Войти
Йод является важным микроэлементом в биологических системах. Он отличается тем, что является самым тяжелым элементом, который обычно необходим живым организмам, а также вторым по величине элементом, который, как известно, используется любой формой жизни (только вольфрам, компонент некоторых бактериальных ферментов, имеет более высокий атомный номер и атомный вес). Это компонент биохимических путей в организмах из всех биологических царств, что предполагает его фундаментальное значение на протяжении всей эволюционной истории жизни.
Йод имеет решающее значение для правильного функционирования эндокринной системы позвоночных, и играет меньшую роль во многих других органах, включая пищеварительную и репродуктивную системы. Адекватное потребление йодсодержащих соединений важно на всех стадиях развития, особенно во время плодного и неонатального периодов, а диета с дефицитом йода может иметь серьезные последствия для роста и метаболизма.
В биологии позвоночных основная функция йода - это компонент тироид гормонов, тироксина (T4) и трийодтиронин (T3). Эти молекулы состоят из продуктов присоединения-конденсации аминокислоты тирозина и хранятся до высвобождения в йодсодержащем белке <40.>называется тиреоглобулин. Т4 и Т3 содержат четыре и три атома йода на молекулу соответственно; на йод приходится 65% молекулярной массы Т4 и 59% Т3. щитовидная железа активно поглощает йод из крови для производства и высвобождения этих гормонов в кровь, действия которых регулируются вторым гормоном, называемым тиреотропным гормоном (ТТГ), который вырабатывается гипофизом. Гормоны щитовидной железы - это филогенетически очень старые молекулы, которые синтезируются большинством многоклеточных организмов и которые даже оказывают некоторое влияние на одноклеточные организмы. Гормоны щитовидной железы играют фундаментальную роль в биологии, воздействуя на механизмы транскрипции гена, регулируя базальную скорость метаболизма. Т3 действует на клетки тонкой кишки и адипоциты, увеличивая абсорбцию углеводов и высвобождение жирных кислот соответственно. Дефицит гормонов щитовидной железы может снизить скорость основного обмена до 50%, в то время как чрезмерное производство гормонов щитовидной железы может увеличить скорость основного обмена на 100%. Т4 действует в основном как предшественник Т3, который (за небольшими исключениями) является биологически активным гормоном. Через гормоны щитовидной железы йод вступает в пищевую связь с селеном. Семейство селен-зависимых ферментов, называемых дейодиназами, превращает Т4 в Т3 (активный гормон) путем удаления атома йода из внешнего тирозинового кольца. Эти ферменты также превращают T4 в обратный T3 (rT3), удаляя атом йода во внутреннем кольце, а также превращают T3 в 3,3'-дийодтиронин (T2), удаляя внутреннее кольцо. атом. Оба последних продукта представляют собой инактивированные гормоны, которые практически не имеют биологических эффектов и быстро подготавливаются к утилизации. Семейство не зависимых от селена ферментов затем дополнительно деиодирует продукты этих реакций.
По правде говоря, общее количество йода в организме человека до сих пор остается спорным, и в 2001 году M.T. Хейс опубликовал в Thyroid, что «удивительно, что общее содержание йода в организме человека остается неопределенным после многих лет интереса к метаболизму йода. Только содержание йода в щитовидной железе было точно измерено флуоресцентным сканированием, и в настоящее время оно составляет 5–15 мг в нормальной щитовидной железе человека. Но подобные методы недоступны для других тканей и для экстратироидных органов. Многие исследователи сообщали о разных количествах от 10 до 50 мг общего содержания йода в организме человека ". Селен также играет очень важную роль в производстве глутатиона, самого мощного антиоксиданта в организме.. Во время производства гормонов щитовидной железы перекись водорода вырабатывается в больших количествах, и поэтому высокое содержание йода в отсутствие селена может разрушить щитовидную железу (часто описывается как боль в горле чувство); пероксиды нейтрализуются за счет производства глутатиона из селена. В свою очередь, избыток селена увеличивает потребность в йоде, а дефицит возникает, когда диета с высоким содержанием селена и низким содержанием йода.
Последовательность сцинтисканов человека с 123-йодидом после внутривенной инъекции (слева) через 30 минут, 20 часов и 48 ч. Высокая и быстрая концентрация радиоактивного йодида очевидна в экстратироидных органах, таких как спинномозговая жидкость (слева)), слизистая оболочка желудка и полости рта, sa печеночные железы, стенки артерий, яичник и тимус. В щитовидной железе концентрация I более прогрессивна, как в резервуаре (от 1% через 30 минут и через 6, 20 часов, до 5,8% через 48 часов от общей введенной дозы). 
A феохромоцитома опухоль выглядит как темная сфера в центре тела (она находится в левом надпочечнике). Изображение получено с помощью MIBG сцинтиграфии, на котором видна опухоль под действием радиойода в MIBG. Два изображения одного и того же пациента видны спереди и сзади. Изображение щитовидной железы в области шеи связано с нежелательным поглощением радиоактивного йода из радиоактивного йодсодержащего лекарства щитовидной железой шеи. Скопление по бокам головы связано с поглощением йодида слюнными железами. Радиоактивность также наблюдается по захвату печенью, а также по выделению и накоплению в мочевом пузыре. Экстратироидный йод присутствует в нескольких других органах, включая молочные железы, глаза, слизистую оболочку желудка, шейка матки, спинномозговая жидкость, стенки артерий, яичник и слюнные железы. В клетки этих тканей ион йодида (I) проникает непосредственно через симпортер йодида натрия (NIS). Различные тканевые реакции на йод и йодид возникают в молочных железах и щитовидной железе крыс. Роль йода в тканях молочной железы связана с развитием плода и новорожденного, но его роль в других тканях не очень хорошо известна. Было показано, что он действует как антиоксидант и антипролиферант в различных тканях, которые могут поглощать йод. Было показано, что молекулярный йод (I 2) оказывает подавляющее действие на доброкачественные и злокачественные новообразования.
Совет по пищевым продуктам и питанию США и Институт медицины рекомендуют дневную дозу йода в диапазоне от 150 мкг. в сутки для взрослого человека до 290 мкг в сутки для кормящих матерей. Однако щитовидной железе требуется не более 70 микрограммов в день для синтеза необходимых суточных количеств Т4 и Т3. Более высокие рекомендованные суточные уровни йода кажутся необходимыми для оптимального функционирования ряда других систем организма, в том числе кормящих грудей, слизистой оболочки желудка, слюнных желез, слизистой оболочки полости рта, стенок артерий, тимуса, эпидермиса, сосудистое сплетение и спинномозговая жидкость, среди прочего.
Также было показано, что йод и тироксин стимулируют впечатляющий апоптоз клеток личиночных жабр, хвоста и плавников во время метаморфоза у земноводных, а также трансформации их нервной системы по сравнению с таковой у водных травоядных головастиков во взрослого наземного плотоядного животного. лягушка вид Xenopus laevis оказался идеальным модельным организмом для экспериментального изучения механизмов апоптоза и роли йода в биологии развития.
Кроме того, йод может присоединяться к двойным связям докозагексаеновой кислоты и арахидоновой кислоты клеточных мембран, делая их менее реактивными по свободным радикалам кислорода.
США Институт медицины (IOM) обновил расчетные средние потребности (EAR) и рекомендуемые диетические нормы (RDA) в йоде в 2000 году. Для людей в возрасте 14 лет и старше RDA йода составляет 150 мкг / день; Рекомендуемая суточная норма для беременных составляет 220 мкг / день, а рекомендуемая суточная норма во время кормления грудью - 290 мкг / день. Для детей 1–8 лет рекомендуемая суточная норма составляет 90 мкг / день; для детей 8–13 лет - 130 мкг / сут. Из соображений безопасности IOM устанавливает допустимые верхние уровни потребления (UL) для витаминов и минералов, когда доказательств достаточно. UL для йода для взрослых составляет 1100 мкг / день. Этот UL был оценен путем анализа влияния добавок на тиреотропный гормон. В совокупности EAR, RDA, AI и UL называются рекомендуемыми диетическими потребностями (DRI).
Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) относится к совокупный набор информации в виде контрольных значений рациона с контрольным потреблением населения (PRI) вместо RDA и средними потребностями вместо EAR; AI и UL определены так же, как в Соединенных Штатах. Для женщин и мужчин в возрасте 18 лет и старше PRI для йода установлен на уровне 150 мкг / день; PRI при беременности или в период лактации составляет 200 мкг / сут. Для детей в возрасте от 1 до 17 лет PRI увеличивается с 90 до 130 мкг / день. Эти PRI сопоставимы с RDA в США, за исключением периода лактации. EFSA рассмотрело тот же вопрос о безопасности и установило UL для взрослых на уровне 600 мкг / день, что чуть больше половины значения в США. Примечательно, что Япония снизила свой UL йода для взрослых с 3000 до 2200 мкг / день в 2010 году, но затем увеличила его обратно до 3000 мкг / день в 2015 году.
Для целей маркировки пищевых продуктов и пищевых добавок в США количество в порция выражается в процентах от дневной нормы (% DV). В частности, для йода 100% дневной нормы считается 150 мкг, и эта цифра осталась на уровне 150 мкг в редакции от 27 мая 2016 года. Соблюдение обновленных правил маркировки требовалось к 1 января 2020 года для производителей с годовым объемом продаж продуктов питания 10 миллионов долларов США и более и к 1 января 2021 года для производителей с годовым объемом продаж продуктов питания менее 10 миллионов долларов США. В течение первых шести месяцев после даты соответствия 1 января 2020 года FDA планирует сотрудничать с производителями, чтобы соответствовать новым требованиям к этикеткам Nutrition Facts, и не будет сосредоточиваться на принудительных мерах в отношении этих требований в течение этого времени. Таблица старых и новых суточных значений для взрослых представлена в разделе Референсное суточное потребление.
. По состоянию на 2000 год среднее наблюдаемое потребление йода с пищей в США составляло от 240 до 300 мкг / день для мужчин и от 190 до 190 мкг / день. 210 мкг / день для женщин. В Японии потребление намного выше из-за частого употребления морских водорослей или комбу водорослей. Среднее дневное потребление в Японии колеблется от 1000 до 3000 мкг / день; предыдущие оценки предполагали, что среднее потребление составляет 13000 мкг / день.
Природные источники йода включают многие морские организмы, такие как водоросли и некоторые морепродукты, а также растения, выращенные на почве, богатой йодом. Йодированная соль обогащена йодом. Согласно отчету Инициативы по обогащению пищевых продуктов за 2016 год, 130 стран имеют обязательное обогащение соли йодом, а еще 10 стран - добровольное обогащение.
Во всем мире дефицит йода затрагивает два миллиардов человек и является основной предотвратимой причиной умственной отсталости. Психическая инвалидность - это результат, который возникает в первую очередь, когда младенцы или маленькие дети становятся гипотиреозом из-за недостатка йода в рационе (новый гипотиреоз у взрослых может вызвать временное замедление умственного развития, но не постоянный ущерб).
В регионах, где в рационе мало йода, как правило, в удаленных внутренних районах и в полузасушливом экваториальном климате, где не употребляют морские продукты, дефицит йода также вызывает гипотиреоз, наиболее серьезными симптомами которых являются эпидемия зоб (опухоль щитовидной железы), крайняя утомляемость, умственная отсталость, депрессия, увеличение веса и низкая базальная температура тела.
Добавление йода в таблицу соль (так называемая йодированная соль ) в значительной степени устранила самые серьезные последствия дефицита йода в более богатых странах, но дефицит остается серьезной проблемой общественного здравоохранения в развивающихся странах. Дефицит йода также является проблемой в некоторых регионах Европы; в Германии ежегодно на борьбу и лечение йодной недостаточности расходуется около миллиарда долларов расходов на здравоохранение.
Источник:
Элементарный йод является окисляющим раздражителем, и прямой контакт с кожей может вызвать поражения, поэтому с кристаллами йода следует обращаться осторожно. Растворы с высокой концентрацией элементарного йода, такие как настойка йода, способны вызывать повреждение тканей при длительном использовании для очистки и антисептики. Хотя элементарный йод используется в составе раствора Люголя, обычного медицинского дезинфицирующего средства, он становится трииодидом при взаимодействии с йодидом калия, используемым в растворе, и поэтому нетоксичен. Лишь небольшое количество элементарного йода растворяется в воде, а добавление йодида калия позволяет растворить гораздо большее количество элементарного йода в результате реакции I2-I3. Это позволяет производить йод Люголя с концентрацией от 2% до 15% йода.
Элементарный йод (I 2) ядовит, если принимать внутрь в больших количествах; 2–3 грамма - смертельная доза для взрослого человека. С другой стороны, йодид калия имеет среднюю летальную дозу (LD 50), которая относительно высока у некоторых других животных: у кроликов она составляет 10 г / кг; у крыс - 14 г / кг, у мышей - 22 г / кг. Допустимый верхний уровень потребления йода, установленный Советом по пищевым продуктам и питанию, составляет 1100 мкг / день для взрослых. Безопасный верхний предел потребления, установленный Министерством здравоохранения, труда и социального обеспечения Японии, составляет 3000 мкг / день.
Биологический период полураспада йода различается в разных органах тела, от 100 дней в щитовидная железа, до 14 дней в почках и селезенке, до 7 дней в репродуктивных органах. Обычно суточная скорость выведения с мочой у человека составляет от 100 до 200 мкг / л. Однако японская диета с высоким содержанием йода ламинария содержит от 1000 до 3000 мкг йода в день, и исследования показывают, что организм может легко удалить избыток йода, который не нужен для выработки гормонов щитовидной железы. В литературе сообщается, что 30 000 мкг / л (30 мг / л) йода безопасно выводится с мочой за один день, а уровни возвращаются к стандартному диапазону через пару дней, в зависимости от потребления морских водорослей. Одно исследование пришло к выводу, что диапазон общего содержания йода в организме мужчин составляет от 12,1 мг до 25,3 мг, в среднем 14,6 мг. Предполагается, что как только тиреотропный гормон подавляется, организм просто выводит излишки йода, и в результате длительные добавки с высокими дозами йода не имеют дополнительного эффекта, когда организм насыщается достаточным количеством йода. йод. Неизвестно, является ли щитовидная железа фактором, ограничивающим скорость выработки гормона щитовидной железы из йода и тирозина, но если предположить, что это не так, краткосрочная ударная доза в одну или две недели при допустимом верхнем уровне потребления может быстро восстановить функцию щитовидной железы. у пациентов с дефицитом йода.
Пары йода очень раздражают глаза, слизистые оболочки и дыхательные пути. Концентрация йода в воздухе не должна превышать 1 мг / м3 (средневзвешенное значение за восемь часов).
При смешивании с аммиаком и водой элементарный йод образует трииодид азота, который чрезвычайно чувствителен к ударам и может неожиданно взорваться.
Чрезмерное потребление йода вызывает симптомы, похожие на симптомы йодной недостаточности. Наиболее часто встречающимися симптомами являются аномальный рост щитовидной железы и нарушения в функционировании, а также в росте организма в целом. Йодидная токсичность аналогична (но не равна) токсичности для ионов других галогенов, таких как бромиды или фториды. Избыток брома и фтора может препятствовать успешному поглощению, хранению и использованию йода в организмах, поскольку оба элемента могут избирательно заменять йод биохимически.
Избыток йода также может быть более цитотоксичным в сочетании с дефицитом селена. Добавление йода в популяции с дефицитом селена теоретически проблематично, отчасти по этой причине. Селеноцистеин (сокращенно Sec или U, в более ранних публикациях также как Se-Cys ) является 21-й протеиногенной аминокислотой и является корнем токсичности иодид-иона при одновременной недостаточности биологически доступного селена. Селеноцистеин существует в природе во всех сферах жизни как строительный блок селенопротеинов.
У некоторых людей развивается гиперчувствительность к соединениям йода, но есть не известны случаи, когда люди имели бы прямую аллергию на сам элементарный йод. К заметным реакциям чувствительности, которые наблюдались у людей, относятся:
Использование в медицинских целях Соединения йода (т.е. в качестве контрастного вещества ) могут вызывать анафилактический шок у высокочувствительных пациентов, предположительно из-за чувствительности к химическому носителю. Случаи чувствительности к соединениям йода не следует формально классифицировать как аллергию на йод, поскольку это увековечивает ошибочное мнение о том, что пациенты реагируют именно на йод, а не на конкретный аллерген. Чувствительность к йодсодержащим соединениям встречается редко, но имеет значительный эффект, учитывая чрезвычайно широкое использование контрастных веществ на основе йода.
