Йод

    Среднее содержание Йода в земной коре 4*10^-5% по массе. В мантии и магмах и в образовавшихся из них породах (гранитах, базальтах) соединения Йода рассеяны; глубинные минералы Йода неизвестны. История Йода в земной коре тесно связана с живым веществом и биогенной миграцией. В биосфере наблюдаются процессы его концентрации, особенно морскими организмами (водорослями, губками). Известны 8 гипергенных минералов Йода, образующихся в биосфере, однако они очень редки. Основным резервуаром Йода для биосферы служит Мировой океан (в 1 литре в среднем содержится 5*10^-5 грамм Йода). Из океана соединения Йода, растворенные в каплях морской воды, попадают в атмосферу и переносятся ветрами на континенты. Местности, удаленные от океана или отгороженные от морских ветров горами, обеднены Йодом. Йод легко адсорбируется¹  органическими веществами почв и морских илов. При уплотнении этих илов и образовании осадочных горных пород происходит десорбция, часть соединений Йода переходит в подземные воды. Так образуются используемые для добычи Йода Йодо-бромные воды, особенно характерные для районов нефтяных месторождений (местами 1 литр этих вод содержит свыше 100 мг Йода).

3.2. Йод в живом  организме.

    Йод – необходимый для животных и  человека микроэлемент. В почвах и  растениях таёжно-лесной нечерноземной, сухостепной, пустынной и горных биогеохимических зон. Йод содержится в недостаточном количестве или  не сбалансирован с некоторыми другими  микроэлементами (Са, Mn, Cu); с этим связано распространение в этих зонах эндемического зоба. Среднее содержание Йода в почвах около 3*10^-4%, в растениях около 2*10^-5%. В поверхностных питьевых водах Йода мало (от 10^-7 до 10^-9%). В приморских областях количество Йода в 1 м3 воздуха может достигать 50 мкг, в континентальных и горных – составляет 1 или даже 0,2 мкг.

    Поглощение  Йода растениями зависит от содержания в почвах его соединений и от вида растений. Некоторые организмы (так  называемые концентраторы Йода, например морские водоросли – фукус, ламинария, филлофора, накапливают до 1% Йода, некоторые губки – до 8,5% (в скелетном веществе спонгине). Водоросли, концентрирующие Йод, используются для его промышленного получения. В животный организм Йод поступает с пищей, водой, воздухом. Основной источник Йода – растительные продукты и корма. Всасывание Йода происходит в передних отделах тонкого кишечника. В организме человека накапливается от 20 до 50 мг Йода, в том числе в мышцах около 10 – 25 мг, в щитовидной железе в норме 6 – 15 мг. С помощью радиоактивного Йода (I¹³¹ и I¹²⁵) показано, что в щитовидной железе Йод накапливается в митохондриях эпителиальных клеток и входит в состав образующихся в них алл - и моноиодтирозинов, которые конденсируются в гормон тетраиодтиронин (тироксин). Выделяется Йод из организма преимущественно через почки (до 70 – 80% ), молочные, слюнные и потовые железы, частично с жёлчью.

    В различных биогеохимических провинциях содержание Йода в суточном рационе колеблется (для человека от 20 до 240 мкг, для овцы от 20 до 400 мкг). Потребность животного в Йода зависит от его физиологического состояния, времени года, температуры, адаптации организма к содержанию Йода в среде. Суточная потребность в Йоде человека и животных – около 3 мкг на 1 кг массы (возрастает при беременности, усиленном росте, охлаждении). Введение в организм Йода повышает основной обмен, усиливает окислительные процессы, тонизирует мышцы.

3.3. Йод  и человек

    Организм  человека не только не нуждается в  больших количествах Йода, но и  с удивительным постоянством сохраняет  в крови постоянную концентрацию (10^-5 – 10^-6 %) Йода, так называемое Йодное зеркало крови. Из общего количества Йода в организме около 25 мг, больше половины находится в щитовидной железе. Почти весь Йод, содержащийся в этой железе, входит в состав различных производных тирозина – гормона щитовидной железы, и только незначительная часть его около 1%, находится в виде неорганического Йода I^-.

    Большие дозы элементного Йода опасны: доза 2 – 3 г смертельна. В то же время  в форме Йодида допускается приём  внутрь в больших дозах.

    Если  ввести в организм с пищей значительное количество неорганических солей Йода, концентрация его в крови повысится  в 1000 раз, но уже спустя 24 часа Йодное зеркало крови придёт в норму  внутреннего обмена и практически  не зависит от условий эксперимента.

    В медицинской практике Йодорганические  соединения используется для рентгенодиагностики. Достаточно тяжелые ядра атомов Йода рассасывают рентгеновские лучи. При введении внутрь организма такого диагностического средства получают исключительно  чёткие рентгеновские снимки отдельных  участков тканей и органов.

3.4. Гормоны щитовидной  железы

     Щитовидная  железа состоит из двух овальных телец  общей массой 25-30 г, расположенных  по обе стороны нижней части гортани  и трахеи.

     В опытах с радиоактивным йодом (I¹³¹)установлено, что уже через 2ч после введения его основная масса обнаруживается в щитовидной железе. Из всего количества йода в организме (50мг) 10-15 мг находятся в железе, что дает основание считать щитовидную железу депо йода. Причем обнаружена зависимость между поглощением йода железой и степенью ее активности. Если накопление йода в железе идет медленно, это свидетельствует о ее пониженной деятельности, а Высокая степень поглощения - о гиперфункции железы. Проведение такого исследования используется в диагностику заболеваний щитовидной железы.

      Синтез гормонов происходит путем йодирования тирозина и последующей конденсации (соединения) таких двух молекул с образованием три- и тетрайодтиронина (тироксина), которые и являются собственно гормонами (рис. 8). Однако в клетках щитовидной железы они связаны с белком глобулином (йодтиреоглобулином) и неактивны. По мере необходимости этот комплекс распадается, освободившиеся гормоны (уже активные) поступают в тон крови, разносятся к органам и тканям, где и проявляют свое действие. Оно в основном направлено на усиление процессов биологического окисления, увеличение потребления кислорода, регуляцию обмена жира и воды, дифференцировку развития тканей.

     Суточная  потребность в йоде для человека составляет 1,5*10^-4 - 3,0*10^-4 г и покрывается за счет воды и продуктов питания, из которых наиболее богаты йодом яйца, рыба, свежие овощи. для детей и беременных женщин потребность в йоде несколько повышена. Из организма йод выводится почками и слюнными железами.

     При изменений уровня выработки гормонов развиваются тяжелые заболевания.

     Гипофункция щитовидной железы (гипотиреоз) или  ее атрофия в молодом возрасте приводит к развитию кретинизма, который  проявляется задержкой роста, а  затем и его остановкой (карликовый рост), нарушением пропорционального  развития частей тела, умственной отсталостью. Аналогичное состояние железы у  взрослых проявляется отеком слизистых  оболочек микседемой. Для этого заболевания  характерны отечность, связанная с  задержкой воды в тканях, понижение  обмена веществ, ожирение, общая слабость, старческий вид даже у молодых.

     Гипофункция, вызванная недостаточностью в организме  йода, на фоне резкого увеличения щитовидной железы, связанного с глубоким ее перерождением, называется Эндемическим зобом. При этом заболевании размеры щитовидной железы значительно увеличены, она выступает в области шеи в виде зоба. Такой вид гипофункции встречается в местностях, почвы которых бедны йодом, например, в горных районах. Для лечения применяются препараты йода. Однако более важным является предупреждение развития эндемического зоба, что достигается йодированием воды и пищевых продуктов (соли, сахара)

     Гиперфункция  щитовидной железы (гипертиреоз) проявляется  развитием базедовой болезни. Ее основные клинические симптомы - общее  исхудание, дрожание конечностей, экзофтальм (пучеглазие), нарушение сердечной  и психической деятельности. У  больных резко повышен основной обмен, с мочой выводится много  азота и креатина. Лечение базедовой  болезни должно быть направлено на снижение выработки гормонов путем  блокирования поступления йода в  железу, например, применением производных  мочевины. В настоящее время широко используют введение в организм в  небольших дозах радиоактивного изотопа йода I¹³¹, который накапливается в клетках железы и, выделяя Y-лучи, вызывает локальное (ограниченное) облучение железистой ткани. В некоторых случаях показано хирургическое удаление части железы.