ний

Йод широко применяется для массовых (в виде йодированной соли, йодированного масла и йодсодержащих морепродуктов) и индивидуальных (препараты йодида калия и морских водорослей) мероприятий, направленных на профилактику и лечение йододе-фицитных заболеваний щитовидной железы, таких как зоб, гипотиреоз и кретинизм. Йод используется как местное дезинфицирующее средство (в виде раствора йода, раствора Люголя, бетадина и др.) в хирургии, отоларингологии, гинекологии, этот элемент способен уменьшать накопления радиоактивного йода в организме. Изотопы йода 125J и 131J широко применяют в физической химии, биологии и медицине, в диагностике заболеваний щитовидной железы.

В медицинских целях йод используется в лекарственных препаратах, применяемых, в частности, при заболеваниях щитовидной железы

(«Йодтирокс»). Йод входит в состав «бытовой» настойки йода в спирте, раствора Л юголя, ряда препаратов, таких как «Йокс», «Калий-йодид», «Йодипол». Радиоактивный йод применяется для диагностики заболеваний щитовидной железы. Некоторые препараты йода служат в качестве рентгеноконтрастных веществ при исследовании сосудов и сердца («Йодамид»), матки и фаллопиевых труб («Йодолипол»), печени и желчного пузыря («Билигност»). Йод используют в гинекологической практике для профилактики и лечения инфекционных заболеваний как средство для местного применения.

Физиологическая роль йода

Йод является жизненно-важным элементом, не генотоксичес-ким. Полагают, что оптимальная интенсивность поступления йода в организм составляет 100-150 мкг/день. Дефицит йода может развиться при поступлении этого элемента в организм в количестве менее чем 10 мкг/день, а порог токсичности равен 5 мг/день.

Основными источниками йода для организма человека являются морепродукты, а также применяемые в пищевой промышленности йодофоры и йодированная соль. Содержание йода в пищевых продуктах и питьевой воде значительно варьируется. Количество йода во фруктах и овощах зависит от состава почвы и удобрений, а также от того, какую обработку прошли эти продукты. Наиболее богаты йодом такие морепродукты, как треска, красные и бурые водоросли, пикша, палтус, сельдь, сардины, креветки.

Таким образом, йод поступает в организм с продуктами растительного и животного происхождения и отчасти с водой. Всасывается йод преимущественно в верхнем отделе желудочно-кишечного тракта. Прием натуральных продуктов не вызывают побочных эффектов, даже при избыточном содержании в них йода.

В норме в организме человека содержится 15-25 мг йода, причем половина от этого количества находится в щитовидной железе. В щитовидной железе концентрация йода составляет 1000-12000 мкг/г, тогда как в печени — 0,2 мкг/г, в яичниках, легких — 0,07 мкг/г, в почках — 0,04 мкг/г, в лимфоузлах — 0,03 мкг/г, в мозге, семенниках и мышцах — 0,02 мкг/г. По нашим данным, норма содержания йода в волосах человека составляет около 4 мкг/г. Вероятно, йод накапливается также в слизистой оболочке желудка, слюнных и молочных железах во время лактации. Выводится йод из организма преимущественно через почки.

Йод обладает высокой физиологической активностью и является обязательным структурным компонентом тиреотропного гормона и тиреоидных гормонов щитовидной железы. Перечислим основные функции йода в организме:

• участие в регуляции скорости биохимических реакций;

• участие в регуляции обмена энергии, температуры тела;

• участие в регуляции белкового, жирового, водно-электролитного обмена;

• участие в регуляции обмена некоторых витаминов;

• участие в регуляции дифференцировки тканей, процессов роста и развития организма, в том числе нервно-психического;

• индукция повышения потребления кислорода тканями.

Схема обмена йода в организме человека представлена на рис. 23.

Йод с пищей

ТЗ.ТЧ

Ю42

глутатион

KJ

белок-1 Щ —т^протеоли! X ТЗ T4

1 / / МИТ4 (Т(^Б>

|- / ЩЖ / ,мит \

йодид

йодид/

/?ГГ) ДИТ!

I митохондриальная

f \ ^ТЗ / регуляция

У \ / основного обмена

95-100% \

** абсорбция Т4

(I") тетрайодтироуксусная кислота

ВЬгВЖНмИе выведение

с калом с мочой

Условные обозначения

ТГ -тиреоглобулин ДИТ - 3,5-дийодтирозин

ЩЖ -щитовидная железа МИТ- 3-монойодтирозин

ТЗ -трийодтирозин ТСБ - тироксинсвязывающий белок

Т4 -тироксин

Рис. 23. Обмен йода в организме человека

Йод: основные эколого-физиологические данные

Суточное поступление с продуктами питания: 0,1-0,2 мг [7]

Суточное поступление с воздухом: 0,5х 10_3-0,04 мг [7]

Резорбция (%): 95-100% [7]

Суточное выведение [7]:

с мочой: 0,17 мг

скалом: 0,05 мг

с потом: 0,006 мг

прочие (волосы и др.): 0,02 мг

Период полувыведения из организма: 138 суток [7]

А •?У-. JV vi/jwb. Xr/A-\ W л«^^')И^М»«Ч<^№ШШ'л>лЧ^ ^»^4'4^^t№4VW44№(»MMbWWKW ^<«v*^>^-i;«^.AuyiWA/A&fiCsyyVyyr-^.»Л?>^-»^4Л:У-:ЙК ??•}«?:^SWJfeXX ?>•*

Число атомов в теле человека: 1,5х 1020

Число атомов в одной клетке: 1,5x106

Среднее содержание в человеческом организме

мг/70кг: 12-20 [8, 17]

0-20 [11]

мышцы: 0,05-0,5 мг/кг [8, 17]

кости: 0,27 мг/кг [8, 17]

кровь: 0,057 мг/л [8, 17]

сыворотка: 0,04-0,08 мг/л [11]

(0,03)0,05-0,07(0,1) мг/л [9] 0,058-0,073 мг/л [13]

молоко: 0,041-0,168 мг/л [13]

волосы: 0,27-4,2 мг/кг [13]

зубы(эмаль): 670 мг/кг [12]

зубы(дентин): 0,036 мг/кг [12]

ПДК: Иод

ПДКс.с. 0,03 Йодоформ

ПДК в. 0,0002 Кадмий иод ид

ПДКс.с. 0,0003 Натрий иодид

ПДКс.с. 0,03 Ртуть иодид

ПДКс.с. 0,0003

Цезий йодид

ПДКс.с. 0,04

Токсическая доза для человека: 2 мг [8]

Летальная доза для человека: 35-350 г [8]

Глава 6. ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ -УСЛОВНО ЖИЗНЕННО НЕОБХОДИМЫЕ

ЭЛЕМЕНТЫ

F. ФТОР

лат.: fluorum, англ.: fluorine, нем.: Fluor Название фтора произошло от лат. fluere (течь). Впервые выделен А. Муасаном (Франция) в 1886 г.

Фтор представляет собой бледно-желтый газ с резким запахом. Фтор является самым активным неметаллом и реагирует со всеми элементами, кроме гелия и неона. Фтор содержится в минералах флюорит, криолит, фторапатит.

Атомный номер: 9

Атомная масса: 18,9984032

Основные степени окисления

в естественных условиях: -1

Место в системе элементов: VII группа

Мировые запасы (т): 123х 106 (флюорит) [8]

Мировое производство (т/год): 4,7х 106 [8]

Виды промышленности, атомная, химическая

где используется элемент: промышленность, медицина

?"V'-'- <" А- У ч *л t. -\< v *•«' ^ A A Ar v « А* г Av. A W» S ' Ч ^.-.А " v-4> t ч 4*. v. -X лАМАКУ-А К- К-Х

A?-t < л K+v%*Kfr .-х > -х-»> :л ^ ' J- •ч^у < у v , W|W >v+.*' л* -никл л ?' »лл ч- л л' *»/а А// ?«?л*^ ?«?у**^. v 4- * У^ФХ-Н** у < ?»(->

Среднее содержание

в окружающей среде (%, биосфера): 3,5х 10-2 [1]

Содержание в литосфере: 625 мг/кг

Содержание в почве: < 10-1200 мг/кг [17]

10-100(250) мг/кг [8]

Содержание в морской воде: 1,3 мг/л [ 17]

Содержание в пресной воде: 0,1-250 мг/л [17]

около 0,1 мг/л [9]

Применение фтора и его соединений

Фтор используется в атомной промышленности при получении гексафторида урана UF6 для разделения изотопов урана по летучести их фторидов, для фторирования органических соединений, получения высокотемпературного пламени

(до 3700°С). Этот элемент широко используется для массовой (фторирование питьевой воды) и индивидуальной (использование фторида натрия в виде таблеток, в составе лаков для зубов и компонента зубных паст) профилактики и лечения кариеса зубов. Плавиковая кислота HF, представляющая собой концентрированный раствор фтороводородной кислоты, применяется в лабораторном деле для минерализации проб перед их анализом и изготовления надписей на стекле. Она также используется для травления чугуна и получения других соединений фтора. Фторид натрия NaF предохраняет древесину от гниения. Фторид кальция CaF2 используется в металлургии как компонент флюсов. Гексафторалюминат натрия Na3[AlFe] (в природных условиях — минерал криолит) используют в качестве среды при производстве алюминия из оксида алюминия. Растворимые соединения фтора ядовиты для человека, тогда как фторуглероды CCI2F2 — безвредны и используются как носители кислорода в крови (т. н. «голубая кровь»). Изотоп 18F используется в биологических исследованиях с целью изучения физиологии костей с помощью хелатных соединений. Для изучения физиологии щитовидной железы синтезируют фторбораты, а для исследования проницаемости мембран ароматические красители, содержащие фтор.

В медицине фторсодержащие препараты служат для лечения гипофтороза, выпускаются в виде таблеток, лечебных пленок, лаков для зубов, используются как наркотические средства, кровезаменители и т. д. Радиоактивные изотопы фтора применяются в медико-биологических исследованиях.

Физиологическая роль фтора

Соединения фтора поступают в организм с пищей и водой. Много фтора содержится в рисе, говядине, яйцах, молоке, луке, шпинате, яблоках и других продуктах. Особенно богат фтором чай (100 мкг/г) и морская рыба (5-10 мкг/г).

В организме фтор находится в связанном состоянии, обычно в виде труднорастворимых солей с кальцием, магнием, железом. Соединения фтора входят в состав всех тканей человеческого тела. Особенно много фтора, 99% всего его количества, приходится на кости и зубную эмаль. Из организма фтор удаляется преимущественно с мочой.

Содержание фтора в теле взрослого человека составляет около 2,6 г., а среднесуточное поступление фтора с пищей — 0,5-1,5 мг.

Фтор жизненно необходим для нормального роста и развития. В организме фтор участвует во многих важных биохимических реакциях — активирует аденилатциклазу, ингибирует липазы, эстеразу, лактатдегидрогеназы и т. д.

Схема обмена фтора в организме человека представлена на рис. 24.

Фтор: основные эколого-физиологические данные

Суточное поступление

с продуктами питания: 0,002 мг [7]

Резорбция (%): -100% [7]

Суточное выведение [7]:

с мочой: 0,001 мг<