Jod

Im Vergleich zu den anderen Halogenen zeichnet sich Jod durch ein deutlich geringeres Vorkommen aus, mit Ausnahme Astat (und das künstlich erzeugte Ununseptium). Aufgrund seiner Reaktionsfreudigkeit kommt es in der Natur so gut wie nie in reiner Form vor, sondern in Verbindungen wie Chilesalpeter, Natriumiodat etc. So kommt es in geringen Spuren in Böden vor, etwa 2,5 Milligramm Jod in 100 Gramm in Deutschland. Dieser Gehalt ist die bedeutendste natürliche Jodquelle für die Bevölkerung einer Region. Da dieser Wert nicht besonders hoch ist, kann man Deutschland als ein Land mit Jodmangel betrachten.

Wie wird das Jod aufgenommen?

Die Leute sind natürlich nicht gezwungen, den Boden zum Frühstück zu essen. Aber lösliche Jodverbindungen werden durch Regenwasser aus dem Gestein und Boden ausgespült bzw. zerfallen auch bei höheren Temperaturen. Sie gelangen damit ins Grundwasser oder auch ins Quellwasser in der Nähe von vulkanischen Bereichen. So gibt es in der Eifel eine Quelle, deren Wasser durch den starken Jodgehalt braun verfärbt ist. Flüsse und Bäche tragen Sorge, dass ein Teil des gelösten Jods ins Meer befördert wird. Jede Tonne Meerwasser enthält 0,05 Gramm Jod. Meeresalgen z.B. enthalten organische Jodverbindungen mit knapp 20 Gramm per Kilogramm Trockenmasse. Tang und Schwämme enthalten über 10 Gramm.

Biologie des Jods

Jod ist ein essentielles Spurenelement für praktisch alle Lebensformen. Es ist das schwerste aller Elemente, das von lebenden Organismen benötigt wird. Es wird als zweitschwerstes Element angesehen, dass generell jede Form des Lebens benötigt, das Wolfram einen Bestandteil von Enzymen einiger Bakterien bildet. Wolfram hat die Ordnungszahl 74. Die Hauptrolle von Jod besteht in der Bildung der Schilddrüsenhormone Thyroxin T4 und Triiodthyronin T3. Diese werden unter Zuhilfenahme der Aminosäure Tyrosin synthetisiert. Gespeichert werden T4 und T3 vor ihrer Freisetzung in einem Jodspeicher, einem Protein, das Thyreoglobulin genannt wird. T4 enthält 4 Jod-Atome pro Molekül, T3 enthält 3. Die Schilddrüse absorbiert dazu aktiv Jodverbindung aus dem Blut und gibt bei Bedarf die hergestellten Hormone ins Blut ab. Die Produktion und Freisetzung der Schilddrüsenhormone wird durch das Hormon TSH kontrolliert, das durch die Hirnanhangdrüse (Hypophyse) produziert wird. Die Schilddrüsenhormone sind entwicklungsgeschichtlich relativ alt und werden somit von den meisten mehrzelligen Lebewesen synthetisiert. Diese Hormone spielen eine elementare Rolle in der Biologie der Lebewesen. Sie regulieren genetisch gesteuert die basalen Stoffwechselprozesse.
 
Ein Mangel an diesen Hormonen reduziert die Stoffwechselleistung des Organismus bis zu 50 Prozent. Ein Hormonüberschuss dagegen erhöht die Stoffwechselleistung bis zu 100 Prozent. T4 fungiert zum größten Teil als eine Vorläufersubstanz für T3, welches, bis auf wenige Ausnahmen, die eigentlich biologisch aktive Substanz darstellt.
 
Jod hat einen engen Funktionszusammenhang mit Selen. Eine Familie von selen-abhängigen Enzymen, die Deiodinasen, katalysiert die Umwandlung von T4 nach T3 durch die Entfernung eines Jod-Atoms von dem äußeren Tyrosin-Ring. Diese Enzyme konvertieren ebenso T4 zu rT3, bei dem das Jod-Atom des innen liegenden Tyrosin-Rings entfernt wird. Des Weiteren sind diese Enzyme in der Lage, T3 weiter zu T2 zu konvertieren, wobei wiederum das zweite Jod-Atom des inneren Tyrosin-Rings entfernt wird. T2 und rT3 sind biologisch nicht aktiv, stehen aber für einen Gebrauch zur Verfügung. Eine Familie von Enzymen, die von Selen unabhängig aktiv sind, kann dann die beiden „Sonderformen“ weiter entjodieren.
 
Bei T4 macht Jod 65 Prozent des Molekulargewichts aus. Bei T3 ist es noch 59 Prozent. Knapp 20 Milligramm des Jods ist im Schilddrüsengeweben und -hormonen gespeichert. Aber etwa 70 Prozent des körpereigenen Jods verteilt sich in anderen Geweben. Das sind z.B. die Brustdrüsen, Augen, Magenschleimhäute, Gebärmutterhals und Speicheldrüsen. Die Rolle des Jods in den Brustdrüsen kann mit der fetalen und neonatalen Entwicklung erklärt werden. Seine Rolle in den anderen Geweben ist dagegen vollkommen unklar.

Jod in der Ernährung

Die täglich empfohlene Menge an Jod in der Nahrung scheint auch für das Jod wieder einmal nationale Präferenzen zu haben. Hier ein Vergleich von Deutschland und den USA, wo die Werte teilweise beträchtlich auseinander gehen.
 

 
(Werte in Mikrogramm)

Die Zufuhr sollte den Wert von 1,1 Milligramm nicht überschreiten. Eigentlich braucht die Schilddrüse nicht mehr als 70 Mikrogramm Jod pro Tag, um die täglich notwendige Menge an T4 und T3 zu synthetisieren. Die Empfehlungen fallen allerdings deutlich höher aus, da das „überschüssige“ Jod für die optimale Funktion einer Reihe anderer Körperfunktionen notwendig zu sein scheint, wie z.B. die Milchdrüsen bei stillenden Müttern, den Magenschleimhäuten, Speicheldrüsen, Thymus, Epidermis etc. Die hohe Jodkonzentration im Thymusgewebe lässt dabei auf eine wichtige Funktion des Jods im Immunsystem schließen. Man vermutet auch einen antioxidativen Effekt und eine Apoptose auslösende Wirkung, einschließlich Anti-Tumor Aktivitäten seitens des Jods für den Mund- und Speicheldrüsenbereich.

Quellen für Jod

Natürliche Jodquellen sind Meeresfrüchte wie Seetang. Es kommen auch Pflanzen in Frage, die auf jodreichen Böden gewachsen sind. Die weniger natürliche und heftig propagierte Variante ist der Verzehr von jodiertem Speisesalz. In Deutschland wurde diese Form der Jodversorgung stark propagiert, wenn auch nicht behördlich geregelt, um einer Mangelversorgung entgegen zu wirken. Inselländer, wie Japan, der täglicher Speiseplan deutlich mehr Meeresfrüchte enthält, haben naturgemäß einen deutlich höheren täglichen Jodkonsum. Hier sind Seegräser und Seetang sehr häufig auf dem Esstisch zu finden.

Jodmangel

Landtriche mit wenig jodhaltigen Böden und weit entfernt vom Meer provozieren die Ausbildung von einer Krankheit, die auf Jodmangel beruht und sich Hypothyroidismus oder Schilddrüsenunterfunktion nennt. Die Symptome dieser Erkrankung sind extreme Müdigkeit, Struma (mehr oder weniger stark ausgeprägte Kropfbildung), mentale Beeinträchtigung, Depressionen, Gewichtszunahme und niedrige basale Körpertemperatur. Der Jodmangel gilt als der führende Grund für vermeidbare mentale Retardierungen (geistige Behinderungen, Schwachsinn) bei Kindern. Die geschieht hauptsächlich wenn Babys oder Kleinkinder zu wenig Jod verabreicht bekommen. Hier z.B. kann Jodsalz den Mangelzustand beheben.

Andere mögliche gesundheitliche Effekte im Zusammenhang mit Jodmangel können sein:

• Brustkrebs – Die Brust konzentriert aktiv das Jod in der Brustmilch, um einen Jodmangel beim gestillten Säugling zu vermeiden. Bei einem Mangel kommt es hier zu einer strumaähnlichen Veränderung der Brust, die sich u.U. auch als Mastopathie (krankhafter Umbau des Brust-Parenchyms) äußert. Es gibt Hinweise, dass ein Jodmangel zu diesen Brustveränderungen führen kann. In Tierversuchen sind zudem bösartige Veränderungen beobachtet worden. Eine Behandlung mit Jod konnte diese Veränderungen wieder aufheben. Wie weit hier Jod als alleinige Ursache anzusehen ist bzw. andere Faktoren dabei auch noch eine Rolle spielen, ist momentan noch Gegenstand von Untersuchungen.

• Magenkrebs – Einige Forscher fanden einen epidemiologischen Zusammenhang zwischen Jodmangel, jodmangelinduziertem Kropf und Magenkrebs. Eine Reduktion der Todesrate aufgrund von Magenkrebs nach der Einführung einer ausreichenden Jodversorgung wurden ebenfalls beobachtet.

Zuviel des „Jodtem“

Zuviel Jod zeigt im Wesentlichen die gleichen Symptome wie ein Jodmangel. Die üblichen Symptome in diesem Zusammenhang sind ein abnormales Wachstum der Schilddrüse und Fehlfunktionen und Wachstum des Organismus als Ganzes. Ein Jodüberschuss übt eine größere zytotoxische (zellschädigende) Wirkung aus wenn ein gleichzeitiger Selenmangel vorliegt. Von daher ist eine zusätzliche Versorgung mit Jod bei Selenmangel nicht angezeigt.