[2017/Nr 12] Jod w zdrowiu i chorobie

(1)

T E R A P I A I L E K I

(granity, bazalty). Jednak największym magazy- nem jodu jest woda morska i oceaniczna. W wodzie morskiej jego stężenie jest wysokie, średnio 10-krotnie wyższe niż w wodzie słodkiej i wynosi około 50 μg/l [3].

Najbogatszym naturalnym źródłem jodu są produkty pochodzenia morskiego: glony, skorupiaki, ryby. Bardzo dobrym źródłem jodu są również mleko i jego przetwory oraz jaja. W celu wzbogacenia

Wstęp

Jod jest pierwiastkiem śladowym koniecznym do prawidłowego wzrostu, rozwoju i funkcjonowania organizmu na wszystkich etapach życia. Najbardziej krytycznym etapem, co do zawartości tego pierwiastka w organizmie, jest życie płodowe i wcze- sne dzieciństwo.

Głównym źródłem jodu dla człowieka jest dieta.

Jest on naturalnym składnikiem żywności, ale może też być powszechnie do niej dodawany (fortyfikacja). Ilość jodu spożywanego z dietą zależy od jego zawartości w glebie i wodzie. Zapotrzebowanie na jod w ciągu całego życia człowieka wynosi tylko 5 g i jest wystarczające na zaspokojenie prawidłowego funkcjonowania organizmu. Organizm dorosłego człowieka zawiera 15–20 mg jodu, z czego 70–80%

jest zmagazynowane w tarczycy. Dzienne spoży- cie tego pierwiastka waha się od 40 do 500 µg, przy optymalnym zapotrzebowaniu organizmu 150 µg.

Jod jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowa- nia tarczycy (glandula thuroidea), odpowiedzialnej za syntezę trójjodotyroniny (T3) i teterajodotyroni- ny/tyroksyny (T4). Poza udziałem w syntezie hor- monów tarczycowych jod wykazuje również działa- nie antoksydacyjne, antybakteryjne/antyseptyczne, przeciwzapalne i detoksykujące [1, 2].

Występowanie jodu w środowisku

Jod (I), podobnie jak: fluor (F), chlor (Cl), brom (Br), jest pierwiastkiem zaliczanym do VII grupy głównej układu okresowego, tzw. chlorow- ców (halogenów). Jest on słabo rozpowszechniony w środowisku, gdzie występuje w postaci różnych związków chemicznych w powietrzu, glebie, wodzie i organizmach żywych. Naturalnymi substancjami zawierającymi jod są jego sole potasu i sodu:

jodki i jodany. Pierwotnym źródłem jodu są skały, gdzie występuje jako naturalna domieszka kopalin

Iodine in health and disease · The work presents the current state of knowledge on the effects of iodine on the human body in health and disease. This microelement shows the beneficial effects not only on the thyroid gland, but also on the mammary gland, ovaries, endometrium or prostate.

Iodine plays an important role in the growth and development of the brain and central nervous system. The immune system uses iodine to fight the infections that accompany many chronic diseases.

Antioxidant, antibacterial/antiseptic and detoxifying properties of iodine allow for neutralization of RFT, anti-inflammatory action, removal and elimination toxic halogen elements (bromine, fluorine) and heavy metals ((mercury, lead, aluminum) from the body.

Iodine is an microelement necessary for proper growth, development and functioning of the body at all stages of life, especially of fetal life and childhood. The highest demand for iodine occurs during pregnancy and lactation.

Insufficient amount of iodine in the body is the main cause of iodine deficiency disorders (iodine deficiency disorders; IDD) showing a wide spectrum of clinical symptoms and lead to serious health consequences.

The most effective, low-cost and widely used way to supplement the diet with iodine is iodisation of food salt. The iodine prophylaxis in Poland is based on mandatory iodisation of salt, obligatory iodisation of neonatal formula and recommendation additional supplementation of pregnant and breast-feeding women (150–200 µg iodine/daily).

Keywords: iodine, metabolism, biological functions, effects of iodine deficiency, iodine prophylaxis.

Jod w zdrowiu i chorobie

Hanna Czeczot

Katedra i Zakład Biochemii, I Wydział Lekarski, Warszawski Uniwersytet Medyczny

Adres do korespondencji: Hanna Czeczot, Katedra i Zakład Biochemii, I Wydział Lekarski, Warszawski, Uniwersytet Medyczny, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa, e-mail: hanna.czeczot@wp.pl

(2)

wane są naturalne i sztuczne źródła jodu w żywie- niu drobiu, świń, krów mlecznych i bydła opaso- wego [3–6].

Źródło jodu w diecie

Pożywienie (szczególnie produkty pochodzenia morskiego – ryby, wodorosty, glony, ale też nabiał i jaja) jest głównym źródłem jodu dla ludzi. Woda pitna pokrywa zaledwie 10% zapotrzebowania ludzi na jod. Zawartość jodu w żywności zależy od po- łożenia geograficznego i waha się od 30 μg/100 g do 800 μg/100 g [3].

Najwięcej jodu zawierają ryby i skorupiaki morskie (od 570–1200 μg/kg). Bardzo dużo jodu znajduje się tranie (8387 μg/kg). Owoce i warzywa są ubogim źródłem jodu. Do produktów zwierzę- cych bogatych w jod należą mleko (50–150 μg/l, średnio 35μg/l), jajo kurze (waga ok. 60 g) zawiera 21–29 μg jodu, średnio 21 μg/100 g. Zawartość jodu w różnych gatunkach mięsa jest mała: szyn- ka 77 μg/kg, wieprzowina 45 μg/kg. Zawartość tego pierwiastka w pokarmach zależy od jego ilo- ści w glebie (ziemi uprawnej), od dostępności tego pierwiastka w paszy dla zwierząt (nawożenie pre- paratami jodowymi, stosowanie soli jodowanej (li- zawki) [7–10].

Ilość jodu w mleku i przetworach mleczarskich zależy od dostępności pierwiastka w paszy dla zwie- rząt oraz używania jodowych środków dezynfek- cyjnych w mleczarniach. Zawartość jodu w mleku spożywczym w Polsce waha się od 100 do 200 μg/l.

Zaobserwowano różnice w jego ilości w mleku po- między regionami kraju i wytwórcami mleka spo- żywczego. Badania prowadzone w Polsce przez Brzóska, Szybińskiego i Śliwińskiego w latach 2007–2008 wykazały, że jedna szklanka mleka za- spokaja dobowe potrzeby dorosłego człowieka w jod poniżej 20%. Wykazano również, że w Polsce mleko pokrywa zaledwie 3,4% dziennego zapotrzebowania dzieci na jod [3, 11].

Wśród roślinnych składników diety najwięk- sze ilości jodu zawiera szpinak 201 μg/kg, płat- ki owsiane 60 μg/kg, ziemniaki 45 μg/kg, szparagi 42 μg/kg, marchew 38 μg/kg, bób 36 μg/kg. Rośli- ny należące do rodziny krzyżowych (kapusta, brukselka, kalafior i inne) i niektórych traw zawierają tzw. substancje goitrogenne, niekorzystnie wpły- wające na wychwyt jodu przez tarczycę i jej funkcje [3].

Jod w organizmie

Jod do organizmu jest dostarczany z pokarmem i wodą pitną przede wszystkim w postaci jodków (I^-) i jodanów (IO₃), które w 80–92% są wchłaniane

ku w formie nieorganicznego anionu jodkowego.

Jod dostaje się do organizmu również przez układ oddechowy i skórę, co ma szczególnie istotne zna- czenie na obszarach nadmorskich, gdzie powietrze jest bogate w ten pierwiastek. Jod z krwi jest wy- chwytywany głównie przez tarczycę. Może być też magazynowany w niewielkich ilościach przez śli- nianki, błonę śluzową żołądka, a u kobiet w czasie laktacji przez gruczoł sutkowy, z którego jest wydzielany do mleka. Stężenie I– w surowicy wynosi ok. 10 μg/L. W mleku kobiecym jego zawartość wynosi ok. 146 μg/L. W błonie śluzowej żołądka jod może ulegać zarówno wchłanianiu, jak i ak- tywnemu wydzielaniu do światła tego narządu [3, 10, 12, 13].

Najwięcej jodu znajduje się w tarczycy, gdzie służy do produkcji T3 i T4 – hormonów niezbęd- nych do prawidłowego funkcjonowania wszystkich komórek organizmu. Przy dostatecznej ilo- ści jodu w organizmie tylko ok. 10% wchłoniętego z przewodu pokarmowego pierwiastka gromadzi się w tarczycy. Natomiast w stanach niedoboru jodu pobieranie wzrasta nawet do 80%.

Jod (90% calkowitego spożycia) jest usuwany z organizmu przede wszystkim przez nerki. Mniej niż 10% jodu jest wydalane z kałem, potem czy mlekiem. Ponieważ ilość jodu wydalana z moczem koreluje z jego ilością w organizmie, to można oce- nić spożycie tego pierwiastka i wysycenie nim organizmu. Oznaczanie zawartości jodu w moczu po- zwala oszacować stopień niedoboru jodu u ludzi i opracować programy profilaktyki jodowej [10, 13, 14].

Metabolizm jodu w tarczycy

Dostarczany do organizmu z dietą i wodą jod jest wchłaniany z przewodu pokarmowego do krwi w postaci nieorganicznych jodków (najczęściej anionu jodkowego (I^-). Aniony jodkowe z krwią są głównie transportowane do tyreocytów (ko- mórek wyścielających pęcherzyki tarczycowe). Za ich transport jest odpowiedzialny zlokalizowany w błonie tyreocytów symporter sodowo-jodko- wy ((sodium/iodine symporter – NIS) NIS, hNIS), który przenosi (I^-) do komórki razem z dwoma ka- tionami Na⁺. Dzięki sprawnie działającemu sympo- terowi NIS tarczyca ma zdolność pobierania jodu w dużych ilościach. Obecność NIS wykazano tak- że w innych narządach, np. jajnikach, gruczołach sutkowych (szczególnie w czasie laktacji), łoży- sku, prostacie, błonie śluzowej żołądka, oku i innych [15].

Działanie NIS mogą selektywnie blokować różne związki chemiczne, np. nadchlorany (ClO₄^-) i tiocyjaniny (SCN^-) i izotiocyjaniny (NSC^-), zaliczane

(3)

do tioglikozydów (gluzynolanów) występujących w niektórych roślinach krzyżowych (np. kapuście, kalafiorze, brukselce i innych). Z tyreocytu aniony jodkowe są dalej transportowane do światła pę- cherzyka – za tę funkcję odpowiedzialne jest białko pendryna (pendrin), która pełni funkcję antyporte- ra transportującego anion jodkowy z tyreocytu do pęcherzyka tarczycowego (wymienia go na anion chlorkowy) [3, 13].

W komórkach nabłonka pęcherzyków znajduje się peroksydaza tarczycowa/ tyreperoksydaza (thy- roid peroxidase, TPO), która utlenia aniony jodko- we do jodu pierwiastkowego.

2I^– → I₂ + 2e

Proces ten może być hamowany, podobnie jak w przypadku sympotera NIS, przez związki zaliczane do tioglikozydów. Nadmierne spożywanie wa- rzyw z rodziny krzyżowych (Cruciferea) może do- prowadzić do niedoczynności tarczycy i powstania wola endemicznego.

Następnie jod pierwiastkowy, przyłącza się do tyreoglobuliny, która jest białkiem (glikoproteiną, 660kD) syntetyzowanym w komórkach pęcherzy- kowych i występującym w koloidzie wypełniającym pęcherzyki w tarczycy. Tyreoglobulina jest substra- tem do syntezy hormonów tarczycy T3 i T4 oraz umożliwia ich przechowywanie w organizmu [2, 10, 12, 13].

Rola jodu

w syntezie hormonów tarczycy

Do syntezy hormonów tarczycy potrzebne są dwa podstawowe substraty/prekursory: tyrozyna (stanowiąca ważny element strukturalny tyreoglobuliny) oraz jod.

Synteza hormonów tarczycy przebiega etapowo:

- w I etapie z udziałem TPO powstaje wolny pierwiastkowy jod;

- w II etapie następuje wbudowywanie jodu do reszt tyrozyny w tyreoglobulinie (organifikacja) i powstanie monojodotyrozyny (MIT) i dijodo- tyrozyny (DIT);

- w III etapie następuje sprzęganie polegające na połączeniu jednej cząsteczki MIT z jedną czą- steczką DIT, w wyniku czego powstaje T3, za- wierająca trzy atomy jodu, lub połączeniu dwóch cząsteczek DIT i wytworzeniu w ten sposób T4, która zawiera cztery atomy jodu [16].

Jod pierwiastkowy po przedostaniu się do ko- loidu jest wiązany przez tyrozynę, wchodzącą w skład tyreoglobuliny. W procesie jodowania je- den atom jodu wiąże się z jedną cząsteczką tyrozyny i powstaje monojodotyrozynę (MIT). Przyłącze- nie 2 atomów jodu tworzy dijodotyrozynę (DIT).

Peroksydaza tarczycowa jest nie tylko odpowie- dzialna za wytworzenie wolnego jodu, ale również za wewnątrzcząsteczkową przebudowę struktury tyreoglobuliny, podczas której z dwóch cząsteczek dijotyrozyny (DIT) powstaje tyroksyna (tetrajo- dotyronina, T4). Gdy połączeniu ulegną dijototy- rozyna (DIT) i monojodotyrozyna (MIT) powstaje trójjodotyronina T3. T3 w organizmie może także powstać w wyniku dejodacji T4 (odebranie jedne- go atomu jodu od T4) w wyniku działania dejodynazy tyroksynowej.

Dziennie około 60 μg jodu jest wykorzystywane do wytworzenia wystarczającej ilości hormonów tarczycy zapewniających prawidłowe funkcjonowanie organizmu. Dobowa produkcja T4 wynosi 80–90 μg, a T3 32 μg. O aktywności biologicznej hormonów tarczycy decyduje T3, która ma więk- sze powinowactwo do receptorów tarczycy i jest 4-krotnie silniejsza niż T4 [13, 16, 17].

Skuteczność syntezy hormonów tarczycy zale- ży od dostępności jodu oraz aktywności gruczołów tarczycy i jest ona regulowana przez hormon ty- reotropowy (TSH) wydzielany przez przedni płat przysadki mózgowej. TSH stymuluje syntezę trans- porterów jodu, peroksydazy tarczycowej i tyreoglobuliny, co z kolei pobudza produkcję i uwal- nianie większej ilości hormonów z tarczycy do krwiobiegu [12].

Dalsze losy T3 i T4

Zsyntetyzowane T3 i T4, zmagazynowane we- wnątrz pęcherzyków tarczycy jako koloid, mogą pokrywać zapotrzebowanie organizmu na te hormony do 3 miesięcy. Enzymami, które uwalnia- ją z cząsteczki tyreoglobuliny T4, T3 czy DIT i MIT do krwiobiegu są proteazy. Natomiast dejodynazy, działając na MIT i DIT, uczestniczą w recyklin- gu jodu potrzebnego do syntezy hormonów. Gdy w organizmie potrzebny jest hormon tarczycowy, enzymy proteolityczne hydrolizują tyreoglobulinę, uwalniając T3 (w mniejszych ilościach) i T4 do krwi.

Odbywa się to głównie z udziałem TSH pobudzają- cego tarczycę do wychwytu jodu oraz wytwarzania i uwalniania hormonów tarczycy do krwi, które po związaniu białkami nośnikowymi (nośnik albumi- nowy, Thyroxine Binding Albumine, TBA; nośnik prealbuminowy, Thyroxine Binding PreAlbumi- ne, TBPA; nośnik globulinowy Thyroxine Binding Globulin, TBG) są transportowane po całym orga- nizmie. Hormony związane z białkami nośniko- wymi nie są aktywne biologicznie. Tylko w formie wolnej są one dostępne dla tkanek obwodowych i mogą wykazywać aktywność biologiczną. Prze- kształcenie T3 w T4 bardziej aktywny hormon odbywa się głównie w tkankach obwodowych. Od- powiedzialny za to jest 5’-dejodynaza tyroksyny,

(4)

selenocysteinę [16–18].

T4 i T3 krążą w krwi głównie w postaci związa- nej (99%) i wolnej (mniej niż 1%). Wiązanie hor- monów tarczycy przez białka transportujące (TBA, TBPA i TBG) służy nie tylko jako ich magazyn, ale również zapobiega ich utracie z moczem oraz umoż- liwia utrzymanie stabilnej puli hormonów tarczycy w organizmie. Związanie z białkami sprawia, że T3 i T4 posiadają długie biologiczne czasy poło- wicznych zaników we krwi. Czasy te wynoszą od- powiednio ok. 200 godzin i ok. 20 godzin.

Wydzielanie hormonów tarczycy jest regulowa- ne przez przysadkę mózgową przez TSH, na zasa- dzie sprzężenia zwrotnego, co zapewnia utrzymanie we krwi odpowiedniego stężenia T4. Spadek poziomu T4 we krwi obwodowej pobudza przysad- kę do zwiększenia wydzielania TSH, co z kolei pobudza tarczycę do uwolnienia T4 i utrzymania nor- malnej jego ilości we krwi. T4, ale przede wszystkim T3, oddziałują na komórki docelowe poprzez łącze- nie się z receptorami jądrowymi, wpływając na eks- presję genów w komórkach. Metabolizm hormonów tarczycy odbywa się głównie na drodze dalszej de- jodynacji (powstający jodek może zostać ponow- nie wychwycony przez tarczycę) oraz w mniejszym stopniu sprzęganie z glukuronianem w wątrobie i wydalanie z żółcią. Tarczyca wydziela na dobę oko- ło 80 µg jodu w postaci hormonów T3 i T4 dziennie, z czego 40 µg jest wydzielanych do płynów pozako- mórkowych. T3 i T4 są metabolizowane w wątro- bie, około 60 µg/dobę jodu wydzielane jest do pły- nów pozakomórkowych, a 20 µg do żółci i następnie są wydalane z kałem.

Ponieważ tarczyca posiada niezwykle wydajny mechanizm wyłapywania jodu, zwykle utrzymuje się gradient 100:1 między zawartością jodu w ko- mórkach tarczycy i płynach zewnątrzkomórko- wych. Skuteczność wychwytu jodu przez tarczycę jest oceniana przez stosunek jego stężenia tarczyca/

surowica (T/S) [17–19].

Funkcje T3 i T4

Wyprodukowane T3 i T4 w tarczycy są odpowiedzialne w organizmie człowieka za regulacje ważnych procesów fizjologicznych. Pobudzają one podstawową przemianę materii, wzrost i rozwój organizmu. Regulując prędkość lub tempo metabolizmu w docelowych narządach, są one niezbędne do prawidłowego przebiegu kluczowych przemian bio- chemicznych w organizmie. Zwiększają oddycha- nie tlenowe, fosforylację oksydacyjną i transkryp- cję i translację (syntezę białek). Nasilając katabolizm węglowodanów i lipidów, zwiększają powstawanie i wydzielanie energii (w tym ciepła). Bezpo- średnio hormony tarczycy są odpowiedzialne za

tamin i minerałów. Regulując glikolizę, hormony tarczycy zapewniają optymalne wykorzystanie ka- lorii, uniemożliwiając powstawanie nadmiaru tłusz- czu. Ponadto pobudzają wzrost organizmu oraz roz- wój ośrodkowego układu nerwowego. Jest to bardzo ważne w okresach szybkiego wzrostu mózgu, szcze- gólnie w okresie życia płodowego i do trzeciego r.ż., ale może mieć także istotny wpływ w wieku doro- słym. Niewystarczająca ilość jodu w okresie szybkiego wzrostu może prowadzić do nieodwracalnych uszkodzeń mózgu. Dlatego tak bardzo ważna jest odpowiednia ilość jodu dostarczanego na tych etapach życia (szczególnie okres płodowy i po urodze- niu dziecka). Hormony tarczycy wpływają również na tętno, temperaturę ciała i ciśnienie.

Brak jodu może prowadzić do niedoczynności tarczycy, co spowalnia tempo metabolizmu w organizmie. Niskie ilości jodu = niska produkcja hor- monów tarczycy = powolny metabolizm = przyrost masy ciała. Jod poprzez działanie T3 i T4 odpowia- da również za produkcję hormonów odpowiedzial- nych za normalne funkcjonowanie narządów roz- rodczych, takich jak: sutki, jajniki, prostata [1–5].

Inne funkcje biologiczne jodu

Jod bierze udział nie tylko w syntezie hormonów tarczycy, ale wykazuje również działanie antyoksydacyjne, przeciwzapalne, przeciwnowotworowe oraz detoksykujące, przede wszystkim obecne w organizmie halogenki (chlor, brom i fluor), ale także rtęć, ołów czy aluminium. Właściwości utleniają- ce I₂ decydują także o jego działaniu antyseptycz- nym (bakteriobójczym oraz przeciwgrzybicznym), dlatego jest wykorzystywany do dezynfekcji [20].

Działanie antyoksydacyjne jodu, szczególnie (I⁻) jest możliwe, ponieważ jest on donorem elektro- nów, co umożliwia unieczynnienie wolnych rod- ników tlenowych i ich reaktywnych pochodnych (RFT).

2R. + 2I⁻ → R:+ I₂

R. – rodnik hydroksylowy OH.

R:– jon hydroksylowy OH⁻

W reakcji tej niezwykle toksyczny rodnik hydroksylowy (OH^.) jest przekształcony w nieszko- dliwy jon hydroksylowy (OH⁻). Dzianie antyoksydacyjne jodu dotyczy nie tylko unieczynniania rodnika hydroksylowego, ale również nadtlenku wodoru oraz innych nadtlenków, w tym nadtlen- ków lipidowych.

W warunkach fizjologicznych jodek działa jako kofaktor wszechobecnych peroksydaz, które unie- czynniają nadtlenek wodoru.

(5)

2I⁻.+ H₂O₂ → peroksydaza → I₂ + H₂O

Ponadto jodek może neutralizować nadtlenki li- pidowe powstające w procesie peroksydacji błono- wych lipidów.

LOOH + 2 H⁺ + 2I⁻ → LOH + H₂O+ I₂ I₂ → 2I⁻

Wykazano, że jodek hamuje także utlenianie grup sulfhydrylowych wielu enzymów/lub innych białek.

I⁻ (red.)

2RSH → RSSR+ 2H⁺

Antyoksydacyjne działanie jodu/jodku zmniejsza uszkodzenia składników komórkowych (biał- ka, lipidy, DNA) wywołane stresem oksydacyjnym.

Po raz pierwszy właściwości przeciwutleniające tego pierwiastka zaobserwowano w badaniach wo- dorostów i alg, gdzie obecny w nich jod wykazywał zdolność do neutralizacji nadtlenku wodoru i za- pobiegał powstawaniu rodników hydroksylowych.

Wykazano również, że jod chroni komórki mózgu szczurów przed peroksydacją błonowych lipidów, co sprawia, że są one mniej podatne na atak RFT i skutki ich działania (utratę integralności komórki).

Ponieważ jod chroni komórki przed toksycznym działaniem RFT, to stosowanie jodku potasu ma po- zytywny wpływ na choroby układu oddechowe- go, niektórych chorób oczu (suchego oka, zaćma, zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem) i innych chorób zwyrodnieniowych związanych ze zwiększonym stresem oksydacyjnym [21, 22].

Zaobserwowano, że jod w postaci utlenionej wchodzi w reakcję ze związkami tłuszczowymi (li- pidowymi) obecnymi w błonie komórkowej, two- rząc związki jodolipidowe. Najważniejsze z nich to δ-lakton kwasu 6-jodo-5-hydroksy-eikozanotrie- nowego (6-iodo-5-hydroxy-eicosatrienoic acid δ-lactone, 6-IL) oraz 2-jodoheksadekanal (alde- hyd α-jodo-palmitynowy; 2-iodohexadecanal, 2-IHDA). Wykazano, że 6-IL może blokować dzia- łanie kinazy białkowej C oraz wpływać na transduk- cję sygnałów, niektórych czynników wzrostu czy apoptozę tyreocytów. Udowodniono w warunkach doświadczalnych także jej zdolność do hamowania wzrostu niektórych nowotworów. Natomiast mechanizm działania 2-IHDA polega na obniżaniu stę- żenia cAMP w cytoplazmie. Powoduje to spowolnie- nie metabolizmu jodu w tarczycy, czego efektem jest działanie hamujące wzrost wola [22].

Zaobserwowano, że spożywanie alg bogatych w jod znacznie opóźnienia wystąpienie chemicz- nie indukowanych nowotworów u zwierząt. Z kolei

badania epidemiologiczne wskazują, że spożywa- nie jodu w dużych dawkach (3–6 mg/dobę, głównie w postaci molekularnego jodu (I₂)) może poprawiać funkcjonowanie wielu narządów, głównie gruczo- łu tarczowego, sutkowego i krokowego oraz żołąd- ka, trzustki i układu nerwowego.

Wysokie spożycie jodu wiąże się z niższą czę- stością występowania raka sutka, natomiast niskie zwiększa częstość jego występowania. Zaobserwo- wano, że częstość występowania raka sutka jest 3 razy większa u osób z wolem wynikającym z niedoboru jodu. Niewystarczające ilości jodu sprawia- ją, że u tych osób zwiększa się stres oksydacyjny i podatność na peroksydację lipidów błon komór- kowych, któremu towarzyszy powstawanie i gro- madzenie dużych ilości malonodialdehydu (MDA), który ma udowodnione działanie mutagenne i kan- cerogenne. Antyoksydacyjne działania jodu wy- jaśnia efekty terapeutycznego działania alg/wo- dorostów lub bogatych w jod płynów/roztworów, które w przeszłości były stosowane w leczeniu wielu chorób [23].

Epidemiologiczne badania wykazały również zwiększoną częstość występowania raka żołąd- ka w populacji Włochów, u których obserwowa- no niedobór jodu. Spożywanie diety bogatej w jod w tej populacji zmniejszało częstość występowania raka żołądka. Efekt ten jest możliwy ze względu na zdolność koncentracji jodu w żołądku, który dzięki antyoksydacyjnym właściwościom chroni komór- ki przed uszkodzeniami spowodowanymi stresem oksydacyjnym, który towarzyszy stanom zapalnym i zmianom nowotworowym [24, 25].

Badania na zwierzętach wykazały, że jod nor- malizuje wydzielanie nadmiaru hormonów nad- nerczy – kortykosteroidów, związanych ze stresem i cofa skutki niedoczynności tarczycy, jajników, ją- der i grasicy. Jod odgrywa także ważną rolę w pra- widłowym funkcjonowaniu układu immunologicz- nego [26].

Wpływ innych składników diety na metabolizm jodu

Niedobór jodu w organizmie może być spowodowany jego interakcjami z innymi składnikami diety. Brak selenu w organizmie może nasilać nie- dobór jodu. Pierwiastek ten jest istotnym składni- kiem centrum aktywnego dejodynazy typu 1, która katalizuje konwersję T4 do T3. Jest też składnikiem peroksydazy glutationowej, reduktazy tioredoksy- ny, które zabezpieczają tarczycę przed toksycznym działaniem nadmiaru nadtlenku wodoru i nadtlen- ków lipidowych [3, 7, 27]. Z kolei żelazo jest potrzebne w procesie syntezy hormonów tarczycy, ponieważ jest składnikiem hemu, który jest gru- pą prostetyczną peroksydazy tarczycowej, biorącej

(6)

sydazy tarczycowej jest niska i jod nie może być wykorzystany do produkcji hormonów tarczycy.

Niedobór żelaza upośledza metabolizm hormonów tarczycy, obniża stężenia T3 i T4, zmniejsza kon- wersję T4 do T3 i zwiększa stężenie TSH. Niedo- krwistość z niedoboru żelaza osłabia odpowiedź organizmu na leczenie czy suplementację jodem [7, 28]. Rola cynku w syntezie hormonów tarczycy w organizmie człowieka nie jest do końca jasna. Jest on jednak, podobnie jak selen, potrzebny w kon- wersji T4 do T3. Jego niedobór może prowadzić do obniżenia poziomu hormonów tarczycy i TSH oraz pojawienia się symptomów niedoczynności tarczycy. Wykazano również, że cynk jest składnikiem białek receptorowych dla T3, jego niedobór wpływa na upośledzenie wiązania tego hormonu [7, 26, 28].

Na metabolizm jodu w organizmie ma także wpływ witamina A, która jako lipofilny antyok- sydant nie tylko chroni tarczycę przed skutkami stresu oksydacyjnego, ale także zwiększa wchła- nianie żelaza w przewodzie pokarmowym i bierze udział w jego mobilizacji z wątroby. Zaobser- wowano, że małe ilości witaminy A w organizmie skutkują niskim stężeniem żelaza i zaburzeniami w produkcji hormonów tarczycy oraz TSH, co się manifestuje obniżoną ilością T3 i T4 w surowicy krwi [7, 26, 28].

Skutki niedoboru jodu w organizmie mogą na- silać występujące w niektórych roślinach i za- nieczyszczeniach przemysłowych związki wolo- twórcze/goitrogeny. Goitrogeny są zaliczane do substancji antyodżywczych, które hamują wchła- nianie z pokarmu składników odżywczych. Ponie- waż powodują powstawanie wola tarczycowego, są one powszechnie nazywane substancjami wo- lotwórczymi. Goitrogeny i/lub ich metabolity ha- mują przyswajanie jodu, co powoduje zaburzenia jego metabolizmu w organizmie i prowadzi do wielu dysfunkcji. Zaliczamy do nich niektóre tioglikozydy (glukozynolany), związki cyjanogenne, polife- nole czy hemaglutyniny. Tioglikozydy, szczególnie ich produkty degradacji: tiocyjaniny (SCN^-) i izotiocyjaniny (NSC^-) mogą zaburzać wychwyt jodu przez tarczycę, hamować działanie peroksydazy tarczycowej/tyreoperoksydazy (TPO) czy zmniej- szać działanie TSH. Większość tych substancji dzia- ła poprzez hamowanie wychwytywania jodu przez gruczoł tarczycowy. Występują głównie w rośli- nach z rodziny krzyżowych Cruciferea (kapusta, brukselka, kalafior, brokuł, kalarepa, rzepa, i inne), ale także w manioku, soi, batatach. Wolotwórcze działanie tych związków dotyczy głównie spoży- wania surowych warzyw w postaci nieprzetwo- rzonej. Gotowanie czy mrożenie zmniejsza w tych warzywach/roślinach udział aktywnych związków tiocyjaninowych. Niestety wolotwórcze działanie

sze, jeżeli podaż jodu jest niska/mała. Dlatego tak ważne jest, żeby spożywanie warzyw kapustnych związane było z obecnością w pożywieniu jodu [3, 16, 17, 29–31].

Zapotrzebowanie na jod u ludzi

Ponieważ jod jest niezbędny do normalnego funkcjonowania tarczycy i syntezy od T3 i T4, musi być dostarczany do organizmu w odpowiednich ilo- ściach. Zapotrzebowanie na jod u ludzi zależy od wieku, płci i trybu życia. Na ilość przyjmowane- go przez człowieka dziennie jodu mają wpływ: sto- pień niedoboru jodu na zamieszkiwanym przez ludzi terenie (rejony wola endemicznego), składniki pokarmu – obecność czynników wolotwórczych (gointrogeny), stosowana dieta (u wegan niedobory jodu, bo usuwają oni z diety składniki stanowią- ce naturalne źródło jodu (mięso, drób i ryby oraz mleko i produkty mleczarskie) oraz zanieczyszcze- nia wody i powietrza (metale ciężkie, siarka, azota- ny) [13, 16, 17].

W normalnych warunkach dobowe zapotrzebowanie człowieka na jod jest pokrywane w pokarmach i wynosi około 150, maksymalnie 300 μg.

Codzienne spożywanie 4–5 g fortyfikowanej soli dostarcza do organizmu 60–80 μg jodu. Podaż ta jest dodatkowo uzupełniona poprzez pokarmy bogate w jod (np. ryby morskie i produkty mleczne).

W związku z tym codzienna dostawa jodu do organizmu może się wahać od 800 μg do 13 mg. Do- puszczalna dzienna dawka jodu dla dorosłego czło- wieka wynosi 1–2 g [13, 16].

Zalecane przez WHO dzienne spożycie jodu wynosi 50 µg w pierwszych 12 miesiącach życia, 90 µg na dobę dla dzieci 2–6 lat, 120 µg na dobę dla dzieci w wieku 7–12 lat, 150 µg/dzień dla młodzieży i dorosłych i 200–300 µg podczas ciąży i laktacji.

Według WHO optymalne zapotrzebowanie wynosi 150 μg. W stanach fizjologicznych, takich jak: ciąża i laktacja u kobiet oraz okres wzrostu u dzieci zapotrzebowanie na jod wzrasta [7, 13, 16, 32].

Niedobór jodu w organizmie prowadzi do po- wstawania wielu schorzeń, takich jak: wole, nie- doczynność tarczycy, zaburzenia rozwoju umysło- wego (kretynizm, opóźnienie umysłowe, obniżenie ilorazu inteligencji) oraz fizycznego (głównie zaburzenia wzrostu i rozwoju kości) [16, 33].

Zaburzenia

związane z niedoborem jodu

Zaburzenia związane niedoborem jodu (iodi- ne deficiency disorders, IDD) są najczęstszą en- dokrynopatią na świecie, a także główną przyczy- ną niedorozwoju umysłowego. Główne czynniki

(7)

odpowiedzialne za IDD to niewystarczająca ilość jodu w organizmie. Niedobór jodu może wynikać z małej jego ilości w glebie i w związku z tym spo- żywaniem żywności o niskiej jego zawartości; niskiej konsumpcji owoców morza (wysoka cena i ograniczona dostępność); obecności goitroge- nów w niektórych pokarmach (co może prowa- dzić do niewystarczającego wykorzystania jodu z diety) [17, 27].

Najbardziej widocznym objawem niedoboru jodu jest powiększenie tarczycy (tzw. wole), ale spek- trum objawów klinicznych związanych z niedoborem jodu jest znacznie większe i obejmuje: nie- doczynność (niska produkcja T3 i T4); opóźniony rozwój psychiczny i fizyczny dzieci i młodzieży; za- burzony rozród kobiet, wzrost umieralności dzieci;

niedorozwój umysłowy spowodowany niedoczyn- nością tarczycy w życiu płodowym lub u noworod- ków (kretynizm); słaby rozwój społeczno-ekono- miczny regionu [13, 34, 35].

Najbardziej wrażliwym narządem na niedobór jodu w organizmie na wszystkich etapach życia, od wczesnego uszkodzenia płodu do niedoczynno- ści tarczycy u noworodka, w dzieciństwie lub do- rosłości, jest mózg. Przy niedoborze jodu krytycz- ny w rozwoju organizmu jest okres od drugiego trymestru ciąży do drugiego roku życia. Niedosta- teczne spożycie jodu w tym okresie może prowadzić do trwałego uszkodzenia mózgu i nieodwracalnego upośledzenia umysłowego. Kretynizm (stan wyni- kający z ekstremalnych niedoborów jodu) i wole en- demiczne są uznawane za istotny problem zdrowot- ny [13, 16, 34, 36].

Konsekwencje zdrowotne wynikające z niedoboru jodu:

- wszystkie grupy wiekowe: ograniczenie zdolno- ści umysłowej (mniejsze IQ), wole, zmniejszona wydajność pracy; zmniejszenie potencjału eko- nomicznego;

- płód i noworodki: zwiększona śmiertelność: sa- moistne poronienia, utrata płodu, urodzenia martwego płodu, zwiększenie śmiertelności oko- łoporodowej, wady wrodzone, niska masa uro- dzeniowa;

- niemowlęta: kretynizm, wady wrodzone, w tym poważny niedorozwój umysłowy z mie- szaniną objawów: porażenie mózgowe, spa- styczne kurcze, zez, niedoczynność tarczycy i niskorosłość;

- dzieci i młodzież: zaburzenia funkcji umysło- wych, opóźniony rozwój fizyczny, umysłowy i psychiczny, niski poziom IQ, wole, indukowa- na jodem nadczynność tarczycy;

- dorośli: zaburzenia funkcji umysłowych, wole, jodem wywołana nadczynność tarczycy, zmę- czenie, przyrost masy ciała, nietolerancja zimna i zaparcia [13, 19, 37].

Suplementacja jodowa

Wiadomo, że ryzyko niedoboru jodu dotyczy po- nad 1 mld ludzi na świecie.

W celu wyeliminowania IDD konieczny jest funkcjonalny i wielostronny system monitorowa- nia nie tylko niedoboru jodu, ale także nadmier- nego jego spożycia. Biomarkerem oceny ilości jodu w organizmie jest jego ilość wydalana z moczem.

Na podstawie pomiaru jego ilości w próbkach moczu można ocenić niedobór lub nadmiar w organizmie. Mniej niż 150 µg/l jodu u kobiet w cią- ży, 100 µg/l u dzieci w wieku szkolnym świadczy o jego niedoborze. Natomiast stężenie jodu powy- żej 300 µg/l u dzieci i 500 µg/l u dorosłych jest nadmierne i może powodować ryzyko indukowa- nej jodem nadczynności tarczycy. WHO natomiast definiuje niedobór jodu w organizmie, jeżeli śred- nie stężenie jodu w moczu wynosi 50 μg/l w bada- nej populacji [38, 39, 40].

Obecnie kontrola niedobór jodu w większości krajów jest integralnym elementem strategii żywie- nia. Jej głównym celem jest zapewnienie prawidło- wej podaży jodu szczególnie w grupach narażonych na skutki jego niedoboru – dzieci, kobiet ciężarnych i karmiących. Zalecaną przez WHO i UNICEF meto- dą zapewniającą prawidłową podaż jodu jest jodo- wanie soli kuchennej, przemysłowej i przeznaczonej dla zwierząt hodowlanych. Fortyfikacja soli jodem jest najprostszym i najbardziej skutecznym sposo- bem uzupełnienia diety człowieka w jod, nie tylko technicznie wykonalnym, ale zapewniającym na ca- łym świecie spożywanie jodu w standardowych ilo- ściach przez wszystkie grupy ludności oraz jedyną możliwością rozwiązania problemu IDD. Do for- tyfikacji soli spożywczej najczęściej stosuje się jodek potasu (KI) lub jodan (KIO₃). Są one odporne na utlenianie, parowanie, a w niekorzystnych warunkach przechowywania są stabilne i nie wymaga- ją dodatku stabilizatorów. Jednak powszechnie stosuje się jodek potasu (KJ), który ma udowodnione bezpieczne działanie na organizm człowieka i wykazuje działanie antyoksydacyjne. Ponadto biodo- stępność jodu z jodku potasu jest wyższa niż z jo- danu [41, 42].

W Polsce od 1935 r. rozpoczęto dodawanie jodku potasu w ilości 5 mg na kg soli spożywczej. Profi- laktykę jodową w Polsce przerwała II wojna świato- wa, powrócono do niej w latach 50. i zaniechano po 1981 r. W latach 1976–1986 na obszarach zagrożo- nych niedoborem jodu zwiększono dawkę jodku potasu do 20 mg na kg soli. Badania epidemiologiczne przeprowadzone w latach 90. wykazały obecność wola u 35% dzieci w wieku szkolnym, 35–80% kobiet ciężarnych i 22% osób dorosłych. W 1997 r.

wprowadzono narodowy program profilaktyki jodowej, polegający na obowiązkowym jodowaniu

(8)

go, w ilości 30±10 mg KI/kg soli, obligatoryjnym jodowaniu odżywek dla niemowląt, w ilości 10 μg KI/100 ml, i nieobowiązkowej suplementacji kobiet ciężarnych i karmiących o dodatkowe 150–200 μg jodu dziennie. Dzięki tym działaniom zlikwidowa- no endemię wola, niestety podaż jodu u ciężarnych i karmiących okazała się w dalszym ciągu niedosta- teczna [13, 14, 26].

Obecnie, zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Zdrowia z dnia 16 września 2010 r. dotyczącym substancji wzbogacających dodawanych do żyw- ności, do jodowania soli spożywczej stosowanej do bezpośredniego spożycia można stosować jodek potasu (30±10 mg KI/kg soli) i jodan potasu (39±13 mg KIO₃/kg soli). Na efekty nie trzeba było długo czekać, w ciągu kilku lat po wprowadzeniu powszechnego systemu jodowania soli kuchennej Polska została przesunięta do grupy krajów euro- pejskich z wystarczającą podażą jodu na poziomie populacyjnym. Według WHO wyniki przeprowa- dzonych badań potwierdziły efektywność aktual- nego modelu profilaktyki jodowej w Polsce [38–40].

Otrzymano: 2017.11.28 · Zaakceptowano: 2017.12.05

Piśmiennictwo

1. Zimmermann M. B., Andersson M.: Update on iodine status worldwi- de. Thyroid 2012, 19: 382–387.

2. Ahad, F., Ganie S.A.: Iodine, iodine metabolism and iodine deficien- cy disorders revisited. Indian Journal Endocrinology and Metabolism 2010, 14(1): 13–17.

3. Kurosad A., Nicpoń J., Kubiak K., Jankowski M., Kungl K.: Występo- wanie, obieg i obszary niedoboru jodu oraz główne jego źródła w ży- wieniu człowieka i zwierząt. Advances in Clinical and Experimental Medicine 2005, 14(5): 1019–1025.

4. Wiernicka A., Socha J., Socha P.: Rola jodu w żywieniu dzieci. Stan- dardy Medyczne. Pediatria 2011, 8: 785–791.

5. Ujowundu C.O., Kalu F.N., Nwosunjoku E.C. et al.: Iodine and inorganic mineral contents of some vegetables, spicies, and grains con- sumed in Southeastern Nigeria. African Journal of Biochemistry Re- search 2011, 5, 57–64.

6. Pearce E.N., Andersson M., Zimmermann M.B.: Global iodine nutrition: where do we stand in 2013? Thyroid 2013, 23: 523–528.

7. Stolińska H., Wolańska D.: Składniki pokarmowe istotne w nie- doczynności tarczycy. Żywienie Człowieka i Metabolizm 2012, 3:

221–231.

8. Zava T., Zava D.: Assesment of Japanese iodine intake based on se- aweed consumption in Japan: A literature – based analysis. Thyroid Research 2011, 4(14): 1–7.

9. Szybinski Z., Jarosz M., Hubalewska-Dydejczyk A., et al.: Iodine-deficiency prophylaxis and the restriction of salt consumption – a 21st century challenge. Endokrynologia Polska 2010, 61(1): 135–140.

10. Wiernicka A., Socha J., Socha P.: Rola jodu w żywieniu dzieci/ Iodi- ne in nutrition of children Standardy medyczne. Pediatria 2011, 8:

785–791.

11. Brzóska F., Szybiński Z., Śliwiński B.: Jod w mleku spożywczym w Polsce oraz jego rola w profilaktyce zdrowotnej człowieka. Wia- domości Zootechniczne 2015, 4: 41–49.

12. Bulska M., Karwowski B., Orszulak-Michalak D.: Zastosowanie izo- topów jodu w medycynie. Terapia chorób tarczycy. Farmacja Współ- czesna 2014, 7, 62–71.

13. Gietka-Czernel M.: Profilaktyka niedoboru jodu. Postępy Nauk Me- dycznych 2015, 12: 839–845.

14. Leung A., Braverman L.: Consequences of excess iodine. Naure Re- views Endocrinology 2014, 10(3): 136–142.

Polska 2007, 58 (6): 512–521.

16. Zimmerman M., Boelaert K.: Iodine deficiency and thyroid disorders.

Lancet 2015, 3: 286–295.

17. Zimmerman M.: Iodine Deficiency. Endocrine Reviews 2009, 30(4):

376–408.

18. Patrick L.: Iodine: deficiency and therapeutic considerations. Altern- tive Medicine Review 2008, 13(2): 116–27.

19. Szybiński Z: Work of the Polish Council for Control of Iodine Deficien- cy Disorders, and the model of iodine prophylaxis in Poland. Polish Journal Endocrinology 2012, 63: 156–160.

20. Zimmerman M.: Symposium on “Geographical and geological influ- ence on nutrition” Iodine deficiency in industrialised countries. Proc.

Nutrition Society 2010, 69: 133–143.

21. Winkler R.: Iodine – A Potential Antioxidant and the Role of Iodine/

Iodide in Health and Disease. Natural Science 2015, 7: 548–557.

22. Aceves C., Anguiano B.: Is Iodine an Antioxidant and Antiprolifera- tive Agent for the Mammary and Prostate Glands? In: Preedy, V.R., Burrow, G.N. and Watson, R.R., Eds., Comprehensive Handbook of Iodine: Nutritional, Endocrine and Pathological Aspects, Academic Press, San Diego, 2009: 249–257.

23. Kupper F.C., Carpenter L.J., McFiggans G.B. et al.: Iodide accumu- lation provides kelp with an inorganic antioxidant impacting at- mospheric chemistry. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008, 105(19):

6954–6958.

24. Venturi S.: Is there a role for iodine in breast diseases? Breast. 2001, 10: 379–382.

25. Gołkowski F., Szybiński Z., Rachtan J., et al.: Iodine prophylaxis – the protective factor against stomach cancer. European Journal Nutrition 2007, 46: 251–256.

26. Socha J., Piotrowska-Jastrzębska J., Socha P.: Niedobory żywieniowe jodu– konsekwencje kliniczne. Nowa Pediatria 2004, 1: 36–40.

27. Triggiani V., Tafaro E., Giagulli V.A., et al.: Role of iodine, selenium and other micronutrients in thyroid function and disorders. Endo- crol. Metab. Immune Disord. Drug Targets 2009, 9(3): 277–294.

28. Włochal M., Kucharski M.A., Grzymisławski M.: The effects of vita- mins and trace minerals on chronic autoimmune thyroiditis. J. Med.

Science 2014, 83: 167–172.

29. Sadowska J., Stawska A.: Dietoprofilaktyka chorób współtowarzy- szących niedoczynności tarczycy w wybranej grupie kobiet. Bromat.

Chem. Toksykol. 2015, 4: 690–700.

30. Patyra E., Kowalczyk E., Kwiatek K.: Antyżywieniowe i prozdrowot- ne właściwości glukozynolanów. Życie Weterynaryjne 2016, 91(7):

516–520.

31. Felker P., Bunch R., Leung M.A.: Concentrations of thiocyanate and goitrin in human plasma, their precursor concentrations in brassica vegetables, and associated potential risk for hypothyroidism. Nutr.

Rev. 2016, 74(4): 248–258.

32. Program Eliminacji Niedoboru Jodu w Polsce na lata 2012-2016, Warszawa, 2012.

33. Szybiński Z.: Niedobór jodu w ciąży – nadal aktualny problem zdrowia publicznego. Endokrynologia Polska 2005, 56(1): 66–71.

34. Prete A., Paragliola R.M., Corsello S.: Iodine Supplementation: Usa- ge “with a Grain of Salt”. Internat. J. Endocrynology 2015, 4: 1–8.

35. Sun X., Shan Z., Teng W.: Effects of Increased Iodine Intake on thyroid Disorders. Endocrinology and Metabolism 2014, 19: 240–247.

36. Morse N.: Benefits of Docosahexaenoic Acid, Folic Acid, Vitamin D and Iodine on Foetal and Infant Brain Development and Function Fol- lowing Maternal Supplementation during Pregnancy and Lactation.

Nutrients 2012, 4: 799–840.

37. Verheesen R.H., Schweitzer C.M.: Iodine deficiency, more than cre- tinism and goiter. Med. Hypotheses 2008, 71(5): 645–648.

38. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 16 września 2010 r. w spra- wie substancji wzbogacających dodawanych do żywności, Dz. U.

z dnia 24 września 2010 r.

39. Szybiński Z., Jarosz M., Hubalewska-Dydejczyk A.: Profilaktyka jodowa a ograniczenie spożycia soli – wyzwanie XXI wieku. Endokry- nologia Polska 2010, 61(1): 135–140.

40. Szybiński Z.: Sytuacja profilaktyki jodowej w Polsce w świetle ostat- nich rekomendacji WHO dotyczących ograniczenia spożycia soli. Pe- ditaric Endocrynology and Metabolism 2009. 15(2): 103–107.

41. Milczarek M., Stepniak J., Lewinski A.: Potassium iodide, but not potassium iodate, as a potential protective agent against oxidative da- mage to membrane lipids in porcine thyroid. Thyroid Research 2016, 6(10): 1–8.

42. Buergi H., Schaffner T., Seiler J.P.: The Toxicology of Iodate: A Review of the literature. Thyroid 2011, 11(5): 449–456.