Материалы SapiensMed не заменяют консультацию врача
Здравствуйте, друзья! В нашем традиционном лонгриде поговорим о йоде и о том, как щитовидная железа превращает этот микроэлемент в гормоны, управляющие обменом веществ всего организма. Сколько йода нужно человеку и почему беременным его требуется больше? Как железа «ловит» йод из крови и где хранит запас? И почему вредна не только нехватка, но и избыток йода?
Мы разберём путь йода от тарелки до гормона: всасывание в кишечнике, захват клетками щитовидной железы, сборку гормонов на белке-заготовке и повторное использование йода. Расскажем, как гипофиз и сама железа подстраивают этот процесс под поступление йода.
Отдельно обсудим, как потребность в йоде меняется с возрастом, при беременности и кормлении грудью, какие продукты его содержат, к каким болезням ведёт нарушение обмена йода и как обеспечить себя им без перебора. В конце статьи вас ждёт краткое резюме по каждому разделу статьи.
Часть 1. Зачем организму йод
1.1. Единственный известный смысл — гормоны
Йод — микроэлемент, который в организме человека нужен для одной хорошо изученной задачи: из него строятся гормоны щитовидной железы. Молекула тироксина, или Т4, содержит четыре атома йода, а трийодтиронина, или Т3, — три. Йод составляет больше половины массы этих гормонов, и без него их невозможно собрать12.
Гормоны щитовидной железы задают скорость обмена веществ, поддерживают теплопродукцию, работу сердца, рост и созревание мозга. Об их действии подробно рассказано в статье Гормоны щитовидной железы и обмен веществ. Получается, что крошечное количество йода в пище определяет работу почти всех клеток тела13.
1.2. Сколько йода в теле
Во всём теле взрослого человека около 15–20 миллиграммов йода, и 70–80% его сосредоточено в щитовидной железе. Это меньше веса одной крупинки соли. Организм не умеет создавать йод и должен получать его с пищей и водой каждый день, хотя запас гормонов в железе позволяет пережить короткие перебои34.
Йод распределён в природе неравномерно. Его много в морской воде и морепродуктах, а в почвах горных районов, речных долин и территорий, покрытых в прошлом ледниками, его мало. Поэтому продукты, выращенные на таких почвах, бедны йодом, и население целых регионов может испытывать его нехватку45.
Щитовидная железа — небольшой орган на передней поверхности шеи, похожий на бабочку. Её строение описано в статье «Всё, что вы хотели знать о щитовидной железе»2.
Часть 2. Как йод становится гормоном
2.1. Всасывание и путь в крови
В пище йод находится в основном в виде иодида — заряженного атома йода. В желудке и тонкой кишке он всасывается почти полностью, обычно больше чем на 90%. Из крови иодид быстро распределяется по жидкостям тела. Дальше за него конкурируют два органа: щитовидная железа, которая его захватывает, и почки, которые выводят его с мочой36.
Чем больше йода нужно железе, тем большую долю она забирает. При нормальном поступлении она захватывает примерно 10–30% поступившего за сутки йода, а при дефиците — до 80% и больше. Остальное выводится с мочой, поэтому содержание йода в моче хорошо отражает его недавнее поступление с пищей34.
2.2. Насос, который ловит йод
Щитовидная железа состоит из фолликулов — микроскопических пузырьков. Их стенку образуют клетки тироциты, а внутри находится густой коллоид, где хранятся гормоны. На стороне тироцита, обращённой к крови, стоит особый белок-переносчик — натрий-йодный симпортёр71.
Этот переносчик работает как вращающаяся дверь, которая пропускает внутрь два иона натрия вместе с одним иодидом. Натрий охотно идёт в клетку, и его движение тянет за собой иодид, даже если внутри йода уже в 20–40 раз больше, чем в крови. Энергию для этого обеспечивает натрий-калиевый насос, который постоянно откачивает натрий обратно71.
Такие же переносчики есть в слюнных железах, слизистой желудка и молочной железе. Благодаря последнему йод переходит в грудное молоко и достаётся ребёнку. Этим же переносчиком пользуются и врачи: радиоактивный йод, введённый для диагностики или лечения, тоже захватывается железой78.
2.3. Сборка гормона на белке-заготовке
Затем иодид проходит через клетку и выходит в коллоид с помощью другого переносчика, пендрина. На границе с коллоидом работает фермент тиреопероксидаза. С помощью перекиси водорода, которую клетка вырабатывает тут же, она превращает иодид в активную форму и присоединяет его к аминокислоте тирозину в составе крупного белка тиреоглобулина82.
Тиреоглобулин похож на длинную нить бус с сотней с лишним тирозинов. К каждому тирозину присоединяется один или два атома йода. Затем та же тиреопероксидаза соединяет две такие «бусины»: две с двумя атомами йода дают Т4, одна с одним и одна с двумя — Т3. Готовые гормоны пока остаются частью белка и хранятся в коллоиде81.
Это уникальная особенность щитовидной железы: она хранит гормоны вне клеток и в большом количестве. Запаса хватает примерно на 2–3 месяца нормальной работы. Поэтому при кратковременной нехватке йода уровень гормонов в крови долго остаётся нормальным13.
2.4. Выпуск гормонов и возврат йода
Когда организму нужны гормоны, тироцит захватывает капельки коллоида, переваривает тиреоглобулин в лизосомах и выпускает свободные Т4 и Т3 в кровь. Железа выпускает в основном Т4, примерно в 10–15 раз больше, чем Т3. В крови почти все гормоны связаны с белками-переносчиками, и лишь крошечная свободная доля действует на клетки19.
При переваривании тиреоглобулина освобождаются и тирозины с йодом, не ставшие гормоном. Специальный фермент снимает с них йод, и он снова идёт в работу. Эта система переработки очень экономна: при её врождённой поломке человек теряет йод с мочой и страдает от его нехватки даже при нормальном питании83.
2.5. Йод снимают и в тканях
В тканях работают ферменты дейодиназы. Они отщепляют один атом йода от Т4 и превращают его в активный Т3 или, наоборот, в неактивную форму. Так каждая ткань сама регулирует, сколько активного гормона ей достаётся. Дейодиназы содержат селен, поэтому для обмена гормонов щитовидной железы важен и этот микроэлемент91.
Освободившийся при этом йод возвращается в кровь, частично снова захватывается железой, а остальное выводится почками. Около 90% йода покидает организм с мочой, небольшая часть — с калом, потом и грудным молоком36.
Миф
Йод нужен организму в основном как антисептик и для «очищения» сосудов.
Факт
Внутри организма единственная доказанная роль йода — строительство гормонов щитовидной железы. Спиртовой раствор йода для обработки ран и йод в пище — разные истории, а пить йодную настойку или рисовать «йодные сетки» для восполнения дефицита бессмысленно и небезопасно.
Часть 3. Кто регулирует обмен йода
3.1. Тиреотропный гормон
Главный регулятор — тиреотропный гормон (ТТГ) гипофиза. Он усиливает выработку натрий-йодного симпортёра, тиреопероксидазы и тиреоглобулина, ускоряет захват коллоида и выпуск гормонов. Когда гормонов становится достаточно, они тормозят гипофиз и гипоталамус. Об этой петле рассказывает статья Обратная связь в эндокринной системе210.
Устройство самого гипофиза и гипоталамуса описано в статье «Всё, что вы хотели знать о гипоталамусе и гипофизе». При нехватке йода гормонов становится меньше, гипофиз повышает ТТГ, и железа под постоянной стимуляцией начинает расти. Так возникает зоб104.
3.2. Саморегуляция железы
Щитовидная железа умеет защищаться от резких колебаний йода и без участия гипофиза. При внезапном большом поступлении йода она временно снижает синтез гормонов. Это явление открыли в 1948 году Вольф и Чайкофф, и оно названо их именами. Через несколько дней здоровая железа «ускользает» из-под этого торможения: она уменьшает число переносчиков йода, и синтез возвращается к норме1112.
При нехватке йода железа, наоборот, начинает выпускать больше Т3, в котором атомов йода меньше, а активность выше. Так каждый атом йода используется эффективнее. Кроме того, отдельные клетки железы становятся чувствительнее к ТТГ49.
3.3. Что мешает захвату йода
Некоторые вещества конкурируют с иодидом за натрий-йодный симпортёр. Это перхлорат, тиоцианат, который образуется при курении и из некоторых растительных продуктов, и нитраты. Мешать усвоению йода или синтезу гормонов могут и вещества некоторых растений семейства капустных, сои и маниоки, если их едят в очень больших количествах. При достаточном поступлении йода их влияние невелико, но на фоне дефицита они могут усиливать нехватку гормонов74.
Часть 4. Как меняется потребность в йоде
4.1. Возраст
Потребность в йоде зависит от возраста и состояния организма. Ниже приведены рекомендации Всемирной организации здравоохранения. Российские нормы физиологической потребности близки к ним513.
Таблица 1. Рекомендуемое потребление йода по данным ВОЗ
| Группа | Йод в сутки | Комментарий |
|---|---|---|
| Дети 0–5 лет | 90 мкг | Грудной ребёнок получает йод с молоком матери |
| Дети 6–12 лет | 120 мкг | Период активного роста и развития мозга |
| Подростки старше 12 лет и взрослые | 150 мкг | Покрывает обычную выработку гормонов |
| Беременные | 250 мкг | Нужны гормоны для себя и для плода, растёт выведение с мочой |
| Кормящие | 250 мкг | Часть йода уходит в грудное молоко |
| Верхний безопасный уровень для взрослых | 600 мкг по оценке европейских экспертов | При длительном избытке растёт риск нарушений функции железы |
4.2. Беременность и кормление грудью
Во время беременности потребность в йоде растёт примерно на половину. Щитовидная железа матери работает активнее под действием гормона беременности, почки выводят больше йода, а с середины беременности собственная железа плода начинает строить гормоны из йода, полученного от матери. Материнские гормоны особенно важны в первые месяцы, когда железа плода ещё не работает144.
Даже умеренная нехватка йода у беременной, по данным крупных исследований, может немного снижать показатели умственного развития ребёнка. Поэтому во многих странах, включая Россию, беременным и кормящим рекомендуют дополнительный приём препаратов йода, если нет противопоказаний1513.
4.3. Питание и место жительства
Больше всего йода в морской рыбе, морепродуктах и морской капусте, достаточно — в молочных продуктах и яйцах, особенно там, где йод добавляют в корм скоту. Овощи, фрукты и злаки обычно бедны йодом, если выращены на бедных им почвах. Самый надёжный и дешёвый способ обеспечить население — йодированная соль54.
Ориентировочно основные источники йода в обычном рационе выглядят так54.
- Йодированная соль — главный источник для большинства людей при её постоянном использовании дома.
- Морская рыба и морепродукты: треска, минтай, креветки, кальмары.
- Морская капуста и другие водоросли — очень богаты йодом, но его содержание сильно колеблется.
- Молоко, кефир, творог и сыр.
- Яйца, особенно желток.
- Хлеб и другие продукты, при производстве которых используют йодированную соль.
На большей части территории России природное содержание йода в почве и воде снижено, а йодированную соль используют далеко не все. Поэтому потребление йода у многих жителей остаётся ниже рекомендуемого. Строгие вегетарианцы и веганы без морепродуктов и молочных продуктов, а также люди, резко ограничивающие соль, тоже рискуют недополучить йод1613.
Миф
Морской воздух и прогулки у моря восполняют нехватку йода.
Факт
Количество йода, которое человек получает через дыхание даже на морском берегу, очень мало по сравнению с суточной потребностью. Главный источник йода — пища и йодированная соль. Отдых у моря полезен, но не заменяет питания.
Миф
Морская и розовая гималайская соль содержат больше йода, чем йодированная, поэтому полезнее.
Факт
В нерафинированной морской и каменной соли йода очень мало, обычно в десятки раз меньше, чем в йодированной. Источником йода служит именно йодированная соль, а «природная» соль без добавления йода дефицит не восполняет.
Часть 5. Когда обмен йода нарушается
5.1. Нехватка
При нехватке йода железа растёт под действием ТТГ, образуя зоб, а со временем в ней появляются узлы. При тяжёлом дефиците развивается гипотиреоз. Особенно опасен дефицит у плода и маленьких детей: он может нарушить развитие мозга, вплоть до тяжёлой умственной отсталости. Весь спектр этих нарушений называют йододефицитными заболеваниями, и ему будет посвящена отдельная статья45.
5.2. Избыток
Здоровая железа справляется с избытком йода, но уязвимая — нет. У людей с аутоиммунным тиреоидитом и после операций на железе избыток йода может вызвать гипотиреоз, потому что «ускользания» от торможения не происходит. У людей с узлами, давно живущих в условиях дефицита, внезапная нагрузка йодом может, наоборот, вызвать тиреотоксикоз1211.
Источниками избытка бывают йодсодержащие контрастные вещества, препарат для лечения аритмий амиодарон, а также бесконтрольный приём добавок с морскими водорослями. Отдельно о механизмах гипотиреоза и тиреотоксикоза рассказано в статьях этого цикла о патологиях щитовидной железы122.
5.3. Защита от радиоактивного йода
При авариях на атомных станциях в воздух может попасть радиоактивный йод. Щитовидная железа не отличает его от обычного и накапливает, что повышает риск рака щитовидной железы, особенно у детей. Своевременный приём таблеток йодида калия по указанию служб гражданской обороны насыщает железу стабильным йодом, и радиоактивный захватывается меньше. Принимать такие таблетки «на всякий случай» не нужно512.
Больше — не значит лучше. Добавки с йодом в дозах, многократно превышающих потребность, а также таблетки и порошки из морских водорослей с неизвестным содержанием йода могут нарушить работу щитовидной железы. Людям с аутоиммунным тиреоидитом, узловым зобом и после операций на железе дозу добавок нужно обсуждать с эндокринологом.
Часть 6. Как поддержать обмен йода
6.1. Главные принципы
Для большинства людей достаточно разумного питания и замены обычной соли йодированной. Это позволяет получать йод понемногу каждый день без риска перебора. Общая схема работы эндокринных желёз описана в статье «Всё, что вы хотели знать об эндокринной системе», а общие принципы гормональной регуляции — в статье Как гормоны управляют организмом510.
6.2. Пошаговый план
01
Используйте дома йодированную соль вместо обычной и храните её в закрытой упаковке, вдали от света и влаги.
02
Добавляйте йодированную соль в уже готовые блюда, когда это возможно, — так меньше йода теряется при нагревании.
03
Ешьте морскую рыбу и морепродукты 1–2 раза в неделю.
04
Включайте в рацион молочные продукты и яйца, если нет противопоказаний.
05
Если вы веган или резко ограничиваете соль, обсудите с врачом, нужен ли вам дополнительный источник йода.
06
При планировании беременности, во время неё и при кормлении грудью обсудите с врачом приём препарата йода.
07
Не принимайте одновременно несколько добавок с йодом и проверяйте его содержание в поливитаминах.
08
Если у вас есть болезнь щитовидной железы, согласовывайте любые йодсодержащие добавки с эндокринологом.
Когда срочно нужно к врачу
Обратитесь к врачу без промедления, если:
Краткое резюме
Йод нужен организму для одной главной задачи — строительства гормонов щитовидной железы: тироксин содержит четыре атома йода, трийодтиронин — три. В теле взрослого около 15–20 миллиграммов йода, большая часть — в щитовидной железе. Организм не производит йод, поэтому должен получать его с пищей каждый день.
Иодид почти полностью всасывается в кишечнике. Клетки щитовидной железы захватывают его натрий-йодным симпортёром, а тиреопероксидаза присоединяет йод к тирозинам белка тиреоглобулина и соединяет их в Т4 и Т3. Гормоны хранятся в коллоиде фолликулов с запасом на 2–3 месяца. При выпуске гормонов освобождённый йод используется повторно, а дейодиназы с селеном превращают Т4 в активный Т3 в тканях. Около 90% йода выводится с мочой, поэтому его содержание в моче отражает поступление с пищей.
Обмен йода регулирует тиреотропный гормон гипофиза, а железа умеет сама временно тормозить синтез при избытке йода и переходить на выпуск Т3 при нехватке. Потребность по данным ВОЗ составляет 90–150 мкг в сутки для детей и взрослых и 250 мкг для беременных и кормящих.
Нехватка йода ведёт к зобу, узлам, гипотиреозу и нарушению развития мозга ребёнка, а избыток у людей с уязвимой железой — к гипотиреозу или тиреотоксикозу. Поддержать обмен йода помогают йодированная соль, морская рыба, молочные продукты, препараты йода при беременности по согласованию с врачом и отказ от бесконтрольных добавок.
Источники
- Hall J. E., Hall M. E. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. 14th edition. Elsevier. США, 2020.
- Дедов И. И., Мельниченко Г. А., Фадеев В. В. Эндокринология. 3-е издание. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2015.
- Boron W. F., Boulpaep E. L. Medical Physiology. 3rd edition. Elsevier. США, 2017.
- Zimmermann M. B., Boelaert K. Iodine deficiency and thyroid disorders. Lancet Diabetes and Endocrinology. Великобритания, 2015.
- World Health Organization, UNICEF, ICCIDD. Assessment of iodine deficiency disorders and monitoring their elimination: a guide for programme managers. 3rd edition. WHO. Швейцария, 2007.
- Ткаченко Б. И. (ред.) Нормальная физиология человека. 2-е издание. Медицина. Россия, 2005.
- Dohán O., De la Vieja A., Paroder V. et al. The sodium/iodide symporter (NIS): characterization, regulation, and medical significance. Endocrine Reviews. США, 2003.
- Carvalho D. P., Dupuy C. Thyroid hormone biosynthesis and release. Molecular and Cellular Endocrinology. Ирландия, 2017.
- Bianco A. C., Kim B. W. Deiodinases: implications of the local control of thyroid hormone action. Journal of Clinical Investigation. США, 2006.
- Ortiga-Carvalho T. M., Chiamolera M. I., Pazos-Moura C. C., Wondisford F. E. Hypothalamus-pituitary-thyroid axis. Comprehensive Physiology. США, 2016.
- Wolff J., Chaikoff I. L. Plasma inorganic iodide as a homeostatic regulator of thyroid function. Journal of Biological Chemistry. США, 1948.
- Leung A. M., Braverman L. E. Consequences of excess iodine. Nature Reviews Endocrinology. Великобритания, 2014.
- Российская ассоциация эндокринологов. Клинические рекомендации «Заболевания и состояния, связанные с дефицитом йода». Министерство здравоохранения Российской Федерации. Россия, 2020.
- Alexander E. K., Pearce E. N., Brent G. A. et al. 2017 Guidelines of the American Thyroid Association for the diagnosis and management of thyroid disease during pregnancy and the postpartum. Thyroid. США, 2017.
- Bath S. C., Steer C. D., Golding J., Emmett P., Rayman M. P. Effect of inadequate iodine status in UK pregnant women on cognitive outcomes in their children: results from the Avon Longitudinal Study of Parents and Children (ALSPAC). Lancet. Великобритания, 2013.
- Трошина Е. А., Платонова Н. М., Панфилова Е. А., Панфилов К. О. Аналитический обзор результатов мониторинга основных эпидемиологических характеристик йододефицитных заболеваний у населения Российской Федерации за период 2009–2015 гг. Проблемы эндокринологии. Россия, 2018.
Материал носит информационно-просветительский характер и не заменяет очной консультации врача. Диагноз и лечение определяет только врач.
Читайте также
- Йододефицит и зоб
- Гипертиреоз и тиреотоксикоз
- Обмен кальция: паратгормон, витамин D и кальцитонин
- Как работает клетка: мембрана, обмен веществами с окружающей средой
Автор:
