Йод: функции, формы и нормы потребления

Краткая информация о биодоступной форме йода и его нормах потребления 

Формы поступления йода

Микроэлемент йод участвует в функционировании щитовидной железы, обеспечивая образование гормонов (тироксина Т4 и трийодтиронина Т3). Необходим для роста и дифференцировки клеток всех тканей организма человека, митохондриального дыхания, регуляции трансмембранного транспорта натрия и гормонов, правильного развития скелета и центральной нервной системы у плодов и младенцев. Недостаточное поступление приводит к эндемическому зобу с гипотиреозом и замедлению обмена веществ, артериальной гипотензии, отставанию в росте и умственном развитии у детей. Потребление йода с пищей широко варьирует в различных геохимических регионах: 65—230 мкг/сутки. 

Главными составляющими нормальной деятельности щитовидной железы являются йод и аминокислота тирозин. Приблизительно из 30 мг йода, присутствующего в организме человека, 1/3 сосредоточена в щитовидной железе. Так, основной ее гормон – тироксин (Т4) на 65% состоит из йода. В периферических тканях, главным образом в печени и почках, он превращается в биологически более активный трийодтиронин (Т3) (цифра указывает на количество атомов йода в молекуле вещества), который как раз непосредственно влияет на обмен веществ на уровне клетки.

Тироксин (Т4) молекулярная формула: C15H11I4NO4	Трийодтиронин (Т3) молекулярная формула: C15H11I3NO4

Источники Йода. Морские водоросли (такие как ламинария, нори, комбу и вакаме) являются одним из лучших пищевых источников йода, но его содержание весьма изменчиво. Другие хорошие источники включают морепродукты, молочные продукты (частично из-за использования йодных кормовых добавок и йодофорных дезинфицирующих средств в молочной промышленности), зерновые продукты и яйца. Молочные продукты, особенно молоко, и зерновые продукты являются основными источниками йода в рационе. Йод также присутствует в грудном молоке человека и детских смесях. Фрукты и овощи содержат йод, но его количество варьируется в зависимости от содержания йода в почве, использования удобрений и методов орошения. Концентрации йода в растительной пище могут варьироваться от 10 мкг/кг до 1 мг/кг сухой массы. Эта изменчивость, в свою очередь, влияет на содержание йода в мясе и продуктах животного происхождения, поскольку влияет на содержание йода в продуктах, которые потребляют животные. Содержание йода у разных видов водорослей также сильно различается.

Йод редко встречается как элемент, а скорее как соль; по этой причине его называют йодидом, а не йодом. Йод в пище и йодированная соль присутствуют в нескольких химических формах, включая соли натрия и калия, неорганический йод (I₂), йодат и йодид, восстановленную форму йода. Йодид быстро и почти полностью всасывается в желудке и двенадцатиперстной кишке. Йодат восстанавливается в желудочно-кишечном тракте и всасывается в виде йодида. Когда йодид попадает в кровообращение, щитовидная железа концентрирует его в подходящих количествах для синтеза гормонов щитовидной железы, и большая часть оставшегося количества выводится с мочой. У здорового взрослого человека, насыщенного йодом, содержится около 15–20 мг йода, 70–80% которого содержится в щитовидной железе.

Многие поливитаминные / минеральные добавки содержат йод в форме йодида калия или йодида натрия, в то время как ВОЗ рекомендует использовать йодат калия из-за его большей стабильности. Биологически активные добавки йода или йодсодержащих водорослей (морские водоросли) также доступны. Однако предпочтение ВОЗ отдает органическим формам любых питательных выеществ.

Органический йод в пробиотиках

Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что бифидо- и пропионовокислые бактерии являются наиболее перспективными объектами для биотехнологического получения органических форм йода, что повышает биодоступность данного микроэлемента и значительно понижает его токсичность.

Органический йод - это йод, находящийся в химической связи с каким-либо органическим веществом (аминокислоты, сахара, полисахариды).

О Йодпропиониксе и Йодбифивите. Как известно, реакция йодирования может протекать при расщеплении белков. Ферменты, выделяемые пробиотическими микроорганизмами, способны расщеплять белки питательной среды до аминокислот, в т.ч. до тирозина и гистидина. Последние способны образовывать с йодом прочные соединения. Реакция йодирования может проходить и при синтезе белков микроорганизмами.

Также анализ литературных данных показал, что нарушение функций щитовидной железы возникают при некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта, например при недостаточной всасываемости йода в тонком отделе кишечника. Поэтому исследования были направлены на устранение самой причины йодной недостаточности. Технический результат изобретения заключается в повышении усвояемости йода организмом, сохранение высокого содержания йода в продукте при хранении, а также в повышении биологической ценности и антимутагенной активности готовых продуктов.Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве инокулята используют закваску пропионовокислых бактерий штамм P. freudenreichii subsp. Shermanii (или закваску бифидобактерий Bifidobacterium longum 379M).

Отличительными признаками изобретения являются новые условия осуществления процесса ферментации, а именно внесение в питательную среду раствора йодистого калия и заквашивание закваской на чистых культурах пробиотических микроорганизмов. Использование пробиотических микроорганизмов, которые являются регуляторами микробиоценоза кишечника, от деятельности которого зависит состояние всего организма, позволит наладить механизм проникновения йода в щитовидную железу, обеспечит поступление в организм лучше усваиваемой органической формы йода.

Результаты исследования показали, что при внесении раствора йодистого калия в среду, содержащую тирозин (и/или гистидин, фенилаланин), происходит реакция замещения йода в бензольном кольце ароматических аминокислот.

Для подтверждения эффективности способа производства йодированных продуктов на основе бактериальных концентратов пропионовокислых бактерии и бифидобактерий была также проведена экспериментальная проверка последних на крысах линии Вистар. О степени усвояемости йода судили по содержанию тиреоидных гормонов в сыворотке крови и гистоморфологическим исследованиям щитовидных желез крыс Вистар. В экспериментах введение мерказолила животным в дозе 25 мг/кг в течении 14 дней привело к гипотиреозу. Результат показали, что применение йодированных концентратов в течении 14 дней способствует восстановлению показателей тироксина трийодтиронина в сыворотке крови до уровня таковых интактных животных при мерказолиловом гипотиреозе. Введение йодированных концентратов более эффективно по сравнению с введением «КI 200». Наличие данного эффекта можно объяснить тем, что ферментная система микроорганизмов способствует более полному усвоению йода организмом животных.

Отмечено, что действие йодированного концентрата пропионовокислых бактерий более эффективно по сравнению с йодированным концентратом бифидобактерий, т.к. содержание связанного тироксина и трийодтиронина у первого выше. Возможно это объясняется тем, что пероксидаза, синтезируемая пропионовокислыми бактериями, катализирует реакцию присоединения йода. Также следует отметить, что применение йодированных бактериальных концентратов  в дозе 50 мкг/кг в течении двух недель восстанавливает у животных функциональную зависимость щитовидной желез до уровня интактных животных.

Йодный статус

Йодный статус обычно оценивается с помощью измерений йода в моче. Мочевой йод отражает диетическое потребление йода непосредственно, потому что люди выделяют более 90% диетического йода в моче. Точечные измерения йода мочи являются полезным индикатором йодного статуса в популяциях. Тем не менее, 24-часовые измерения йода в моче или множественные точечные измерения мочи более точны для людей. Для того чтобы в популяции детей школьного возраста или небеременных взрослых было достаточно йода, средние концентрации йода в моче должны быть выше 100 мкг/л и не более 20% населения должны иметь значения ниже 50 мкг/л. По данным ВОЗ, средняя концентрация йода в моче 150–249 мкг/л указывает на достаточное йодное питание во время беременности (и >100 мкг/л у кормящих женщин), тогда как значения менее 150 мкг/л считаются недостаточными. Беременные женщины, которые не употребляют молочные продукты, могут быть особенно подвержены риску йодной недостаточности. Значения ниже 100 мкг/л у детей и небеременных взрослых указывают на недостаточное потребление йода, хотя дефицит йода не классифицируется как тяжелый до тех пор, пока уровень йода в моче не станет ниже 20 мкг/л.

Важные функции йода

Йод является важным компонентом гормонов щитовидной железы, тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3). Функция щитовидной железы в основном регулируется тиреотропным гормоном (ТТГ), также известным как тиреотропин. Он секретируется гипофизом, чтобы контролировать выработку и секрецию гормонов щитовидной железы, тем самым защищая организм от гипотиреоза и гипертиреоза [1]. Секреция ТТГ увеличивает поглощение щитовидной железой йода и стимулирует синтез и высвобождение Т3 и Т4. В отсутствие достаточного количества йода уровни ТТГ остаются повышенными, что приводит к зобу, увеличению щитовидной железы, которое отражает попытку организма улавливать больше йода из кровообращения и вырабатывать гормоны щитовидной железы. Йод может иметь и другие физиологические функции в организме. Например, он, по-видимому, играет роль в иммунном ответе и может оказывать благотворное влияние на дисплазию молочной железы и фиброзно-кистозную болезнь молочной железы.

Йододефицитные заболевания (ЙДЗ) — расстройства, связанные с дефицитом йода, которые рассматриваются Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) как наиболее распространённые во всем мире заболевания неинфекционного характера. Пациентов с умеренным йододефицитом преследует чувство постоянного недосыпания. Вследствие метаболических нарушений увеличивается вес, причем, ограничивающие диеты в данном случае практически неэффективны. В крови возрастает уровень холестерина, поэтому повышается риск гипертонической болезни, ИБС и атеросклеротических поражений магистральных кровеносных сосудов. У многих больных страдает моторика желчевыводящих путей (появляется дискинезия) и формируются конкременты (камни) в желчном пузыре. У пациенток с дефицитом йода чаще диагностируются дисменорея, мастопатия и миомы матки. Нередки случаи женского бесплодия.

Таблица 1. Симптомы дефицита йода

Список болезней и нарушений, вызываемых недостатком йода 

• зоб, нарушение функции щитовидной железы (гипотиреоз); 
• нарушение функций желез внутренней секреции, а также водно-солевого обмена, обмена белков, липидов, углеводов, метаболических процессов в организме; 
• аритмия, атеросклероз, негативное влияние на деятельность сердечно-сосудистой системы и печени; 
• нарушения функций формирования и дифференцирования тканей, а также функции употребления этими тканями кислорода; 
• нарушения нервной системы человека, мозга, половых и молочных желез; 
• грудной и поясничный радикулит, слабость в суставах и мышечные боли, анемия; 
• нарушения репродуктивной функции: бесплодие, выкидыши, преждевременные роды, токсикозы во время беременности, недостаток молока у кормящих матерей; 
• риск развития у плода и новорожденного сердечно-сосудистой патологии, злокачественных новообразований, высокая смертность грудных детей, кретинизм, глухонемота, отставание в психическом и физическом развитии у детей.

Заболевания типичные для возрастных групп:

• Период внутриутробного развития: риск выкидышей и мертворождения, врожденные аномалии, повышенная перинатальная смертность, кретинизм, гипотиреоз, карликовость
• Новорожденные: зоб новорожденных, явный и скрытый гипотиреоз
• Дети и подростки: эндемический зоб, ювенильный гипотиреоз, нарушения умственного и физического развития
• Взрослые: зоб и его осложнения, гипотиреоз, нарушения умственной деятельности, бесплодие, йодиндуцированный тиреотоксикоз, риск кретинизма у будущего ребенка

Следует отметить, что, к дефициту йода может привести дефицит селена. Кроме того, поскольку гомеостаз тироксина зависит от Se-содержащего фермента, очевидно, что бороться с йододефицитом без ликвидации селенодефицита и его причины бессмысленно. Более того, это может быть опасно из-за взаимодействия избытка йода со многими эссенциальными элементами, а также прямой токсичности «свободных» галогенов.

Гипотиреоз

Гипотиреоз — состояние, обусловленное длительным, стойким недостатком гормонов щитовидной железы, противоположное тиреотоксикозу. Гипотиреоз — серьезное заболевание эндокринной системы, поэтому его последствия весьма сложны. Например, крайней степенью гипофункции щитовидной железы у взрослых является микседема (слизистый отёк кожи), а у детей – кретинизм (от фр. cretín — идиот, малоумный), выражающийся в задержке физического и умственного развития. Помимо этого в организме нарушаются обменные процессы – энергетический, белковый и минеральный обмен, синтез половых гормонов, процессы нормального развития, строения и функционирования головного мозга, сердечно-сосудистой, пищеварительной и костно-мышечной системы. При поступлении в организм необходимой дозы отсутствующих гормонов, симптоматика обычно исчезает, однако, это необходимо делать вовремя.

Узлы щитовидной железы и рак

Особенную опасность представляет появление узлов щитовидной железы – до 30% узлов превращаются в раковые. Вырабатываемый щитовидной железой гормон тироксин содержит до 65,3 % йода. Тироксин ускоряет обмен веществ в организме, размножение клеток и повышает сопротивляемость организма к инфекциям. Возмещение нехватки йода может привести к восстановлению выработки гормона, но только, если имеет место настоящая йодная недостаточность. В странах, где содержание йода в почве минимально, заболеваний раком больше в несколько раз! Механизм противоракового действия йода у женщин связан с регуляцией равновесия между двумя разными формами одного и того же женского гормона – эстрогена. Лечебное действие минерала обусловлено тем, что он помогает превращению эстрадиола – более активной и канцерогенной разновидности эстрогена – в менее активный и более безопасный эстриол. Их неблагоприятное соотношение в организме женщины может провоцировать возникновение рака.

Развитие плода и младенца

Достаточность йода во время беременности чрезвычайно важна для правильного развития плода. На ранних сроках беременности, когда развитие щитовидной железы у плода неполное, плод полностью зависит от уровня Т4 у матери и, следовательно, от потребления йода матерью [39]. Продукция T4 увеличивается приблизительно на 50% во время беременности, что требует сопутствующего увеличения потребления йода матерью. Достаточное потребление йода после рождения также важно для правильного физического и неврологического роста и созревания. Исследования показывают, что младенцы более чувствительны к последствиям дефицита йода, чем другие возрастные группы, на что указывают изменения их уровней ТТГ и Т4 в ответ на даже легкий дефицит йода. Чтобы учесть возросшие потребности в йоде во время беременности и кормления грудью, ВОЗ рекомендует потреблять йод в дозе 250 мкг/день.

Когнитивная функция в детстве

Влияние тяжелой йодной недостаточности на неврологическое развитие хорошо документировано. Результаты нескольких исследований показывают, например, что хронический дефицит йода от умеренной до тяжелой степени, особенно у детей, снижает IQ примерно на 12–13,5 балла. 

Фиброзно-кистозная болезнь молочной железы

Фиброзно-кистозная болезнь молочной железы - это доброкачественное состояние, характеризующееся опухолью (бугристой, болезненной грудью) и пальпируемым фиброзом. Она обычно поражает женщин репродуктивного возраста, но также может возникать во время менопаузы, особенно у женщин, принимающих эстрогены. Ткань молочной железы имеет высокую концентрацию йода, особенно во время беременности и лактации. Некоторые исследования показывают, что йодные добавки могут быть полезны при фиброзно-кистозной болезни молочной железы, хотя конкретный механизм действия не установлен и данные ограничены.

Рекомендуемые нормы потребления йода (I)

Физиологические потребности в ЙОДЕ согласно  Методическим рекомендациям МР 2.3.1.2432-08 о нормах физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации:

• Верхний допустимый уровень 600 мкг/сутки.
• Физиологическая потребность для взрослых – 150 мкг/сутки.
• Физиологическая потребность для детей – от 60 до 150 мкг/сутки.

Таблица 2. Рекомендуемая суточная норма потребления йода в зависимости от возраста (мкг):

Ежедневная потребность в йоде зависит от возраста и физиологического состояния человека. Всемирная Организация Здравоохранения, ЮНИСЕФ и Международный совет по контролю за йододефицитными заболеваниями определил суточные дозы, которые указаны в таблице 3.

Таблица 3. Суточная потребность в йоде по данным ВОЗ:

Рекомендации по потреблению йода по данным информационного бюллетеня для медицинских работников в США (для сравнения)

Рекомендации по потреблению йода и других питательных веществ представлены в справочных документах по питанию (DRI), разработанных Советом по продовольствию и питанию (FNB) в Институте медицины национальных академий (бывшая Национальная академия наук). DRI - это общий термин для набора контрольных значений, используемых для планирования и оценки потребления питательных веществ здоровыми людьми. Эти значения, которые различаются по возрасту и полу, включают в себя:

• Рекомендуемая диета (RDA): среднесуточный уровень потребления, достаточный для удовлетворения потребности в питательных веществах почти у всех (97–98%) здоровых людей; часто используется для планирования диетически адекватных диет для людей.
• Адекватное потребление (AI): Предполагается, что потребление на этом уровне обеспечивает адекватность питания; устанавливается, когда доказательств недостаточно для разработки RDA.
• Расчетная средняя потребность (EAR): среднесуточный уровень потребления, рассчитанный для удовлетворения потребностей 50% здоровых людей; обычно используется для оценки потребления питательных веществ группами людей и планирования для них диетически адекватных диет; может также использоваться для оценки потребления питательных веществ индивидуумами.
• Допустимый верхний уровень потребления (UL): максимальная суточная доза, которая вряд ли приведет к неблагоприятным последствиям для здоровья.

В таблице 4 приведены текущие RDA для йода. Для детей от рождения до 12 месяцев, FNB установил AI для йода, который эквивалентен среднему потреблению йода у здоровых грудных детей в Соединенных Штатах.

* Адекватное потребление (AI)

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), Детский фонд Организации Объединенных Наций (ЮНИСЕФ) и Международный совет по контролю йододефицитных заболеваний (ICCIDD) рекомендуют немного более высокое потребление йода для беременных женщин - 250 мкг в день.

Риски для здоровья от чрезмерного потребления йода

Высокое потребление йода может вызывать некоторые из тех же симптомов, что и дефицит йода, включая зоб, повышенный уровень ТТГ и гипотиреоз, потому что избыток йода у восприимчивых людей подавляет синтез гормонов щитовидной железы и тем самым увеличивает стимуляцию ТТГ, что может привести к зобу, Вызванный йодом гипертиреоз также может быть вызван высоким потреблением йода, обычно при назначении йода для лечения дефицита йода. Исследования также показали, что чрезмерное потребление йода вызывает тиреоидит и папиллярный рак щитовидной железы. Случаи острого отравления йодом редки и обычно вызваны дозами в несколько грамм. Острые симптомы отравления включают жжение во рту, горле и желудке; лихорадку; боль в животе; тошноту; рвоту; понос; слабый пульс; и кому.

Реакции на избыток йода и дозы, необходимые для возникновения побочных эффектов, различаются. Некоторые люди, например с аутоиммунным заболеванием щитовидной железы и дефицитом йода, могут испытывать неблагоприятные последствия при приеме йода, считающегося безопасным для населения в целом.

FNB установил ULs йода для приема пищи и добавок (Таблица 5). У большинства людей потребление йода из пищевых продуктов и добавок вряд ли превысит UL. Долгосрочные потребления выше UL увеличивают риск неблагоприятных последствий для здоровья. ULs не применяются к лицам, получающим йод для лечения, но такие лица должны находиться под наблюдением врача.

* Формула и питание должны быть единственными источниками йода для младенцев.

1. Institute of Medicine, Food and Nutrition Board. Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. Washington, DC: National Academy Press, 2001.