È iniziata come un’osservazione, che presto prese la forma di un’idea. Finì, cinque decenni dopo, come una rivoluzione scientifica che portò l’odontoiatria alla ribalta della medicina preventiva. Questa è la storia di come la scienza dentale ha scoperto – e infine dimostrato al mondo – che il fluoruro, un minerale che si trova nelle rocce e nel suolo, previene la carie. Anche se la carie dentale rimane una preoccupazione per la salute pubblica, non è più il problema sfrenato che era una volta, grazie al fluoro.
Un disturbo misterioso
Nel 1909 il dottor McKay (r) convinse la Colorado State Dental Association ad invitare il dottor Green Vardiman Black (l), uno dei più eminenti ricercatori dentali della nazione, a partecipare alla convention del 1909 dove sarebbero stati presentati i risultati di McKay. I due uomini iniziarono una ricerca congiunta e scoprirono altre aree del paese dove si verificava la colorazione marrone dei denti.
La ricerca sul fluoro ebbe i suoi inizi nel 1901, quando un giovane laureato in odontoiatria di nome Frederick McKay lasciò la costa orientale per aprire uno studio dentistico a Colorado Springs, Colorado. Quando arrivò, McKay rimase sbalordito nel trovare decine di nativi di Colorado Springs con grottesche macchie marroni sui loro denti. Così gravi potevano essere queste macchie permanenti, infatti, a volte interi denti erano macchiati del colore delle caramelle al cioccolato. McKay cercò invano informazioni su questo bizzarro disturbo. Non trovò alcuna menzione dei denti macchiati di marrone in nessuna delle pubblicazioni dentistiche dell’epoca. I residenti locali incolpavano del problema una serie di strani fattori, come mangiare troppa carne di maiale, consumare latte scadente e bere acqua ricca di calcio. Così, McKay raccolse il guanto di sfida e iniziò lui stesso la ricerca sul disturbo. Le sue prime indagini epidemiologiche vennero interrotte dalla mancanza di interesse della maggior parte dei dentisti della zona. Ma McKay perseverò e alla fine interessò i professionisti locali al problema, che fu conosciuto come Colorado Brown Stain.
Una fruttuosa collaborazione
La prima grande occasione per McKay arrivò nel 1909, quando il famoso ricercatore dentale Dr. G.V. Black accettò di venire a Colorado Springs e collaborare con lui sulla misteriosa malattia. Black, che aveva precedentemente deriso che era impossibile che un tale disturbo potesse passare inosservato nella letteratura dentale, fu attirato all’Ovest poco dopo che la Colorado Springs Dental Society aveva condotto uno studio che mostrava che quasi il 90% dei bambini nati in città avevano segni di macchie marroni. Quando Black arrivò in città, anche lui rimase scioccato dalla prevalenza della macchia bruna del Colorado nelle bocche dei residenti nativi. Scriverà più tardi:
“Ho trascorso molto tempo camminando per le strade, notando i bambini nel loro gioco, attirando la loro attenzione e parlando con loro dei loro giochi, ecc, allo scopo di studiare l’effetto generale della deformità. L’ho trovata prominente in ogni gruppo di bambini. Non c’è bisogno di cercarla, perché si impone continuamente all’attenzione dell’estraneo con il suo persistente risalto. Questo è molto più di una deformità dell’infanzia. Se fosse solo questo, sarebbe di minore importanza, ma è una deformità per tutta la vita.”
Black studiò la fluorosi per sei anni, fino alla sua morte nel 1915. Durante questo periodo, lui e McKay fecero due scoperte cruciali. In primo luogo, hanno dimostrato che lo smalto a chiazze (come Black si riferiva alla condizione) derivava da imperfezioni di sviluppo nei denti dei bambini. Questa scoperta significava che gli abitanti della città, i cui denti permanenti si erano calcificati senza sviluppare le macchie, non rischiavano di avere i denti marroni; i bambini piccoli che aspettavano l’eruzione della seconda fila di denti, invece, erano ad alto rischio. In secondo luogo, hanno scoperto che i denti afflitti da Colorado Brown Stain erano sorprendentemente e inspiegabilmente resistenti al decadimento. I due ricercatori erano ancora lontani dal determinare la causa della macchia marrone del Colorado, ma McKay aveva una teoria nascosta in fondo alla sua testa. Forse c’era, come suggerito da alcuni residenti locali, un ingrediente nella fornitura di acqua che screziava i denti? Black era scettico; McKay, però, era intrigato dalle prospettive di questa teoria.
La teoria della causa dell’acqua ebbe una spinta gigantesca nel 1923. Quell’anno, McKay attraversò le Montagne Rocciose fino a Oakley, Idaho, per incontrare dei genitori che avevano notato delle particolari macchie marroni sui denti dei loro figli. I genitori dissero a McKay che le macchie cominciarono a comparire poco dopo che Oakley aveva costruito una conduttura d’acqua comune verso una sorgente calda a cinque miglia di distanza. McKay analizzò l’acqua, ma non vi trovò nulla di sospetto. Ciononostante, consigliò ai dirigenti della città di abbandonare del tutto la conduttura e di usare un’altra sorgente vicina come fonte d’acqua.
Il consiglio di McKay ebbe successo. Nel giro di pochi anni, ai bambini più piccoli di Oakley spuntarono dei sani denti secondari senza alcuna macchia. McKay ora aveva la sua conferma, ma non aveva ancora idea di cosa potesse esserci di sbagliato nell’acqua di Oakley, Colorado Springs e altre aree afflitte. La risposta arrivò quando McKay e il Dr. Grover Kempf del Servizio di Salute Pubblica degli Stati Uniti (PHS) si recarono a Bauxite, Arkansas, una città di proprietà della Aluminum Company of America, per indagare sulle segnalazioni delle familiari macchie marroni. I due scoprirono qualcosa di molto interessante: cioè, il disturbo dello smalto a chiazze era prevalente tra i bambini di Bauxite, ma inesistente in un’altra città a sole cinque miglia di distanza. Di nuovo, McKay analizzò la fornitura d’acqua di Bauxite. Ancora una volta, l’analisi non ha fornito alcun indizio. Ma il lavoro dei ricercatori non fu fatto invano.
McKay e Kempf pubblicarono un rapporto sulle loro scoperte che raggiunse la scrivania del capo chimico dell’ALCOA, H. V. Churchill, al quartier generale della società in Pennsylvania. Churchill, che aveva passato gli ultimi anni a confutare le affermazioni che le pentole di alluminio erano velenose, temeva che questo rapporto potesse fornire nuovo foraggio ai detrattori dell’ALCOA. Così, decise di condurre un proprio test sull’acqua di Bauxite, ma questa volta usando l’analisi fotospettrografica, una tecnologia più sofisticata di quella usata da McKay. Churchill chiese ad un assistente di analizzare il campione d’acqua di Bauxite. Dopo diversi giorni, l’assistente riportò una notizia sorprendente: l’acqua della città aveva alti livelli di fluoruro. Churchill era incredulo. “Chi ha mai sentito parlare di fluoruri nell’acqua”, urlò al suo assistente. “Hai contaminato il campione. Affretta un altro campione”
Poco dopo, un nuovo campione arrivò in laboratorio. L’assistente di Churchill condusse un altro test sull’acqua di Bauxite. Il risultato? L’analisi fotospettrografica, ancora una volta, ha mostrato che l’acqua della città aveva alti livelli di fluoruro che la contaminavano. Questa seconda e identica scoperta spinse Churchill a sedersi alla sua macchina da scrivere nel gennaio 1931 e a comporre una lettera di cinque pagine a McKay su questa nuova rivelazione. Nella lettera, consigliò a McKay di raccogliere campioni d’acqua da altre città “dove è stato sperimentato il peculiare problema dentale… Confidiamo di aver risvegliato il suo interesse per questo argomento e di poter cooperare nel tentativo di scoprire quale parte il ‘fluoro’ possa giocare nella questione”
McKay raccolse i campioni. E, nel giro di pochi mesi, ebbe la risposta e l’epilogo della sua ricerca trentennale: alti livelli di fluoro nell’acqua causavano davvero lo scolorimento dello smalto dei denti.
Nuove domande emergono
Quindi, dalle curiose scoperte dell’assistente di laboratorio di Churchill, il mistero dei denti macchiati di marrone era risolto. Ma un mistero spesso si ripercuote in molti altri. E poco dopo questa scoperta, gli scienziati del PHS hanno iniziato a indagare su una serie di nuove e provocatorie domande sul fluoruro trasportato dall’acqua. Con queste indagini del PHS, la ricerca sul fluoruro e i suoi effetti sullo smalto dei denti iniziò sul serio. L’architetto di questi primi studi sul fluoro fu il dottor H. Trendley Dean, capo dell’unità di igiene dentale del National Institute of Health (NIH). Dean iniziò a studiare l’epidemiologia della fluorosi nel 1931. Una delle sue principali preoccupazioni di ricerca era determinare quanto alti potessero essere i livelli di fluoruro nell’acqua potabile prima che si verificasse la fluorosi. Per determinare questo, Dean ha arruolato l’aiuto del dottor Elias Elvove, un chimico senior al NIH. Dean diede a Elvove il difficile compito di sviluppare un metodo più accurato per misurare i livelli di fluoruro nell’acqua potabile. Elvove lavorò a lungo e duramente nel suo laboratorio, e nel giro di due anni riportò il successo a Dean. Aveva sviluppato un metodo all’avanguardia per misurare i livelli di fluoruro nell’acqua con una precisione di 0,1 parti per milione (ppm). Con questo nuovo metodo al seguito, Dean e il suo staff partirono per tutto il paese per confrontare i livelli di fluoruro nell’acqua potabile. Alla fine degli anni ’30, lui e il suo staff avevano fatto una scoperta fondamentale. Vale a dire, livelli di fluoruro fino a 1,0 ppm nell’acqua potabile non causavano fluorosi dello smalto nella maggior parte delle persone e solo una lieve fluorosi dello smalto in una piccola percentuale di persone.
Prova che il fluoruro previene la carie
Questa scoperta mandò i pensieri di Dean in una nuova direzione. Ricordava, leggendo gli studi di McKay e Black sulla fluorosi, che lo smalto screziato dei denti è insolitamente resistente alla carie. Dean si chiese se l’aggiunta di fluoro all’acqua potabile a livelli fisicamente e cosmeticamente sicuri avrebbe aiutato a combattere la carie. Questa ipotesi, disse Dean ai suoi colleghi, avrebbe dovuto essere testata. Nel 1944, Dean ottenne il suo desiderio. Quell’anno, la Commissione della città di Grand Rapids, Michigan – dopo numerose discussioni con i ricercatori del PHS, il Dipartimento della Salute del Michigan e altre organizzazioni di salute pubblica – votò per aggiungere fluoruro alla sua fornitura di acqua pubblica l’anno seguente. Nel 1945, Grand Rapids divenne la prima città al mondo a fluorizzare la sua acqua potabile. Lo studio sulla fluorizzazione dell’acqua di Grand Rapids fu originariamente sponsorizzato dal Surgeon General degli Stati Uniti, ma fu ripreso dal NIDR poco dopo la nascita dell’Istituto nel 1948. Durante il progetto di 15 anni, i ricercatori hanno monitorato il tasso di carie tra i quasi 30.000 scolari di Grand Rapids. Dopo soli 11 anni, Dean, che ora era direttore del NIDR, annunciò una scoperta sorprendente. Il tasso di carie tra i bambini di Grand Rapids nati dopo l’aggiunta di fluoruro alla fornitura di acqua è sceso di oltre il 60 per cento. Questa scoperta, considerando le migliaia di partecipanti allo studio, equivaleva ad una gigantesca scoperta scientifica che prometteva di rivoluzionare la cura dei denti, rendendo la carie per la prima volta nella storia una malattia prevenibile per la maggior parte delle persone.
Un risultato duraturo
A quasi 30 anni dalla conclusione dello studio sulla fluorizzazione di Grand Rapids, il fluoro continua ad essere l’arma principale della scienza dentale nella battaglia contro la carie. Oggi, quasi tutti i dentifrici sul mercato contengono fluoruro come ingrediente attivo; i progetti di fluorizzazione dell’acqua beneficiano attualmente più di 200 milioni di americani, e 13 milioni di bambini in età scolare partecipano a programmi di risciacquo della bocca al fluoro. Come indicano le cifre, McKay, Dean e gli altri hanno contribuito a trasformare l’odontoiatria in una professione orientata alla prevenzione. La loro spinta, di fronte alle avversità schiaccianti, non è meno di una notevole impresa della scienza, un risultato che si colloca al livello delle altre grandi misure sanitarie preventive del nostro secolo.