Йод-131 и Йодид Калия. Защита и Угроза?

Йод-131, Йодид Калия, лучевая нагрузка и нарушение репродуктивной функции.

Итак, «пока не грянул гром», давайте разберемся.
Позволяют ли препараты йода защитить организм человека от возможных повреждений в случае ядерного облучения, будь то ядерный взрыв, авария на АЭС или контакт с радиоактивными отходами?
На страничке ООН нас заверяют, что «таблетка йодида калия в домашней аптечке спасет от рака щитовидной железы в случае аварии», ссылаясь на «Уроки Чернобыля» [1].

Следует отметить, что, когда речь идет о защитных функциях йодида калия, распространяются эти функции в основном на щитовидную железу.
Основная идея заключается в том, что щитовидная железа поглощает практически весь йод, который поступает в организм, поэтому, чтобы блокировать накопление радиоактивного йода в организме, надо насыть щитовидную железу нерадиоактивными изотопами йода.

Выбросы радиоактивного йода после ядерных катастроф, например, произошедших на АЭС Фукусима-дайити в Японии в 2011 г. и на Три-Майл-Айленде в Пенсильвании в 1979 г., привели к увеличению риска возникновения рака щитовидной железы среди людей, подвергшихся воздействию этих выбросов. Йодид калия (KI) способен эффективно блокировать поглощение радиоактивного йода щитовидной железой, если принимать его сразу после выброса радиации, - написано в работе «Уроки Фукусимы» [2].

Однако рак щитовидной железы — это далеко не единственная проблема, которая наблюдается после радиоактивного облучения.

Облучение также может вызвать нарушения обмена веществ, лейкоз, различные злокачественные опухоли, ожоги, нарушения репродуктивной функции, лучевую болезнь и т.д. Наиболее опасно облучение для детей и беременных женщин, поскольку оно сильно сказывается на делящихся клетках.
Поражающие эффекты радиационного облучения можно разделить на детерминированные и стохастические эффекты. Детерминированные эффекты радиации связаны с поглощенной дозой радиации; последствия детерминированных эффектов демонстрируют доза зависимое усиление и не возникают при лучевой нагрузке ниже определенного порога. Эти эффекты связаны с возникновением катаракты, эритемы кожи и бесплодия.

Стохастические эффекты могут возникать без пороговой дозы, а тяжесть этих эффектов не зависит от полученной дозы. Стохастические эффекты включают в себя рак кожи, щитовидной железы и желудочно-кишечного тракта [3].

Также отметим, что к основным загрязняющим радиоактивным компонентам относят:
Йод-131, Стронций-90, Цезий-137, Кобальт-60, Америций-241 [4].

Конечно, в отличие от йода и кобальта, наш организм не запасается стронцием, цезием и америцием, да и количество потребляемого кобальта не сравнится с количеством йода. Однако если человек дышит воздухом, загрязненным радиоактивными компонентами и эти компоненты оседают как на его слизистых, так и на коже, возникает ряд сомнений, что йодид калия способен защитить организм человека от вредного воздействия радиоактивного облучения в такой ситуации.
Тем не менее препараты йодида калия — это, похоже, единственный вариант защиты, который может предложить современная наука и медицина в случае непредвиденной ситуации.

Здесь, как и во всей медицине в целом нельзя упускать из вуду принцип «не навреди».

Йод и фертильность: достаточно ли мы знаем об этой взаимосвязи? Йод является жизненно важным микроэлементом, и его важность для функции щитовидной железы хорошо известна. Однако отклонения в потреблении йода могут иметь и различные нежелательные последствия. В частности, йод активно поглощается яичниками и эндометрием. Дефицит, как и избыток, йода связан со снижением фертильности. Правильный баланс йода также важен для нормального развития плода. Йод влияет на структурную среду матки и яичников, а также на гормональную среду и иммунологические факторы, влияющие на имплантацию эмбриона [5].

Взаимосвязь между потреблением йода и качеством спермы была протестирована на фертильных китайских мужчинах. Потребление йода необходимо для производства гормонов щитовидной железы, однако далеко немногие продукты богаты им. Дефицит или избыток йода в организме человека могут приводить к заболеваниям щитовидной железы, что дополнительно влияет и на репродуктивную функцию человека.
В 2020 г. китайские ученые опубликовали исследование, в котором изучили взаимосвязь между потреблением йода и параметрами семенной жидкости среди мужчин репродуктивного возраста.

Научный проект стартовал в 2015 году, в эксперименте участвовало в общей сложности 1098 пар, планирующих завести детей. У мужчин были взяты образцы спермы и измерена концентрация йода в моче. Основными исходными характеристиками качества спермы были: объем семенной жидкости, концентрация, подвижность и количество сперматозоидов, а также период времени до наступления беременности у женщин в соответствующих парах.

По результатам исследования мужчины с недостаточным или избыточным уровнем йода имели на 5% больший объем спермы по сравнению с мужчинами, у которых содержание йода в моче было оптимальное. Любые отклонения в потреблении йода отрицательно ассоциировалось с концентрацией спермы и количеством сперматозоидов. В парах, где у мужчин наблюдали как дефицит, так и избыток содержания йода, периоды времени, необходимые для наступления беременности у женщин были более длительные по сравнения с парами, в которых у мужчин было оптимальное потребление йода.
Опираясь на эти данные, исследователи пришли к выводу, что как дефицит, так и избыток йода были связаны со снижением параметров качества спермы мужчин репродуктивного возраста [6].

Влияние йодида калия на репродуктивную функцию и жизнеспособность потомства было протестировано на животной модели.

Йодид калия (KI) скармливали самцам крыс до и во время размножения, самкам только во время беременности и лактации, а их потомству после отъема (с 21-го дня после рождения до 90-го дня) в различных дозировках: 0, 0.025, 0.05 или 0.1% по массе от их дневного рациона. Все потомство было выращено самками естественным образом, оценка результатов проходила вслепую. Употребление йодида калия не вызывало значительного снижения массы тела родителей или количества потребляемой пищи, однако приводило к значительному уменьшению количества мышат в помете и увеличивало смертность потомства в зависимости от дозы, а также снижало прибавку в весе у мышат при двух самых высоких дозах в течение первых 90 дней после рождения. Функционально у потомства, потребляющего йодид калия, наблюдались нарушения слуха, обоняния и физической активности в зависимости от дозы. У крыс, забитых на 90-й день после рождения, употребление йодида калия привело к уменьшению массы мозга и массы тела при дозировке 0.1% от рациона и уменьшению только массы тела при дозировке 0.05% от рациона. При этом не было обнаружено значительного влияния на абсолютную или относительную массу щитовидной железы. Таким образом исследователями был сделан вывод, что употребление йодида калия вызывает признаки токсичности для развития, соответствующие картине нарушения функции щитовидной железы [7].

Также на животной модели крыс было проведено исследование последствий стратегии блокирования щитовидной железы йодом, которая будет использоваться в случае ядерной катастрофы.

Дизайн исследования включал в себя контроль за концентрацией гормонов щитовидной железы и метаболомный подход. Подопытные крысы получали по 1 мг/кг/день йодида калия (KI) в течение 8 дней. Уровни гормонов щитовидной железы при этом оставались неизменными, однако наблюдался метаболический сдвиг, измеряемый в основном в щитовидной железе, а затем в плазме крови и моче. В щитовидной железе наблюдались более выраженные нарушения метаболизма тирозина, связанного с метаболизмом катехоламинов, по сравнению с биосинтезом гормонов щитовидной железы. Эти изменения сопровождались периферическим метаболическим сдвигом, включая метаболические регуляторы, аминокислоты с разветвленной цепью, окислительный стресс и реакцию, связанную с воспалением. Полученные результаты показали, что потребление йода может влиять на метаболизм кишечной микробиоты, что было связано с метаболическими регуляциями в организме крыс, в том числе в щитовидной железе. Четких клинических признаков дисфункции или токсичности не наблюдалось, однако измеренный метаболический ответ на стратегию блокирования щитовидной железы йодом, особенно в щитовидной железе, продемонстрировал сдвиг в сторону нового адаптивного гомеостатического состояния, называемого «аллостатической регуляцией».

Аллостатическая нагрузка — это «износ тела», который накапливается, когда организм подвергается повторяющимся или хроническим стрессам.

Чем ниже уровень стресса в организме, тем менее вероятно, что модель аллостатической нагрузки окажет существенное влияние на мозг и здоровье. Тем не менее, повышение уровня стресса приводит к увеличению нагрузки, что повышает вероятность того, что организм будет оказывать значительное влияние на гомеостаз и вызывать разрушение в системах организма.

Открытым остается вопрос, является ли сдвиг в сторону аллостерической регуляции в результате приема йодида калия обратимым, и если нет, то какой ценой для здоровья это обернется в долгосрочной перспективе? [8]

Также исследования канцерогенности йодида калия на крысах показали, что длительное употребление KI (104 недели) оказывает стимулирующее действие на опухоль щитовидной железы, хотя сам по себе йодид калия опухоль в щитовидной железе не вызывает. При этом избыток KI обладает канцерогенным потенциалом в слюнных железах крыс через эпигенетический или негенотоксический, зависимый от пролиферации механизм [9,10].

Тем не менее радиоактивные компоненты, особенно Йод - 131, могут выбрасываться в окружающую среду, например, при авариях ядерных реакторов с нарушением защитной оболочки, и локализоваться в щитовидной железе, облучать ее с сопутствующим риском роста новообразований и других неблагоприятных последствий для здоровья. Фармакологическая блокада щитовидной железы пероральным йодидом калия (50-100 мг для взрослых) может существенно снизить поглощение щитовидной железой радиоактивного йода и интерназальное облучение. Независимо от того, получает ли облученное население достаточное или недостаточное количество йода с пищей, KI демонстрирует эффективную защиту только при введении (перорально) в течение 2 дней до и примерно 8 часов после приема радиоактивного йода [11].

Напомним, что к продуктам, содержащим йод относятся: морская капуста, водоросли, треска, сельдь, креветки, говяжья печень, яйца, молоко.
Таким образом, можно прийти к следующему заключению:
Употребление йодида калия: в больших и средних дозах, в течение длительного периода или при регулярных или периодических повторениях может привести к нарушениям в работе эндокринной и репродуктивной систем. Также этот препарат обладает канцерогенным потенциалом.

Однако одноразовый прием йодида калия (50-100 мг для взрослых) в течении первых нескольких часов после выброса в атмосферу радиоактивного йода может значительно снизить лучевую нагрузку. Если же прошло более 8 часов после выбросов, употребление таблеток йодида калия не целесообразно. Также йодид калия может быть использован одноразово, в случае если стало известно, что на регион вашего обитания надвигается радиоактивное облако, употребление препарата должно быть не ранее, чем за два дня до предположительного контакта с радиоактивными выбросами.
Регулярное употребление этого препарата может вредить здоровью человека, особенно он опасен для детей и беременных женщин.


Список используемой литературы:

1. https://news.un.org/ru/story/2018/04/1328932
2. Eriko Sase, Christopher Eddy, Barbara J Polivka. Lessons from Fukushima: Potassium Iodide After a Nuclear Disaster. Am J Nurs. 2021 Feb 1;121(2):63-67. doi: 10.1097/01.NAJ.0000734144.20889.b0. [PMID: 33497131] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33497131/
3. D G Buys, S C Brown. Radiation exposure protection: small things matter. Cardiovasc J Afr. 2021 Sep-Oct;32(5):235-236. doi: 10.5830/CVJA-2021-052. [PMID: 34710212]
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34710212/
4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Радиоактивное_загрязнение
5. Divya M Mathews, Neil P Johnson, Robert G Sim, Susannah O'Sullivan, Jane M Peart, Paul L Hofman. Iodine and fertility: do we know enough? Hum Reprod. 2021 Jan 25;36(2):265-274. doi: 10.1093/humrep/deaa312. [PMID: 33289034]
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33289034/
6. Yu Sun, Chen Chen, Gordon G Liu, Meijiao Wang, Cuige Shi, Ge Yu, Fang Lv, Ning Wang, Shucheng Zhang. The association between iodine intake and semen quality among fertile men in China. BMC Public Health. 2020 Apr 6;20(1):461. doi: 10.1186/s12889-020-08547-2. [PMID: 32252717]
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32252717/
7. C V Vorhees, R E Butcher, R L Brunner. Developmental toxicity and psychotoxicity of potassium iodide in rats: a case for the inclusion of behaviour in toxicological assessment. Food Chem Toxicol. 1984 Dec;22(12):963-70. doi: 10.1016/0278-6915(84)90145-5. [PMID: 6210234]
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/6210234/
8. Cl;ment Rosique, Dalila Lebsir, Sheherazade Benatia, Pierre Guigon, Fran;ois Caire-Maurisier, Marc Benderitter, Ma;mar Souidi, Jean-Charles Martin. Metabolomics evaluation of repeated administration of potassium iodide on adult male rats. Arch Toxicol. 2020 Mar;94(3):803-812. doi: 10.1007/s00204-020-02666-w. Epub 2020 Feb 11. [PMID: 32047979]
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32047979/
9. K Takegawa, K Mitsumori, H Onodera, T Shimo, K Kitaura, K Yasuhara, M Hirose, M Takahashi. Studies on the carcinogenicity of potassium iodide in F344 rats. Food Chem Toxicol. 2000 Sep;38(9):773-81. doi: 10.1016/s0278-6915(00)00068-5. [PMID: 10930698]
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10930698/
10. K Takegawa, K Mitsumori, H Onodera, K Yasuhara, K Kitaura, T Shimo, M Takahashi. Induction of squamous cell carcinomas in the salivary glands of rats by potassium iodide. Jpn J Cancer Res. 1998 Feb;89(2):105-9. doi: 10.1111/j.1349-7006.1998.tb00536.x. [PMID: 9548435]
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9548435/
11. P B Zanzonico, D V Becker. Effects of time of administration and dietary iodine levels on potassium iodide (KI) blockade of thyroid irradiation by 131I from radioactive fallout. Health Phys. 2000 Jun;78(6):660-7. doi: 10.1097/00004032-200006000-00008. [PMID: 10832925]
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10832925/