Йод – один из микроэлементов, присутствующих в организме человека, который незаменим и жизненно необходим для обеспечения нормальной жизнедеятельности. Самое важное значение йода заключается в участии его в синтезе гормонов щитовидной железы: трийодитиронина (Т3) и тетрайодтиронина (Т4). Йод единственный из известных в настоящее время микроэлементов, участвующий в биосинтезе гормонов. Йодсодержащие гормоны щитовидной железы играют важную роль в метаболизме, участвуют в регуляции обмена веществ, процессов анаболизма и катаболизма, а также в работе сердца и других органов. При недостаточном поступлении йода, соответственно, понижается секреция тиреоидных гормонов, что может повлечь за собой ряд заболеваний: гипотиреоз, диффузный эндемический зоб, эндемический кретинизм и др.
Наиболее богаты данным микроэлементом морепродукты, такие как рыба и морская капуста, однако йод также содержится в яичном порошке, желтке куриного яйца, сухом молоке и молочных продуктах.
Для избегания йоддефицитных состояний необходимо придерживаться рекомендациям ВОЗ, характеризующим количество йода необходимое к ежедневному поступлению в организм [1]. Данные для разных возрастных групп указаны в таблице.
Группы людей |
Потребность в йоде, мкг/сут |
Дети до 1 года |
50 |
Дети 2 – 6 лет |
90 |
Дети школьного возраста (7–12 лет) |
120 |
Подростки и взрослые (старше 12 лет) |
150 |
Беременные и в период грудного вскармиливания |
250 |
Оценить обеспеченность организма йодом можно, проведя анализ мочи, так как около 90 % употребленного человеком йода выводится через урину. Критерии для оценки степени эндемии йодной недостаточности приведены в таблице [1].
Выраженность йодного дефицита |
Медиана концентраций йода в моче, мкг/л |
Йодный дефицит отсутствует |
Более 100 |
Легкий йодный дефицит |
50–99 |
Умеренный йодный дефицит |
20–29 |
Тяжелый йодный дефицит |
Менее 20 |
Актуальность. Дефицит йода занимает первое место по распространённости среди микроэлементов. В условиях природного дефицита йода проживает около 2 млрд людей по всему миру [2]. В регионах, удаленных от морей, где почва недостаточно обогащена йодом, жители часто страдают йодной недостаточностью. Наоборот, у людей, населяющих прибрежные зоны, а также жителей островных государств большое место в рационе питания отведено богатым йодом морепродуктам, за счет которых суточная потребность в микроэлементе перекрывается полностью, и такие люди гораздо реже сталкиваются с йододефицитными состояниями. В России более половины территорий являются йоддефицитными. Оренбургская область не является исключением и также входит в число йоддефицитных регионов [3]. Поэтому необходима регулярная оценка уровня обеспеченности йодом у жителей региона.
Объектом исследования являются: образцы мочи 15 жителей города Оренбург в возрасте от 19 до 72 лет.
Цель и задачи исследования. Цель исследования – выяснить, соответствуют ли показатели содержания йода жителей города Оренбург с нормальными значениями, установленными ВОЗ.
Для реализации поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1) освоить доступную и точную методику количественного определения йода в пробах мочи;
2) провести количественный анализ содержания йода в исследуемых образцах;
3) сравнить полученные результаты с параметрами нормы;
4) дать оценку состояния здоровья населения, опираясь на данные показателя йода в организме;
Материалы и методы исследования. Для проведения анализа был использован спектрофотометрический метод определения микроконцентраций йода в моче. Данный метод запатентован Дороговой В.Б., Кучерявых Е.И., Маторовой Н.И. [43]
Первым этапом является подготовка пробы к фотометрированию, которая состоит из двух последовательных стадий:
– осаждение органических соединений с помощью сульфата цинка (ZnSO4) и гидроксида бария (Ba(OH)2) и дальнейшего центрифугирования (таким образом достигается обесцвечивание ратвора, а также устраняется мешающее влияние органических веществ);
– экстрагирование молекулярного йода из супернатанта с помощью хлороформа с последующим переводом йода в йодат-ионы хлорной водой;
Затем производят окрашивание раствора реактивом для получения данных об оптической плотности раствора:
– обработка полученного раствора йодидом калия (КI);
– спектрофотометрирование раствора на фотоэлектроколориметре при длине волны 400 нм.
Проведение исследования
В пробирку добавляют 2 мл образца мочи, 2 мл раствора гидроксида бария (Ba(OH)2) с концентрацией 0,3 % и 5 мл раствора сульфата цинка (ZnSO4) с концентрацией 5 %. Содержимое пробирки встряхивают, затем центрифугируют 4 минуты при 3000 об/мин. Супернатант сливают в отдельную пробирку.
Осадок в пробирке после первого центрифугирования промывают 3 мл дистиллированной воды и центрифугируют 2 минуты при 3000 об/мин. Супернатант сливают в ту же пробирку. Затем приливают 8 мл хлороформа и встряхивают. Нижний хлороформный слой сливают в другую пробирку, куда добавляют 1 мл хлорной воды и 7 мл дистиллированной воды. После этого тщательно встряхивают.
Водную фазу переносят в термостойкие стаканчики и ставят на заранее подготовленную песчаную баню на 10 минут для удаления остатков хлора. Раствор охлаждают при комнатной температуре.
Раствор переносят в мерную колбу на 25 мл, добавлюят 3 мл 1 н раствора йодида калия (КI), 4 мл 0,1 н раствора серной кислоты (Н2SO4), доводят дистиллированной водой до метки. Окрашенный раствор фотометрируют при длине волны 400 нм в кюветах солщиной 1 см по отношению к контрольной пробе – дистиллированной воде.
Затем строят калибровочный график, построение которого проводят аналогично пробам из стандартного раствора калия йодида с концентрацией 0,25 мкг/см3, приведенным в таблице.
№ стан-дарта |
Стандартный раствор KI с содержанием I2 0,25 мкг/см3 |
Дистиллиро-ванная вода, см3 |
Серная кислота 0,1 н. р-р, см3 |
Содержание I2, мкг |
Концентрация I2, мкг/л |
Значение оптической плотности (Д) |
0 |
0 |
21,0 |
4 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0,1 |
20,9 |
4 |
0,025 |
1 |
0,03 |
2 |
0,2 |
20,8 |
4 |
0,05 |
2 |
0,06 |
3 |
0,4 |
20,6 |
4 |
0,10 |
4 |
0,125 |
4 |
0,6 |
20,4 |
4 |
0,15 |
6 |
0,175 |
5 |
0,8 |
20,2 |
4 |
0,20 |
8 |
0,24 |
6 |
1,0 |
20,0 |
4 |
0.25 |
10 |
0,30 |
Результаты исследования
При анализе 15 проб мочи жителей города Оренбург в возрасте от 19 до 72 лет были получены следующие значения оптической плотности.
№ пробы |
Оптическая плотность |
№ пробы |
Оптическая плотность |
№ пробы |
Оптическая плотность |
1 |
3,089 |
6 |
3,312 |
11 |
2,994 |
2 |
2,874 |
7 |
3,004 |
12 |
3,344 |
3 |
3,009 |
8 |
3,058 |
13 |
3,117 |
4 |
2,417 |
9 |
2,980 |
14 |
2,775 |
5 |
3,065 |
10 |
3,041 |
15 |
3,095 |
По калибровочному графику находим значения концентраций исходных образцов:
№ пробы |
Концентрация йода, мкг/мл |
№ пробы |
Концентрация йода, мкг/мл |
№ пробы |
Концентрация йода, мкг/мл |
1 |
102,3 |
6 |
110,4 |
11 |
99,8 |
2 |
95,8 |
7 |
100,1 |
12 |
111,4 |
3 |
100,3 |
8 |
101,9 |
13 |
103,9 |
4 |
80,6 |
9 |
99,3 |
14 |
92,5 |
5 |
102,2 |
10 |
101,4 |
15 |
103,2 |
Из-за неравномерного распределения уровня йода в моче обследуемых лучше оценивать медиану экскреции йода с мочой, а не среднее значение [5]. По следующему ряду значений определяем медиану:
80,6; 92,5; 95,8; 99,3; 99,8; 100,1; 100,3; 101,4; 101,9; 102,2; 102,3; 103,2; 103,9; 110,4; 111,4.
В данном ряду медианой служит число 101,4 мкг/л. По приведенным выше данным об критериях оценки уровня эндемии по степени эксреции йода с мочой можно сделать вывод об отсутствии йодного дефицита (101,4 мкг/л >100 мкг/л). Однако у 5 человек из 15 (33,3 % участников исследования) был отмечен сниженный уровень йода (< 100 мкг/л), у 2 человек значения превышают 110 мкг/л (13,33 % учасников), в то время как у 8 человек уровень микроэлемента колеблется в пределах 100–103 мкг/л (53,33 % участников). Также необходимо учитывать ошибку, при учете которой может наблюдаться пониженные/повышенные значения. При всех условиях можно сделать вывод об пограничном состоянии уровня йода между легким дефицитом и его отсутствием. Можно сделать вывод, что население получает достаточное количество йода, однако дополнительная профилактика дефицита добавлением в рацион богатой йодом пищей – морепродуктов (жирная морская рыба, морские водоросли), будет только приветствоваться.
Библиографическая ссылка
Китова Е.П., Кривоносова Е.В., Ильясова Ю.З., Бибарцева Е.В. СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЙОДА ЖИТЕЛЕЙ ГОРОДА ОРЕНБУРГ // Научное обозрение. Педагогические науки. – 2019. – № 5-2. – С. 59-62;URL: https://science-pedagogy.ru/ru/article/view?id=2168 (дата обращения: 26.12.2024).