Farhana Ahad

Departamentul de fiziologie, SKIMS Medical College, Bemina, Srinagar și Departamentul de științe alimentare, Universitatea din Kashmir, Srinagar

Shaiq A. Ganie

Departamentul de fiziologie, SKIMS Medical College, Bemina, Srinagar și Departamentul de științe alimentare, Universitatea din Kashmir, Srinagar

Abstract

Iodul este un micronutrient vital necesar în toate etapele vieții; viața fetală și copilăria timpurie fiind cele mai critice faze ale cerinței. Dieta este singura sursă de iod, care la rândul său este dependentă de conținutul de iod din apă și sol. Iodul este metabolizat în corpul uman printr-o serie de etape care implică hipotalamusul, hipofiza, glanda tiroidă și sângele. Progresele recente în fiziologie și știința moleculară au revoluționat înțelegerea noastră asupra metabolismului iodului la nivel celular și subcelular. La rândul său, acest lucru ne-a îmbunătățit cunoștințele despre tulburările de deficit de iod (IDD), prevenirea, gestionarea și controlul acestora. Acest articol încearcă să revizuiască acest subiect important în lumina progreselor recente și oferă o prezentare cuprinzătoare a subiectului.

INTRODUCERE

Iodul este un micronutrient de o importanță crucială pentru sănătatea și bunăstarea tuturor indivizilor. Este un oligoelement, dintre care doar 5 g sunt suficienți pentru a satisface nevoile de viață ale unei persoane cu o durată de viață de 70 de ani (1). Iodul este concentrat în cea mai mare parte în glanda tiroidă (2). Un corp adult sănătos conține 15-20 mg de iod, dintre care 70-80% este stocat în glanda tiroidă. Aportul zilnic de iod de către o persoană se ridică la 500 micrograme; necesarul zilnic fiziologic în timpul vieții adulte este de 150 micrograme; în timpul sarcinii și alăptării este de 200 micrograme; iar în perioada neonatală este de 40 micrograme (3). În mod normal, aproximativ 120 micrograme de iodură sunt preluate de glanda tiroidă pentru sinteza hormonilor tiroidieni (4).

Oceanele sunt principalele depozite de iod din lume și foarte puțin din iod se găsește în sol. Depunerea de iod în sol are loc datorită volatilizării din apa oceanului, proces ajutat de radiațiile ultraviolete. Regiunile de coastă ale lumii sunt mult mai bogate în conținut de iod decât solurile aflate în interiorul țării; aici problema devine mai agravată de lipirea continuă a iodului din sol (5). Prin urmare, culturile cultivate în astfel de soluri rămân insuficiente în iod; chiar și apele subterane din aceste zone sunt deficitare în iod (2). Acest lucru explică distribuția endemică a tulburărilor de deficit de iod (IDD) în lume.

Metabolizarea iodului

Iodul se obține în principal din surse alimentare, în special din legume cultivate pe sol bogat în iod; cerința rămasă este îndeplinită din apa potabilă (1). Algele marine, cum ar fi wakame, nori sau mekabu, care sunt utilizate pe scară largă în unele culturi asiatice pentru prepararea supelor, salatelor și condimentelor, sunt surse bogate de iod. Iodul se găsește în natură sub diferite forme: săruri anorganice de sodiu și potasiu (ioduri și iodate); iodul diatomic anorganic (iod molecular sau I) și iodul monoatomic organic (5). (Tabelul 1)

tabelul 1

Sursa de iod *

deficit

Glanda tiroidă joacă un rol central în metabolismul iodului. Glanda cuprinde foliculi multipli căptușiți de celule foliculare care stau pe o membrană bazală. Foliculii sunt umpluți de un material vâscos clar numit coloid. Coloidul este o cicloproteină numită tiroglobulină (4).

Captarea iodului este primul pas în metabolismul iodului (Fig. 1). Procesul începe cu absorbția iodurii din capilar în celula foliculară a glandei printr-un sistem de transport activ. Acest lucru se produce împotriva gradienților chimici și electrici de către proteina simportată de sodiu/iod (NIS) găsită în membrana basolaterală a celulei foliculare; energia necesară acestui proces este legată de Na + dependentă de ATPază; - pompa K (3).

Sinteza și eliberarea hormonilor tiroidieni

Sinteza și secreția de tiroglobulină este al doilea pas. Apare printr-un alt proces independent în interiorul celulei foliculare; sinteza începe pe reticulul endoplasmatic dur ca unități peptidice cu greutate moleculară 330.000 (produsul principal de traducere al ARN-ului său mesager). Mai târziu, aceste unități se combină într-un dimer, urmat de adăugarea de resturi de carbohidrați, după care molecula se mută în aparatul Golgi. Molecula de tiroglobulină completă conține aproximativ 140 de reziduuri de tirozină, care servesc ca substrat pentru sinteza hormonilor tiroidieni (3,4). Tiroglobulina este conținută în vezicule mici care se deplasează apoi către suprafața apicală a membranei plasmatice înainte de a fi eliberată în lumenul folicular.

Al treilea pas este oxidarea iodurii. Iodura din celula foliculară se deplasează spre suprafața apicală a membranei plasmatice, pentru a intra în lumenul folicular; acest transport printr-un transportor independent de iodură/clorură de sodiu numit pendrin. Iodura (I ') este apoi oxidată imediat la iod de (I) (3,4) .

Aceasta este urmată de organizarea tiroglobulinei, unde are loc iodarea reziduurilor de tirozină prezente în molecula de tiroglobulină. Iodarea apare mai întâi în poziția 3 pentru a forma monoiodotirozină (MIT) și apoi în poziția 5 pentru a forma diioditirozină (DIT). Iodarea tirozinei este urmată de reacția de cuplare, prin care două molecule de cuplu DIT formează hormonul tiroxinei (T4); și o moleculă de MIT se cuplează cu o moleculă de DIT pentru a forma hormonul triiodotironinei (T3) (3,4). Reacția este catalizată de peroxidaza tiroidiană (TPO) (5,7). Hormonii tiroidieni sunt depozitați în interiorul foliculilor tiroidieni sub formă de coloid timp de câteva luni. Hormonii depozitați pot îndeplini cerințele organismului timp de până la 3 luni (3,4).

Coloidul care conține tiroglobulină iodată suferă endocitoză, prin care este salvat din lumenul folicular de către celulele epiteliale; acest lucru este facilitat de receptorul TG megalin care este prezent pe membrana apicală. Coloidul pătrunde acum în citoplasmă sub formă de picături coloidale, care se deplasează spre membrana bazală, eventual, prin intermediul funcției de microtubuli și microfilamente. Următoarele picături coloidale se fuzionează cu vezicule lizozomice care conțin enzime proteolitice. Proteazele ajută la digerarea moleculei de tiroglobulină eliberând T4, T3, DIT și MIT în citoplasmă. În timp ce T4 și T3 se difuzează prin suprafața bazală în fluxul sanguin, MIT și DIT sunt deiodatate rapid de enzima deiodinază. Acest mecanism ajută la recuperarea iodurii pentru reciclare împreună cu tirozina pentru reciclare (3,4).

În fluxul sanguin, T4 și T3 pot circula în formă legată sau liberă; în timp ce 99 la sută din T4 și T3 circulă sub formă legată, mai puțin de 1 la sută circulă într-o formă nelegată. Proteinele de legare includ globulina de legare a tiroxinei (TBG), prealbumină de legare a tiroxinei (TBPA) și albumina de legare a tiroxinei (TBA). Legarea hormonilor în afară de a servi ca rezervor ajută și la prevenirea pierderii urinare a hormonilor. Hormonii nelegați sunt biologic activi. Aproximativ 80% din T3 circulant, cel mai activ hormon tiroidian este derivat din deiodarea periferică a hormonului T4 (3).

Secreția tiroidiană este reglată de glanda pituitară prin TSH care funcționează pe un mecanism de reacție reglat la nivelul T4 în sânge. O scădere a nivelului T4 stimulează hipofiza să-și mărească secreția de TSH, care la rândul său stimulează glanda tiroidă să elibereze T4 în circulație pentru a menține nivelurile normale ale hormonului din sânge (4).

Glanda tiroidă secretă 80 micrograme de iod sub formă de hormoni T3 și T4 pe zi; 40 de micrograme de iod secretat apar în lichidul extracelular (ECF) pe zi. T3 și T4 sunt metabolizate în ficat, care eliberează aproximativ 60 micrograme de iod în ECF și 20 micrograme de iod în bilă pentru a fi excretate în scaune. În medie, 480 micrograme de iod se elimină în urină și 20 micrograme în scaune pe zi (4).

Deoarece tiroida posedă un mecanism de captare a iodului extrem de eficient, în mod normal, acesta menține un gradient de 100: 1 între conținutul de iod din celulele tiroidiene și iodul extracelular (2). Eficacitatea captării iodurii este evaluată prin raportul tiroidă/ser (T/S). T/S [I] se măsoară cu iodură radioactivă. Hormonul stimulator al tiroidei (TSH) reglează rația T/S pentru iodură. După hipofizectomie scăderea nivelului TSH duce la scăderea rației T/S. Nivelurile ridicate de TSH ca și în hipertiroidismul secundar (hipofizar) cresc raportul T/S (7).

În timp ce porțiunea majoră de iod este concentrată în glanda tiroidă, iodul nehormonal se găsește într-o varietate de țesuturi ale corpului, inclusiv glandele mamare, ochiul, mucoasa gastrică, colul uterin și glandele salivare (7). Cu excepția țesutului mamar, funcția iodului în aceste țesuturi nu este încă clară (8). Acumularea de iod în sân joacă un rol important în timpul alăptării în dezvoltarea fetală și neonatală; cu toate acestea, s-a dovedit că asemenea iod are funcție antioxidantă. În prezența peroxidului de hidrogen și a peroxidazei, iodura acționează ca un donator de electroni, reducând astfel daunele cauzate de radicalii liberi de oxigen (9,10). Dimpotrivă, sânii cu stocuri inadecvate de iod sunt predispuși să se deterioreze prin acumularea unor niveluri ridicate de malondialdehidă, un produs al peroxidării lipidelor (11). Acidul ascorbic la fel, concentrațiile de iod de până la 15 micromoli, pot avea efecte antioxidante semnificative (12). Acest efect antioxidant al iodului ar putea explica efectele terapeutice ale băilor cu alge marine sau ale soluțiilor bogate în iod care au fost utilizate în mod istoric pentru tratarea multor boli (12).

Studiile efectuate pe animale au demonstrat că iodul normalizează secreția crescută a hormonilor corticosteroizi suprarenali legată de stres și inversează efectele hipotiroidismului asupra ovarelor, testiculelor și timusului la șobolanii tiroidectmizați (13,14). Iodul poate avea, de asemenea, un rol în funcția imunitară; atunci când sunt plasate într-un mediu care conține iodură de 10-6 M, leucocitele umane sintetizează tiroxina (15).

Tulburări de deficit de iod

Tulburarea de deficit de iod (IDD) este cea mai frecventă endocrinopatie din lume și, de asemenea, cea mai prevenibilă cauză de întârziere mintală (5). În 1998, o treime din populația lumii trăia în zone cu deficit de iod (16). Cei doi factori majori responsabili pentru IDD sunt aportul inadecvat de iod și utilizarea inadecvată a iodului. Aportul inadecvat de iod poate fi secundar unui conținut scăzut de iod din sol și, în consecință, al alimentelor consumate sau al consumului redus de alimente de mare dictate de costul ridicat și disponibilitatea redusă Pe de altă parte, prezența goitrogenilor în anumite alimente poate duce la iod inadecvat. utilizare (17) (Fig. 2).

Cauzele tulburărilor de deficit de iod

IDD este un termen care reflectă colectiv manifestările clinice și subclinice ale deficitului de iod. Iodul fiind o componentă indispensabilă a hormonilor T3 și T4, deficiența acestuia interferează serios cu sinteza acestor hormoni. Pentru un timp, tiroida răspunde eliberând hormonii depozitați ca componente ale moleculelor de tiroglobulină. Dar atunci când depozitele sunt epuizate și nivelul sanguin de T4 începe să scadă, hipofiza intervine prin creșterea producției de TSH care stimulează tiroida pentru a crește absorbția de iodură și pentru a asigura eliberarea hormonilor tiroidieni cu o forță adecvată. Cu toate acestea, în starea de deficiență, atunci când absorbția de iodură a tiroidei este grav îngreunată, TSH nu reușește să promoveze eliberarea T4 și se termină doar cu hiperplazia celulelor foliculare. Într-o situație de deficit sever de iod, în timp ce nivelul T4 rămâne scăzut, nivelul TSH rămâne ridicat (3,4). Sub stimularea continuă a TSH în zonele endemice, glanda tiroidă suferă hipertrofie și hiperplazie a celulelor foliculare și, în acest proces, se mărește și apare ca gușă care, în anumite cazuri, poate atinge o dimensiune enormă.

Daunele cauzate organismului uman din cauza deficitului de iod sunt de fapt rezultatul deficitului de hormoni tiroidieni. Efectele IDD la om în diferite stadii ale vieții sunt prezentate în Tabelul 2 (6,17). Deficitul duce nu numai la formarea gușei, ci și la întârzierea severă a creșterii, dezvoltării și maturizării aproape tuturor țesuturilor corpului, în special a celor care se dezvoltă rapid. Există o mare variație între sensibilitatea organelor care se dezvoltă rapid la deficiența hormonilor tiroidieni; creierul este cel mai sensibil organ. Perioada critică în zonele endemice se extinde de la al doilea trimestru până la al doilea an de viață. Aportul deficitar de iod în această perioadă poate duce la consecințe devastatoare care rezultă din deteriorarea permanentă a creierului. Administrarea de iod în timpul celui de-al doilea trimestru de sarcină inversează deteriorarea cauzată de deficiența de iod. Cu toate acestea, daunele suferite după sfârșitul celui de-al doilea trimestru de sarcină sunt permanente (18). Datorită IDD-ului matern, se estimează că aproximativ o cincime din femeile însărcinate din India vor da naștere copiilor care nu își vor atinge potențialul fizic și mental optim (19).

masa 2

Efectul tulburării de deficit de iod *

Un făt în creștere în uterul unei mame cu deficit de iod are un risc ridicat. Sarcina se poate încheia cu avort, naștere încă mortă, anomalii congenitale sau rezultate cu greutate redusă la naștere. Sugarii născuți din mame cu deficit de iod, care supraviețuiesc fazei critice postnatale, pot dezvolta cretinism endemic. Forma neurologică a cretinismului endemic se caracterizează printr-o întârziere mentală severă și este de obicei asociată cu diplegie cerebrală și surd-mutism (2). Copiii din zonele endemice prezintă o dezvoltare fizică și mentală retardată, cu un QI scăzut. nivelurile și performanța școlară afectată. Implicațiile grave ale deficienței de iod asupra capacității de învățare a copilului și a calității vieții populației copilului sunt astfel evidente în eroziunea calității resurselor noastre umane (20).

Dezvoltarea creierului depinde de aportul adecvat de tiroxină. Hipotiroidismul chimic neonatal (NCH) este un precursor al subnormalității mentale în copilărie. Nivelurile T4 și TSH sunt măsurate pentru a diagnostica NCH. Nivelurile T4 mai mici de 3 mcg per dl și valoarea TSH mai mare de 50 de micro unități pe ml indică NCH. Incidența NCH în regiunile endemice din India și țările vecine variază de la 6 la 130 la mia de nașteri (21). Zonele cu incidență ridicată a NCH au arătat o reducere marcată a QI. scoruri și cazuri crescute de surditate nervoasă. S-a estimat că aproximativ 10% sau mai mult dintre nou-născuții din regiunile endemice de gușă severă se estimează a fi expuși riscului de hipotiroidism neonatal și de dezvoltare mentală și fizică rezultată (22).

Incidența gușei crește odată cu vârsta atingând frecvența maximă la adolescență, fetele prezentând o frecvență mai mare decât băieții. Populația adultă care locuiește în zonele cu deficit de iod este caracterizată printr-un grad ridicat de apatie, funcționare mentală redusă, lipsa de energie fizică și o scădere a forței de muncă, toate contribuind la o calitate slabă a vieții. Deficitul de iod a apărut ca o problemă socio-medicală de dimensiuni vaste asociate cu retard fizic și mental, tulburări neurologice, mentalitate slabă, educabilitate scăzută, performanță slabă, handicapuri sociale, fiabilitate și desfigurare (1).

Mâncarea tradițională japoneză conține cantități semnificative de iod dietetic, consumând probabil cel puțin 7000 mcg de iod zilnic numai din kombu (23). S-a estimat că consumul japonez de iod dietetic depășește limita superioară de siguranță de 1 mg de aproximativ 5-14 ori 5). Aceste niveluri mai ridicate par să nu aibă niciun efect supresiv asupra funcției tiroidiene la persoanele normale, totuși aportul de iod în exces ar putea provoca probleme la pacienții cu noduli tiroidieni, hipertiroidism și boală tiroidiană autoimună (5). Dimpotrivă, s-a observat în mod interesant că femeile japoneze care consumă o dietă cu conținut ridicat de iod au o incidență scăzută a bolilor mamare benigne și maligne; totuși, acest avantaj protector se pierde în același grup etnic odată ce imigrează în alte țări (24-26). Japonia are, de asemenea, o incidență scăzută a tiroiditei autoimune (27). Stadel a postulat că, având în vedere distribuția geografică a deficitului de iod, există o incidență scăzută a cancerelor de prostată, endometru, ovar și sân la populațiile care consumă diete cu conținut ridicat de iod (28).

Strategii de suplimentare cu iod

Deoarece iodul este eliberat din organism prin urină, cel mai bun mod de a determina deficiența de iod într-o populație mare este de a măsura cantitățile de iod din probele de urină. OMS definește deficiența de iod ca o concentrație mediană de iod urinar mai mică de 50 μg/L într-o populație (6). (Tabelul 3)

Tabelul 3

Populația mediană valorile iodului urinar și nutriția cu iod *

Odată cu creșterea gradului de conștientizare a spectrului larg de tulburări ale deficitului de iod, s-a observat o creștere constantă în estimarea amplorii problemei în lume. În 1990, OMS a raportat că populația totală cu risc de deficit de iod în țările în curs de dezvoltare era de 1 miliard, din care 200 de milioane sufereau de gușă; peste 5 milioane au fost cretine cu retard mental sever; iar 15 milioane aveau mai puține grade de defect mental. În India, se estimează că 150 de milioane de oameni sunt expuși riscului de tulburări de deficit de iod, dintre care 54 de milioane au gușă, 2,2 milioane sunt cretine și 6,6 milioane au defecte neurologice 29). Nașterile statice și decesele neonatale atribuite deficitului de iod au depășit 90.000. Cea mai intensă centură endemică din lume se află în India, care se întinde de-a lungul versanților sudici ai Himalaya, extinzându-se de la Kashmir în vest până la dealurile Naga din est. Odată cu creșterea gradului de conștientizare a problemei, s-au descoperit în țară focare „extra-himalayane” ale deficitului de iod (1). Începând de astăzi, niciun stat din India nu poate fi rezolvat de problema deficitului de iod.

Suplimentarea cu iod în zonele lipsite de alimente bogate în iod este privită ca cea mai rentabilă soluție pentru a aborda problema IDD. Deficitul de iod poate fi corectat prin adăugarea de iod în mediile alimentare, cum ar fi sare, ulei, apă, sosuri etc. Metodele cu valoare dovedită pentru utilizare în masă sunt sarea iodată și uleiul iodat. În acest scop, fortificarea sării cu iod a fost identificată și considerată a fi cea mai potrivită metodă de fortificare. Fiind nu numai fezabil din punct de vedere tehnic, acest produs alimentar este consumat în întreaga lume în cantități standard de toate secțiunile populației (1,17). În India, principala ședere a Programului Național de Control al Gușei (NIDDCP) este fortificarea sării obișnuite cu iodat de potasiu (17). Vânzarea sării neiodate a fost interzisă. Monitorizarea calității sării se face în mod continuu, iar analiza recentă a 18.011 probe de sare a arătat că 73,15% sunt conforme cu standardele prescrise (1).