1. Роль йода в животном организме
В 1811 году французский химик Куртуа, работая над производством селитры, необходимой для
изготовления бездымного пороха, по ошибке добавил слишком много серной кислоты в золу
морских водорослей. Зола использовалась как источник натриевых и калиевых солей, а кислота
добавлялась для удаления загрязняющих веществ.
Вскоре Куртуа с удивлением заметил фиолетовый пар над образовавшимся преципитаттом. Из
конденсата этого пара были получены кристаллы. Анализ показал, что они состоят из неизвестного
ранее элемента, названного впоследствии Гей-Люссаком йодом (йод по-гречески – фиолетовый).
Сейчас не вызывает сомнений важнейшая роль йода в обмене веществ, он с полным основанием
отнесен к жизненно необходимым микроэлементам.
Содержание солей в океанской воде – колыбели жизни – составляет в среднем 3,5%, а в плазме
крови человека в 4 раза меньше - 0,9%. Только для йода природа сделала исключение: его
содержание в плазме крови человека в 2 раза больше, чем в океанской воде.
Прошло 200 лет после открытия Куртуа, но интерес к йоду, его физиологической роли,
возможностям использования его соединений с лечебной и профилактической целью не ослабевает
до сих пор. Более того, ряд фундаментальных и прикладных аспектов проблемы вызывают ожесточенные
споры.
1.1. Йод. Свойства и распространение в окружающей среде
Йод принадлежит к числу важнейших микроэлементов, принимающих участие в интимных
механизмах жизнедеятельности высокоразвитых организмов. Этот элемент входит в состав
тироксина — гормона щитовидной железы, являющегося жизненно необходимым в качестве
регулятора роста организма и регулятора скорости обмена веществ. Знаменитый исследователь
Глени Сиборг охарактеризовал роль микроэлемента йода великой и поистине космической в
появлении, развитии и сохранении жизни на Земле. И эту роль не может взять на себя никакой
другой элемент.
Недостаточное поступление йода приводит к заболеваниям щитовидной железы, а также к
выраженным нарушениям многочисленных функций различных органов и систем организма.
В целом, на Земле в регионах с недостаточностью йода в окружающей среде проживают 1,5 млрд.
людей, у 655 млн. из них имеется увеличение щитовидной железы, а у 43 млн. — выраженная
умственная отсталость. Йододефицитные заболевания являются самой распространенной неинфекционной патологией в мире (WHO/UNICEF, 1994; Дедов и др., 2000).
Характерной особенностью соединений йода является его многообразие химических форм,
легкость перехода между различными валентными состояниями и достаточно высокая летучесть
свободного йода. Уникальные свойства йода и его соединений позволяют этому элементу
присутствовать в микро количествах во всех без исключения объектах живой и неживой природы.
Соединения йода в различных валентных состояниях обладают различной миграционной
способностью и действием на живые организмы, поэтому, при рассмотрении судьбы этого
микроэлемента в биосфере необходимо учитывать как его валентные состояния, так и возможные
окислительно-восстановительные превращения в конкретных условиях.
Йод относится к подгруппе галогенов, являющихся самыми химически активными неметаллами.
Йод проявляет в своих соединениях различные степени валентности: -1; +1; +3; + 5; +7. Поскольку
молекула йода обладает большим радиусом атома и относительно низкой энергией ионизации, во
многих химических реакциях йод может выступать и как акцептор, и как донор электронов. При нормальном давлении и комнатной температуре йод представляет собой фиолетово-черные
пластинчатые кристаллы с металлическим блеском, специфическим запахом и удельным весом 4,9
г/см3. Кристаллы состоят из двухатомных молекул (J2), связанных между собой силами
межмолекулярного взаимодействия Ван-дер-Ваальса. При нагревании до 183 °С йод возгорается,
образуя фиолетовые пары, и при этой температуре йод находится в виде молекулы J2, а при
повышении температуре более 800°С молекулы йода диссоциируют на атомы.
Результаты физико-химических исследований свидетельствуют о том, что молекула J2 в
кристаллическом состоянии имеет вид J'+....J'-. Присутствие в кристалле J1+ подтверждено
экспериментальными исследованиями спектров поглощения кристаллического йода в
сверхрастворителях (диметилформамиде и диметилсульфоксиде). Абсорбционный спектр раствора
кристаллического йода характеризуется тремя полосами поглощения при X 288,350 и 460 нм. При
исследовании абсорбционных спектров раствора кристаллического йода в диметилформамиде в них
были обнаружены только две полосы поглощения при X 288 и 350 нм, что подтверждает строение
молекулы J2 как несимметричной молекулы (диполь), отвечающей структуре n x H2O [J+.....J'-].
Иод при комнатной температуре малорастворим в воде (0,03 г/100 мл), с повышением
температуры растворимость его увеличивается незначительно. Гораздо лучше йод растворяется в
органических растворителях: в спирте, эфире, сероуглероде (20 г/ 100 мл), четыреххлористом
углероде (2,9 г/100 мл), глицерине (0,97 г/100 мл). Йод хорошо растворяется в водных растворах
йодидов. При этом образуется комплексный трийодид-ион, который в химических реакциях
проявляет себя как эквимолярная смесь молекулярного йода и йодид-иона.
В виде простого вещества йод практически не встречается, в основном его добывают из
химических соединений. Известны некоторые минералы йода, образующиеся в биосфере, однако,
они очень редки, и не существуют в виде промышленных месторождений.
Йод не взаимодействует с насыщенными органическими соединениями, так как энергия связи
углерод-водород больше энергии связи углерод-йод. Йод способен присоединяться к кратным
углерод - углеродным связям. Количество йода, способного присоединиться к единице массы
органического соединения характеризует степень насыщенности вещества йодом - йодным числом.
Йод способен замещать водород в ароматических соединениях (толуол, фенол, нафталин и др.).
Важнейшими соединениями йода являются йодиды (соединения отрицательно одновалентного
йода), йодаты и йодорганические соединения. Окислительно-восстановительные свойства йода
определяют формы нахождения элемента в различных природных системах.
Известны как органические, так и неорганические производные пятивалентного йода. В природе
относительно широко распространены соли йодноватой кислоты - йодаты, представляющие собой
достаточно устойчивые, бесцветные (если не окрашен катион) кристаллические вещества, хорошо
растворимые в воде.
Одной из важнейших форм нахождения йода в объектах биосферы является йод в степени
окисления +1. В ряде работ показано, что йод только в степени окисления +1 обладает
биологической активностью, в частности антисептическими свойствами. (Мохнач, 1968, 1974).
Исследования электронных спектров поглощения водных растворов тироксина позволили
предположить, что специфическая гормональная функция тироксина связана с присутствием йода в
положительно одновалентной форме.
Как и все биогенные элементы, йод активно участвует в биогеохимическом кругообороте веществ
в природе. Основной кругооборот йода осуществляется между океаном и континентом: океан -
атмосфера - почвы - реки - океан. Существование йодного цикла в природе определяется
способностью образовывать соединения йода с различной валентностью, обладающие относительной
неустойчивостью, высокой растворимостью в воде и летучестью в элементном состоянии (J2).
Основным резервуаром йода в биосфере является Мировой океан, куда йод был смыт с
поверхности почвы ледниками, снегом, дождем и реками. Среднее содержание йода в морской воде
составляет около 50-60 мкг/л. Поступление йода в моря и океаны осуществляется за счет осаждения
атмосферы и речного стока, оцениваемого величиной 5 х 10'° г/год. В воде океанов присутствуют
йодиды и йодаты примерно в одинаковых количествах.
Концентрация йода в морской воде зависит от ряда факторов. Обычно уровень содержания йода в
морской воде коррелирует с ее соленостью. В северных морях с пониженной соленостью
концентрация йода составляет 18-36 мкг/л, в более соленых южных морях (Красное, Средиземное море)-54-70 мкг/ л. С увеличением глубины морей содержание йода возрастает. Это происходит за
счет минерализации органического вещества отмирающих растений и животных, а также за счет
выноса йода из мантии земли в процессе вулканической деятельности. Иловые воды,
формирующиеся на бедных органическим веществом почвах, содержат в 6-9 раз больше йода (160-
230 мкг/л), чем океаническая вода, а на богатых органическим веществом илах содержание йода
достигает 1000-2300 мкг/л.
Поскольку йод образует множество химических соединений, большинство из которых обладают
летучестью, то он, наряду с кислородом, углеродом и азотом, относится к основным воздушным
мигрантам. Данные о содержании йода в атмосфере весьма противоречивы и колеблются от 0,003 до
12 мкг/м3. Средние концентрации йода в атмосфере над сушей составляют по результатам
нейтронно-активационного анализа 0,005-0,01 мкг/м3, что согласуется с данными, приведенными
японскими исследователями (Miyake, Tsunogai, 1963; Перельман, 1972; Тихомиров, Русина, 1983).
Йод в атмосфере может находиться в трех физических состояниях: в газообразной, жидкой фазах, и в
составе твердых аэрозольных частиц, уровень содержания которых зависит от количества в воздухе
частиц, абсорбирующих йодистые соединения.
Так как основным источником поступления йода в атмосферу являются моря и океаны,
содержание йода в воздухе зависит от факторов, влияющих на испарение его с поверхности воды и
на перенос морского воздуха на побережье. Повышение температуры способствует ускорению всех
физико-химических процессов, в том числе переходу J2 в газообразную фазу.
Содержание йода в воздухе континентальных областей по сравнению с некоторыми приморскими
меняется в 1000 и более раз. Так, при анализе воздуха над побережьем Черного и Азовского морей
обнаружено 10-50 мкг йода в 1 м3, в районе Киева — только 1 мкг/м3, а в более отдаленных от моря
областях —0,2 мкг/м3 и менее. Местности, огражденные от океана естественными преградами,
обеднены йодом. При исследовании распределения йода в воздухе в зависимости от высоты
местности, установлено, что при подъеме на 700 м над уровнем моря концентрация йода в воздухе
снижается на половину, на 1000 метров — на 62,5 %.
За 12 часов легкие человека вдыхают до 4000 литров воздуха, в которых может содержаться до
0,044 и более миллиграммов йода, поэтому из воздуха человек способен потреблять до 50 %
необходимого ему йода. Воздух приморских областей, насыщенный йодом, благодатен для пышного
развития жизни. Известно, что в приморских регионах хлебные злаки дают высокие урожаи, деревья
достигают исполинского роста и долговечности, например секвойя вечнозеленая и гигантская
достигает высоты 140 м с диаметром стволов до 10 м (Мохнач, 1974; Океанология, 1979).
Из атмосферы йод возвращается в почву с дождевой водой, концентрация йода в которой
колеблется в пределах 1,8-8,5 мкг/л. Однако, возвращение йода в почву происходит очень медленно и
в относительно малом, по сравнению с предшествовавшей потерей, количестве. Повторные смывы с
почвы влекут за собой формирование дефицита йода в окружающей среде. В результате, все
растения, произрастающие на такой почве, имеют низкое содержание йода (не более 10 мкг/кг сухого
веса). Это обуславливает тяжелую йодную недостаточность у значительной части населения мира,
живущего за счет натурального или полунатурального хозяйства. И это относится не только к
странам Африки. Многие жители России тоже обеспечивают свой прожиточный минимум, собирая
урожаи с приусадебного или дачного участков, где почва может быть плодородной, но содержать
мало йода. В этом заключается одна из основных причин развития йодного дефицита (Перельман,
1972; Тихомиров, Русина, 1983).
По подсчетам геохимиков, содержание йода в земной коре ничтожно мало (до 4 х 10"5 % по
массе), тем не менее, этот крайне редкий элемент присутствует всюду. Йод находится в глубоких
слоях почвы и обнаруживается в содержимом нефтяных скважин. В целом, чем старше поверхность
почвы и чем более она была подвержена эрозии, тем меньше в ней йода. Торфянистые почвы
наиболее богаты йодом. Подзолистые - содержат мало гумуса и, соответственно, мало йода. В
горных районах, особенно в районах выщелоченных подзолистых лесных почв, везде сказывается
дефицит йода. Кордильеры, Альпы, Скандинавские горы, Урал, Алтай, Гималаи и др., представляют
классические зоны низкого содержания йода в окружающей среде. Наиболее обеднены йодом почвы
в горных местностях, которые подвергались частому выпадению дождей и йодсодержащие вещества
уносились со стоком воды в реки. Ледники также являются важной причиной потери йода из почвы.
(Вернадский, 1967; Виноградов, 1967).
В 1811 году французский химик Куртуа, работая над производством селитры, необходимой для
изготовления бездымного пороха, по ошибке добавил слишком много серной кислоты в золу
морских водорослей. Зола использовалась как источник натриевых и калиевых солей, а кислота
добавлялась для удаления загрязняющих веществ.
Вскоре Куртуа с удивлением заметил фиолетовый пар над образовавшимся преципитаттом. Из
конденсата этого пара были получены кристаллы. Анализ показал, что они состоят из неизвестного
ранее элемента, названного впоследствии Гей-Люссаком йодом (йод по-гречески – фиолетовый).
Сейчас не вызывает сомнений важнейшая роль йода в обмене веществ, он с полным основанием
отнесен к жизненно необходимым микроэлементам.
Содержание солей в океанской воде – колыбели жизни – составляет в среднем 3,5%, а в плазме
крови человека в 4 раза меньше - 0,9%. Только для йода природа сделала исключение: его
содержание в плазме крови человека в 2 раза больше, чем в океанской воде.
Прошло 200 лет после открытия Куртуа, но интерес к йоду, его физиологической роли,
возможностям использования его соединений с лечебной и профилактической целью не ослабевает
до сих пор. Более того, ряд фундаментальных и прикладных аспектов проблемы вызывают ожесточенные
споры.
1.1. Йод. Свойства и распространение в окружающей среде
Йод принадлежит к числу важнейших микроэлементов, принимающих участие в интимных
механизмах жизнедеятельности высокоразвитых организмов. Этот элемент входит в состав
тироксина — гормона щитовидной железы, являющегося жизненно необходимым в качестве
регулятора роста организма и регулятора скорости обмена веществ. Знаменитый исследователь
Глени Сиборг охарактеризовал роль микроэлемента йода великой и поистине космической в
появлении, развитии и сохранении жизни на Земле. И эту роль не может взять на себя никакой
другой элемент.
Недостаточное поступление йода приводит к заболеваниям щитовидной железы, а также к
выраженным нарушениям многочисленных функций различных органов и систем организма.
В целом, на Земле в регионах с недостаточностью йода в окружающей среде проживают 1,5 млрд.
людей, у 655 млн. из них имеется увеличение щитовидной железы, а у 43 млн. — выраженная
умственная отсталость. Йододефицитные заболевания являются самой распространенной неинфекционной патологией в мире (WHO/UNICEF, 1994; Дедов и др., 2000).
Характерной особенностью соединений йода является его многообразие химических форм,
легкость перехода между различными валентными состояниями и достаточно высокая летучесть
свободного йода. Уникальные свойства йода и его соединений позволяют этому элементу
присутствовать в микро количествах во всех без исключения объектах живой и неживой природы.
Соединения йода в различных валентных состояниях обладают различной миграционной
способностью и действием на живые организмы, поэтому, при рассмотрении судьбы этого
микроэлемента в биосфере необходимо учитывать как его валентные состояния, так и возможные
окислительно-восстановительные превращения в конкретных условиях.
Йод относится к подгруппе галогенов, являющихся самыми химически активными неметаллами.
Йод проявляет в своих соединениях различные степени валентности: -1; +1; +3; + 5; +7. Поскольку
молекула йода обладает большим радиусом атома и относительно низкой энергией ионизации, во
многих химических реакциях йод может выступать и как акцептор, и как донор электронов. При нормальном давлении и комнатной температуре йод представляет собой фиолетово-черные
пластинчатые кристаллы с металлическим блеском, специфическим запахом и удельным весом 4,9
г/см3. Кристаллы состоят из двухатомных молекул (J2), связанных между собой силами
межмолекулярного взаимодействия Ван-дер-Ваальса. При нагревании до 183 °С йод возгорается,
образуя фиолетовые пары, и при этой температуре йод находится в виде молекулы J2, а при
повышении температуре более 800°С молекулы йода диссоциируют на атомы.
Результаты физико-химических исследований свидетельствуют о том, что молекула J2 в
кристаллическом состоянии имеет вид J'+....J'-. Присутствие в кристалле J1+ подтверждено
экспериментальными исследованиями спектров поглощения кристаллического йода в
сверхрастворителях (диметилформамиде и диметилсульфоксиде). Абсорбционный спектр раствора
кристаллического йода характеризуется тремя полосами поглощения при X 288,350 и 460 нм. При
исследовании абсорбционных спектров раствора кристаллического йода в диметилформамиде в них
были обнаружены только две полосы поглощения при X 288 и 350 нм, что подтверждает строение
молекулы J2 как несимметричной молекулы (диполь), отвечающей структуре n x H2O [J+.....J'-].
Иод при комнатной температуре малорастворим в воде (0,03 г/100 мл), с повышением
температуры растворимость его увеличивается незначительно. Гораздо лучше йод растворяется в
органических растворителях: в спирте, эфире, сероуглероде (20 г/ 100 мл), четыреххлористом
углероде (2,9 г/100 мл), глицерине (0,97 г/100 мл). Йод хорошо растворяется в водных растворах
йодидов. При этом образуется комплексный трийодид-ион, который в химических реакциях
проявляет себя как эквимолярная смесь молекулярного йода и йодид-иона.
В виде простого вещества йод практически не встречается, в основном его добывают из
химических соединений. Известны некоторые минералы йода, образующиеся в биосфере, однако,
они очень редки, и не существуют в виде промышленных месторождений.
Йод не взаимодействует с насыщенными органическими соединениями, так как энергия связи
углерод-водород больше энергии связи углерод-йод. Йод способен присоединяться к кратным
углерод - углеродным связям. Количество йода, способного присоединиться к единице массы
органического соединения характеризует степень насыщенности вещества йодом - йодным числом.
Йод способен замещать водород в ароматических соединениях (толуол, фенол, нафталин и др.).
Важнейшими соединениями йода являются йодиды (соединения отрицательно одновалентного
йода), йодаты и йодорганические соединения. Окислительно-восстановительные свойства йода
определяют формы нахождения элемента в различных природных системах.
Известны как органические, так и неорганические производные пятивалентного йода. В природе
относительно широко распространены соли йодноватой кислоты - йодаты, представляющие собой
достаточно устойчивые, бесцветные (если не окрашен катион) кристаллические вещества, хорошо
растворимые в воде.
Одной из важнейших форм нахождения йода в объектах биосферы является йод в степени
окисления +1. В ряде работ показано, что йод только в степени окисления +1 обладает
биологической активностью, в частности антисептическими свойствами. (Мохнач, 1968, 1974).
Исследования электронных спектров поглощения водных растворов тироксина позволили
предположить, что специфическая гормональная функция тироксина связана с присутствием йода в
положительно одновалентной форме.
Как и все биогенные элементы, йод активно участвует в биогеохимическом кругообороте веществ
в природе. Основной кругооборот йода осуществляется между океаном и континентом: океан -
атмосфера - почвы - реки - океан. Существование йодного цикла в природе определяется
способностью образовывать соединения йода с различной валентностью, обладающие относительной
неустойчивостью, высокой растворимостью в воде и летучестью в элементном состоянии (J2).
Основным резервуаром йода в биосфере является Мировой океан, куда йод был смыт с
поверхности почвы ледниками, снегом, дождем и реками. Среднее содержание йода в морской воде
составляет около 50-60 мкг/л. Поступление йода в моря и океаны осуществляется за счет осаждения
атмосферы и речного стока, оцениваемого величиной 5 х 10'° г/год. В воде океанов присутствуют
йодиды и йодаты примерно в одинаковых количествах.
Концентрация йода в морской воде зависит от ряда факторов. Обычно уровень содержания йода в
морской воде коррелирует с ее соленостью. В северных морях с пониженной соленостью
концентрация йода составляет 18-36 мкг/л, в более соленых южных морях (Красное, Средиземное море)-54-70 мкг/ л. С увеличением глубины морей содержание йода возрастает. Это происходит за
счет минерализации органического вещества отмирающих растений и животных, а также за счет
выноса йода из мантии земли в процессе вулканической деятельности. Иловые воды,
формирующиеся на бедных органическим веществом почвах, содержат в 6-9 раз больше йода (160-
230 мкг/л), чем океаническая вода, а на богатых органическим веществом илах содержание йода
достигает 1000-2300 мкг/л.
Поскольку йод образует множество химических соединений, большинство из которых обладают
летучестью, то он, наряду с кислородом, углеродом и азотом, относится к основным воздушным
мигрантам. Данные о содержании йода в атмосфере весьма противоречивы и колеблются от 0,003 до
12 мкг/м3. Средние концентрации йода в атмосфере над сушей составляют по результатам
нейтронно-активационного анализа 0,005-0,01 мкг/м3, что согласуется с данными, приведенными
японскими исследователями (Miyake, Tsunogai, 1963; Перельман, 1972; Тихомиров, Русина, 1983).
Йод в атмосфере может находиться в трех физических состояниях: в газообразной, жидкой фазах, и в
составе твердых аэрозольных частиц, уровень содержания которых зависит от количества в воздухе
частиц, абсорбирующих йодистые соединения.
Так как основным источником поступления йода в атмосферу являются моря и океаны,
содержание йода в воздухе зависит от факторов, влияющих на испарение его с поверхности воды и
на перенос морского воздуха на побережье. Повышение температуры способствует ускорению всех
физико-химических процессов, в том числе переходу J2 в газообразную фазу.
Содержание йода в воздухе континентальных областей по сравнению с некоторыми приморскими
меняется в 1000 и более раз. Так, при анализе воздуха над побережьем Черного и Азовского морей
обнаружено 10-50 мкг йода в 1 м3, в районе Киева — только 1 мкг/м3, а в более отдаленных от моря
областях —0,2 мкг/м3 и менее. Местности, огражденные от океана естественными преградами,
обеднены йодом. При исследовании распределения йода в воздухе в зависимости от высоты
местности, установлено, что при подъеме на 700 м над уровнем моря концентрация йода в воздухе
снижается на половину, на 1000 метров — на 62,5 %.
За 12 часов легкие человека вдыхают до 4000 литров воздуха, в которых может содержаться до
0,044 и более миллиграммов йода, поэтому из воздуха человек способен потреблять до 50 %
необходимого ему йода. Воздух приморских областей, насыщенный йодом, благодатен для пышного
развития жизни. Известно, что в приморских регионах хлебные злаки дают высокие урожаи, деревья
достигают исполинского роста и долговечности, например секвойя вечнозеленая и гигантская
достигает высоты 140 м с диаметром стволов до 10 м (Мохнач, 1974; Океанология, 1979).
Из атмосферы йод возвращается в почву с дождевой водой, концентрация йода в которой
колеблется в пределах 1,8-8,5 мкг/л. Однако, возвращение йода в почву происходит очень медленно и
в относительно малом, по сравнению с предшествовавшей потерей, количестве. Повторные смывы с
почвы влекут за собой формирование дефицита йода в окружающей среде. В результате, все
растения, произрастающие на такой почве, имеют низкое содержание йода (не более 10 мкг/кг сухого
веса). Это обуславливает тяжелую йодную недостаточность у значительной части населения мира,
живущего за счет натурального или полунатурального хозяйства. И это относится не только к
странам Африки. Многие жители России тоже обеспечивают свой прожиточный минимум, собирая
урожаи с приусадебного или дачного участков, где почва может быть плодородной, но содержать
мало йода. В этом заключается одна из основных причин развития йодного дефицита (Перельман,
1972; Тихомиров, Русина, 1983).
По подсчетам геохимиков, содержание йода в земной коре ничтожно мало (до 4 х 10"5 % по
массе), тем не менее, этот крайне редкий элемент присутствует всюду. Йод находится в глубоких
слоях почвы и обнаруживается в содержимом нефтяных скважин. В целом, чем старше поверхность
почвы и чем более она была подвержена эрозии, тем меньше в ней йода. Торфянистые почвы
наиболее богаты йодом. Подзолистые - содержат мало гумуса и, соответственно, мало йода. В
горных районах, особенно в районах выщелоченных подзолистых лесных почв, везде сказывается
дефицит йода. Кордильеры, Альпы, Скандинавские горы, Урал, Алтай, Гималаи и др., представляют
классические зоны низкого содержания йода в окружающей среде. Наиболее обеднены йодом почвы
в горных местностях, которые подвергались частому выпадению дождей и йодсодержащие вещества
уносились со стоком воды в реки. Ледники также являются важной причиной потери йода из почвы.
(Вернадский, 1967; Виноградов, 1967).
Концентрация йода в почвах различных регионов земного шара изменяется в очень широких
пределах: от 0,1 до 40 мкг/кг, хотя в определенных условиях (в прибрежных областях Японского
моря) со держание йода может доходить до 135 мкг/кг (Кашин, 1987; Кабата-Пендиас, Пендиас,
1989).
Однако основная масса йода существует не в минеральном виде, а в состоянии рассеяния. Это
явление связано с нахождением воды в земной коре. Тот факт, что йод в естественных условиях в
биосфере неразрывно связан с водой, подтверждается электронными спектрами поглощения водных
растворов молекулярного йода и йода-йодида. Гидра-тированному аниону J‾ приписываются полосы
поглощения X 192-193 нм и 226 нм. Полосы поглощения X 290 и 350 нм встречаются не только в
водных растворах йода-йодида, но и в других растворителях. Максимум поглощения Х 290 нм
характеризует присутствие трийодид-иона (J‾3), максимум X 350-360 нм — оксианион JO‾(J+), а
максимум поглощения Х.450-460 нм указывает на присутствие сольватированной молекулы J2—
H2O (J* ...J") (Вернадский, 1967; Мохнач, 1968, 1974).
Концентрация йода в почве определяет содержание этого микроэлемента в местной питьевой воде.
Обычно в йоддефицитных регионах количество йода в воде не превышает 2 мкг/л. В отдельных
случаях наблюдаются гидрохимические аномалии, где уровень содержания йода в воде достигает
0,5-1,0 г/л.
Суточное потребление человеком йода с водой крайне мало. Около 90 % усваиваемого
организмом йода поступает с продуктами питания, вклад водного и атмосферного пути значительно
меньше - около 5 %
1. 2.Физиологическая роль йода
До сих пор нет полной ясности в вопросе о физиологической роли йода. Твёрдо установлено его
участие в синтезе гормонов щитовидной железы – могучего мотора обмена веществ. Дефицит йода в
окружающей среде приводит к сбою в работе щитовидной железы, и развивающиеся у населения
йододефицитных регионов многочисленные нарушения принято связывать с гипотироксинемией.
Широко распространено мнение, что главное, а может быть, единственное значение йода для
животного организма опосредовано через щитовидную железу. Однако член-корреспондент
АН СССР Мохнач В.О. более 40 лет тому назад допускал прямое, активизирующее дыхательные ферменты, влияние йода на клетки организма.
В настоящее время получены убедительные доказательства экстратиреоидного значения йода
едва ли не для всех тканей живого организма.
Известно, что механизм поглощения йода из крови щитовидной железой против градиента
концентрации связан с симпортером йодистого натрия – встроенным в тироциты специальным
белком. Исследования последних лет показали, что йодным насосом (симпортером йодистого
натрия) обладает не только щитовидная железа, но и грудные и слюнные железы, слизистая желудка,
яичники, тимус, иммунная система, кожа, сосудистые сплетения мозга, образующие
цереброспинальную жидкость, артерии, суставы, кости, лейкоциты, стекловидное тело глаза, кора
почек, поджелудочная железа, сетчатка, кора надпочечников, плацента, матка, яичники и др. Причём
клетки слизистой желудка, слюнные железы, лактирующие молочные железы концентрируют йод
почти в такой же степени как щитовидная железа (в 40 раз выше концентрации в крови). Уже одно
это обстоятельство неопровержимо свидетельствует об экстратиреоидных эффектах йода.
Действительно, установлено, что йод индуцирует программированную гибель клеток, апоптоз,
что очень важно для процессов роста и развития, разрушения стареющих клеток, клеток пораженных
раком и инфицированных вирусами. Связанный с апоптозом антикарциногенный эффект йода
продемонстрирован в условиях in vitro.
Йод способствует выведению из организма токсинов – тяжелых металлов (свинец,
ртуть),галогенов (фторидов и бромидов), подавляет процессы аутоиммунитета, усиливает Т-
клеточную адаптивную систему, подавляет рост бактерий в желудке, повышает чувствительность
рецепторов к инсулину. Йод модулирует реакцию надпочечников на стресс, улучшает иммунные
функции.
пределах: от 0,1 до 40 мкг/кг, хотя в определенных условиях (в прибрежных областях Японского
моря) со держание йода может доходить до 135 мкг/кг (Кашин, 1987; Кабата-Пендиас, Пендиас,
1989).
Однако основная масса йода существует не в минеральном виде, а в состоянии рассеяния. Это
явление связано с нахождением воды в земной коре. Тот факт, что йод в естественных условиях в
биосфере неразрывно связан с водой, подтверждается электронными спектрами поглощения водных
растворов молекулярного йода и йода-йодида. Гидра-тированному аниону J‾ приписываются полосы
поглощения X 192-193 нм и 226 нм. Полосы поглощения X 290 и 350 нм встречаются не только в
водных растворах йода-йодида, но и в других растворителях. Максимум поглощения Х 290 нм
характеризует присутствие трийодид-иона (J‾3), максимум X 350-360 нм — оксианион JO‾(J+), а
максимум поглощения Х.450-460 нм указывает на присутствие сольватированной молекулы J2—
H2O (J* ...J") (Вернадский, 1967; Мохнач, 1968, 1974).
Концентрация йода в почве определяет содержание этого микроэлемента в местной питьевой воде.
Обычно в йоддефицитных регионах количество йода в воде не превышает 2 мкг/л. В отдельных
случаях наблюдаются гидрохимические аномалии, где уровень содержания йода в воде достигает
0,5-1,0 г/л.
Суточное потребление человеком йода с водой крайне мало. Около 90 % усваиваемого
организмом йода поступает с продуктами питания, вклад водного и атмосферного пути значительно
меньше - около 5 %
1. 2.Физиологическая роль йода
До сих пор нет полной ясности в вопросе о физиологической роли йода. Твёрдо установлено его
участие в синтезе гормонов щитовидной железы – могучего мотора обмена веществ. Дефицит йода в
окружающей среде приводит к сбою в работе щитовидной железы, и развивающиеся у населения
йододефицитных регионов многочисленные нарушения принято связывать с гипотироксинемией.
Широко распространено мнение, что главное, а может быть, единственное значение йода для
животного организма опосредовано через щитовидную железу. Однако член-корреспондент
АН СССР Мохнач В.О. более 40 лет тому назад допускал прямое, активизирующее дыхательные ферменты, влияние йода на клетки организма.
В настоящее время получены убедительные доказательства экстратиреоидного значения йода
едва ли не для всех тканей живого организма.
Известно, что механизм поглощения йода из крови щитовидной железой против градиента
концентрации связан с симпортером йодистого натрия – встроенным в тироциты специальным
белком. Исследования последних лет показали, что йодным насосом (симпортером йодистого
натрия) обладает не только щитовидная железа, но и грудные и слюнные железы, слизистая желудка,
яичники, тимус, иммунная система, кожа, сосудистые сплетения мозга, образующие
цереброспинальную жидкость, артерии, суставы, кости, лейкоциты, стекловидное тело глаза, кора
почек, поджелудочная железа, сетчатка, кора надпочечников, плацента, матка, яичники и др. Причём
клетки слизистой желудка, слюнные железы, лактирующие молочные железы концентрируют йод
почти в такой же степени как щитовидная железа (в 40 раз выше концентрации в крови). Уже одно
это обстоятельство неопровержимо свидетельствует об экстратиреоидных эффектах йода.
Действительно, установлено, что йод индуцирует программированную гибель клеток, апоптоз,
что очень важно для процессов роста и развития, разрушения стареющих клеток, клеток пораженных
раком и инфицированных вирусами. Связанный с апоптозом антикарциногенный эффект йода
продемонстрирован в условиях in vitro.
Йод способствует выведению из организма токсинов – тяжелых металлов (свинец,
ртуть),галогенов (фторидов и бромидов), подавляет процессы аутоиммунитета, усиливает Т-
клеточную адаптивную систему, подавляет рост бактерий в желудке, повышает чувствительность
рецепторов к инсулину. Йод модулирует реакцию надпочечников на стресс, улучшает иммунные
функции.
Механизм этих разнообразных эффектов нуждается в детальном исследовании. Ряд
исследователей полагает, что он связан с выраженными антиоксидантными свойствами йода.
Установлено, что повреждения ДНК индуцируются так называемыми синглет-оксигенами ,
вызывающими быстрое выделение большого количества энергии. Szent-Gyorgyi ещё 50 лет назад
показал, что йод стимулирует переход возбуждённых синглетных форм кислорода в менее
реактивные триплетные.
Итак, можно считать доказанным, что физиологическая роль йода не ограничивается участием в
синтезе тиреоидных гормонов. Его экстратиреоидные эффекты уже установлены во многих тканях и
клетках. Иными словами, йод жизненно необходим не только для поддержания нормальной
деятельности щитовидной железы, но практически для всех клеток животного организма.
Механизмы экстратиреоидного эффекта йода нуждаются в глубоком исследовании. Есть основания
полагать, что они связаны с антиоксидантной активностью йода.
2. Йододефицит
Недостаточность йода приводит к тяжелым последствиям на всех этапах развития человеческого
организма. Обусловленный недостаточностью йода дефицит тиреоидных гормонов у плода и в
раннем детском возрасте может привести к необратимому снижению умственного развития, вплоть
до кретинизма. От дефицита йода страдает не только мозг ребенка, но и его слух, зрительная память
и речь. В йододефицитных регионах у женщин нарушается репродуктивная функция, увеличивается
количество выкидышей и мертворожденных. Недостаток йода может сказаться на работе жизненно
важных органов и привести к задержке физического развития. В этих регионах повышается также
перинатальная и детская смертность. Таким образом, существует целый ряд заболеваний которые
представляют серьезную опасность для потенциала здоровья миллионов людей, проживающих в
йододефицитные районах. В связи с этим с 1981 года термин "зоб" был заменен понятием
"йододефицитные заболевания".
исследователей полагает, что он связан с выраженными антиоксидантными свойствами йода.
Установлено, что повреждения ДНК индуцируются так называемыми синглет-оксигенами ,
вызывающими быстрое выделение большого количества энергии. Szent-Gyorgyi ещё 50 лет назад
показал, что йод стимулирует переход возбуждённых синглетных форм кислорода в менее
реактивные триплетные.
Итак, можно считать доказанным, что физиологическая роль йода не ограничивается участием в
синтезе тиреоидных гормонов. Его экстратиреоидные эффекты уже установлены во многих тканях и
клетках. Иными словами, йод жизненно необходим не только для поддержания нормальной
деятельности щитовидной железы, но практически для всех клеток животного организма.
Механизмы экстратиреоидного эффекта йода нуждаются в глубоком исследовании. Есть основания
полагать, что они связаны с антиоксидантной активностью йода.
2. Йододефицит
Недостаточность йода приводит к тяжелым последствиям на всех этапах развития человеческого
организма. Обусловленный недостаточностью йода дефицит тиреоидных гормонов у плода и в
раннем детском возрасте может привести к необратимому снижению умственного развития, вплоть
до кретинизма. От дефицита йода страдает не только мозг ребенка, но и его слух, зрительная память
и речь. В йододефицитных регионах у женщин нарушается репродуктивная функция, увеличивается
количество выкидышей и мертворожденных. Недостаток йода может сказаться на работе жизненно
важных органов и привести к задержке физического развития. В этих регионах повышается также
перинатальная и детская смертность. Таким образом, существует целый ряд заболеваний которые
представляют серьезную опасность для потенциала здоровья миллионов людей, проживающих в
йододефицитные районах. В связи с этим с 1981 года термин "зоб" был заменен понятием
"йододефицитные заболевания".
2.1. Проявления йододефицита
Клинические проявления эндемического зоба - увеличение щитовидной железы за счет
разрастания соединительной ткани. Усиленное разрастание соединительной ткани при участии
тиреотропного гормона формирует зоб.
Увеличение щитовидной железы, то есть зоб, далеко не единственное последствие йодной
недостаточности. На фоне существенного снижения интенсивности процессов обмена веществ,
развивается микседема, то есть накопление в значительных количествах в подкожной
соединительной ткани межтканевой жидкости, богатой белками. Нарушения обмена липидов при
йодной недостаточности приводят к повышению содержания холестерина в крови и провоцируют
развитие атеросклероза. При понижении функции щитовидной железы атеросклероз развивается не
только гораздо чаще, но и в более молодом возрасте. Напротив, гормоны щитовидной железы
останавливают развитие атеросклеротических симптомов и в определенной степени нормализуют
деятельность сердечно-сосудистой системы. Клинические исследования показывают, что при лечении
атеросклероза препаратами йода происходит снижение количества холестерина и нейтральных
жиров в плазме крови [Мохнач, 1974].
Таким образом, профилактика йодной недостаточности одновременно является профилактикой атеросклероза и вызываемых им смертельно опасных заболеваний - инсультов, ишемической
болезни сердца, инфарктов миокарда.
2.2. Патогенез йододефицитного эндемического зоба
Влияние дефицита йода на организм человека полностью подчиняется третьему закону биогеохимии (закону В.В.Ковальского) - биологические эффекты дефицита микроэлемента в
биогеохимической пищевой цепи проявляются последовательно. Кроме того, в результате
эволюционно выработанных механизмов адаптации 80-95% организмов приспосабливаются к
данному дисбалансу, и лишь 5-20% популяции не способны справиться с регуляцией метаболических
процессов и развивают эндемическую патологию.
Таким образом, эндемический зоб является ярким примером специфического экологически
обусловленного заболевания, зависящего от свойств биогеохимической провинции, т.е. проявлением
биогеохимической эндемии.
Постоянный недостаток йода приводит в первую очередь к снижению синтеза и секреции
основного гормона щитовидной железы Т4, что по принципу обратной связи стимулирует синтез и
секрецию ТТГ гипофизом. Под его влиянием усиливается поглощение йодида щитовидной железой
из циркулирующей крови, стимулируется синтез тиреоидных гормонов, причём синтезируется
относительно большее количество Т3, для которого требуется меньше йода, чем для Т4, ускоряется
кругооборот йода в щитовидной железе. Всё это - адаптационные механизмы экономии йода.
Вместе с тем, под влиянием ТТГ происходят пролиферация тиреоцитов и накопление коллоида в
фолликулах. Так формируется зоб - диффузный, узловой, диффузно-узловой, многоузловой. Детям и
подросткам свойствен диффузный зоб, взрослым - узловые формы зоба. С морфологической точки
зрения это коллоидные в разной степени пролиферирующие зобы. С клинической точки зрения
эндемический зоб на протяжении многих лет может быть эутиреоидным., т.е.протекать без
нарушения функции щитовидной железы. Уровень ТТГ крови у этих больных остаётся в пределах
нормы, поскольку адаптация к йододефициту приводит к установлению равновесия на новом уровне
- эутиреоидное состояние сохраняется за счёт увеличения объёма щитовидной железы. Когда же её
компенсаторные возможности оказываются исчерпанными, развивается гипотиреоз и другие
йододефицитные заболевания.
Клинические проявления эндемического зоба - увеличение щитовидной железы за счет
разрастания соединительной ткани. Усиленное разрастание соединительной ткани при участии
тиреотропного гормона формирует зоб.
Увеличение щитовидной железы, то есть зоб, далеко не единственное последствие йодной
недостаточности. На фоне существенного снижения интенсивности процессов обмена веществ,
развивается микседема, то есть накопление в значительных количествах в подкожной
соединительной ткани межтканевой жидкости, богатой белками. Нарушения обмена липидов при
йодной недостаточности приводят к повышению содержания холестерина в крови и провоцируют
развитие атеросклероза. При понижении функции щитовидной железы атеросклероз развивается не
только гораздо чаще, но и в более молодом возрасте. Напротив, гормоны щитовидной железы
останавливают развитие атеросклеротических симптомов и в определенной степени нормализуют
деятельность сердечно-сосудистой системы. Клинические исследования показывают, что при лечении
атеросклероза препаратами йода происходит снижение количества холестерина и нейтральных
жиров в плазме крови [Мохнач, 1974].
Таким образом, профилактика йодной недостаточности одновременно является профилактикой атеросклероза и вызываемых им смертельно опасных заболеваний - инсультов, ишемической
болезни сердца, инфарктов миокарда.
2.2. Патогенез йододефицитного эндемического зоба
Влияние дефицита йода на организм человека полностью подчиняется третьему закону биогеохимии (закону В.В.Ковальского) - биологические эффекты дефицита микроэлемента в
биогеохимической пищевой цепи проявляются последовательно. Кроме того, в результате
эволюционно выработанных механизмов адаптации 80-95% организмов приспосабливаются к
данному дисбалансу, и лишь 5-20% популяции не способны справиться с регуляцией метаболических
процессов и развивают эндемическую патологию.
Таким образом, эндемический зоб является ярким примером специфического экологически
обусловленного заболевания, зависящего от свойств биогеохимической провинции, т.е. проявлением
биогеохимической эндемии.
Постоянный недостаток йода приводит в первую очередь к снижению синтеза и секреции
основного гормона щитовидной железы Т4, что по принципу обратной связи стимулирует синтез и
секрецию ТТГ гипофизом. Под его влиянием усиливается поглощение йодида щитовидной железой
из циркулирующей крови, стимулируется синтез тиреоидных гормонов, причём синтезируется
относительно большее количество Т3, для которого требуется меньше йода, чем для Т4, ускоряется
кругооборот йода в щитовидной железе. Всё это - адаптационные механизмы экономии йода.
Вместе с тем, под влиянием ТТГ происходят пролиферация тиреоцитов и накопление коллоида в
фолликулах. Так формируется зоб - диффузный, узловой, диффузно-узловой, многоузловой. Детям и
подросткам свойствен диффузный зоб, взрослым - узловые формы зоба. С морфологической точки
зрения это коллоидные в разной степени пролиферирующие зобы. С клинической точки зрения
эндемический зоб на протяжении многих лет может быть эутиреоидным., т.е.протекать без
нарушения функции щитовидной железы. Уровень ТТГ крови у этих больных остаётся в пределах
нормы, поскольку адаптация к йододефициту приводит к установлению равновесия на новом уровне
- эутиреоидное состояние сохраняется за счёт увеличения объёма щитовидной железы. Когда же её
компенсаторные возможности оказываются исчерпанными, развивается гипотиреоз и другие
йододефицитные заболевания.
Диапазон проявлений йододефицитных заболеваний весьма широк и зависит от периода жизни, на
котором эти заболевания проявляются. Очевидно, что наиболее неблагоприятные последствия
возникают на ранних этапах становления организма - от внутриутробного периода до возраста
полового созревания.
2.3. Щитовидная железа
Щитовидная железа - орган, реализующий биологическую функцию йода.
Щитовидная железа человека находится спереди на нижней части шеи. Через эту железу
проходит весь объем циркулирующей в организме крови в течение 17 минут. За это время
секретируемый щитовидной железой йод убивает нестойких микробов, попадающих в кровь через
повреждения кожи, слизистую оболочку носа или горла, или из пищеварительного тракта. Стойкие,
вирулентные микробы, ослабляются, при повторном прохождении через щитовидную железу
становятся еще слабее, пока окончательно не погибнут.
Содержание йода в щитовидной железе зависит от содержания доступного йода в пище и
потребления человеком воды. При недостатке йода железа лишается необходимого ей элемента для
нормального функционирования.
Вторая функция щитовидной железы - восстановление энергии, затраченной на выполнение
работы в течение дня. Существует прямая связь между запасом энергии у человека и потреблением
йода. Если человек быстро устает и медленно восстанавливает силы, значит, йода он потребляет
недостаточно.
Третья функция щитовидной железы - оказывать успокаивающее влияние на организм и нервную
систему. При увеличении нервного напряжения, большой раздражительности и бессоннице
возникает потребность в йоде.
Четвертая функция щитовидной железы - умственная деятельность человека. При нормальном
обеспечении организма йодом наблюдается повышение умственной деятельности.
Пятая функция щитовидной железы - окислительная. Йод - один из лучших катализаторов
окисления в организме. Если в организме не хватает йода, жиры не окисляются, человек полнеет.
Йод теряется при повышенном употреблении поваренной соли и при употреблении хлорированной
воды. Если она отстоится сутки, из нее улетучивается весь хлор.
При недостатке йода, при условии хлорирования воды, при частых заболеваниях, при недостатке
энергии и выносливости организма, при развитии нервного напряжения, при накоплении
нежелательных жировых запасов йод можно восполнить путем употребления тех продуктов, в
которых он имеется.
2.4.Физиологическая роль тиреоидных гормонов.
Щитовидная железа является органом внутренней секреции, расположена на передней
поверхности шеи, состоит из двух продолговатых долей и перешейка.
Основная функция щитовидной железы - выработка тиреоидных гормонов, прежде всего,
тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3). Роль тиреоидных гормонов в организме чрезвычайно
велика, большинство жизненно важных функций, в том числе, связанных с адаптационными
реакциями организма, осуществляется с их участием.
Тиреоидные гормоны абсолютно необходимы для развития ЦНС во внутриутробном периоде
и в первые три года жизни. Дефицит тиреоидных гормонов у плода, новорожденного или ребенка младшего возраста вызывает задержку психического развития и неврологические нарушения.
Тироксин и трийодтиронин влияют на основной обмен: при гипертиреозе он повышается, при
гипотиреозе - снижается.
Атомы йода в тиреоидных гормонах выполняют функцию переноса электронов благодаря
переходам атомов из положительно одновалентной формы в отрицательно одновалентную, и
обратно.
Физиологические функции, контролируемые тиреоидными гормонами, являются жизненно
важными, чрезвычайно разнообразными, пожалуй, всеобъемлющими. Сюда относятся
теплообразование, или скорость метаболизма; рост и развитие организма; метаболические процессы
— общий белковый, углеводный и жировой обмен — отложение жира, обмен жирных кислот,
холестерина и фосфолипидов; превращение каротина в витамин А ; промежуточный белковый обмен
— накопление белка в тканях, особенно в связи с гормонами роста, мобилизация тканевых белков при неадекватной по калорийности пище; обмен витаминов, кальция, креатина; водный и
электролитный обмен; функционирование всех систем организма; реакция на лекарственные
вещества, включая адреналин и питуитрин (Баркер, 1963; Краков, 1968; Хохлов, Овчинников, 1969).
В основе всех этих функций лежит одна реакция. «Щитовидная железа, с помощью специальных
ферментов, превращает йодиды в так называемый органический йод, что в моей интерпретации
означает перемену знака заряда йода: 1‾ к 1+; Это превращение йода, по моему мнению, лежит в
основе гормонального действия железы» (Мохнач, 1967 : 159).
Как известно, йод может быть замещен в молекулах тиреоидных гормонов любым из элементов
VII группы периодической системы. Однако ни один из этих элементов не может заменить йода без
тяжелейших нарушений гормональной функции щитовидной железы. В связи с этой уникальной
ролью йода как микробиоэлемента вопрос о положении и природе активного центра тиреоидных
гормонов представляет исключительный интерес. Между тем в необозримой литературе,
посвященной тиреоидным гормонам, вопрос о специфической роли формы йода в связи с
механизмом действия гормонов совершенно не затрагивается. Одни авторы главное внимание
уделяют вопросу о способе прикрепления гормона к субстрату, другие игнорируют роль йода в
процессе переноса тироксином электронов.
Действия тиреоидных гормонов можно разделить на две основные группы:
- Ускорение роста и развития.
- Влияние на обмен веществ.
Изучение функции щитовидной железы выявило важное свойство ее гормонов способных
контролировать рост и дифференцировать ткани организма. Гипотиреоз приводит к замедлению
роста организма, вызывая карликовость. Рост организма зависит от развития костной ткани.
Соматотропный гормон гипофиза увеличивает в длину рост трубчатых костей, но мало влияет на их
минерализацию (дифференцировку). Гормоны щитовидной железы призваны усиливать
минерализацию.
Гормоны щитовидной железы абсолютно необходимы для нормального развития нервной
системы. Кретинизм у детей проявляется не только в деформации скелета, но и в сильной задержке
умственного развития.
Гормоны щитовидной железы ускоряют ряд обменных процессов: усиливают обмен углеводов,
жиров, холестерина. Тиреоидные гормоны - индукторы синтеза большого количества ферментов. В
клетках под их воздействием возрастает число митохондрий. Тироксин и трийодтиронин
увеличивают не только общую продукцию энергии в митохондриях, но и теплообразование; а также
влияют на обмен холестерина.
Гормоны щитовидной железы регулируют следующие биологические процессы в организме:
-Физическое и интеллектуальное развитие;
-Дифференцировки различных тканей, прежде всего нервной - коры головного мозга;
-Физиологической и сепаративной регенерации;
-Биоэнергетических процессов;
-Всех видов обмена веществ;
-Реализации генотипа в фенотип.
котором эти заболевания проявляются. Очевидно, что наиболее неблагоприятные последствия
возникают на ранних этапах становления организма - от внутриутробного периода до возраста
полового созревания.
2.3. Щитовидная железа
Щитовидная железа - орган, реализующий биологическую функцию йода.
Щитовидная железа человека находится спереди на нижней части шеи. Через эту железу
проходит весь объем циркулирующей в организме крови в течение 17 минут. За это время
секретируемый щитовидной железой йод убивает нестойких микробов, попадающих в кровь через
повреждения кожи, слизистую оболочку носа или горла, или из пищеварительного тракта. Стойкие,
вирулентные микробы, ослабляются, при повторном прохождении через щитовидную железу
становятся еще слабее, пока окончательно не погибнут.
Содержание йода в щитовидной железе зависит от содержания доступного йода в пище и
потребления человеком воды. При недостатке йода железа лишается необходимого ей элемента для
нормального функционирования.
Вторая функция щитовидной железы - восстановление энергии, затраченной на выполнение
работы в течение дня. Существует прямая связь между запасом энергии у человека и потреблением
йода. Если человек быстро устает и медленно восстанавливает силы, значит, йода он потребляет
недостаточно.
Третья функция щитовидной железы - оказывать успокаивающее влияние на организм и нервную
систему. При увеличении нервного напряжения, большой раздражительности и бессоннице
возникает потребность в йоде.
Четвертая функция щитовидной железы - умственная деятельность человека. При нормальном
обеспечении организма йодом наблюдается повышение умственной деятельности.
Пятая функция щитовидной железы - окислительная. Йод - один из лучших катализаторов
окисления в организме. Если в организме не хватает йода, жиры не окисляются, человек полнеет.
Йод теряется при повышенном употреблении поваренной соли и при употреблении хлорированной
воды. Если она отстоится сутки, из нее улетучивается весь хлор.
При недостатке йода, при условии хлорирования воды, при частых заболеваниях, при недостатке
энергии и выносливости организма, при развитии нервного напряжения, при накоплении
нежелательных жировых запасов йод можно восполнить путем употребления тех продуктов, в
которых он имеется.
2.4.Физиологическая роль тиреоидных гормонов.
Щитовидная железа является органом внутренней секреции, расположена на передней
поверхности шеи, состоит из двух продолговатых долей и перешейка.
Основная функция щитовидной железы - выработка тиреоидных гормонов, прежде всего,
тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3). Роль тиреоидных гормонов в организме чрезвычайно
велика, большинство жизненно важных функций, в том числе, связанных с адаптационными
реакциями организма, осуществляется с их участием.
Тиреоидные гормоны абсолютно необходимы для развития ЦНС во внутриутробном периоде
и в первые три года жизни. Дефицит тиреоидных гормонов у плода, новорожденного или ребенка младшего возраста вызывает задержку психического развития и неврологические нарушения.
Тироксин и трийодтиронин влияют на основной обмен: при гипертиреозе он повышается, при
гипотиреозе - снижается.
Атомы йода в тиреоидных гормонах выполняют функцию переноса электронов благодаря
переходам атомов из положительно одновалентной формы в отрицательно одновалентную, и
обратно.
Физиологические функции, контролируемые тиреоидными гормонами, являются жизненно
важными, чрезвычайно разнообразными, пожалуй, всеобъемлющими. Сюда относятся
теплообразование, или скорость метаболизма; рост и развитие организма; метаболические процессы
— общий белковый, углеводный и жировой обмен — отложение жира, обмен жирных кислот,
холестерина и фосфолипидов; превращение каротина в витамин А ; промежуточный белковый обмен
— накопление белка в тканях, особенно в связи с гормонами роста, мобилизация тканевых белков при неадекватной по калорийности пище; обмен витаминов, кальция, креатина; водный и
электролитный обмен; функционирование всех систем организма; реакция на лекарственные
вещества, включая адреналин и питуитрин (Баркер, 1963; Краков, 1968; Хохлов, Овчинников, 1969).
В основе всех этих функций лежит одна реакция. «Щитовидная железа, с помощью специальных
ферментов, превращает йодиды в так называемый органический йод, что в моей интерпретации
означает перемену знака заряда йода: 1‾ к 1+; Это превращение йода, по моему мнению, лежит в
основе гормонального действия железы» (Мохнач, 1967 : 159).
Как известно, йод может быть замещен в молекулах тиреоидных гормонов любым из элементов
VII группы периодической системы. Однако ни один из этих элементов не может заменить йода без
тяжелейших нарушений гормональной функции щитовидной железы. В связи с этой уникальной
ролью йода как микробиоэлемента вопрос о положении и природе активного центра тиреоидных
гормонов представляет исключительный интерес. Между тем в необозримой литературе,
посвященной тиреоидным гормонам, вопрос о специфической роли формы йода в связи с
механизмом действия гормонов совершенно не затрагивается. Одни авторы главное внимание
уделяют вопросу о способе прикрепления гормона к субстрату, другие игнорируют роль йода в
процессе переноса тироксином электронов.
Действия тиреоидных гормонов можно разделить на две основные группы:
- Ускорение роста и развития.
- Влияние на обмен веществ.
Изучение функции щитовидной железы выявило важное свойство ее гормонов способных
контролировать рост и дифференцировать ткани организма. Гипотиреоз приводит к замедлению
роста организма, вызывая карликовость. Рост организма зависит от развития костной ткани.
Соматотропный гормон гипофиза увеличивает в длину рост трубчатых костей, но мало влияет на их
минерализацию (дифференцировку). Гормоны щитовидной железы призваны усиливать
минерализацию.
Гормоны щитовидной железы абсолютно необходимы для нормального развития нервной
системы. Кретинизм у детей проявляется не только в деформации скелета, но и в сильной задержке
умственного развития.
Гормоны щитовидной железы ускоряют ряд обменных процессов: усиливают обмен углеводов,
жиров, холестерина. Тиреоидные гормоны - индукторы синтеза большого количества ферментов. В
клетках под их воздействием возрастает число митохондрий. Тироксин и трийодтиронин
увеличивают не только общую продукцию энергии в митохондриях, но и теплообразование; а также
влияют на обмен холестерина.
Гормоны щитовидной железы регулируют следующие биологические процессы в организме:
-Физическое и интеллектуальное развитие;
-Дифференцировки различных тканей, прежде всего нервной - коры головного мозга;
-Физиологической и сепаративной регенерации;
-Биоэнергетических процессов;
-Всех видов обмена веществ;
-Реализации генотипа в фенотип.