Dlaczego jod jest ważny w naszej diecie i jak wpływa na organizm?

Co wiemy o jodzie?

Jod to niemetaliczny pierwiastek chemiczny o symbolu chemicznym I. Wywodzi się od łacińskiego słowa iodium. Jego pochodzenie wywodzi się od greckiego słowa iodes, które tłumaczy się jako fioletowy.

Nazwa odnosi się do jego wyglądu - opary jodu mają fioletowy kolor.

Jod jest pierwiastkiem z grupy 17 układu okresowego pierwiastków chemicznych i znajduje się w piątym okresie.

Należy do grupy pierwiastków zwanych halogenami, która obejmuje również fluor, chlor i brom. Grupa ta została nazwana ze względu na zdolność jej pierwiastków do tworzenia soli (od greckiego hals - sol, gennaó - formuję).

Wśród halogenów jest to najbardziej elektroujemny pierwiastek, o najniższej elektroujemności, a także najsłabszej zdolności utleniania. Jego obfitość jest również najniższa w porównaniu z innymi halogenami.

Jod został odkryty przez francuskiego chemika Bernarda Courtois w 1811 roku.

Kiedy wyizolował związki sodu i potasu z popiołów wodorostów (które zostały następnie wykorzystane do produkcji prochu strzelniczego), przypadkowe dodanie większej ilości kwasu siarkowego spowodowało powstanie chmury fioletowej pary z popiołów.

Courtois sądził, że jest to nowy pierwiastek, ale nie miał środków, by zbadać go dokładniej.

Dowód na to, że był to nowy pierwiastek został ostatecznie dostarczony w 1814 roku przez francuskiego chemika Josepha Louisa Gay-Lussaca, który nadał mu również nazwę.

Jod jest stałą substancją krystaliczną o niebiesko-czarnym kolorze z metalicznym połyskiem. Można go zmielić na drobny proszek. Jest słabo rozpuszczalny w wodzie. Z kolei w rozpuszczalnikach organicznych łatwo się rozpuszcza, tworząc fioletowe, różowe lub brązowe roztwory.

W normalnych warunkach, tj. przy standardowym ciśnieniu i temperaturze, jod sublimuje stosunkowo łatwo jako fioletowa para o drażniącym zapachu. Para składa się z dwuatomowych cząsteczek jodu - I2.

Tabelaryczne podsumowanie podstawowych informacji chemicznych i fizycznych na temat jodu

Jod jest jednym z najmniej rozpowszechnionych pierwiastków niemetalicznych na powierzchni Ziemi. Występuje głównie w skałach, glebie, wodzie, roślinach, ale także w tkankach zwierzęcych - w postaci jodków i jodanów.

Rzadkie minerały zawierające jod to na przykład lautaryt lub dietzeit.

Największe ilości jodu znajdują się w wodorostach, gąbkach lub koralowcach, a także w wodach gruntowych. Woda morska zawiera największą całkowitą ilość jodu z powodu wymywania ze skał i gleby.

Jod wydostaje się z wody morskiej do atmosfery poprzez promieniowanie słoneczne i powraca do gleby poprzez opady atmosferyczne.

Zawartość jodu w wodach gruntowych jest znacznie niższa niż w wodzie morskiej i zawsze odzwierciedla zawartość jodu w otaczającej glebie.

Obecność jodu w glebie jest również zmienna, najwyższa na obszarach przybrzeżnych i najniższa na obszarach śródlądowych.

PORADA: Tarczyca: jakie są objawy obniżonej lub podwyższonej funkcji?

Rośliny, uprawy lub produkty zwierzęce zazwyczaj odzwierciedlają zawartość jodu w glebie. Im wyższa zawartość jodu w lokalnej glebie, tym wyższa zawartość jodu w roślinach, a następnie w produktach zwierzęcych.

Jod i jego związki są stosowane głównie jako katalizatory, stabilizatory, barwniki lub pigmenty.

Wchodzą również w skład dodatków do pasz dla zwierząt, produktów farmaceutycznych lub środków dezynfekujących (nalewka jodowa). Są również stosowane jako nietoksyczny środek kontrastowy w badaniach radiologicznych.

Podczas obchodzenia się z jodem należy zachować szczególną ostrożność. Może on podrażnić lub poparzyć skórę lub spowodować uszkodzenie oczu i błon śluzowych. Wewnętrzne spożycie jodu w postaci pierwiastkowej jest toksyczne.

Jaka jest biologiczna funkcja jodu?

Jod pełni niezastąpioną funkcję w organizmie człowieka.

Jest niezbędnym pierwiastkiem odżywczym, który jest niezbędny do produkcji hormonów tarczycy - tyroksyny (T4) i trójjodotyroniny (T3).

W obu przypadkach są to cząsteczki aminokwasu tyrozyny, z którymi związane są atomy jodu. W przypadku tyroksyny są to cztery atomy jodu, w przypadku trójjodotyroniny trzy atomy jodu.

Tarczyca jest największym gruczołem dokrewnym w organizmie, a jej zadaniem jest wytwarzanie wystarczających ilości powyższych hormonów, które są również nazywane hormonami tarczycy.

Tyroksyna jest produkowana w większym stopniu niż trójjodotyronina. Jest uważana za prohormon. Sama nie jest hormonalnie aktywna i stanowi krążący zapas do produkcji już aktywnej trójjodotyroniny.

Hormony tarczycy są zaangażowane w kilka funkcji biologicznych w organizmie, które mogą być związane z samym jodem.

• Są one ważne dla prawidłowego wzrostu i rozwoju organizmu (od fazy wewnątrzmacicznej do okresu dojrzewania).
• Przez całe życie silnie wpływają na metabolizm energetyczny.
• Wpływają na rozwój i funkcjonowanie ośrodkowego układu nerwowego.
• Zapewniają prawidłowe funkcje umysłowe i wydajność mózgu.
• Regulują funkcje homeostazy, w tym produkcję energii i ciepła.
• Wpływają na wydajność i jakość życia.
• Biorą udział w regulacji masy ciała.
• Obniżają poziom cholesterolu we krwi.
• Zwiększają wchłanianie cukrów w przewodzie pokarmowym, rozkład tłuszczów i kwasów tłuszczowych.
• Regulują wykorzystanie tlenu w komórkach.

Wolna forma jodu, tj. bez wiązania z aminokwasem tyrozyną, prawdopodobnie nie odgrywa znaczącej roli w regulacji metabolizmu.

Jod - od wchłaniania do wydalania

Organizm ludzki nie jest w stanie samodzielnie syntetyzować jodu, dlatego jest on zależny od jego przyjmowania w diecie lub w postaci leków i suplementów.

Wchłanianie

Jod jest w dużej mierze wchłaniany przez żywność lub wodę pitną, w których występuje w różnych formach chemicznych.

W żywności jod występuje głównie w postaci nieorganicznego jodku I-, który jest łatwo przyswajalną formą jodu. Wchłanianie następuje w żołądku lub dwunastnicy.

Inne formy, takie jak jodan, muszą zostać zredukowane do jodku w środowisku jelitowym przed wchłonięciem.

Jodki są szybko i prawie całkowicie wchłaniane do krwi w przewodzie pokarmowym. U zdrowych osób wchłanianie wynosi ponad 90% spożytej ilości.

Na wchłanianie jodków może mieć wpływ skład spożywanego jednocześnie pokarmu, np. wapnia, magnezu, żelaza, fluorków, azotanów lub tiocyjanianów.

Dystrybucja

Całkowite stężenie jodu we krwi wynosi od około 40 do 80 µg/l. Obejmuje ono zarówno jod nieorganiczny, jak i związany (np. w postaci hormonów tarczycy).

Stężenia mogą być podwyższone w przypadku nadmiernego spożycia jodu lub patologicznie podwyższonej czynności tarczycy.

Jod krążący w krwiobiegu jest pobierany głównie przez tarczycę i nerki.

Jeśli organizm spożywa odpowiednią ilość jodu, tarczyca nie wykorzystuje więcej niż 10% wchłoniętego jodu. W przypadku długotrwałego niewystarczającego spożycia jodu, proporcja jodu pobranego z krwi jest wyższa niż 80%.

Ponadto jod jest również pobierany w niewielkich ilościach przez gruczoły ślinowe, wyściółkę żołądka i znajduje się w oczach i szyjce macicy. Funkcja jodu w tych częściach ciała jest nadal nieznana.

Ważne jest, aby wspomnieć, że jod jest również pobierany przez gruczoły sutkowe w przypadku matek karmiących piersią. Jod odgrywa ważną rolę w rozwoju noworodków.

Hormony tarczycy krążące we krwi są w większości związane z nośnikami białkowymi. Tylko mniej niż 1% występuje w postaci wolnej. Jednak to właśnie te wolne frakcje są odpowiedzialne za działanie hormonalne.

W organizmie zdrowego człowieka znajduje się 15-20 mg jodu, z czego 70-80% znajduje się w tarczycy. Ilość ta zależy od spożycia jodu i zmniejsza się, gdy spożycie jodu jest zmniejszone.

W przypadku długotrwałego niedoboru jodu jego ilość w tarczycy może spaść poniżej 20 µg.

Metabolizm i wydalanie

Proces metaboliczny jodu rozpoczyna się od jego pobrania przez tarczycę, która wykorzystuje otrzymany jod do produkcji hormonów tyroksyny i trójjodotyroniny.

Czas życia tyroksyny (czas, w którym krąży ona we krwi i spełnia swoją funkcję) wynosi 5-8 dni. Czas życia trójjodotyroniny jest krótszy i wynosi 1,5-3 dni.

Hormony te są następnie poddawane procesom degradacji, podczas których jod jest uwalniany z cząsteczki hormonu, która jest nadal obecna w osoczu krwi.

Procesy degradacji hormonów tarczycy są zależne od spożycia selenu, ponieważ selen jest niezbędnym składnikiem enzymów biorących udział w degradacji.

Jod uwolniony do krwi może zostać ponownie wchłonięty przez tarczycę lub wydalony z organizmu.

Jod jest wydalany z organizmu głównie przez nerki. Ponad 90% jodu przyjmowanego z dietą jest ostatecznie wydalane z moczem.

Mniejsze ilości jodu są wydalane z kałem, potem i, w przypadku matek karmiących piersią, z mlekiem matki.

Czy znasz źródła jodu w diecie?

Naturalne występowanie jodu w żywności jest bardzo zmienne. Zmienność ta wynika z faktu, że gleba i woda mają różne stężenia jodu w różnych częściach świata.

Gleby o najwyższej zawartości jodu znajdują się na obszarach przybrzeżnych, podczas gdy gleby o najniższej zawartości jodu znajdują się na obszarach śródlądowych i górskich.

Im wyższa zawartość jodu w glebie i wodzie, tym wyższa zawartość jodu w lokalnych roślinach i uprawach.

W przypadku produktów zwierzęcych różnice w zawartości jodu wynikają z rodzaju paszy spożywanej przez dane zwierzęta.

Stężenie jodu w mleku jest zwykle wyższe zimą, ponieważ zwierzęta są wtedy karmione większą ilością suplementów jodu.

Ponadto zawartość jodu w roślinach jest nieumyślnie zwiększana przez nawozy lub zabiegi, a w produktach zwierzęcych przez dodawanie dodatków do żywności lub barwników.

W większości przypadków żywność roślinna ma niższą zawartość jodu niż żywność pochodzenia zwierzęcego ze względu na niskie stężenie jodu w glebie (z wyjątkiem obszarów przybrzeżnych).

Wodorosty mają najwyższą zawartość jodu.

Pokarmy bogate w jod to owoce morza, zielone i liściaste warzywa (np. szpinak), mleko, mięso, jaja, zboża.

Niedobór jodu w diecie i związane z nim choroby tarczycy były i do pewnego stopnia nadal są problemem na całym świecie.

Problem ten jest rozwiązywany poprzez celowe dodawanie jodu do żywności. Mówimy wtedy o procesie fortyfikacji.

Prawdopodobnie najbardziej znanym przykładem celowego dodawania jodu do żywności jest dodawanie jodu do soli kuchennej (soli jodowanej). Dzieje się tak głównie na obszarach, gdzie gleba i woda są ubogie w jod.

Aby zwiększyć zawartość jodu, jest on również dodawany w postaci jodanu do ciasta (chleb, ciastka) lub jako czerwony barwnik spożywczy erytrozyna do słodyczy lub zbóż.

W niektórych krajach jod jest również dodawany do innych powszechnie używanych produktów spożywczych, takich jak ryż, herbata lub oleje.

Innymi źródłami jodu poza żywnością mogą być leki, suplementy mineralne lub suplementy z ekstraktami z wodorostów, roślin lub ryb, a także radiologiczne środki kontrastowe, środki dezynfekujące skórę lub tabletki do oczyszczania wody.

Przykłady leków zawierających jod obejmują amiodaron, lek stosowany do korygowania nieregularnych rytmów serca, a także suplementy diety zawierające potas - w postaci KI lub KIO3.

W kontekście żywności należy wspomnieć o substancjach, które przeciwdziałają hormonom tarczycy w organizmie. Mowa o substancjach przeciwtarczycowych lub także strumigenie.

Substancje te zmniejszają produkcję lub wykorzystanie hormonów tarczycy. Przykładem są tiocyjaniany, które znajdują się w kapuście, jarmużu, kalarepie, kalafiorze, brokułach czy zielonce.

Jakie jest zalecane dzienne spożycie jodu?

Zalecenia dotyczące średniego dziennego spożycia jodu nie zostały ustalone ze względu na brak danych.

Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności publikuje jednak wartości odpowiedniego spożycia jodu. Odpowiednie spożycie to średnia wartość oparta na obserwacji. Zakłada się, że odpowiada ona potrzebom populacji.

Tabela odpowiedniego dziennego spożycia jodu według wieku

Niedobór a nadmiar jodu w organizmie

Przy niedoborze, ale także przy nadmiernym spożyciu jodu, w organizmie mogą rozwinąć się zaburzenia lub choroby, które w niektórych przypadkach są naprawdę poważne.

Wiarygodnym wskaźnikiem podaży jodu w organizmie jest badanie moczu, wielkość tarczycy i ilość hormonów tarczycy.

Najważniejszym wskaźnikiem jest poziom jodu w moczu. Ponad 90% jodu spożywanego w diecie jest wydalane z moczem, więc ten test jest wiarygodny.

Optymalne jest określenie wydalania jodu w ciągu 24 godzin, ponieważ stężenie jodu w moczu zmienia się w ciągu dnia.

Tabela wartości jodu w moczu i ich znaczenie

Wielkość tarczycy jako narządu jest ściśle związana ze spożyciem jodu. Zmiany jej wielkości mogą wskazywać zarówno na niewystarczające, jak i nadmierne spożycie jodu.

Oznaczenie poziomu tyreoglobuliny, tyreotropiny i, w rzadkich przypadkach, hormonu tarczycy może również dostarczyć informacji na temat podaży jodu w organizmie.

Tyroglobulina jest prekursorem tyroksyny i trójjodotyroniny, tj. jest źródłem tych hormonów. Tyrotropina jest również hormonem, powstaje w mózgu i stymuluje produkcję i wydzielanie tyroksyny i trójjodotyroniny.

Porównując częstość występowania zaburzeń związanych z niedoborem i nadmiarem jodu, przeważają zaburzenia związane z niedoborem jodu.

Co powoduje niedobór jodu?

Choroby związane z niedoborem jodu należą do najpoważniejszych pandemii na świecie, dotykając praktycznie wszystkie kontynenty.

Niedobór jodu pozostaje jedną z najważniejszych, ale możliwych do uniknięcia przyczyn uszkodzenia mózgu i upośledzenia umysłowego.

Najważniejszą funkcją jodu jest udział w syntezie hormonów tarczycy. W przypadku jego niedoboru produkcja hormonów automatycznie spada.

W przypadku krótkotrwałego niedoboru jodu tarczyca może zrekompensować ten niedobór, wykorzystując istniejące wcześniej zapasy hormonów.

Tarczyca ma zgromadzone zapasy hormonów tarczycy na kilka miesięcy wcześniej. Ma to na celu uniknięcie zakłóceń w ich produkcji w przypadkach, gdy jod jest niedostępny w diecie człowieka w krótkim okresie.

Jeśli niedobór spożycia jodu utrzymuje się, podaż hormonów jest wyczerpana, a ich poziom we krwi spada. W odpowiedzi na ten stan, wydzielanie tyreotropiny wzrasta w mózgu. Tyrotropina próbuje działać na tarczycę, aby zwiększyć produkcję hormonów, kompensując w ten sposób ich obniżony poziom.

Jednak nawet pod wpływem tyreotropiny tarczyca nie jest w stanie produkować tyroksyny i trójjodotyroniny z powodu niedoboru jodu.

Zamiast tego tarczyca powiększa się, w niektórych przypadkach do ogromnych rozmiarów.

Odpowiednie spożycie jodu jest szczególnie istotne w okresie wzrostu i rozwoju człowieka, niezależnie od tego, czy mówimy o noworodkach, dzieciach czy nastolatkach. Jest to również ważne w czasie ciąży, czyli w okresie rozwoju płodu.

Niedobór prowadzi do spowolnienia rozwoju, wzrostu i dojrzewania narządów i tkanek. Różne tkanki są różnie wrażliwe na niedobór. Najbardziej wrażliwym organem jest mózg.

Okres krytyczny to czas od drugiego trymestru do drugiego roku życia dziecka. Nawet łagodny niedobór jodu w tym okresie może prowadzić do poważnego i trwałego uszkodzenia mózgu.

W łagodnych formach niedoboru jodu, oprócz wola, występują łagodne zaburzenia rozwojowe, zwłaszcza u płodów, dzieci i nastolatków. Obejmują one spadek inteligencji danej osoby i występowanie zespołu nadpobudliwego dziecka.

Omówiono również niekorzystny wpływ niedoboru jodu na rozwój seksualny i związaną z nim niepłodność.

Umiarkowane formy niedoboru prowadzą do wola, a nawet niedoczynności tarczycy, czyli obniżenia funkcji tarczycy.

W przypadku ciężkiego niedoboru jodu u płodów, noworodków i dzieci dochodzi do poważnych zaburzeń rozwojowych. Jednostka jest poważnie i trwale dotknięta. Mówimy o endemicznym kretynizmie, który jest już skrajnym przejawem niedoboru jodu.

Kretynizm charakteryzuje się zaburzeniami w rozwoju kości prowadzącymi do deformacji ciała i twarzy. Objawia się również znacznie obniżonym intelektem, co uniemożliwia samodzielną egzystencję chorego.

Tabelaryczny przegląd konsekwencji zdrowotnych niedoboru jodu u ludzi według wieku

Opcje zapobiegania i radzenia sobie z konsekwencjami niedoboru jodu są stosunkowo proste. Konieczne jest zwiększenie spożycia jodu w diecie lub poprzez suplementy diety.

Co powoduje nadmierne spożycie jodu?

W przeciwieństwie do niedoboru jodu, niekorzystne skutki nadmiernego spożycia jodu obserwuje się u mniejszego odsetka populacji, do 10%.

Niektóre osoby mogą tolerować bardzo wysokie poziomy jodu bez widocznych skutków ubocznych.

Wyjaśnienie tej różnicy prawdopodobnie leży w fakcie, że tarczyca ma wystarczające mechanizmy regulacyjne, dzięki czemu może dostosować się do nadmiaru jodu.

Bardziej wrażliwą grupą populacji, która reaguje niekorzystnie na nadmiar jodu, są osoby z zazwyczaj niskim spożyciem jodu, zaburzeniami tarczycy lub zwiększoną wrażliwością na jod.

Najczęstszymi objawami nadwrażliwości na jod są uderzenia gorąca, obrzęk ślinianek, problemy ze wzrokiem, problemy skórne, takie jak pokrzywka lub wysypka.

W przypadku nadmiernego spożycia jodu do organizmu bardzo ważne jest rozróżnienie, czy jest to krótkotrwały nadmiar jodu, czy długotrwały wzrost.

W pierwszym przypadku zmiany są najczęściej spowodowane podawaniem niektórych leków lub suplementów diety o wysokiej zawartości jodu (np. amiodaron).

Jeszcze większe obciążenie jodem występuje w badaniach, w których jod stosowany jest jako środek kontrastowy - badania rentgenowskie, tomografia komputerowa.

Krótkotrwałe, ale bardzo intensywne obciążenie jodem może powodować dysfunkcję tarczycy i aktywację reakcji autoimmunologicznych.

Z punktu widzenia zdrowia bardziej niebezpieczny i poważny jest długotrwały wzrost zawartości jodu w diecie. Najczęściej dzieje się tak, gdy mamy do czynienia z niedoborem jodu.

O nadmiarze jodu w organizmie mówimy wtedy, gdy jego poziom w moczu przekracza 300 µg/l. Poziomy, które są już uznawane za niebezpieczne dla człowieka, przekraczają 500 µg/l.

Jakie są główne zagrożenia związane z długotrwałym nadmiernym spożyciem jodu i jakie problemy zdrowotne ono powoduje?

• Nadczynność tar czycy - zwiększona czynność tarczycy
• Autoimmunologiczne lub zapalne choroby tarczycy
• Wole
• Niedoczynność tarczycy - funkcja tarczycy i produkcja hormonów jest paradoksalnie zmniejszona w krótkim okresie przy wysokim obciążeniu jodem, redukcja może następnie utrzymywać się u osób z istniejącą wcześniej chorobą tarczycy.
• Zapalna choroba tarczycy u dzieci poniżej pierwszego roku życia, jeśli ich matka miała niedobór hormonów tarczycy przed zajściem w ciążę
• W cięższych przypadkach prawdopodobnie także nowotwory tarczycy