毒的骨相损伤包括骨硬化、骨软化、骨质疏松、骨周软组织化骨以及软骨和关节的退行性改变。
(一)氟对成骨细胞的作用
成骨细胞起源间充质细胞或叫间充质干细胞。过量氟引起的骨病变复杂多样，涉及参与骨转换的各种细胞。其中成骨细胞功能活跃是一个发生较早并起主导作用的环节。无论在整体内还是体外培养细胞，过量氟的基本作用是激活成骨系细胞，促进成骨活动。正常骨代谢由循环激素(主要是甲状旁腺激素，转录因子、多肽素生长因子和其他信息分子等组成的复杂网络来调控，现有资料表明，过量氟在多方面对这一调控网络产生了干扰。某些酶的激活，如碱性磷酸酶，成骨细胞内Ca² 的一过性升高，C-fos、C-jun及FGG2、PDGF-BB 的表达增强等，对成骨细胞系的激活可能起重要作用。
(二)氟对破骨细胞的作用
破骨细胞（OC）是一个高度分化的、具有多个核的大细胞 。OC 在骨吸收与骨再建中起启动作用，并在局部微循环中通过分泌酸及溶酶体使骨矿物质溶解及骨胶原降解。在氟骨症发生发展中，OC功能活跃和破骨性吸收增强起重要作用。破骨性吸收增强和骨转换加速，促进氟骨症向骨质疏松和骨软化的方向发展。在影响氟中毒发生的众多激素中，甲状旁腺激素对破骨细胞的刺激作用最强。低血钙引起继发性甲状旁腺功能亢进，PTH分泌增多。超生理剂量的1,25(OH)₂D₃对OC也起活化作用，与PTH 在促进破骨性吸收方面互相协同。在骨组织微环境中C-fos 、骨保护蛋白配体, 对破骨细胞的影响甚大，多种激素或细胞因子对OC的作用需通 过调节OB分泌OPGL、骨保护蛋白和巨噬细胞集落刺激因子发挥其对破骨细胞的作用。氟化物也可通过上调OB中OPGLmRNA和M-CSF mRNA表达水平促进破骨性吸收。
(三)氟对骨、软骨中细胞基质的影响
正常骨组织由骨基质和骨细胞构成。细胞生存的外环境称为细胞外基质。细胞外基质由4种成分组成：胶原蛋白、蛋白多糖、弹性蛋白及结构糖蛋白。过量氟对骨组织ECM的影响是其干扰骨代谢的重要组成部分。骨组织中的ECM主要是由成骨系细胞合成和分泌的，转过来又能对细胞功能发挥重要影响。氟中毒时成骨细胞功能活跃，形成未成熟的编织骨，其胶原的结构、排列明显不同于成熟的板层骨，可能是过量氟致胶原改变的原因之一。同时，过量氟影响OC 的功能，促进OC 分泌一些溶酶体酶，主要包括一些酸和基质金属蛋白酶而促进基质的降解，导致骨转换过程加速。
(四)“钙矛盾”疾病学说
地氟病发病机制的“钙矛盾”疾病学说是20世纪90年代李广生教授提出的，该学说的提出，基于以下几点：
1. 氟中毒患者机体整体缺钙。氟与钙有很强的亲和力，吸收入血的氟可能即刻与钙发生反应形成氟化钙，造成血清Ca²+暂时性下降。氟掺入骨盐晶体，提高骨盐结晶度，溶解度降低，致骨钙释入缓慢，从 而降低体液中的Ca²+浓度。过量氟激活成骨细胞，骨形成增多，增加化骨前沿对Ca²+的需求，造成机体相 对缺钙，如果摄入过量氟和膳食低钙结合在一起，则机体缺钙就会明显加剧。
2. 氟中毒患者有继发性甲状旁腺功能亢进。氟中毒时，血Ca²+ 浓度下降，刺激甲状旁腺功能亢进，PTH分泌增多，血清PTH 上升，使骨转换加速，破骨性吸收加强。
3. 细胞钙离子内流增多。慢性氟中毒时体内普遍存在细胞Ca²+内流增多的现象，这可能并非都通过 PTH 升高这一种机制来介导，可能还与细胞内Ca²+的排出机制受到抑制以及细胞膜系统对Ca²+的转运能力受 损有关。由于缺钙和甲状旁腺功能亢进，钙从骨释出后可进入关节软骨而引起软骨变性、坏死、脱失和骨 赘生成，进而形成退行性关节病。氟骨症患者骨间膜、韧带、肌腱等骨周软组织的移位钙化、骨化都与细胞Ca²+内流有关。
参考资料《地方病学》
