Зачем при угрозе ядерного удара принимают йод
Анализ поисковых запросов по словам "ядерная война" и "йод" показывает синхронный рост интереса к данным темам в феврале и сентябре 2022 года, а также в ноябре текущего года. Конечно, такое поведение можно списать на панические настроения на фоне тревожных новостей. Однако опыт аварии на Чернобыльской АЭС и атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки говорит в пользу обоснованности данных опасений. Сегодня расскажу о природе радиоактивного воздействия на здоровье на примере изотопа йода и рака щитовидной железы, а также о профилактике заболеваний препаратами йода.
При распаде тяжелых ядер плутония и урана выделяется тепловая энергия, которая конвертируется во взрыную волну ядерного оружия или в электроэнергию на АЭС. При этом образуются продукты распада, в том числе в виде радиоактивных изотопов. При разрушении реактора или во время ядерного взрыва изотопы попадают в окружающую среду и становятся источниками радиоактивного загрязнения. Например, во время аварии на Чернобыльской АЭС примерно 3% продуктов распада приходилось на йод-131. Несмотря на небольшое количество, благодаря высокой летучести данный изотоп всего за несколько часов распространился по территории Чернобыля и Припяти, а через несколько дней обнаруживался в нескольких странах Европы.
Кроме того, опасность именно йода-131 заключается в высокой потребности организма в данном микроэлементе, который используется щитовидной железой для синтеза тиреоидных гормонов.
Причина дефицита йода в организме
Йод - относительно редкий элементом на планете, но в большом количестве накапливается морскими водорослями для защиты от вредителей и синтеза гормонов, регулирующих обмен белка. У поверхности моря йодиды окисляются до элементарного йода, который с испарениями поднимается в атмосферу и ветром переносится на материки, где выпадает с осадками.
Благодаря высокой летучести йода в приморских районах с дыханием в организм человека может поступать до половины потребности в данном микроэлементе, а по мере удаления от моря возрастает значимость поступления йода с пищей. Данные обстоятельства обуславливают высокий дефицит йода у населения в центре крупных материков и в высокогорной местности, где морепродукты - большая редкость в рационе, а содержание летучего йода в атмосфере ничтожно. Проблема дефицита йода частично решается способностью щитовидной железы накапливать его про запас, как только данный микроэлемент оказывается доступен. В этом "ахиллесова пята" щитовидной железы при радиоактивном загрязнении - попавший в окружающую среду йод-131 в условиях дефицита микроэлемента быстро накапливается в данном органе.
Механизм и последствия лучевой болезни
Йод-131 с периодом полураспада 8 суток дает стабильный ксенон-131, поэтому уже через несколько месяцев уровень загрязнения не определяется детекторами. С другой стороны, высокая скорость полураспада оборачивается высокой удельной активностью бета-излучения, которое оказывают основное повреждающее воздействие на живые ткани в радиусе 1-2 мм от атома изотопа. Таким образом, селективное накопления йода-131 в клетках щитовидной железы и малый радиус бета-излучения обуславливают практически исключительное воздействие изотопа в пределах данного органа.
Эти особенности изотопа позволили создать на его основе химиопрепараты, с помощью которых прицельно уничтожаются все клетки щитовидной железы при лечении онкологических заболеваний данного органа. Однако в случае радиоактивного загрязнения йод-131 накапливается в щитовидной железе здоровых людей в меньших дозах, поэтому не уничтожает орган, а вызывает в его клетках точечные мутации генов. Например, такая мутация может затронуть гены, отвечающие за регуляцию клеточного деления, созревание или гибель клетки, что может превратить ее в раковую.
С момента аварии на Чернобыльской АЭС среди жителей Украины, Беларуси и России по разным данным было зарегистрировано до 20000 дополнительных случаев рака щитовидной железы. При этом наибольший рост заболеваемости регистрировался у жителей, которые на момент аварии были детьми, для которых не характерен данный вид рака. Это объясняется более высокой потребностью йода у растущего организма. Также высокий риск накопления изотопа йод-131 имеют беременные женщины и их еще не рожденные дети.
После атаки на Хиросиму и Нагасаки на сегодняшний день зафиксировано порядка 200 дополнительных случаев рака щитовидной железы. Относительно небольшое число случаев объясняется малым выбросом йода-131 при взрыве атомных бомб. Но не стоит забывать о более чем 200000 погибших во время и в первые месяцы после удара от других факторов повреждающего воздействия атомного оружия - они просто не имели шансов дожить до развития рака щитовидной железы. Кроме того, исследования показывают, что последствия от испытаний ядерных бомб недооценены: "выпадение осадков после испытаний могло привести приблизительно к 11 000 дополнительных смертей, большинство из которых было вызвано раком щитовидной железы, связанным с воздействием йода-131".
Профилактика
С целью профилактики жителям загрязненных районов вокруг Чернобыльской АЭС выдавались препараты йода, однако это было сделано слишком поздно - на 2-3 день после аварии, когда изотоп йод-131 уже был в организме. Между тем, оптимально начинать прием препаратов йода за 1-2 часа до или хотя бы в первые 6 часов после радиоактивного загрязнения. При этом рекомендуются очень высокие разовые дозы препаратов - от 10 до 100 мг йода (обычная потребность 150 мкг/сутки). Йод в таких дозах входит в комплект противорадиоционной защиты, который продается на яндекс-маркете.
Что касается обычной профилактики, необходимо помнить, что дефицит йода имеет серьезные последствия для здоровья, прежде всего у детей и беременных. До 20 недели беременности развитие плода полностью зависит от тиреоидных гормонов матери. Например, тиреоидные гормоны обеспечивают биосинтез белков цитоскелета нейронов, который необходим для миграции данных клеток при формировании отделов ЦНС. Поэтому тяжелый йододефицит в питании матери ассоциирован с врожденными аномалиями развития нервной системы у детей, такие как глухонемота, косоглазие, параличи и спастичность.
После 12 недели беременности созревает плацента, проницаемость которой для материнских тиреоидных гормонов постепенно снижается. Теперь часть тиреоидных гормонов матери разрушается ферментами плаценты для высвобождения йода, который затем легко проникает через плаценту в кровь плода. В свою очередь к 20 неделе беременности развивается плодная щитовидная железа, которая использует проникший через плаценту йод для синтеза собственных тиреоидных гормонов. При этом часть высвобожденного плацентой йода навсегда покидает организм матери с мочой в результате ускоренной при беременности клубочковой фильтрации в почках. Данные обстоятельства обуславливают парадокс, когда при умеренном йододефиците организм ребенка обеспечивается йодом в приоритетном порядке, а в организме матери развивается гипотиреоз. В исследованиях было показано, что умеренный йододефицит во время беременности ведет к увеличению щитовидной железы женщины на 16%, тогда как профилактика препаратами йода исключала развитие зоба.
При йододефиците средней степени во время беременности, кроме гипотиреоза у женщины, у новорожденных также наблюдаются внешние признаки данного заболевания - увеличенные шея и язык, отечность, сонливость:
Тяжелый йододефицит переживается еще более остро и может закончиться недоношенностью, спонтанным абортом и мертворождением, а в случае сохранения жизни у ребенка неизбежны врожденные пороки развития различных органов.
С момента рождения дефицит йода в питании кормящей матери усугубляется еще одним существенным фактором - почки младенца начинают самостоятельно выделять неусвоенный йод с мочой. Кроме того за первый год жизни масса тела увеличивается в 3 раза, а размеры мозга удваиваются, что требует оптимальной и согласованной работы от всей эндокринной системы. Поэтому дефицит йода в грудном молоке (норма 150 мкг/л) неизбежно ведет к замедлению роста и умственного развития. Так, например, уровень IQ у подростков, перенесших серьезный йододефицит в детском возрасте, был на 12,5 балла ниже, чем в группе сравнения.
Нормы обеспечения йодом
Из вышесказанного следует, что потребность в йоде у беременных и кормящих женщин значительно возрастает, а последствия йододефицита в этом случае опаснее и необратимы в сравнении с йододефицитом вне беременности. Если взрослому человеку достаточно 150 мкг йода в сутки, то у беременных потребность возрастает до 220 мкг, а во время кормления грудью до 290 мкг. Исследование потребления йода в России показало, что население всех регионов не получает йод в достаточном количестве:
Учитывая нормы и данные из карты, можно легко рассчитать необходимость в дополнительном приеме йода. Большинству россиян желательно ежедневно принимать дополнительные 100 мкг йода, а беременным и кормящим женщинам показано дополнительно 200 мкг/сутки. В период роста организма у детей потребность в йоде также увеличивается. Добавка йода в питание в йододефицитных районах увеличивает IQ детей на 12 баллов.
Источники йода
Для восполнения дефицита йода подойдут его различные источники: морепродукты (например, морская капуста), продукты, искусственно обогащенные йодом (пищевая соль, масло, хлеб), а также препараты с органическими и неорганическими соединениями йода. Что касается продуктов питания, то количество йода в них слабо предсказуемо. Например, в 100 граммах консервированной морской капусты может содержаться от 200 до 600 мкг йода. В процессе термической обработки и хранения продуктов, искусственно обогащенных йодом (20-60 мкг/г пищевой соли), количество микроэлемента значительно снижается. Поэтому врачи рекомендуют препараты йодида калия, в которых содержание микроэлемента стандартизировано. Однако я предпочитаю компромиссный вариант - препараты йода из водорослей в виде драже для точного дозирования микроэлемента естественного происхождения:
Дозировка подходит для детей от 4 лет, но если ребенок не способен проглотить драже, то лучше подойдут эти драже для рассасывания. Необходимо помнить, что прием препаратов йода при наличии заболеваний щитовидной железы и во время беременности должен согласовываться с врачом.
Заключение
Ареал древнего человека миллионы лет ограничивался прибрежными районами Восточной Африки, где потребность в йоде удовлетворялась атмосферным йодом и его растительными источниками. Однако регулярные периоды засухи заставляли наших предков мигрировать в глубь континентов вдоль русл пересыхающих рек к их истокам, в том числе выше в горы. В новых экологических условиях недостаток йода все больше сказывался на здоровье мигрирующего человечества, достигая максимума в Альпах, где впервые обнаруживается влияние дефицита микроэлемента на нарушение интеллекта и где впервые появляется термин кретинизм. Ирония в том, что благодаря интеллекту человечество затем научилось разделять атом, но до сих пор не осознает всех последствий своих открытий. Остается надеяться, что созданные гениями технологии не попадут в руки людей, сиюминутные мотивы которых окажутся выше безопасности человечества.
При распаде тяжелых ядер плутония и урана выделяется тепловая энергия, которая конвертируется во взрыную волну ядерного оружия или в электроэнергию на АЭС. При этом образуются продукты распада, в том числе в виде радиоактивных изотопов. При разрушении реактора или во время ядерного взрыва изотопы попадают в окружающую среду и становятся источниками радиоактивного загрязнения. Например, во время аварии на Чернобыльской АЭС примерно 3% продуктов распада приходилось на йод-131. Несмотря на небольшое количество, благодаря высокой летучести данный изотоп всего за несколько часов распространился по территории Чернобыля и Припяти, а через несколько дней обнаруживался в нескольких странах Европы.
Кроме того, опасность именно йода-131 заключается в высокой потребности организма в данном микроэлементе, который используется щитовидной железой для синтеза тиреоидных гормонов.
Причина дефицита йода в организме
Йод - относительно редкий элементом на планете, но в большом количестве накапливается морскими водорослями для защиты от вредителей и синтеза гормонов, регулирующих обмен белка. У поверхности моря йодиды окисляются до элементарного йода, который с испарениями поднимается в атмосферу и ветром переносится на материки, где выпадает с осадками.
Благодаря высокой летучести йода в приморских районах с дыханием в организм человека может поступать до половины потребности в данном микроэлементе, а по мере удаления от моря возрастает значимость поступления йода с пищей. Данные обстоятельства обуславливают высокий дефицит йода у населения в центре крупных материков и в высокогорной местности, где морепродукты - большая редкость в рационе, а содержание летучего йода в атмосфере ничтожно. Проблема дефицита йода частично решается способностью щитовидной железы накапливать его про запас, как только данный микроэлемент оказывается доступен. В этом "ахиллесова пята" щитовидной железы при радиоактивном загрязнении - попавший в окружающую среду йод-131 в условиях дефицита микроэлемента быстро накапливается в данном органе.
Механизм и последствия лучевой болезни
Йод-131 с периодом полураспада 8 суток дает стабильный ксенон-131, поэтому уже через несколько месяцев уровень загрязнения не определяется детекторами. С другой стороны, высокая скорость полураспада оборачивается высокой удельной активностью бета-излучения, которое оказывают основное повреждающее воздействие на живые ткани в радиусе 1-2 мм от атома изотопа. Таким образом, селективное накопления йода-131 в клетках щитовидной железы и малый радиус бета-излучения обуславливают практически исключительное воздействие изотопа в пределах данного органа.
Эти особенности изотопа позволили создать на его основе химиопрепараты, с помощью которых прицельно уничтожаются все клетки щитовидной железы при лечении онкологических заболеваний данного органа. Однако в случае радиоактивного загрязнения йод-131 накапливается в щитовидной железе здоровых людей в меньших дозах, поэтому не уничтожает орган, а вызывает в его клетках точечные мутации генов. Например, такая мутация может затронуть гены, отвечающие за регуляцию клеточного деления, созревание или гибель клетки, что может превратить ее в раковую.
С момента аварии на Чернобыльской АЭС среди жителей Украины, Беларуси и России по разным данным было зарегистрировано до 20000 дополнительных случаев рака щитовидной железы. При этом наибольший рост заболеваемости регистрировался у жителей, которые на момент аварии были детьми, для которых не характерен данный вид рака. Это объясняется более высокой потребностью йода у растущего организма. Также высокий риск накопления изотопа йод-131 имеют беременные женщины и их еще не рожденные дети.
После атаки на Хиросиму и Нагасаки на сегодняшний день зафиксировано порядка 200 дополнительных случаев рака щитовидной железы. Относительно небольшое число случаев объясняется малым выбросом йода-131 при взрыве атомных бомб. Но не стоит забывать о более чем 200000 погибших во время и в первые месяцы после удара от других факторов повреждающего воздействия атомного оружия - они просто не имели шансов дожить до развития рака щитовидной железы. Кроме того, исследования показывают, что последствия от испытаний ядерных бомб недооценены: "выпадение осадков после испытаний могло привести приблизительно к 11 000 дополнительных смертей, большинство из которых было вызвано раком щитовидной железы, связанным с воздействием йода-131".
Профилактика
С целью профилактики жителям загрязненных районов вокруг Чернобыльской АЭС выдавались препараты йода, однако это было сделано слишком поздно - на 2-3 день после аварии, когда изотоп йод-131 уже был в организме. Между тем, оптимально начинать прием препаратов йода за 1-2 часа до или хотя бы в первые 6 часов после радиоактивного загрязнения. При этом рекомендуются очень высокие разовые дозы препаратов - от 10 до 100 мг йода (обычная потребность 150 мкг/сутки). Йод в таких дозах входит в комплект противорадиоционной защиты, который продается на яндекс-маркете.
Что касается обычной профилактики, необходимо помнить, что дефицит йода имеет серьезные последствия для здоровья, прежде всего у детей и беременных. До 20 недели беременности развитие плода полностью зависит от тиреоидных гормонов матери. Например, тиреоидные гормоны обеспечивают биосинтез белков цитоскелета нейронов, который необходим для миграции данных клеток при формировании отделов ЦНС. Поэтому тяжелый йододефицит в питании матери ассоциирован с врожденными аномалиями развития нервной системы у детей, такие как глухонемота, косоглазие, параличи и спастичность.
После 12 недели беременности созревает плацента, проницаемость которой для материнских тиреоидных гормонов постепенно снижается. Теперь часть тиреоидных гормонов матери разрушается ферментами плаценты для высвобождения йода, который затем легко проникает через плаценту в кровь плода. В свою очередь к 20 неделе беременности развивается плодная щитовидная железа, которая использует проникший через плаценту йод для синтеза собственных тиреоидных гормонов. При этом часть высвобожденного плацентой йода навсегда покидает организм матери с мочой в результате ускоренной при беременности клубочковой фильтрации в почках. Данные обстоятельства обуславливают парадокс, когда при умеренном йододефиците организм ребенка обеспечивается йодом в приоритетном порядке, а в организме матери развивается гипотиреоз. В исследованиях было показано, что умеренный йододефицит во время беременности ведет к увеличению щитовидной железы женщины на 16%, тогда как профилактика препаратами йода исключала развитие зоба.
При йододефиците средней степени во время беременности, кроме гипотиреоза у женщины, у новорожденных также наблюдаются внешние признаки данного заболевания - увеличенные шея и язык, отечность, сонливость:
Тяжелый йододефицит переживается еще более остро и может закончиться недоношенностью, спонтанным абортом и мертворождением, а в случае сохранения жизни у ребенка неизбежны врожденные пороки развития различных органов.
С момента рождения дефицит йода в питании кормящей матери усугубляется еще одним существенным фактором - почки младенца начинают самостоятельно выделять неусвоенный йод с мочой. Кроме того за первый год жизни масса тела увеличивается в 3 раза, а размеры мозга удваиваются, что требует оптимальной и согласованной работы от всей эндокринной системы. Поэтому дефицит йода в грудном молоке (норма 150 мкг/л) неизбежно ведет к замедлению роста и умственного развития. Так, например, уровень IQ у подростков, перенесших серьезный йододефицит в детском возрасте, был на 12,5 балла ниже, чем в группе сравнения.
Нормы обеспечения йодом
Из вышесказанного следует, что потребность в йоде у беременных и кормящих женщин значительно возрастает, а последствия йододефицита в этом случае опаснее и необратимы в сравнении с йододефицитом вне беременности. Если взрослому человеку достаточно 150 мкг йода в сутки, то у беременных потребность возрастает до 220 мкг, а во время кормления грудью до 290 мкг. Исследование потребления йода в России показало, что население всех регионов не получает йод в достаточном количестве:
Учитывая нормы и данные из карты, можно легко рассчитать необходимость в дополнительном приеме йода. Большинству россиян желательно ежедневно принимать дополнительные 100 мкг йода, а беременным и кормящим женщинам показано дополнительно 200 мкг/сутки. В период роста организма у детей потребность в йоде также увеличивается. Добавка йода в питание в йододефицитных районах увеличивает IQ детей на 12 баллов.
Источники йода
Для восполнения дефицита йода подойдут его различные источники: морепродукты (например, морская капуста), продукты, искусственно обогащенные йодом (пищевая соль, масло, хлеб), а также препараты с органическими и неорганическими соединениями йода. Что касается продуктов питания, то количество йода в них слабо предсказуемо. Например, в 100 граммах консервированной морской капусты может содержаться от 200 до 600 мкг йода. В процессе термической обработки и хранения продуктов, искусственно обогащенных йодом (20-60 мкг/г пищевой соли), количество микроэлемента значительно снижается. Поэтому врачи рекомендуют препараты йодида калия, в которых содержание микроэлемента стандартизировано. Однако я предпочитаю компромиссный вариант - препараты йода из водорослей в виде драже для точного дозирования микроэлемента естественного происхождения:
Дозировка подходит для детей от 4 лет, но если ребенок не способен проглотить драже, то лучше подойдут эти драже для рассасывания. Необходимо помнить, что прием препаратов йода при наличии заболеваний щитовидной железы и во время беременности должен согласовываться с врачом.
Заключение
Ареал древнего человека миллионы лет ограничивался прибрежными районами Восточной Африки, где потребность в йоде удовлетворялась атмосферным йодом и его растительными источниками. Однако регулярные периоды засухи заставляли наших предков мигрировать в глубь континентов вдоль русл пересыхающих рек к их истокам, в том числе выше в горы. В новых экологических условиях недостаток йода все больше сказывался на здоровье мигрирующего человечества, достигая максимума в Альпах, где впервые обнаруживается влияние дефицита микроэлемента на нарушение интеллекта и где впервые появляется термин кретинизм. Ирония в том, что благодаря интеллекту человечество затем научилось разделять атом, но до сих пор не осознает всех последствий своих открытий. Остается надеяться, что созданные гениями технологии не попадут в руки людей, сиюминутные мотивы которых окажутся выше безопасности человечества.