Защо йодът е важен за нашето хранене? Как влияе на организма?

Какво знаем за йода?

Йодът е неметален химичен елемент, който има химичен символ I. Произлиза от латинската дума iodium. Произходът му е от гръцката дума iodes, която се превежда като пурпурен.

Името се отнася до външния му вид. Парите на йода са лилави на цвят.

Йодът е елемент от група 17 на периодичната таблица на химичните елементи и се намира в 5-ия период.

Той принадлежи към група елементи, наречена халогени, която включва също флуор, хлор и бром. Групата е наречена така заради способността на елементите ѝ да образуват соли (от гръцки hals - сол, gennaó - образувам).

Сред халогените той е най-електроотрицателният елемент, с най-ниска електроотрицателност, а също и с най-слаба окислителна способност. Изобилието му също е най-ниско в сравнение с останалите халогени.

Йодът е открит от френския химик Бернар Куртоа през 1811 г.

Когато той изолира съединения на натрия и калия от пепелта на морски водорасли (които впоследствие са използвани за производство на пушек), случайното добавяне на повече сярна киселина вдига облак лилави пари от пепелта.

Куртоа смята, че това е нов елемент, но няма средства да го изследва по-подробно.

Доказателството, че това е нов елемент, е предоставено през 1814 г. от френския химик Жозеф Луи Гей-Люсак, който дава и името му.

Йодът е твърдо кристално вещество със синьо-черен цвят и метален блясък, което може да бъде смляно на фин прах и е слабо разтворимо във вода. От друга страна, в органични разтворители се разтваря лесно и образува лилави, розови или кафяви разтвори.

При нормални условия, т.е. при стандартно налягане и температура, йодът се сублимира сравнително лесно под формата на пурпурни пари с дразнеща миризма. Парите се състоят от двуатомни йодни молекули - I2.

Таблично обобщение на основната химична и физична информация за йода

Йодът е един от най-рядко срещаните неметални елементи на повърхността на Земята. Той се среща най-вече в скалите, почвата, водата, растенията, но също и в животинските тъкани - под формата на йодиди и йодати.

Редки минерали, съдържащи йод, са например лаутарит или дитцайт.

Най-големи количества йод се съдържат във водораслите, гъбите или коралите, както и в подпочвените води. Морската вода съдържа най-голямо общо количество йод поради отмиването му от скалите и почвата.

Йодът се отделя от морската вода в атмосферата чрез слънчевата радиация и се връща в почвата чрез валежите.

Съдържанието на йод в подпочвените води е много по-ниско от това на морската вода и винаги отразява съдържанието на йод в околната почва.

Наличието на йод в почвата също е променливо, като е най-високо в крайбрежните райони и най-ниско във вътрешността на страната.

СЪВЕТ: Щитовидната жлеза: какви са симптомите на намалена или повишена функция?

Растенията, културите или животинските продукти обикновено отразяват съдържанието на йод в почвата. Колкото по-високо е съдържанието на йод в местната почва, толкова по-високо е съдържанието на йод в растенията, а впоследствие и в животинските продукти.

Йодът и неговите съединения се използват главно като катализатори, стабилизатори, багрила или пигменти.

Включват се и в състава на фуражни добавки, фармацевтични продукти или дезинфектанти (йодна тинктура). Използват се и като нетоксично контрастно вещество при радиологични изследвания.

При работа с йод трябва да се внимава особено много. Той може да раздразни или изгори кожата или да причини увреждане на очите и лигавиците. Вътрешното поглъщане на йод в елементарна форма е токсично.

Каква е биологичната функция на йода?

Йодът има незаменима функция в човешкия организъм.

Той е основен хранителен елемент, който е необходим за производството на хормоните на щитовидната жлеза тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3).

И в двата случая това са молекули на аминокиселината тирозин, към които са свързани йодни атоми. В случая на тироксина това са четири йодни атома, а в случая на трийодтиронина - три йодни атома.

Щитовидната жлеза е най-голямата ендокринна жлеза в организма. Нейната задача е да произвежда достатъчно количество от горепосочените хормони, които се наричат още хормони на щитовидната жлеза.

Тироксинът се произвежда в по-голяма степен в сравнение с трийодтиронина. Той се счита за прохормон. Сам по себе си той не е хормонално активен и представлява циркулиращо захранване за производството на вече активния трийодтиронин.

Хормоните на щитовидната жлеза участват в редица биологични функции в организма, които следователно могат да бъдат свързани със самия йод.

• Те са важни за нормалния растеж и развитие на организма (от вътреутробната фаза до пубертета).
• През целия живот те оказват силно влияние върху енергийния метаболизъм.
• Оказват влияние върху развитието и функцията на централната нервна система.
• Осигуряват нормална умствена функция и работа на мозъка.
• Регулират функцията на хомеостазата, включително производството на енергия и топлина.
• Оказват влияние върху работоспособността и качеството на живот.
• Участват в регулирането на телесното тегло.
• Намаляват нивата на холестерола в кръвта.
• Увеличават усвояването на захарите в храносмилателния тракт, разграждането на мазнините и мастните киселини.
• Регулират използването на кислорода в клетките.

Свободната форма на йода, т.е. без свързване с аминокиселината тирозин, е малко вероятно да играе значителна роля в регулирането на метаболизма.

Йод - от поглъщането до отделянето

Човешкият организъм не е в състояние сам да синтезира йод. Поради това той е зависим от приема му с храната или под формата на лекарства и добавки.

Усвояване

Йодът се приема в голяма степен чрез храната или питейната вода. В тях той се намира в различни химични форми.

В храната йодът се намира главно под формата на неорганичен йодид I-, който е лесно усвоима форма на йода. Абсорбцията се осъществява в стомаха или дванадесетопръстника.

Други форми, като йодат, трябва да се редуцират до йодид в чревната среда преди абсорбцията.

Йодидите се абсорбират бързо и почти напълно в кръвта в храносмилателния тракт. При здрави хора абсорбцията е повече от 90 % от погълнатото количество.

Абсорбцията на йодидите може да бъде повлияна от състава на едновременно приеманата храна, напр. калций, магнезий, желязо, флуорид, нитрат или тиоцианат.

Разпределение

Общата концентрация на йод в кръвта варира приблизително от 40 до 80 µg/l. Тя включва както неорганичен йод, така и свързан йод (напр. под формата на хормони на щитовидната жлеза).

Концентрацията може да бъде повишена в случаи на прекомерен прием на йод или патологично повишена функция на щитовидната жлеза.

Циркулиращият в кръвта йод се усвоява предимно от щитовидната жлеза и бъбреците.

Ако организмът има достатъчен прием на йод, щитовидната жлеза не използва повече от 10 % от погълнатия йод. В случай на продължителен недостатъчен прием на йод делът на йода, поет от кръвта, е по-висок от 80 %.

Освен това йодът се усвоява в малки количества и от слюнчените жлези, лигавицата на стомаха и се намира в очите и шийката на матката. Функцията на йода в тези части на тялото все още е неизвестна.

Важно е да се спомене, че йодът се поема и от млечните жлези при кърмещите майки. Йодът играе важна роля в развитието на новородените деца.

Тиреоидните хормони, циркулиращи в кръвта, са предимно свързани с белтъчни носители. В свободна форма се намират само по-малко от 1 % от тях. И все пак именно тези свободни фракции са отговорни за хормоналното действие.

В здравия човешки организъм се съдържат 15-20 mg йод. 70-80 % от него се намират в щитовидната жлеза. Това количество зависи от приема на йод и намалява, когато приемът на йод е намален.

В случай на дълготраен йоден дефицит количеството йод в щитовидната жлеза може да спадне до под 20 µg.

Метаболизъм и екскреция

Метаболитният процес на йода започва с усвояването му от щитовидната жлеза. Щитовидната жлеза използва получения йод, за да произвежда хормоните тироксин и трийодтиронин.

Животът на тироксина (времето, през което циркулира в кръвта и изпълнява функцията си) е 5-8 дни. Животът на трийодтиронина е по-кратък - 1,5-3 дни.

Впоследствие тези хормони претърпяват процеси на разграждане. По време на тези процеси от молекулата на хормона се освобождава йод, който все още се намира в кръвната плазма.

Процесите на разграждане на хормоните на щитовидната жлеза зависят от приема на селен, тъй като селенът е основен компонент на ензимите, участващи в разграждането.

Освободеният в кръвта йод може да бъде реабсорбиран от щитовидната жлеза или да бъде отделен от организма.

Повече от 90 % от йода, приет с храната, се отделя с урината.

По-малки количества йод се отделят чрез изпражненията, потта, а при кърмачките - чрез кърмата.

Познавате ли източниците на йод в храната?

Естественото наличие на йод в храната е много променливо. Тази променливост се дължи на факта, че в различните части на света почвата и водата имат различна концентрация на йод.

Почвите с най-високо съдържание на йод се намират в крайбрежните райони, докато почвите с най-ниско съдържание на йод се намират във вътрешността на страната и в планинските райони.

Колкото по-високо е съдържанието на йод в почвата и водата, толкова по-високо е съдържанието на йод в местните растения и култури.

При животинските продукти разликите в съдържанието на йод се дължат на естеството на храната, която консумират съответните животни.

Концентрацията на йод в млякото обикновено е по-висока през зимата, тъй като тогава животните се хранят с повече йодни добавки.

Освен това съдържанието на йод в растенията неволно се увеличава чрез торове или обработки, а в животинските продукти - чрез добавяне на хранителни добавки или оцветители.

В повечето случаи растителните храни са с по-ниско съдържание на йод от животинските поради ниската концентрация на йод в почвата (с изключение на крайбрежните райони).

Морските водорасли са с най-високо съдържание на йод.

Храни, богати на йод, са морските дарове, зелените и листните зеленчуци (напр. спанак), млякото, месото, яйцата, зърнените храни.

Недостигът на йод в храната и свързаните с него заболявания на щитовидната жлеза са били и до известна степен все още са световен проблем.

Този проблем се решава чрез умишлено добавяне на йод в храните. Става дума за процеса на обогатяване.

Вероятно най-известният пример за умишлено добавяне на йод към храните е добавянето на йод към трапезната сол (йодирана сол). Това се случва главно в райони, където почвата и водата са бедни на йод.

За да се увеличи съдържанието на йод, той се добавя и под формата на йодат към тестото (хляб, сладкиши) или като червен хранителен оцветител еритрозин към сладкиши или зърнени храни.

В някои страни йод се добавя и към други често използвани храни като ориз, чай или масла.

Други източници на йод освен храната могат да бъдат лекарства, минерални добавки или добавки с екстракти от водорасли, растения или риба. Също така радиологични контрастни вещества, дезинфектанти за кожа или таблетки за пречистване на вода.

Примери за лекарства, съдържащи йод, са амиодаронът - лекарство, използвано за коригиране на неравномерен сърдечен ритъм. Те включват и хранителни добавки, съдържащи калий - под формата на KI или KIO3.

В контекста на храните е важно да се споменат веществата, които противодействат на хормоните на щитовидната жлеза в организма. Става дума за антитиреоидни вещества или още струмиген.

Тези вещества намаляват производството или употребата на хормони на щитовидната жлеза. Пример за това са тиоцианатите, които се съдържат в зелето, кейла, колраби, карфиола, броколите или фуражите.

Какъв е препоръчителният дневен прием на йод?

Препоръки за среден дневен прием на йод не са установени поради липса на данни.

Въпреки това Европейският орган за безопасност на храните публикува стойности за адекватен прием на йод. Адекватният прием е средна стойност, базирана на наблюдения. Приема се, че той съответства на нуждите на населението.

Таблица за адекватен дневен прием на йод по възраст

Недостиг срещу излишък на йод в организма

При недостиг, но и при прекомерен прием на йод, организмът може да развие нарушения или заболявания, които в някои случаи са наистина сериозни.

Надежден показател за снабдяването на организма с йод е изследването на урината, размерът на щитовидната жлеза и количеството на тиреоидните хормони.

Най-важният показател е нивото на йод в урината. Повече от 90% от йода, приет с храната, се отделя в урината, така че този тест е надежден.

Оптимално е да се определи отделянето на йод за 24-часов период, тъй като концентрацията на йод в урината варира през деня.

Таблица на стойностите на йод в урината и тяхното значение

Размерът на щитовидната жлеза като орган е тясно свързан с приема на йод. Промените в нейния размер могат да показват както недостатъчен, така и прекомерен прием на йод.

Определянето на нивата на тиреоглобулина, тиреотропина и в редки случаи на тиреоидния хормон също може да даде информация за снабдяването на организма с йод.

Тиреоглобулинът е прекурсор на тироксина и трийодтиронина, т.е. той е в основата на тези хормони. Тиротропинът също е хормон, образува се в мозъка и стимулира производството и секрецията на тироксин и трийодтиронин.

При сравняване на разпространението на нарушенията, свързани с недостиг и излишък на йод, преобладават нарушенията, свързани с недостиг на йод.

Какви са причините за йодния дефицит?

Заболяванията, свързани с йодния дефицит, са сред най-сериозните пандемии в световен мащаб, като засягат почти всички континенти.

Йодният дефицит остава една от най-важните, но предотвратими причини за мозъчни увреждания и умствена изостаналост.

Най-важната функция на йода е да участва в синтеза на хормоните на щитовидната жлеза. В случай на неговия недостиг производството на хормони автоматично намалява.

В случай на краткотраен недостиг на йод щитовидната жлеза може да компенсира този недостиг, като използва вече съществуващите си хормонални запаси.

Щитовидната жлеза има изградени запаси от тиреоидни хормони за няколко месеца напред. Това се прави, за да се избегнат смущения в производството им в случаите, когато йодът не е наличен в човешката диета в краткосрочен план.

Ако недостигът в приема на йод продължи, запасите от хормони се изчерпват и нивата им в кръвта спадат. В отговор на това състояние в мозъка се увеличава секрецията на тиротропин. Тиротропинът се опитва да въздейства на щитовидната жлеза, за да увеличи производството на хормони, като по този начин компенсира намалените им нива.

Въпреки това, дори под натиска на тиротропина, щитовидната жлеза не е в състояние да произвежда тироксин и трийодтиронин поради недостиг на йод.

Вместо това щитовидната жлеза се увеличава, в някои случаи до огромни размери.

Адекватният прием на йод е от особено значение в периода на човешкия растеж и развитие, независимо дали става дума за новородени, деца или юноши. Той е важен и по време на бременността, в периода на развитие на плода.

Недостигът му води до забавяне на развитието, растежа и съзряването на органите и тъканите. Различните тъкани са различно чувствителни към недостига му. Най-чувствителният орган е мозъкът.

Критичният период е времето от второто тримесечие до втората година от живота на детето. Дори лек йоден дефицит през този период може да доведе до сериозни и трайни мозъчни увреждания.

При леките форми на йоден дефицит, освен гуша, се наблюдават и леки нарушения в развитието, особено при плода, децата и юношите. Те включват намаляване на интелигентността на съответния индивид и поява на синдрома на хиперактивното дете.

Обсъжда се и неблагоприятното въздействие на йодния дефицит върху половото развитие и свързаното с него безплодие.

Умерените форми на недостиг водят до гуша и дори до хипотиреоидизъм. Това е намалена функция на щитовидната жлеза.

При тежък йоден дефицит при плода, новородените и децата настъпват тежки нарушения в развитието. Индивидът е тежко и трайно засегнат. Говорим за ендемичен кретенизъм, който вече е крайна проява на йоден дефицит.

Кретенизмът се характеризира с нарушения в развитието на костите, които водят до деформации на тялото и лицето. Проявява се и със значително намален интелект, което прави невъзможно самостоятелното съществуване на болния.

Табличен преглед на здравните последици от недостига на йод при хората по възраст

Възможностите за предотвратяване и справяне с последиците от йодния дефицит са сравнително прости. Необходимо е да се увеличи приемът на йод с храната или чрез хранителни добавки.

Какви са причините за прекомерния прием на йод?

За разлика от йодния дефицит, неблагоприятните последици от прекомерния прием на йод се наблюдават при по-малка част от населението, до 10%.

Някои хора могат да понасят много високи нива на йод без видими странични ефекти.

Обяснението на тази разлика вероятно се крие във факта, че щитовидната жлеза разполага с достатъчно регулаторни механизми. По този начин тя може да се адаптира към излишъка на йод.

По-чувствителната група от населението, която реагира неблагоприятно на излишъка от йод, са хората с обикновено нисък прием на йод, нарушения на щитовидната жлеза или повишена чувствителност към йод.

Най-често срещаните симптоми на свръхчувствителност към йод са горещи вълни, подути слюнчени жлези, проблеми със зрението, кожни проблеми като копривна треска или обриви.

В случай на прекомерен прием на йод в организма е много важно да се разграничи дали става въпрос за краткосрочен излишък на йод или за дългосрочно увеличение.

В първия случай промените най-често са причинени от прилагането на някои лекарства или хранителни добавки с високо съдържание на йод (напр. амиодарон).

Още по-голямо йодно натоварване се получава при изследвания, при които йодът се използва като контрастно вещество - рентгенови изследвания, компютърна томография.

Краткотрайното, но много интензивно натоварване с йод може да причини дисфункция на щитовидната жлеза и активиране на автоимунни реакции.

От здравна гледна точка по-опасно и сериозно е дългосрочното увеличаване на съдържанието на йод в храната. Най-често това се случва при справяне с йоден дефицит.

За прекомерно количество йод в организма говорим, когато нивото на йод в урината надхвърля 300 µg/l. Нивата, които вече се считат за опасни за хората, са по-високи от 500 µg/l.

Какви са основните рискове от продължителния прекомерен прием на йод и какви здравословни проблеми причинява той?

• Хипертиреоидизъм - повишена функция на щитовидната жлеза
• Автоимунни или възпалителни заболявания на щитовидната жлеза
• Гуша
• Хипотиреоидизъм - Функцията на щитовидната жлеза и производството на хормони парадоксално намаляват в краткосрочен план при високо натоварване с йод, като след това намалението може да се запази при хора с вече съществуващи заболявания на щитовидната жлеза.
• Възпалително заболяване на щитовидната жлеза при деца под едногодишна възраст, ако майка им е имала недостиг на хормони на щитовидната жлеза преди бременността
• В по-тежки случаи вероятно и тумори на щитовидната жлеза