Het begon als een waarneming, die al snel de vorm aannam van een idee. Het eindigde, vijf decennia later, als een wetenschappelijke revolutie die de tandheelkunde in de voorhoede van de preventieve geneeskunde schoot. Dit is het verhaal van hoe de tandheelkundige wetenschap ontdekte – en uiteindelijk aan de wereld bewees – dat fluoride, een mineraal dat in gesteente en aarde voorkomt, tandbederf voorkomt. Hoewel tandcariës nog steeds een bron van zorg is voor de volksgezondheid, is het niet langer het ongebreidelde probleem dat het ooit was, dankzij fluoride.
Een Mysterieuze Stoornis
In 1909 haalde Dr. McKay (r) de Colorado State Dental Association over om Dr. Green Vardiman Black (l), een van de meest vooraanstaande tandheelkundige onderzoekers van het land, uit te nodigen om de conventie van 1909 bij te wonen waar McKay’s bevindingen zouden worden gepresenteerd. De twee mannen begonnen gezamenlijk onderzoek en ontdekten andere gebieden in het land waar bruine verkleuring van tanden voorkwam.
Het onderzoek naar fluoride begon in 1901, toen een jonge afgestudeerde tandarts genaamd Frederick McKay de oostkust verliet om een tandartspraktijk te openen in Colorado Springs, Colorado. Toen hij daar aankwam, ontdekte McKay tot zijn verbijstering dat tientallen inwoners van Colorado Springs groteske bruine vlekken op hun tanden hadden. Deze permanente vlekken waren soms zo ernstig dat hele tanden de kleur hadden van chocoladesnoep. McKay zocht tevergeefs naar informatie over deze bizarre aandoening. Hij vond in de toenmalige tandheelkundige literatuur geen enkele vermelding van de bruin gevlekte tanden. De plaatselijke bevolking schreef het probleem toe aan een aantal vreemde factoren, zoals het eten van te veel varkensvlees, het consumeren van inferieure melk en het drinken van calciumrijk water. Dus nam McKay de handschoen op en begon zelf onderzoek naar de aandoening te doen. Zijn eerste epidemiologische onderzoeken liepen stuk op een gebrek aan belangstelling bij de meeste tandartsen uit de streek. Maar McKay zette door en uiteindelijk raakten de plaatselijke tandartsen geïnteresseerd in het probleem, dat bekend werd onder de naam Colorado Brown Stain.
Een vruchtbare samenwerking
McKay’s eerste grote doorbraak kwam in 1909, toen de befaamde tandheelkundige onderzoeker Dr. G.V. Black ermee instemde naar Colorado Springs te komen en met hem samen te werken aan de mysterieuze aandoening. Black, die eerder de spot had gedreven met het feit dat een dergelijke aandoening onmogelijk niet in de tandheelkundige literatuur vermeld kon worden, werd naar het Westen gelokt kort nadat de Colorado Springs Dental Society een onderzoek had uitgevoerd waaruit bleek dat bijna 90 procent van de in de stad geboren kinderen tekenen vertoonde van de bruine vlekken. Toen Black in de stad aankwam, was ook hij geschokt door het veelvuldig voorkomen van de Colorado bruine vlek in de monden van de in de stad geboren inwoners. Hij zou later schrijven:
“Ik heb geruime tijd op straat gewandeld, gelet op de kinderen tijdens hun spel, hun aandacht getrokken en met hen gesproken over hun spel, enz. met het doel het algemene effect van de misvorming te bestuderen. Ik vond het prominent in elke groep kinderen. Men hoeft er niet naar te zoeken, want het dringt zich voortdurend op aan de aandacht van de vreemdeling door zijn voortdurende prominentie. Dit is veel meer dan een misvorming van de kindertijd. Als het alleen dat was, zou het van minder belang zijn, maar het is een misvorming voor het leven.”
Black onderzocht fluorose gedurende zes jaar, tot aan zijn dood in 1915. In die periode deden hij en McKay twee cruciale ontdekkingen. Ten eerste toonden zij aan dat gevlekt glazuur (zoals Black de aandoening aanduidde) het gevolg was van onvolkomenheden in de ontwikkeling van het kindergebit. Deze ontdekking betekende dat stadsbewoners wier blijvende tanden verkalkt waren zonder de vlekken te ontwikkelen, geen risico liepen dat hun tanden bruin werden; jonge kinderen die wachtten op het doorkomen van hun tweede gebit liepen echter wel een groot risico. Ten tweede ontdekten ze dat tanden die door de Colorado Brown Stain waren aangetast, verrassend en onverklaarbaar resistent waren tegen tandbederf. De twee onderzoekers waren nog ver verwijderd van de oorzaak van de bruine tandvlekken, maar McKay had al een theorie in zijn achterhoofd. Misschien was er, zoals sommige lokale bewoners suggereerden, een ingrediënt in de watervoorziening dat de tanden vlekkerig maakte? Black was sceptisch; McKay was echter geïntrigeerd door de vooruitzichten van deze theorie.
De water-veroorzakende theorie kreeg een gigantische impuls in 1923. Dat jaar trok McKay over de Rocky Mountains naar Oakley, Idaho om ouders te ontmoeten die eigenaardige bruine vlekken op de tanden van hun kinderen hadden opgemerkt. De ouders vertelden McKay dat de vlekken begonnen te verschijnen kort nadat Oakley een gemeenschappelijke waterleiding had aangelegd naar een warme bron vijf mijl verderop. McKay analyseerde het water, maar vond er niets verdachts in. Niettemin adviseerde hij de leiders van de stad om de pijpleiding helemaal te laten vervallen en een andere nabijgelegen bron als waterbron te gebruiken.
McKay’s advies werkte. Binnen een paar jaar kregen de jongere kinderen van Oakley gezonde tweede tanden zonder vlekken. McKay had nu zijn bevestiging, maar hij had nog steeds geen idee wat er mis kon zijn met het water in Oakley, Colorado Springs, en andere getroffen gebieden. Het antwoord kwam toen McKay en Dr. Grover Kempf van de United States Public Health Service (PHS) naar Bauxite, Arkansas reisden – een bedrijfsstad die eigendom was van de Aluminum Company of America – om de meldingen van de bekende bruine vlekken te onderzoeken. De twee ontdekten iets zeer interessants: namelijk dat de gevlekte glazuurafwijking veel voorkwam bij de kinderen van Bauxite, maar niet bestond in een andere stad slechts vijf mijl verderop. McKay analyseerde opnieuw de watervoorziening van Bauxite. Opnieuw leverde de analyse geen aanwijzingen op. Maar het werk van de onderzoekers was niet tevergeefs verricht.
McKay en Kempf publiceerden een rapport over hun bevindingen dat het bureau bereikte van ALCOA’s chef-scheikundige, H. V. Churchill, op het hoofdkantoor van het bedrijf in Pennsylvania. Churchill, die de afgelopen jaren beweringen had weerlegd dat aluminium kookgerei giftig was, vreesde dat dit rapport nieuw voer zou kunnen zijn voor ALCOA’s tegenstanders. Daarom besloot hij zijn eigen test van het water in Bauxite uit te voeren, maar deze keer met behulp van fotospectrografische analyse, een meer geavanceerde technologie dan die van McKay. Churchill vroeg een assistent om het Bauxite watermonster te onderzoeken. Na enkele dagen bracht de assistent verrassend nieuws: het water van de stad bevatte hoge concentraties fluoride. Churchill was ongelovig. “Wie heeft er ooit gehoord van fluoride in water,” schreeuwde hij tegen zijn assistent. “Je hebt het monster besmet. Spoed je met een ander monster.”
Kort daarna arriveerde een nieuw monster in het laboratorium. Churchill’s assistent deed een nieuwe test op het Bauxite water. Het resultaat? Fotospectrografische analyse toonde opnieuw aan dat het water van de stad in hoge mate was besmet met fluoride. Deze tweede en zelfde bevinding was voor Churchill aanleiding om in januari 1931 achter zijn schrijfmachine te gaan zitten en een brief van vijf pagina’s aan McKay te schrijven over deze nieuwe openbaring. In de brief adviseerde hij McKay om watermonsters te verzamelen van andere steden “waar de eigenaardige tandproblemen zijn ondervonden… Wij vertrouwen erop dat wij uw belangstelling voor dit onderwerp hebben gewekt en dat wij kunnen samenwerken in een poging te ontdekken welke rol ‘fluor’ in deze zaak kan spelen.”
McKay verzamelde de monsters. En binnen enkele maanden had hij het antwoord en de ontknoping van zijn 30-jarige zoektocht: hoge concentraties watergedragen fluoride veroorzaakten inderdaad de verkleuring van het tandglazuur.
Nieuwe vragen duiken op
Hiermee was, door de merkwaardige bevindingen van Churchills laborant, het mysterie van de bruin bevlekte tanden ontrafeld. Maar één mysterie leidt vaak tot vele andere. En kort na deze ontdekking begonnen PHS-wetenschappers een reeks nieuwe en provocerende vragen over fluoride in het water te onderzoeken. Met deze PHS-onderzoeken begon het onderzoek naar fluoride en de effecten ervan op het tandglazuur serieus. De architect van deze eerste fluoride-onderzoeken was Dr. H. Trendley Dean, hoofd van de afdeling tandhygiëne van het National Institute of Health (NIH). Dean begon in 1931 met het onderzoek naar de epidemiologie van fluorose. Een van zijn belangrijkste onderzoeksvragen was te bepalen hoe hoog het fluoridegehalte in drinkwater mocht zijn voordat fluorose optrad. Om dit te bepalen riep Dean de hulp in van Dr. Elias Elvove, een vooraanstaand chemicus bij het NIH. Dean gaf Elvove de zware taak een nauwkeurigere methode te ontwikkelen om het fluoridegehalte in drinkwater te meten. Elvove werkte lang en hard in zijn laboratorium, en binnen twee jaar bracht hij aan Dean verslag uit met succes. Hij had een geavanceerde methode ontwikkeld om het fluoridegehalte in water te meten met een nauwkeurigheid van 0,1 deeltjes per miljoen (ppm). Met deze nieuwe methode in handen gingen Dean en zijn medewerkers het land door om de fluoridegehaltes in drinkwater te vergelijken. Tegen het eind van de jaren 1930 hadden hij en zijn medewerkers een cruciale ontdekking gedaan. Namelijk, fluoride niveaus tot 1.0 ppm in drinkwater veroorzaakten geen glazuur fluorose bij de meeste mensen en slechts milde glazuur fluorose bij een klein percentage van de mensen.
Proof That Fluoride Prevents Caries
Deze bevinding bracht Dean’s gedachten in een spiraal in een nieuwe richting. Hij herinnerde zich van het lezen van McKay’s en Black’s studies over fluorose dat gevlekt tandglazuur ongewoon resistent is tegen tandbederf. Dean vroeg zich af of het toevoegen van fluoride aan drinkwater op fysiek en cosmetisch veilige niveaus zou helpen tandbederf tegen te gaan. Deze hypothese, vertelde Dean zijn collega’s, zou moeten worden getest. In 1944 kreeg Dean zijn wens. Dat jaar stemde de gemeenteraad van Grand Rapids, Michigan – na talrijke besprekingen met onderzoekers van het PHS, het Michigan Department of Health, en andere volksgezondheidsorganisaties – om het volgende jaar fluoride toe te voegen aan de openbare watervoorziening. In 1945 werd Grand Rapids de eerste stad ter wereld waar het drinkwater werd gefluorideerd. Het onderzoek naar fluoridering van het water in Grand Rapids werd oorspronkelijk gesponsord door de U.S. Surgeon General, maar werd kort na de oprichting van het instituut in 1948 overgenomen door het NIDR. Gedurende het 15 jaar durende project hielden onderzoekers het aantal gevallen van tandbederf onder de bijna 30.000 schoolkinderen van Grand Rapids bij. Na slechts 11 jaar maakte Dean, die nu directeur van het NIDR was, een verbazingwekkende bevinding bekend. Het aantal gevallen van tandbederf onder kinderen in Grand Rapids die werden geboren nadat fluoride aan de watervoorziening was toegevoegd, daalde met meer dan 60 procent. Gezien de duizenden deelnemers aan het onderzoek betekende deze bevinding een enorme wetenschappelijke doorbraak die een revolutie in de tandheelkundige zorg zou veroorzaken, waardoor tandbederf voor het eerst in de geschiedenis voor de meeste mensen een te voorkomen ziekte zou worden.
Een blijvende prestatie
Bijna 30 jaar na de conclusie van het Grand Rapids fluorideringsonderzoek is fluoride nog steeds het belangrijkste wapen van de tandheelkunde in de strijd tegen tandbederf. Tegenwoordig bevat bijna elke tandpasta op de markt fluoride als actief bestanddeel; meer dan 200 miljoen Amerikanen profiteren momenteel van waterfluorideringsprojecten en 13 miljoen schoolkinderen nemen nu deel aan mondspoelingsprogramma’s met fluoride op school. Zoals uit de cijfers blijkt, hebben McKay, Dean en de anderen geholpen de tandheelkunde om te vormen tot een op preventie gericht beroep. Hun gedrevenheid, ondanks overweldigende tegenslagen, is niet minder dan een opmerkelijke prestatie van de wetenschap – een prestatie die zich kan meten met de andere grote preventieve gezondheidsmaatregelen van onze eeuw.