Основным источником йода на нашей планете является мировой океан, куда этот элемент приносится из атмосферы водными потоками и ледниками. Причем, его концентрация в морской воде почти такая же, как в плазме крови человека. Не случайно знаменитый исследователь Г. Сиборг охарактеризовал роль 53-го элемента периодической системы Д.И.Менделеева как великую и поистине космическую в появлении, развитии и сохранении жизни на земле.

В организме взрослого человека содержится 20 – 30 мг йода, из которых 10 –15 мг сконцентрировано в щитовидной железе. Йод является единственным из известных в настоящее время микроэлементов, участвующих в построении гормонов, а именно тиреоидных гормонов щитовидной железы.

В ходе развития у человека и животных выработалась сложная и эффективная система по обеспечению организма йодом, включающая механизмы его поглощения, модификации и транспорта в виде различных органических и неорганических соединений. При этом восполнение метаболического пула йодидов происходит непрерывно, как за счет экзогенных, так и за счет эндогенных источников.

Основное количество йода поступает в организм с пищевыми продуктами растительного (30 –35%) и животного (60-56%) происхождения. И лишь небольшая его доля – с водой (3%) и воздухом (3%). Йод в ЖКТ восстанавливается до йодидов (I^-), после чего быстро и почти полностью всасывается и поступает в кровь. При нормальной функции почек более 90% йода быстро выводится с мочой. Лишь незначительная его часть выделяется с калом.

Йод в значительных количествах может накапливаться в почках, печени, молочных и слюнных железах, которые осуществляют его выделение из организма, а также яичниках, гипофизе, желчи и мышцах.

Основным органом депонирования йода в организме является щитовидная железа. Тиреоидный эпителий этой железы обладает свойством активно накапливать йодиды с помощью активного транспорта против градиента концентрации. «Йодный насос» в условиях физиологической нормы функционирует при разности концентраций йода между внеклеточной жидкостью и цитоплазмой тиреоцита, равной 1 : 100, а при токсическом зобе или при йодной недостаточности – даже при 1 : 400.

Под влиянием фермента тиреоид пероксидазы йодид включается в основной белок щитовидной железы – тиреоглобулин. В ходе этой реакции отрицательно заряженный йодид встраивается в фенольное кольцо аминокислоты тирозина и приобретает положительный заряд (I⁺). Считается, что именно благодаря этой положительной валентности йод в полной мере проявляет свои уникальные биологические свойства.

Гормоны щитовидной железы жизненно необходимы для поддержания нормального обмена веществ во всех клетках организма. Они активно воздействуют на физическое, умственное и психическое развитие, дифференцировку и созревание тканей, участвуют в регуляции функционального состояния центральной нервной системы и эмоционального тонуса человека, сердечно-сосудистой, опорно-двигательной и нервной систем, оказывает выраженное влияние на водно-солевой, белковый, липидный и углеводный обмен, а также обмен витаминов.

Дефицит йода в организме приводит к широкому спектру заболеваний, тяжесть которых зависит от степени йодной недостаточности, от её продолжительности и от возраста, в котором организм недополучает йод.

Группу повышенного риска составляют дети, подростки, беременная и кормящая женщина.

Дефицит йода в период внутриутробного развития и в раннем детском возрасте приводит к необратимым нарушениям в развитии головного мозга и формирования умственной отсталости, вплоть до кретинизма.

По данным ООН в мире насчитывается 40 млн. больных с диагнозом эндемический кретинизм и при этом на свет появляются100 тысяч детей с этим диагнозом.

Дефицит йода влияет на слух, зрение, зрительную память детей. У них наблюдаются психические расстройства, неспособность к обучению, сниженная социальная адаптация.

У женщин в период беременности увеличиваются количество выкидышей, врожденных аномалий, случаев мертворождения и смертность детей первого года жизни.

Самым распространенным проявлением недостатком в рационе йода является эндемический зоб, которым страдает в мире более 740 млн человек.

Исследования показали, что даже незначительный дефицит йода в рационе питания приводит к нарушениям в деятельности всех систем организма, существенно снижает трудоспособность, интеллектуальный, образовательный и профессиональный потенциал всего населения, проживающего в регионах с йодной недостаточностью.

Таким образом, решения проблемы дефицита йода и связанные с ним йоддефицитные состояния является актуальнейшей медико-социальной задачей во всем мире.

Уникальность йоддефицитных заболеваний состоит в том, что их легко предотвратить путем ежедневного употребления дополнительного количества йода в течение всей жизни.

Следует подчеркнуть, что организм человека адаптирован к усвоению органических соединений йода, содержащихся в животной и растительной пище. К примеру, известно, что среднестатистический житель Японии потребляет несколько миллиграмм йода с морской рыбой и другими морепродуктами. При этом, у населения этой страны практически отсутствуют побочные эффекты, связанные с дополнительным потреблением неорганических соединений йода, зарегистрированные в других странах. Данные отрицательные явления могут приводить к тяжелым последствиям, вызванными тиреотоксикозами.

Таким образом, наблюдается следующая зависимость: японцы, потребляющие от двух до двадцати тысяч микрограммов органического йода в сутки не страдают от тиреотоксикозов, тогда как многие люди подвержены этому риску при потреблении всего 100-150 мкг неорганического йода в виде йодидов или йодатов. Это объясняется тем, что в организме человека существуют физиолого-биохимические механизмы, позволяющие эффективно метаболизировать органические формы йода. Они не только поддерживают оптимальный уровень йода, но при необходимости способствуют выведению избытка йода с мочой. Этот факт подтверждается тем, что при норме ВОЗ содержания йода в моче, составляющей от 100 до 300 мкг/л, содержание йода в моче японца составляет несколько тысяч микрограмм.

Из-за того, что избыток неорганического йода не может быть метаболизирован этими механизмами, этот приводит к тому, что йодид быстро и полностью всасывается и поступает в кровь. Далее он связывается щитовидной железой, вызывая локальные очаги гиперплазии и гипертрофии ее тиреоцитов. Это в дальнейшем может приводить к появлению узлов в ткани железы и онкологическим заболеваниям.

Интересно, что удовлетворение детской потребности в йоде происходит почти целиком за счет употребления органически связанного йода с белками материнского молока. В данном случае йод является структурным элементом тирозиновых и гистидиновых остатков белковых молекул молочных белков.

«Биойод» представляет собой смесь полноценных белков сыворотки молока, содержащих 2,5% ковалентно-связанных атомов йода. Йод встраивается в молекулу аминокислоты тирозина или гистидина и имеет положительную валентность (J⁺), в которой он проявляет свои биологические функции.

Йодированные белки получают по оригинальной запатентованной технологии с помощью ферментативного метода. Этот способ йодирования присутствует во всех животных и растительных организмах.

Качество и безвредность обеспечивается очисткой готового продукта с помощью макро-, микро- и ультрафильтрацией. Это позволяет полностью избавить конечный продукт от несвязавшегося неорганического йода ( J² и J^-).

Проведенные исследования структуры и подлинности ферментативно йодированных молочных сывороточных белков подтвердили наличие в них йодированных аминокислот, в частности, моно- и дийодтирозина (рис. 1).

Рис.1. Разделение продуктов ферментативного гидролиза йодированного (сплошная линия) и нейодированного белка (пунктир).

Дополнительные исследования a-лактальбумина, имеющего исходную массу 14174 Dа с помощью MALDI-спектрометрии показали, что при йодировании происходит существенное изменение масс-спектра йодированного белка, при этом появляются сигналы, соответствующие белкам, содержащим 1, 2 и 3 атома йода в молекуле, с массой 14340, 14460 и 14593 Da соответственно (рис. 2).

Рис.2. MALDI масс-спектры фракций, полученных в результате обращено-фазной хроматографии йодированного (сплошная линия), и нейодированного (пунктир) белка.

Таким образом, предлагаемый биотехнологический способ йодирования белков обеспечивает:

• сохранение нативных свойств белков, содержащих стандартное органически связанного йода;
• отсутствие свободного неорганического йода, а также потенциально токсичных веществ и реагентов в получаемом продукте;
• получение в промышленных масштабах йодированных пищевых белков с чистотой белка свыше 90%.

В ходе эксперимента на мышах было показано, что «Биойод»,

содержащий [¹²⁵I] подвергается в желудочно-кишечном тракте эффективному протеолизу. Тирозин, входящий в состав молочных сывороточных белков и содержащий [¹²⁵I] в органической форме подвергается быстрому всасыванию и метаболизму, при этом большая часть метаболизированного йода выводится с мочой. Часть [¹²⁵I] включается в щитовидную железу животных, а значительное количество [¹²⁵I]пополняет пул иода в мышечной ткани, печени и почках.

Для изучения биологической эффективности усвоения йода из йодированных молочных сывороточных белков «Биойод» было проведено обследование добровольцев, детей и беременных женщин. Согласно эпидемиологическим критериям оценки степени тяжести йоддефицитных заболеваний ЙДЗ, предложенных ICCIDD, а также методическим указанием МУ 2.3.6.1064-01 Минздрава РФ. Обследование состояло из определения концентрации йода в разовой порции мочи. Определение уровня экскреции йода с мочой проводили в разовой утренней порции мочиарсенитно-цериевым методом в биохимической лаборатории Эндокринологического научного центра РАМН.

1. Клиническая апробация «Биойода» на добровольцах.

С целью оценки эффективности и безвредности йодированных белков «Биойод» были проведены исследования на 10 добровольцах. Добровольцы принимали «Биойод», в котором содержалось 100 мкг органически связанного йода, в течение двух месяцев 2 раза в день (утром и вечером). Динамика изменений содержания йода в моче добровольцев показана в таблице 1. Полученные данные свидетельствуют об эффективности усвоения йода из препарата. Через 15 дней с потреблением «Биойода» медиана йодурии возросла вдвое по сравнению с исходным уровнем. Кроме того, увеличение медианы йодурии добровольцев через 2 месяца с 94 мкг/л до 308 мкг/л подтверждает включение компенсаторных механизмов организма, обеспечивающих выведение излишков йода с мочой.В результате проведенных исследований было установлено, что длительное применение йодированных белков не вызывает токсических и аллергических реакций.

Таблица 1.

Содержание йода в моче у добровольцев (n=10).

Показатель	Исходно	Через 15 дней	Через 30 дней	Через 45 дней	Через 60 дней
Медиана йодурии, мкг/л	94	181	249	297	308
Величина йодурии, %
< 100 мкг/л	60	-	-	-	-
100 – 199 мкг/л	40	80	-	-	-
200 – 299 мкг/л	-	20	100	60	20
> 300 мкг/л	-	-	-	40	80

2. Применение йодированных белков для профилактики йодной недостаточности у детей.

Исследования были проведены на базе специализированного детского дома (г. Ермолино, Калужская обл.). Возраст детей – от 1 до 3 лет.

Для сравнительной оценки различных способов йодной профилактики все обследованные дети были разделены на 2 группы. Первая группа (n=12) ежедневно в течение 2 месяцев получала на завтрак и ужин дополнительно к традиционному питанию с таблетками KI (Berlin-Chemie, Германия) по 25 мкг йода. Вторая группа соответственно принимала пищу с добавлением «Биойода» (также из расчета 50 мкг йода на одного человека в сутки).

Оценка йодурии (табл. 2) и клинический осмотр детейподтверждает эффективностьусвоения органического йода из предлагаемого продукта, а также отсутствие признаков токсических и аллергических реакций на йодированные белки.

Таблица 2.

Содержания йода в моче у детей.

Показатель	Контрольная группа (n=12)					Опытная группа (n=18)
	Исходно	Через 15 дней	Через 30 дней	Через 45 дней	Через 60 дней	Исходно	Через 15 дней	Через 30 дней	Через 45 дней	Через 60 дней
Медиана йодурии, мкг/л	48	98	103	102	103	47	87	87	103	103
Величина йодурии, %
< 50 мкг/л	66,7	-	-	-	-	55,6	-	-	-	-
50,0 – 100 мкг/л	33,3	58,3	33,3	25,0	8,3	44,4	94,4	100	38,9	44,4
> 100 мкг/л	-	41,7	66,7	75,0	91,7	-	5,6	-	61,1	55,6

3. Применение йодированных белков для профилактики йодной недостаточности у беременных женщин.

Апробация была проведена на беременных женщинах (n=15) на базе женской консультации №4 (г. Калуга). Беременные женщины ежедневно два раз день в течение 45 дней получали по 50 мкг органического иода.

Анализ динамики показателей йодурии (табл. 3) позволяет отметить нормализацию обмена йода у беременных женщин в конце первого месяца потребления продукта. В ходе исследований отмечалось улучшение общего состояния женщин, сопровождающееся хорошей переносимостью физических нагрузок, а также отсутствием аллергических реакций.

Таблица 3.

Содержание йода в моче у беременных женщин (n=15).

Показатель	Исходно	Через 15 дней	Через 30 дней	Через 45 дней
Медиана йодурии, мкг/л	56	99	143	167
Величина йодурии, %
< 50 мкг/л	30,0	-	-	-
50,0 – 100 мкг/л	70,0	53,3	-	-
> 100 мкг/л	-	46,7	100	100

Динамика изменений содержания йода в моче обследованных детей, добровольцев и беременных женщин показаны на рис.3

Рис.3. Содержание йода в моче после потребления «Биойода» у различных групп населения

Масштабные клинико-нутрициологические исследования, проведенные в 2009 г. совместно со специалистами ГУ «Научный центр здоровья детей РАМН» и НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков, показали положительное влияние применения «Биойода» в составе кондитерского батончика «ЙодХелпер», содержащего 200 мкг органического йода в 100 г продукта, на физическое и умственное здоровье школьников.

Медиана йодурии у обследованных учащихся в динамике годового использования йодированного батончика в рационе (2-3 раза в неделю по 35-20 гр.) увеличилась с 63 до 126 мкг/л (в 2 раза) (рис. 4). Исходный разбросзначений по уровню йодурии составлял от 20 до 127мкг/л, а через 11,5 месяцев показатель йода в моче составил от 30 до 240 мкг/л. Однако, превышения значений рекомендуемой верхней границы нормы (300 мкг/л) отмечено не было.

Рис. 4 Медиана йодоурии у учащихся.

Аналогичные положительные результаты были получены при добавления в рацион школьников Ставропольского края обогащенного «Биойодом» хлеба «Переменка». По результатам этой апробации, а также испытаний, проведенной на детях Научным центром здоровья детей РАМН, обогащенный хлеб рекомендован для использования в питании организованных детских коллективов.

Апробация «Биойода» с целью профилактики йодной недостаточности у человека убедительно выявила следующие его преимущества, а именно:

• полное отсутствие побочных эффектов, позволяющее применять его в высоких дозах при тяжелых формах йоддефицита;
• высокая биологическая доступность йода (легко усвояемая биорегулируемая органическая форма I+) и выраженный профилактический эффект;
• высокая технологичность, обеспечивающая простоту введения йодированных белков в лекарственные средства, БАД к пище и пищевые продукты, на любом этапе технологического цикла их производства с полным сохранением основных физико-химических свойств.

Таким образом, предварительные исследования показали высокую эффективностьи безвредность применения «Биойода» для профилактики иоддефицита и нормализации обмена иода у детей и взрослых.

В настоящее время кондитерские изделия, обогащенные «Биойодом», имеют рекомендации к применению у детей с трехлетнего возраста и поставляются в организованные дошкольные и школьные коллективы г. Москвы.