Йод, заболевания на почве йододефицита, аналитические методы

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЙОД, ЗАБОЛЕВАНИЯ НА ПОЧВЕ ЙОДОДЕФИЦИТА, АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Абуладзе Нино Бежановна,

Киквидзе Ирма Роландовна,

Джавахия Мака Шакроевна,

Габуния Кетеван Ушангиевна

Заболевания связанные с йододефицитом весьма распространены в мире и являются самой частой эндокринной патологией, особенно в регионах с недостаточным содержанием йода в окружающей среде. К ним относят субклинический гипотиреоз; болезнь Грейвса (диффузный токсический зоб), аутоиммунный тиреоидит; узелковые образования щитовидной железы; кистозно-фиброзная болезнь и рак груди; поликистозный синдром яичника; ожирение; диабет (оба типа); артериальную гипертензию; аритмию сердца; гормональные синдромы; текущие и хронические вирусные инфекции и т.д. По данным ВОЗ, в условиях дефицита йода живут более 2 млрд человек, среди них у 740 млн человек выявлен эндемический зоб, 43 млн человек из-за дефицита йода умственно отстают, более 6 млн человек страдают кретинизмом. К йододефицитным районам относятся местности, удаленные от моря, соли йода хорошо растворяются в воде, вымываются из почвы и с потоками воды уходят в мировой океан, при этом целые районы живут в условиях йододефицита. Не страдают дефицитом йода, живущие на побережье морей и океанов, люди, употребляющие в пищу большое количество морепродуктов. Создать избыток йода в организме также трудно, так как 95-98% поступающего в организм йода выводится с мочой, а 2-5% - через кишечник. По данным ВОЗ, минимальное физиологическое потребление йода в сутки составляет 100- 200 мкг. В разных странах рекомендуемые нормы отличаются, что связано с генетическими факторами населения. В Австралии безопасным считается потребление йода до 2000 мкг/сут. для взрослых и до 1000 мкг/сут. для детей, в Великобритании - до 17 мкг йода на 1 кг массы тела в сутки, но не более 1000 мкг/сут. [1-3].

Пути поступления йода в организм весьма разнообразны. Например, воздух малый источник йода. Хотя разряды молний переводят двухатомный йод в йодид, который растворяется в воде и выпадает в почву в форме дождя. Но затем влага стекает в реки, а реки содержащие йод в океан, вода которого содержит уже более высокие концентрации йода. Морские водоросли способны концентрировать йод в достаточно большом количестве, в среднем 0, 5-1, 5 % к сырой массе [4]. Поэтому жители прибрежных районов, употребляющие водоросли в пищу, практически не подвержены йододефициту. В течение ряда лет для уменьшения возможного йододефицита соли йода вводятся в пищевые продукты и добавки в молоко и молочные продукты, прохладительные напитки, чай, соль, кофе, хлеб, БАДЫ, и др. Учитывая отрицательные последствия, как малого потребления йода, так и избыточного, необходим точный контроль его содержания в них. Так же необходим контроль пищевой воды, почвы, сельскохозяйственных продуктов и животноводства, биологических жидкостей и др., в том числе сборы растений и сухих водорослей, содержащие йод [5-8].

В настоящее время имеются ряд лекарственных форм, содержащих соли йода [9]. Это таблетки йодистого калия в разных дозах, раствор йодида калия, раствор Люголя, йодорал-таблетки и др., в том числе сборы растений и сухих водорослей, содержащие йод..Лечебный эффект радиоактивного йода основан на воздействии бета-излучения на ткани организма. Следует особо подчеркнуть, что гибель клеток наступает только на расстоянии до 2 мм от зоны накопления изотопа, т.е. терапия радиоактивным йодом имеет очень направленное воздействие. Если учесть, что сам по себе йод в человеческом организме активно накапливается лишь в щитовидной железе (в значительном меньшем количестве - в клетках дифференцированного рака щитовидной железы, т.е. в клетках папиллярного рака и фолликулярного рака щитовидной железы), то становится очевидным, что лечение радиоактивным йодом является уникальным методом, позволяющим «точечно» воздействовать на йод-накапливающие ткани (ткань щитовидной железы или ткань опухолей щитовидной железы) [10, 11].

Аналитическое определение йода связано с наличием многих методов. Это связано с его летучестью, возможностью вступать в окислительно-восстановительные реакции с компонентами анализируемого вещества, поливалентностью и, в ряде случаев, с малой концентрацией. В связи с этим особое значение имеет правильный выбор метода подготовки проб. При этом приходится учитывать 2 основныж фактора - а) наличие органических веществ в пробе мешает проведению анализа, б) идеального метода подготовки проб не существует - в большинстве случаев мы сталкиваемся с потерей йода в этом процессе, вопрос в том, как их минимизировать. На сегодняшний день известны ряд методов подготовки проб. Метод щелочного сухого сжигания основан на обработке пробы раствором гидроокиси натрия или карбоната натрия при температуре от 400 до 500 °С. Для снижения потерь йода в этих процессах вводятся различные добавки, например, карбонат калия, сульфат цинка, этанол. В ряде работ в качестве окислителей используют нитрат натрия либо перманганат калия, что позволяет, с одной стороны, избавится от влияния органических веществ, с другой получить йод в одной окисленной форме с последующей нейтрализацией пробы, после озоления, и восстановлением. Метод «мокрого» озоления основан на обработке пробы смесями кислот - серной, азотной и перхлорной, смесь хлорной-хлорноватой кислот, смесь концентрированной серной кислоты и перхлорной кислот.

По нашим данным, минимальных потерь йода можно достичь только в случае использования метода разложения и дальнейшей обработки в закрытом пространстве, т.н. способ использования «бомб». Модификацией этого метода можно считать сжигание пробы в закрытом пространстве в атмосфере кислорода в конической или круглодонной колбе из термостойкого стекла со шлифом, при одновременном растворение образующихся продуктов сгорания в поглощающей жидкости и определение йода в растворе.

Рассмотрим существующие методы количественного определения йода.

Титриметрический метод [6-8].

Титриметрический метод анализа - один из наиболее распространенных способов количественного определения йода. Он рекомендован для определения йода в питьевой воде, хлебе и хлебобулочных изделиях, в пищевой поваренной соли йодатом калия и применяется в ряде стран при оценке абсорбированного и связанного по двойным связям йода в маслах и жирах. В качестве титранта чаще всего используется тиосульфат натрия (в присутствии крахмала в качестве индикатора). Йодометрическое титрование лежит в основе количественного определения, как йодатов, так и и йодидов. В раствор, содержащий йодат, добавляется избыточное количество калия йодида для высвобождения свободного йода, количественного определение которого проводится титриметрически. Количественное определение йодидов в растворе также осуществляется титриметрическим методом, йодиды вначале окисляются бромом в кислой среде до йодатов, которые восстанавливаются с помощью йодидов в кислой среде до молекулярного йода и оттитровывается тиосульфатом натрия в кислой среде.

Фотометрические методы [21-22 ].

Фотометрические методы определения йода можно разделить на 2 группы. 1-ая это относительно простой метод определения йода в экстракционных органических растворителях - хлороформе, бензоле, 4-х хлористом углероде, а так же фотометрические методики основанные на образовании комплексного соединения йода с различными реактивами, например с азотистокислым натрием в кислой среде. Эта группа методов удобны в исполнение, просты, но с достаточной достоверностью выполнимы при относительно высоком содержание солей йода в пробе. Церий-арсенитный метод - это каталитическое действие йода на процесс восстановления четырехвалентного церия трехвалентным мышьяком в кислой среде. Скорость уменьшения интенсивности окраски раствора измеряется фотометрическим методом при длине волны 405 нм. В настоящее время существуют различные варианты кинетического определения йодидов на основе церий-арсенитной реакции, которые различаются в основном способами подготовки проб к анализу. Известен роданидо-нитритный метод, в основе которого лежит реакция окисления роданид-иона смесью нитрат- и нитрит-ионов, катализируемой йодид-ионами. Описан метод количественного определения общего йода, основанный на каталитической деструкции ферро-тиоцианатного комплекса нитритом, катализируемым йодидом и последующем фотометрическом определении при длине волны 450 нм. Методы используются достаточно широко для определении йода в ряде биологических жидкостей, пищевых продуктах растительного и животного происхождения, в кормах и растениях, например, в картофеле. морковке, яблоках, молоке, морских продуктах, чае, сладостях и во многих других.

Метод потенциометрического титрования [ 23-35].

Предусматривает использование различных электродов - стеклянного, угольного и т.п.. Метод потенциометрического титрования основан на определение потенциала индикаторного электрода, в процессе титрования йодид-ионов серебром. Количество серебра, израсходованное на потенциометрическое титрование, соответствует концентрации йодид-ионов. Метод возможно использовать в широком диапазоне концентраций - 0, 2 до 500 мг/кг. В последние годы все большее применение привлекают йодидселективные, мембраны этих электродов состоят из малорастворимой соли йодида серебра в смеси с сульфидом серебра. Метод в основном используется при оценке качества природных и пищевых вод.

Электрохимические методы [26, 27].

В основном используются вольтамперометрические. Основаны на переводе всех форм йода в электрохимическую активную форму йодида с последующим определением йодид ионов с помощью инверсионной вольтамперометрии. Йодид-ионы накапливаются на поверхности ртутного электрода в виде малорастворимого соединения с ртутью с последующим катодным его восстановлением при рН 2 в среде инертного газа. Метод достаточно чувствителен, предел обнаружения йодидов составляет 0, 5 мкг в 100 г продукта.

Находят применение газовая хроматография и электрофоретические методики анализа [28, 29]. По данным авторов результаты отличаются достаточно высокой точностью.Описано определение йода в молоке методом изотопного анализа [30]. Используются методы нейтроно активационного анализа [31, 32 ]. масс-спектроскопии в сочетании с рентгеновской флуоресценцией, ICP-MS и др. [33-37 ]. Определение йода в водных объектах и образцах с органической матрицей методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с применением газовой генерации [38-42]. Это способ восстановительной газовой генерации йода из йодат-иона для определения йода в биологических объектах после процедуры микроволнового кислотного разложения. Он позволяет разработать высокочувствительные методики определения галогенов в водных объектах и образцах с органической матрицей с применением окислительной газовой генерации. Пределы обнаружения йода в водных объектах составили 0, 2 мкг/л, соответственно. Пределы обнаружения в образцах с органической матрицей составили 0, 05-1, 1 мкг/г. Разработать методику определения йода в биологических объектах с применением восстановительной газовой генерации. Пределы обнаружения йода в твердых и жидких биосубстратах составили 0, 09-0, 2 мкг/г и 30 мкг/л, соответственно.

заболевание йододефицит титриметрический электрохимический

Библиографический список

1. Герасимов Г.А. Йодный дефицит в странах Восточной Европы и Центральной Азии - состояние проблемы в 2003 году // Клиническая тиреоидология, 2003. Т. 1. № 3. С.5-12.

2. Thompson C. Dietary recommendations for iodine around the world//IDD Newsletter. 2002. Vol. 18. № 3. P. 38-42.

3. Герасимов Г.А. Безопасность йода и йодата калия// Клиническая тиреоидология, 2004. Т. 2. № 3. С.10-14.

4. Подкорытова А.В., Кадникова И.А. Качество, безопасность и методы анализа продуктов из гидробионтов. Вып. 3. Руководство по современным методам исследований морских водорослей, трав и продуктов их переработки. М. 2009, 198с.

5. Костюченко М.Н., Цыганова Т.Б., Шатнюк Л.Н. и др. Использование йодированной соли в хлебопекарном производстве (информационное письмо). М., 2004. - 101 с.

6. Определение йода в соли поваренной пищевой. http://www.lawrussia.ru/…/doc469a391x913.htmэ

7. МУК 4.1.1090-02. Определение йода в воде.

8. МУК 4.1.1106-02. Определение массовой доли йода в пищевых продуктах и сырье титриметрическим методом.

9. Справочник фармацевта. С.- Петербург. Из-во фарма, 2016, 187с.

10. Подробнее о лечении радиоактивным йодом в Европе Лечение радиоактивным йодом (радиойодтерапия, терапия …http://radioiod.ru/radio.html

11. Йод - MedAboutMe https://medaboutme.ru/zdorove/spravochnik/slovar-medicinskih-terminov/yo

12. March J.G., Gual M.5 Simonet B.M. A Sensitive Extracto-Photometric Method for Determination of Residual Chlorine in Greywater.Journal of AOAC International. 2004, Vol. 87, . 4, P. 852 - 855.

13. СергеевГ.М., ШляпуноваЕ.В., МакееваИ.В. Определение йодид-ионов вминеральных водах методом экстракционной редоксфотометрии. Аналитика и контроль. 2006, 10, 1, С. 49 - 54.

14. Gnat D., Dunn A.D., Chaker S. etal. Fast colorimetric method for measuring urinary iodine.Clinical Chemistry. 2003, Vol. 49, 1, P. 186- 188.

15. Merwe D., Henley R., Lane G. et al. Urinary iodine analysis: an alternative method for digestion of urine samples. Clinical Chemistry 2004, 50, 4, P. 780 - 782.

16. Аbala J., Carrion N., Murillo M. et al. Determination of normal human intrathyroidal iodine in Caracas population. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 2009, Vol. 23, 1, P. 9 - 14.

17. Murillo M., Carrion N., Quintana M. et al. Determination of selenium and iodine in human thyroids. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 2005, Vol. 19, l, P. 23-27.

18. Hedayati M., Ordookhani A., Daneshpour M.S. et al. Rapid acid digestion and simple microplate method for milk iodine determination. Journal of Clinical Laboratory Analysis. 2007, Vol. 2, 5, P. 286-292.

19. Явич П.А., Чурадзе Л.И., Рухадзе Т.А. и др. Железо и йод в растительном сырье и пищевых продуктах. Хим. ж. Грузии, 2002, №2, с.355-261.

20. Явич П.А., Чурадзе Л.И., Рухадзе Т.А., Хоситашвили В.Л. и др. К дефициту железа и йода в организме человека. Сб. радиологические исследования, 2009, т.6, с.210-214, Тбилиси.

21. Фотометрическое определение йода в воде. zakon. law7.ru/base07/part2/d07ru2984.htm

22. Dan Dezhong, Li Ping, Zhang Kun, Shi Bo. Iodine Determination in Urine by Catalytic Spectrophotometric Method Using Microwave Sample Decomposition- (2).Anal. Chem. 2002, 30, 4, P. 1258.

23. Beheshti S.S., AminiМ.К. A simple and selective flow-injection potentiometric method for determination of iodide based on a coated glassy carbon electrode sensor/International Journal of Electrochemical Science. 2007, Vol. 2, P. 778 - 787.

24. Svancara I., OgorevcВ., Novic M. et al. Simple and rapid determination of iodide in table salt by stripping potentiometry at a carbon-paste electrode. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2002, Vol. 372, . 7-8, P. 795 - 800.

25. Zhang W., Mnatsakanov A., Hower R. et al. Urinary iodine assays and ionophore based potentiometric iodide sensors. Frontiersin Bioscience. 2005, 10, P. 88-93.

26. Методические указания МУК 4.1.1481-03. Определение массовой концентрации йода в пищевых продуктах, продовольственном сырье, пищевых и биологически активных добавках вольтамперометрическим методом. М.: Минздрав России, 2003, 41с.

27. Носкова Г.Н., Иванова Е.Е., Толмачева Т.П. и др. Определение йода в пищевых продуктах методом инверсионной вольтамперометрии.Пищевая промышленность. 2005, 12, с. 12 - 20.

28. Lin F.-M., Wu H.-L., Kou H.-Sh. Et al. Highly sensitive analysis of iodide anion in seaweed as pentafluorophenoxyethyl derivative by capillary gas chromatography. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2003, 51, 4, P. 867 - 870.

29. HuangZh., Ito K., Timerbaev A.R. et al. Speciation studies by capillary electrophoresis simultaneous determination of iodide and iodate in seawater. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2004, 378, P. 1836 - 1841.

30. Unak P., Lambrecht Yu., Biber F.Z. et al. Iodine determination in milk by isotope dilution analysis.Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry.2004, 259, 2, P. 321 - 324. Определение йода в молоке методом анализа изотопов

31. Определение йода в молоке методом изотопного анализа. В кн. изотопы в аналитической химии.Саратов, из-во Прогресс, 231с.

32. Меркулов В.Г., Барабаш H.A., Хабас M.B. Нейтронно-активационное определение эссенциально значимых микроэлементов в материнском молоке. Тезисы VII конференции «Аналитика Сибири и Дальнего Востока». 2004. - С. 44.

33. Andrasi E., Kucera J., BelavariCs. etal. Determination of iodine in human brain by epithermal and radiochemical neutron activation analysis.Microchemical Journal. 2007, Vol. 85, P. 157 - 163.19Q

34. Varga I. Iodine determination in dietary supplement products by TXRF and ICP-AES spectrometry 11 Microchemical Journal. 2007, 8 l., P. 127-131

35. Hansson M., GrunditzТ., Isaksson M. et al. Iodine content and distribution in extratumoral and tumor thyroid tissue analyzed with X-ray fluorescence and time-of-flight secondary ion mass spectrometry. Thyroid. 2008, Vol. 18, 11, P. 1215- 1220. 35. Izmer A.V., Boulyga S.F., Becker J.S. Determination of 129I/127I isotope ratios in liquid solutions and environmental soil samples by ICP-MS with hexapole collision cell.JournalofAnalyticalAtomicSpectrometry. 2003, , 18., P. 1339- 1345.

36. Li K., Vogel E., Krahenbiihl U. Measurement of 1-129 in environmental samples by ICP-CRI-QMS: possibilities and limitations.RadiochimicaActa. 2009, 97, 8, P. 453 - 458. 37.Reid H.J., Bashammakh A. A., Goodall P.S. et al. Determination of iodine and molybdenum in milk by quadrupole ICP-MS. Talanta. 2008, 75, l, P. 189- 197.

37. Chen J.-H., Wang K., Jiang Sh.-J. Determination of iodine and bromine compounds in foodstuffs by CE-inductively coupled plasma MS.Electrophoresis. 2007, Vol. 28, 22, P. 4227 - 4232.

38. CaldwellK.L., MaxwellC.B., MakhmudovA. etal. Use of inductively coupled plasma mass spectrometry to measure urinary iodine in NHANES 2000: Comparison with previous method. ClinicalChemistry. 2003, 49, 6, 1019-1021.

39. Niedobova E., Machat J., Otruba V. et al. Vapour generation inductively coupled plasma optical emission spectrometry in determination of total iodine in milk. Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 2005, 20, P. 945 - 949. 41.Суриков B.T., Пупышев А.А. Введение образцов в индуктивно связанную плазму для спектрометрического анализа. Аналитика и контроль, 2006, 10, 2, С. 112-125.

40. Вторушина Э. А. Автореф. дисс. Определение хлора, брома и йода в водных объектах и образцах с органической матрицей методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с применением газовой генерации. 2010, 34с.

Размещено на Allbest.ru