Warum ist Jod in unserer Ernährung wichtig? Wie wirkt es sich auf den Körper aus?

Was wissen wir über Jod?

Jod ist ein nichtmetallisches chemisches Element mit dem chemischen Symbol I. Der Name leitet sich vom lateinischen Wort iodium ab, das aus dem griechischen Wort iodes stammt, was übersetzt Purpur bedeutet.

Der Name bezieht sich auf sein Aussehen: Joddampf hat eine violette Farbe.

Jod ist ein Element der Gruppe 17 des Periodensystems der chemischen Elemente und befindet sich in der fünften Periode.

Es gehört zu einer Gruppe von Elementen, die als Halogene bezeichnet werden und zu denen auch Fluor, Chlor und Brom gehören. Die Gruppe wurde nach der Fähigkeit ihrer Elemente benannt, Salze zu bilden (von griechisch hals - sol, gennaó - ich bilde).

Unter den Halogenen ist es das elektronegativste Element, mit der geringsten Elektronegativität und dem schwächsten Oxidationsvermögen. Seine Häufigkeit ist auch die geringste im Vergleich zu den anderen Halogenen.

Jod wurde 1811 von dem französischen Chemiker Bernard Courtois entdeckt.

Als er Natrium- und Kaliumverbindungen aus der Asche von Algen isolierte (die später zur Herstellung von Schießpulver verwendet wurden), stieg bei der versehentlichen Zugabe von Schwefelsäure eine Wolke violetter Dämpfe aus der Asche auf.

Courtois vermutete, dass es sich um ein neues Element handelte, hatte aber nicht die Mittel, um es weiter zu untersuchen.

Der Beweis, dass es sich um ein neues Element handelte, wurde schließlich 1814 von dem französischen Chemiker Joseph Louis Gay-Lussac erbracht, der dem Element auch seinen Namen gab.

Jod ist eine feste kristalline Substanz von blauschwarzer Farbe mit metallischem Glanz. Es lässt sich zu einem feinen Pulver mahlen. In Wasser ist es schwer löslich, in organischen Lösungsmitteln hingegen löst es sich leicht und bildet violette, rosa oder braune Lösungen.

Unter normalen Bedingungen, d. h. bei normalem Druck und normaler Temperatur, sublimiert Jod relativ leicht als purpurroter, übel riechender Dampf, der sich aus zweiatomigen Jodmolekülen - I2 - zusammensetzt.

Eine tabellarische Zusammenfassung grundlegender chemischer und physikalischer Informationen über Iod

Jod ist eines der am wenigsten häufig vorkommenden nichtmetallischen Elemente auf der Erdoberfläche und kommt vor allem in Gesteinen, Böden, Wasser, Pflanzen, aber auch in tierischem Gewebe vor - in Form von Jodiden und Jodaten.

Seltene jodhaltige Mineralien sind zum Beispiel Lautarit oder Dietzeit.

Die größten Jodmengen finden sich in Algen, Schwämmen oder Korallen sowie im Grundwasser. Meerwasser enthält aufgrund der Auswaschung aus Gestein und Boden die größte Gesamtmenge an Jod.

Jod entweicht durch Sonneneinstrahlung aus dem Meerwasser in die Atmosphäre und kehrt durch Niederschläge in den Boden zurück.

Der Jodgehalt des Grundwassers ist viel niedriger als der des Meerwassers und spiegelt immer den Jodgehalt des umgebenden Bodens wider.

Auch der Jodgehalt des Bodens ist unterschiedlich hoch: in Küstengebieten ist er am höchsten, im Landesinneren am niedrigsten.

TIPP: Die Schilddrüse: Was sind die Symptome einer Unter- oder Überfunktion?

Pflanzen, Nutzpflanzen und tierische Erzeugnisse spiegeln in der Regel den Jodgehalt des Bodens wider: Je höher der Jodgehalt des örtlichen Bodens, desto höher der Jodgehalt der Pflanzen und in der Folge der tierischen Erzeugnisse.

Jod und seine Verbindungen werden hauptsächlich als Katalysatoren, Stabilisatoren, Farbstoffe oder Pigmente verwendet.

Sie sind auch in Futtermittelzusätzen, pharmazeutischen Produkten oder Desinfektionsmitteln (Jodtinktur) enthalten und werden als ungiftiges Kontrastmittel bei radiologischen Untersuchungen eingesetzt.

Beim Umgang mit Jod ist besondere Vorsicht geboten, denn es kann die Haut reizen oder verbrennen sowie Augen und Schleimhäute schädigen. Die innere Einnahme von Jod in elementarer Form ist giftig.

Was ist die biologische Funktion von Jod?

Jod hat eine unersetzliche Funktion im menschlichen Körper.

Es ist ein wesentliches Nahrungselement, das für die Produktion der Schilddrüsenhormone Thyroxin (T4) und Trijodthyronin (T3) notwendig ist.

In beiden Fällen handelt es sich um Moleküle der Aminosäure Tyrosin, an die Jodatome gebunden sind, im Falle von Thyroxin sind dies vier Jodatome, im Falle von Trijodthyronin drei Jodatome.

Die Schilddrüse ist die größte endokrine Drüse des Körpers und hat die Aufgabe, die oben genannten Hormone, die auch als Schilddrüsenhormone bezeichnet werden, in ausreichender Menge zu produzieren.

Thyroxin wird im Vergleich zu Trijodthyronin in größerem Umfang produziert und gilt als Prohormon. Es ist selbst nicht hormonell aktiv und stellt einen zirkulierenden Vorrat für die Produktion des bereits aktiven Trijodthyronins dar.

Schilddrüsenhormone sind an mehreren biologischen Funktionen im Körper beteiligt, die daher mit Jod selbst zusammenhängen können.

• Sie sind wichtig für das normale Wachstum und die Entwicklung des Körpers (von der intrauterinen Phase bis zur Pubertät).
• Während des gesamten Lebens haben sie einen starken Einfluss auf den Energiestoffwechsel.
• Sie beeinflussen die Entwicklung und Funktion des zentralen Nervensystems.
• Sie sorgen für eine normale geistige Funktion und Gehirnleistung.
• Sie regulieren die Funktion der Homöostase, einschließlich der Energie- und Wärmeproduktion.
• Sie beeinflussen Leistung und Lebensqualität.
• Sie sind an der Regulierung des Körpergewichts beteiligt.
• Senken den Cholesterinspiegel im Blut.
• Sie erhöhen die Aufnahme von Zuckern im Verdauungstrakt, den Abbau von Fetten und Fettsäuren.
• Sie regulieren die Verwendung von Sauerstoff in den Zellen.

Die freie Form des Jods, d.h. ohne Bindung an die Aminosäure Tyrosin, dürfte bei der Regulierung des Stoffwechsels kaum eine Rolle spielen.

Jod - von der Aufnahme bis zur Ausscheidung

Der menschliche Körper ist nicht in der Lage, Jod selbst zu synthetisieren und ist daher auf die Zufuhr über die Nahrung oder in Form von Medikamenten und Nahrungsergänzungsmitteln angewiesen.

Aufnahme

Jod wird größtenteils über die Nahrung oder das Trinkwasser aufgenommen, in denen es in verschiedenen chemischen Formen vorkommt.

In der Nahrung kommt Jod hauptsächlich in Form von anorganischem Jodid I- vor, einer leicht absorbierbaren Form von Jod, die im Magen oder Zwölffingerdarm aufgenommen wird.

Andere Formen, wie z. B. Iodat, müssen vor der Absorption in der Darmumgebung zu Iodid reduziert werden.

Jodide werden im Verdauungstrakt schnell und fast vollständig in das Blut aufgenommen; bei gesunden Menschen beträgt die Absorption mehr als 90 % der eingenommenen Menge.

Die Absorption von Jodiden kann durch die Zusammensetzung der gleichzeitig aufgenommenen Nahrung beeinflusst werden, z. B. durch Calcium, Magnesium, Eisen, Fluorid, Nitrat oder Thiocyanat.

Verteilung

Die Gesamtblutkonzentration von Jod liegt zwischen etwa 40 und 80 µg/l. Sie umfasst sowohl anorganisches Jod als auch gebundenes Jod (z. B. in Form von Schilddrüsenhormonen).

Die Konzentrationen können bei übermäßiger Jodzufuhr oder pathologisch erhöhter Schilddrüsenfunktion erhöht sein.

Das im Blutkreislauf zirkulierende Jod wird hauptsächlich von der Schilddrüse und den Nieren aufgenommen.

Bei einer ausreichenden Jodzufuhr verbraucht die Schilddrüse nicht mehr als 10 % des aufgenommenen Jods, bei einer lang anhaltenden unzureichenden Jodzufuhr liegt der Anteil des aus dem Blut aufgenommenen Jods bei über 80 %.

Darüber hinaus wird Jod in geringen Mengen auch von den Speicheldrüsen, der Magenschleimhaut und in den Augen und im Gebärmutterhals aufgenommen. Die Funktion von Jod in diesen Körperteilen ist noch unbekannt.

Es ist wichtig zu erwähnen, dass Jod bei stillenden Müttern auch von den Milchdrüsen aufgenommen wird. Jod spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung des Neugeborenen.

Die im Blut zirkulierenden Schilddrüsenhormone sind überwiegend an Eiweißträger gebunden, nur weniger als 1 % liegen in freier Form vor. Diese freien Fraktionen sind jedoch für die hormonelle Wirkung verantwortlich.

Im gesunden menschlichen Körper sind 15-20 mg Jod vorhanden. 70-80 % davon befinden sich in der Schilddrüse. Diese Menge ist abhängig von der Jodzufuhr und nimmt ab, wenn die Jodzufuhr reduziert wird.

Bei langfristigem Jodmangel kann die Jodmenge in der Schilddrüse auf unter 20 µg sinken.

Stoffwechsel und Ausscheidung

Der Stoffwechselprozess des Jods beginnt mit der Aufnahme durch die Schilddrüse, die das aufgenommene Jod zur Produktion der Hormone Thyroxin und Trijodthyronin verwendet.

Die Lebensdauer von Thyroxin (die Zeit, in der es im Blut zirkuliert und seine Funktion erfüllt) beträgt 5-8 Tage, die von Triiodthyronin ist kürzer, nämlich 1,5-3 Tage.

Anschließend werden diese Hormone abgebaut, wobei Jod aus dem Hormonmolekül freigesetzt wird, das noch im Blutplasma vorhanden ist.

Die Abbauprozesse der Schilddrüsenhormone sind von der Selenzufuhr abhängig, da Selen ein wesentlicher Bestandteil der am Abbau beteiligten Enzyme ist.

Ins Blut freigesetztes Jod kann entweder von der Schilddrüse resorbiert oder aus dem Körper ausgeschieden werden.

Jod wird hauptsächlich über die Nieren aus dem Körper ausgeschieden. 90 % des mit der Nahrung aufgenommenen Jods werden schließlich mit dem Urin ausgeschieden.

Geringere Mengen Jod werden über den Stuhl, den Schweiß und - bei stillenden Müttern - über die Muttermilch ausgeschieden.

Kennen Sie die Quellen von Jod in der Nahrung?

Das natürliche Vorkommen von Jod in der Nahrung ist sehr unterschiedlich, was darauf zurückzuführen ist, dass Boden und Wasser in den verschiedenen Teilen der Welt unterschiedliche Jodkonzentrationen aufweisen.

Die Böden mit dem höchsten Jodgehalt befinden sich in Küstengebieten, während die Böden mit dem niedrigsten Jodgehalt im Landesinneren und in Bergregionen zu finden sind.

Je höher der Jodgehalt von Boden und Wasser ist, desto höher ist auch der Jodgehalt der lokalen Pflanzen und Nutzpflanzen.

Bei den tierischen Erzeugnissen sind die Unterschiede im Jodgehalt auf die Art des Futters zurückzuführen, das die betreffenden Tiere verzehren.

Die Jodkonzentration in der Milch ist im Winter in der Regel höher, weil die Tiere dann mehr Jodzusätze erhalten.

Darüber hinaus wird der Jodgehalt in Pflanzen unbeabsichtigt durch Düngemittel oder Behandlungen und in tierischen Erzeugnissen durch den Zusatz von Lebensmittelzusatzstoffen oder Farbstoffen erhöht.

In den meisten Fällen haben pflanzliche Lebensmittel einen geringeren Jodgehalt als tierische Lebensmittel, da die Jodkonzentration im Boden (außer in Küstengebieten) niedrig ist.

Seetang hat den höchsten Jodgehalt.

Jodreiche Lebensmittel sind Meeresfrüchte, grünes und blättriges Gemüse (z. B. Spinat), Milch, Fleisch, Eier und Getreide.

Jodmangel in der Ernährung und damit zusammenhängende Schilddrüsenerkrankungen waren und sind in gewissem Maße immer noch ein weltweites Problem.

Diesem Problem wird dadurch begegnet, dass den Lebensmitteln absichtlich Jod zugesetzt wird, man spricht hier von Anreicherung.

Das wohl bekannteste Beispiel für die absichtliche Zugabe von Jod zu Lebensmitteln ist der Zusatz von Jod zu Speisesalz (Jodsalz). Dies geschieht vor allem in Gebieten, in denen der Boden und das Wasser jodarm sind.

Zur Erhöhung des Gehalts wird Jod auch in Form von Jodat dem Teig (Brot, Kuchen) oder als roter Lebensmittelfarbstoff Erythrosin Süßigkeiten oder Getreide zugesetzt.

In einigen Ländern wird Jod auch anderen häufig verwendeten Lebensmitteln wie Reis, Tee oder Ölen zugesetzt.

Weitere Jodquellen neben der Nahrung sind Arzneimittel, Mineralstoffpräparate oder Präparate mit Extrakten aus Algen, Pflanzen oder Fischen sowie radiologische Kontrastmittel, Hautdesinfektionsmittel oder Wasserreinigungstabletten.

Beispiele für jodhaltige Arzneimittel sind Amiodaron, ein Medikament zur Korrektur von Herzrhythmusstörungen, und Nahrungsergänzungsmittel, die Kalium enthalten - in Form von KI oder KIO3.

Im Zusammenhang mit Lebensmitteln sind auch Stoffe zu erwähnen, die den Schilddrüsenhormonen im Körper entgegenwirken. Man spricht von antithyreoten Substanzen oder auch Strumigenen.

Diese Stoffe vermindern die Produktion oder Verwendung von Schilddrüsenhormonen. Beispiele sind Thiocyanate, die in Kohl, Grünkohl, Kohlrabi, Blumenkohl, Brokkoli oder Grünfutter vorkommen.

Wie hoch ist die empfohlene Tagesdosis an Jod?

Empfehlungen für die durchschnittliche Tageszufuhr von Jod wurden aufgrund mangelnder Daten nicht festgelegt.

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit veröffentlicht jedoch Werte für eine angemessene Jodzufuhr. Die angemessene Zufuhr ist ein auf Beobachtungen beruhender Durchschnittswert, von dem angenommen wird, dass er dem Bedarf der Bevölkerung entspricht.

Tabelle der angemessenen täglichen Jodzufuhr nach Alter

Jodmangel versus Jodüberschuss im Körper

Bei einem Mangel, aber auch bei einer übermäßigen Zufuhr von Jod, kann der Körper Störungen oder Krankheiten entwickeln, die in einigen Fällen wirklich schwerwiegend sind.

Ein zuverlässiger Indikator für die Jodversorgung des Körpers ist ein Urintest, die Größe der Schilddrüse und die Menge der Schilddrüsenhormone.

Der wichtigste Indikator ist der Jodgehalt im Urin: Mehr als 90 % des mit der Nahrung aufgenommenen Jods wird über den Urin ausgeschieden, so dass dieser Test zuverlässig ist.

Optimal ist es, die Jodausscheidung über einen Zeitraum von 24 Stunden zu bestimmen, da die Jodkonzentration im Urin im Laufe des Tages schwankt.

Tabelle der Jodwerte im Urin und deren Bedeutung

Die Größe der Schilddrüse als Organ steht in engem Zusammenhang mit der Jodzufuhr. Veränderungen ihrer Größe können sowohl auf eine unzureichende als auch auf eine übermäßige Jodzufuhr hinweisen.

Die Bestimmung des Thyreoglobulin-, des Thyreotropin- und in seltenen Fällen auch des Schilddrüsenhormonspiegels kann ebenfalls Aufschluss über die Jodversorgung des Körpers geben.

Thyreoglobulin ist die Vorstufe von Thyroxin und Trijodthyronin, d. h. es ist der Ursprung dieser Hormone. Thyreotropin ist ebenfalls ein Hormon, es wird im Gehirn gebildet und stimuliert die Produktion und Sekretion von Thyroxin und Trijodthyronin.

Vergleicht man die Prävalenz von Jodmangel- und Jodüberschusserkrankungen, so überwiegen die Jodmangelerkrankungen.

Was verursacht Jodmangel?

Jodmangelkrankheiten gehören zu den schwersten Pandemien weltweit und betreffen praktisch alle Kontinente.

Jodmangel ist nach wie vor eine der wichtigsten, aber vermeidbaren Ursachen für Hirnschäden und geistige Retardierung.

Die wichtigste Funktion von Jod ist die Beteiligung an der Synthese von Schilddrüsenhormonen. Bei einem Mangel an Jod nimmt die Produktion der Hormone automatisch ab.

Bei einem kurzfristigen Jodmangel kann die Schilddrüse diesen Mangel ausgleichen, indem sie ihre bereits vorhandenen Hormonspeicher nutzt.

Die Schilddrüse hat für mehrere Monate im Voraus einen Vorrat an Schilddrüsenhormonen angelegt, um Störungen in der Produktion zu vermeiden, wenn kurzfristig kein Jod in der Nahrung vorhanden ist.

Hält der Jodmangel an, sinkt der Hormonvorrat und die Blutspiegel sinken. Als Reaktion darauf wird im Gehirn vermehrt Thyreotropin ausgeschüttet. Thyreotropin versucht, auf die Schilddrüse einzuwirken, um die Hormonproduktion zu steigern und so den verminderten Spiegel auszugleichen.

Doch selbst unter dem Druck von Thyrotropin ist die Schilddrüse aufgrund des Jodmangels nicht in der Lage, Thyroxin und Trijodthyronin zu produzieren.

Stattdessen vergrößert sich die Schilddrüse, in manchen Fällen auf enorme Ausmaße.

Eine ausreichende Jodzufuhr ist vor allem in der Wachstums- und Entwicklungsphase des Menschen wichtig, sei es bei Neugeborenen, Kindern oder Jugendlichen, aber auch in der Schwangerschaft, der Zeit der fötalen Entwicklung.

Ein Mangel führt zu einer Verlangsamung der Entwicklung, des Wachstums und der Reifung von Organen und Geweben. Die verschiedenen Gewebe sind unterschiedlich empfindlich gegenüber einem Mangel. Das empfindlichste Organ ist das Gehirn.

Die kritische Periode ist die Zeit zwischen dem zweiten Trimester und dem zweiten Lebensjahr des Kindes. Selbst ein leichter Jodmangel in dieser Zeit kann zu schweren und dauerhaften Hirnschäden führen.

Bei milden Formen des Jodmangels treten neben dem Kropf vor allem bei Föten, Kindern und Jugendlichen leichte Entwicklungsstörungen auf, wie z. B. eine Abnahme der Intelligenz der Betroffenen und das Auftreten des hyperaktiven Kindersyndroms.

Auch die nachteiligen Auswirkungen des Jodmangels auf die sexuelle Entwicklung und die damit verbundene Unfruchtbarkeit werden diskutiert.

Mäßige Formen des Mangels führen zu Kropf und sogar zu Hypothyreose, einer Schilddrüsenunterfunktion.

Bei schwerem Jodmangel bei Föten, Neugeborenen und Kindern kommt es zu schweren Entwicklungsstörungen. Das Individuum ist schwer und dauerhaft beeinträchtigt. Man spricht vom endemischen Kretinismus, der bereits eine extreme Ausprägung des Jodmangels darstellt.

Der Kretinismus ist gekennzeichnet durch Störungen der Knochenentwicklung, die zu Deformationen des Körpers und des Gesichts führen, sowie durch einen stark verminderten Intellekt, der ein selbständiges Leben unmöglich macht.

Tabellarische Übersicht über die gesundheitlichen Folgen von Jodmangel beim Menschen nach Alter

Die Möglichkeiten zur Vorbeugung und zum Umgang mit den Folgen des Jodmangels sind relativ einfach: Die Jodzufuhr über die Ernährung oder durch Nahrungsergänzungsmittel muss erhöht werden.

Was sind die Ursachen einer übermäßigen Jodzufuhr?

Im Gegensatz zu Jodmangel treten die nachteiligen Auswirkungen einer übermäßigen Jodzufuhr bei einem kleineren Teil der Bevölkerung (bis zu 10 %) auf.

Einige Personen können sehr hohe Jodmengen ohne sichtbare Nebenwirkungen vertragen.

Die Erklärung für diesen Unterschied liegt wahrscheinlich darin, dass die Schilddrüse über ausreichende Regulationsmechanismen verfügt und sich so an einen Jodüberschuss anpassen kann.

Die empfindlichere Bevölkerungsgruppe, die negativ auf einen Jodüberschuss reagiert, sind Menschen mit einer gewöhnlich geringen Jodzufuhr, Schilddrüsenerkrankungen oder einer erhöhten Jodempfindlichkeit.

Die häufigsten Symptome einer Jodüberempfindlichkeit sind Hitzewallungen, geschwollene Speicheldrüsen, Sehstörungen, Hautprobleme wie Nesselsucht oder Hautausschläge.

Bei einer übermäßigen Jodzufuhr in den Körper ist es sehr wichtig zu unterscheiden, ob es sich um einen kurzfristigen Jodüberschuss oder eine langfristige Erhöhung handelt.

Im ersten Fall werden die Veränderungen meist durch die Einnahme bestimmter Medikamente oder Nahrungsergänzungsmittel mit hohem Jodgehalt (z. B. Amiodaron) verursacht.

Eine noch höhere Jodbelastung tritt bei Untersuchungen auf, bei denen Jod als Kontrastmittel eingesetzt wird - Röntgenuntersuchungen, Computertomographie.

Eine kurzzeitige, aber sehr intensive Jodbelastung kann zu Schilddrüsenfehlfunktionen und zur Aktivierung von Autoimmunreaktionen führen.

Aus gesundheitlicher Sicht gefährlicher und schwerwiegender ist eine langfristige Erhöhung des Jodgehalts in der Nahrung, die meist im Zusammenhang mit Jodmangel auftritt.

Von einem Jodüberschuss im Körper spricht man, wenn der Jodgehalt im Urin 300 µg/l übersteigt. Als gefährlich für den Menschen gelten bereits Werte von über 500 µg/l.

Was sind die Hauptrisiken einer langfristigen übermäßigen Jodzufuhr und welche gesundheitlichen Probleme verursacht sie?

• Hyperthyreose - Überfunktion der Schilddrüse
• Autoimmunerkrankungen oder entzündliche Erkrankungen der Schilddrüse
• Kropf
• Hypothyreose - Die Schilddrüsenfunktion und die Hormonproduktion werden paradoxerweise kurzfristig durch eine hohe Jodzufuhr verringert; diese Verringerung kann bei Menschen mit einer bereits bestehenden Schilddrüsenerkrankung fortbestehen.
• Entzündliche Schilddrüsenerkrankung bei Kindern unter einem Jahr, wenn ihre Mutter vor der Schwangerschaft einen Mangel an Schilddrüsenhormonen hatte
• In schwereren Fällen wahrscheinlich auch Schilddrüsentumore