Йод в продуктах питания и его влияние на организм человека

АДМИНИСТРАЦИЯ ГОРОДА НИЖНЕГО НОВГОРОДА

Муниципальное бюджетное  образовательное учреждение «Школа  № 100 с углубленным  изучением отдельных предметов»

улица Снежная, д. 2  г. Нижний Новгород, 603034,

тел. [phone], факс [phone]

e-mail: [e-mail]

НАУЧНОЕ ОБЩЕСТВО УЧАЩИХСЯ

Йод в продуктах питания и его влияние на организм человека

Выполнила: ученица 10-б класса Савельева Екатерина Владимировна Руководитель: учитель химии Палий Лидия Ивановна

                                           Нижний Новгород
                                                        2017

   Содержание

                                                                                                                              Стр.

Введение…………………………………………………………….…….……..3  

1. Обзор литературы…………………………………………….……….………

1.1.  Физические свойства йода…………………………………….…….…….5

1.2.  Химические свойства йода………………………………….…….………6

1.3.  Нахождение в природе……………………………………….…….……...7

1.4.  История йодной недостаточности…………………………..…….………8

1.5.  Биологические свойства йода………………………………..…….……..10

1.6.  Функции йода в организме…………………………………….….……...13
 
2.  Йод и питание…………………………………………………..……....… ..13
                                                                                       

3. Практическая часть……………………………………………......…………

3.1.   Определение недостатка йода в организме…………………….………19

3.2.   Проба на йод у учащихся школы №100…………………….…….….…20

3.3.  Практическое исследование ежедневно потребляемых продуктов.…..22

3.4.  Социальный опрос……………………………………….………….……27

Выводы…………………………………………………………….……...…….29

Заключение……………………………………………………………...….…..31

Список использованных источников…………………….…………..….……33

«Соль + йод: IQ сбережет

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время очень остро стоит проблема обеспеченности населения йодом на территории России. Более 50% субъектов Российской Федерации являются йододефицитными, более 60% населения проживает в регионах с природно-обусловленным дефицитом этого микроэлемента. Показатели заболеваемости диффузным зобом, связанным с йодной недостаточностью среди всего населения регистрировались на уровне выше среднероссийских в 30 субъектах Российской Федерации.

Актуальность данной темы  обусловлена тем, что Нижегородская область относится к регионам с низким содержанием йода в почве и воде. По статистике за 2015 год - В Нижегородской области около 60 тысяч человек страдают заболеваниями щитовидной железы. Самые проблемные районы по его нехватке – Тоншаевский, Воскресенский, Чкаловский.

Безусловно, наибольший риск подверженности заболеваниям, обусловленным недостатком йода в продуктах питания, относятся дети. Проведение скрининговых исследований в рамках реализации проекта «Тиромобиль» показало, что даже при лёгкой степени йодной недостаточности происходит снижение интеллектуальных способностей (IQ) детей на 11-18%. Психическое развитие при дефиците йода в 4-7% случаев характеризуется пограничной задержкой:

·         когнитивные расстройства являются ведущими и представляют собой, прежде всего симптомы, связанные с нарушением внимания и способности к запоминанию и как следствие значимое снижение интеллекта;

·         эмоциональные расстройства носят стертый характер, более всего проявляются в виде неспецифического тревожного компонента невротического уровня.

Данная проблема отмечается многими исследователями.

Цель: изучение проблемы дефицита йода и определение содержания йода в некоторых продуктах питания.

Задачи:

1) изучить научную и научно-популярную литературу по данной теме;

2) определить содержание йода в некоторых продуктах питания; 

3) выявить основные меры профилактики йододефицитных заболеваний  и наличие продуктов питания, обогащенных йодом.

Объект исследования: йод

Предмет исследования: продукты питания, входящие в рацион человека.

Теоретическая значимость данного исследования заключается в обобщении и систематизации материала по проблеме йододефицита.

Практическая значимость состоит в том, что полученную информацию по результатам исследовательской работы можно использовать на факультативных занятиях и элективных курсах по химии и биологии, работа может быть полезна учителям химии и биологии, классным руководителям при проведении валеологических минуток и классных часов, родительских собраний.

Предполагаемый результат: повышение уровня осведомленности населения, учащихся школы и их родителей по проблеме йододефицита, влияния дефицита йода на интеллектуальные возможности человека и мерах йодной профилактики.

1.1. Физические свойства

Природный иод состоит только из одного изотопа — иода-127. Конфигурация внешнего электронного слоя — 5s2 5p5. В соединениях проявляет степени окисления −1, 0, +1, +3, +5 и +7 (валентности I, III, V и VII).  По шкале Полинга электроотрицательность иода — 2,66, иод принадлежит к числу неметаллов.

Иод при обычных условиях — твёрдое вещество, чёрно-серые или тёмно-фиолетовые кристаллы со слабым металлическим блеском и специфическим запахом.

Пары имеют характерный фиолетовый цвет, так же, как и растворы в неполярных органических растворителях

При нагревании при атмосферном давлении иод сублимирует (возгоняется), превращаясь в пары фиолетового цвета; при охлаждении при атмосферном давлении пары иода кристаллизуются, минуя жидкое состояние.  

Жидкий иод можно получить, нагревая его под давлением.

1.2. Химические свойства 

Йод относится к группе галогенов.
Образует ряд кислот: йодоводородную (HI), йодноватистую (HIO), йодистую (HIO2), йодноватую (HIO3), йодную (HIO4).
Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром.

1. С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя йодиды:
Hg + I2 = HgI2

2. С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодоводород:
I2 + H2 = 2HI

3. Атомарный йод — окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H2S, тиосульфат натрия Na2S2O3  и другие восстановители восстанавливают его до иона I-:
I2 + H2S = S + 2HI

4. При растворении в воде йод частично реагирует с ней:
I2 + H2O ↔ HI + HIO

1.3. Нахождение в природе

 Иод — редкий элемент.  Он чрезвычайно сильно рассеян в природе и, будучи далеко не самым распространенным элементом, присутствует практически везде. Иод находится в виде иодидов в морской воде.  Присутствует в живых организмах, больше всего в водорослях. Сырьём для промышленного получения иода в России служат нефтяные буровые воды.

1.4. История йодной недостаточности

 

История йодной недостаточности также стара, как сама человеческая цивилизация. Первые упоминания о зобе и кретинизме относятся к древним культурам Китая и Индии, античной Греции и Рима. Древние китайцы не только знали признаки зоба, но и объясняли причины его появления: недостаток йода в питьевой воде, стрессы и т. п., а для лечения этой патологии использовали щитовидную железу оленя. Китайский кодекс 1567 года до н. э. рекомендует употребление в пищу с лечебной целью и морских водорослей. Самое древнее изображение зоба можно обнаружить на буддийских фресках II-III веков до н. э. в городе Гандахаре в Пакистане. Некоторые древнеримские писатели отмечали повышенную частоту зоба в Альпах, а Юлий Цезарь заметил "бугор" на шее у галлов во время своего военного похода. Римские медики первыми обратили внимание на то, что даже у абсолютно здоровых людей в определенные периоды жизни (подростковый возраст, беременность) щитовидная железа может увеличиваться. Еще в 1854 году француз Шатен - превосходный химик-аналитик - обнаружил, что распространенность заболевания зобом находится в прямой зависимости от содержания йода в воздухе, почве, потребляемой людьми пище. Коллеги опротестовали выводы Шатена, более того, Французская академия наук признала их вредными. Что же касается происхождения болезни, то тогда считали, что ее могут вызвать 42 причины - недостаток йода в этом перечне не фигурировал.

Прошло почти полстолетия, прежде чем авторитет немецких ученых Баумана и Освальда заставил французских ученых признать ошибку. Их опыты в 1896 году показали, что щитовидная железа содержит поразительно много йода и вырабатывает йодсодержащие гормоны, и подтвердили взаимосвязь между йодом и возникновением зоба. Куртуа выделил йод из золы морских водорослей в 1811 году, а Коиндет в 1820 году впервые рекомендовал препараты йода для лечения зоба.   наблюдался очень редко (только в 11 случаях), несмотря на чрезвычайно высокие дозы йода, и эти симптомы исчезали через несколько дней после прекращения приема йодированной соли.

1.5. Биологическая роль йода

    Йод – необходимый для животных и человека микроэлемент. В первую очередь он необходим для нормального функционирования щитовидной железы. В состав щитовидной железы входит вязкий секрет – коллоид, в состав которого входит особый гликопротеид – йодтиреоглобулин (гормон щитовидной железы).

. Он представляет собой запасную форму тироксина – основного гормона щитовидной железы. Молекула тироксина содержит  4 атома йода.

Последовательность синтеза гормонов щитовидной железы впервые была изучена при помощи радиоактивного йода. Было доказано, что введенный меченый йод обнаруживался сначала в молекуле монойодтирозина, затем – дийодтирозина и только потом – тироксина. Этот вывод дал основание думать о том, что монойод- и дийодтирозины являются предшественниками тироксина.

Биологическое действие гормонов щитовидной железы распространяется на множество физиологических функций организма. Например, они регулируют скорость основного обмена, рост и дифференцировку тканей, обмен белков, углеводов и липидов, водно-электролитный обмен, деятельность центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта и сердечно-сосудистой системы и другое. Естественно, что поэтому нарушение и недостаточная функция щитовидной железы или повышенная секреция гормонов вызывает глубокие изменения и расстройства физиологического статуса организма

            При гиперфункции щитовидной железы развивается базедова болезнь  (по имени врача, описавшего это явление) или гипертиреоз. Резкое повышение обмена веществ сопровождается усиленным распадом тканевых белков, что приводит к развитию отрицательного азотистого баланса. Наиболее характерными проявлениями базедовой болезни являются тахикардия, пучеглазие (экзофтальм) и зоб, то есть увеличенная в размерах щитовидная железа. У больных развивается общее истощение организма, а также психические расстройства, повышена утомляемость, дрожание рук, резкая потливость и другое.

            Гипофункция железы (или полная ее атрофия) в раннем детстве приводит к развитию болезни под названием кретинизм. Помимо остановки роста, специфических изменений со стороны кожи, волос, мышц, резкого снижения скорости процессов обмена, при кретинизме отмечаются глубокие нарушения психики, недоразвиты вторичные половые признаки. Тело имеет непропорциональные размеры: голова слишком большая, а конечности короткие. Специфическое гормональное лечение в этом случае не дает положительных результатов.

             

            Йод может поступать в организм различными способами: с пищей, водой, воздухом. Например, он легко всасывается через кожу, слизистые, в парообразном состоянии – через легкие. Но основной источник йода – растительные продукты. Поступая в организм, йод проходит всю пищеварительную систему. Всасывание йода проходит в передних отделах тонкого кишечника. Но скорость всасывания зависит от качества пищи. Кроме того, йод может накапливаться в разных частях организма.  

Выделение йода из организма идет преимущественно через почки (до 70 – 80 %), через молочные, слюнные и потовые железы; частично с желчью. При этом с мочой выделяется  около 50 мкг йода. Поэтому йод может накапливаться в тех органах, через которые выделяется.

1.6. Функции йода в организме

·         Йод, сосредоточиваясь в основном в щитовидной железе, за каждый цикл кровообращения – 17 минут – убивает нестойких микробов, тем или иным способом попавших в кровь. Стойкие микробы ослабляются при прохождении крови через щитовидную железу и через несколько циклов кровообращения погибают.

·         Оказывает седативное (успокаивающее) действие на человека. 

·         Третья функция йода в организме человека – повышение умственных способностей. Под воздействием йода в организме происходят окислительные процессы, положительно влияющие на мозговую деятельность, повышается эластичность кровеносных сосудов.

2. Йод и питание

     В наши дни каждый информированный человек знает, насколько питание, среда обитания влияют на состояние его здоровья, и пытается предотвратить неблагоприятное воздействие внешней среды на свой организм.

     Содержание йода в обычных пищевых продуктах невелико - 4-15 мкг%, но существуют продукты питания, являющиеся носителями больших количеств йода, Рассмотрим некоторые из них.

Морепродукты:

1. Морские водоросли. Одним из наиболее богатых йодом морепродуктов является ламинария, более известная под названием морская капуста. Ламинария - это крупная бурая водоросль, обитающая в морях бассейнов Тихого и Северного Ледовитого океанов.  

     В ламинарии, в зависимости от вида и срока сбора, содержится 50-70,000 мкг % йода (в среднем 0,3 % от общей массы). Йод содержится в соединениях с органическими веществами.

    2. Рыба: сельдь, камбала, треска, палтус, морской окунь, тунец, лосось.

     В морской рыбе содержится около 70 мкг% йода, а в печени трески - до 800 мкг%.  

3. Гребешки, крабы, креветки, кальмары, мидии, устрицы.

Йодированные продукты

     Сейчас йодированные продукты можно найти в магазине: соль, хлебобулочные изделия, молочные продукты и т. д. Кроме того, недавно появились и бульонные кубики, содержащие йодированную соль. Одна тарелка супа, приготовленного на основе этого кубика, восполняет дневную норму потребности организма в йоде.

     Значительное (по сравнению с остальным большинством) количество йода содержат следующие продукты:

Пресноводная рыба (количество йода обычно не превышает 5-8 мг на 100 г сырого веса).

Зерновые культуры, молоко, яйца, масло, говядина.

Овощи, выращенные на богатых йодом почвах, в том числе: баклажаны, репчатый и зеленый лук, чеснок, салат-латук, щавель, спаржа, шпинат, редис, свекла, картофель, морковь, томаты.

3. Практическая часть

3.1.Определение недостатка йода в организме

          Как недостаток, так и избыток йода в организме оказывается вреден для него, хотя встречается очень редко. Это состояние характеризуется увеличением количества слизи в носу, появлением признаков простуды, крапивницы и других аллергических реакций.

          Каждому человеку необходимо следить за содержанием йода в организме, особенно женщинам и детям.

1 способ: 

            взять 3-5% раствор йода и смочить им ватную палочку;

·         нанести раствор йода на  кожу предплечья  в виде сетки (либо в виде трех полосок, разной ширины);

·         после нанесения сетки пронаблюдать, через какое время она исчезнет.

 Если сетка исчезает через:

·         3-4 часа, то йод организму просто необходим;

·         6-8 часов – нехватка йода не так заметна;

·         сутки – йод в организме в норме.

Если первая исчезла

·         толстая полоска - то йод организму просто необходим;

·         средняя полоска - нехватка йода не так заметна;

·         тонкая полоска - йод в организме в норме.

2 способ:

Мозоль или огрубевшая кожа на внешней части больших пальцев свидетельствует о нарушении обменных процессов в организме, патологии щитовидной железы и, естественно, йодной недостаточности.

3 способ:

Оригинальный, но нетрадиционный. Это потребность в фиолетовом цвете! Психологи установили, что предпочтение цвету паров йода – фиолетовому – отдают люди, подверженные усталости,  со слабой иммунной системой.

3.2. Проба на йод у учащихся школы №100

Проба была проведена методом йодной сетки.

При проведении этого исследования   соблюдается  одно немаловажное условие. Так как область с нанесенной йодной сеткой находится в зоне контакта кожи с одеждой, нужно  следить за тем, чтобы сетка попросту не стёрлась, иначе проба покажет неверный результат.  

В моем исследовании приняли участие учащиеся 10 класса. И лишь у    29% йод в норме;

Хотя процент таких детей не велик. В среднем у учащихся наблюдается средний уровень йода в организме, что указывает на необходимость профилактики йододефицита. Иначе он может развиться в более тяжелые формы. В общем, у детей наблюдается средний уровень йода в организме. 

.

Можно сделать вывод, что ближе к периоду полового созревания количество йода в организме уменьшается, к тому же, это сопровождается возрастанием умственной нагрузки в школе. Как следствие, ребенку нужно большее количество микроэлементов для нормальной работы организма. А так как наиболее употребляемая пища не богата йодом, возникает его дефицит.

3.3.  Практическое исследование ежедневно потребляемых продуктов

Для определения наличия йода были взяты следующие продукты питания:

1-минтай,  2-ламинария,  3-яйцо,  4-морковь,   5-яблоко,  6-картофель,

йодированная соль.

Контрольный опыт

К раствору KI добавляем 3 капли хлорной воды, наблюдаем желтое окрашивание, а затем приливаем 1 мл раствора крахмала. Получаем окрашивание в синий цвет.

MnO₂+4HCl=Cl₂+MnCl₂+2H₂O

получение хлорной воды

2КI + Cl₂ = I₂ + 2КCl

уравнение выделения йода из солей продукта

     Ход работы

1.      Измельчили на терке исследуемые продукты

2.      30 грамм продукта дополнительно растолкли в ступке и залили 30мл

дистиллированной воды.

    

3.      Перелили смесь в колбу соответствующего объема.

В течение 5 минут колбу взбалтывали, проводя выделение в раствор.

4.      Дали  отстояться раствору в течение 10 минут и поместили 2 мл каждого раствора в пробирку, добавив 3 капли хлорной воды и 1 мл раствора крахмала.

Для определения наличия йода в поваренной соле, насыщенный раствор хлорида натрия постепенно добавляли в воду при перемешивании  до тех пор, пока не прекратится его растворение. Добавили 3 капли хлорной воды и 1 мл раствора крахмала.

Смесь  приобретает темно-синюю окраску.

Для определения наличия йода в картофеле, моркови и яблоке мы воспользовались другим методом.

К раствору HCl добавили порошок стрептоцида.

(C₆H₈O₂N₂S)  Затем капали пипеткой полученный раствор на овощи и наблюдали окрашивание.

               Ощущается запах сернистого ангидрида.

Исследования продуктов показали следующие результаты:

В пробирке с яйцом наблюдается слабое окрашивание. В пробирке с минтаем – окрашивание немного темнее. В пробирке с ламинарией мы видим более сильное окрашивание.  

Вывод: 1) морепродукты  содержат  наибольшее количество йода;
              2) из исследуемых нами овощей и фруктов, больше йода содержится в яблоке;

3) йодированная соль также является надежным источником йода.
          

 3.4.  Социальный опрос

Для того, чтобы узнать мнение школьников о роли йода в нашей жизни мы провели социальный опрос. Он был создан при помощи сервиса GoogleForm и разослан ребятам через социальную сеть «ВКонтакте». 

Исследуемой группе учащихся предложено ответить на следующие вопросы анкеты:
1) Известно ли вам, что в настоящее время очень остро стоит проблема обеспеченности населения йодом на территории Нижегородской области?

2) Считаете ли вы, что  йод – необходимый для человека микроэлемент?

3)  Знаете ли вы, что щитовидная железа содержит  много йода и вырабатывает йодсодержащие гормоны?

4) Какие продукты с различным содержанием йода вы употребляете чаще всего?

                                                                                                                                                        

 Выводы:

          Трудно переоценить значение йода в нашей жизни.

От содержания йода в организме зависит нормальное функционирование щитовидной железы. 

В данной работе:

1. проанализированы литературные источники;

2. определено содержание йода в некоторых продуктах питания; 

3. выявлены основные меры профилактики йододефицитных заболеваний  и наличие продуктов питания, обогащенных йодом;

4. проведено анкетирование среди учащихся по теме «Йод в продуктах питания и его влияние на организм человека».

Заключение

6 октября 2016 года в ФГБУ «Эндокринологический научный центр» Минздрава России стартовала Всероссийская акция по профилактике йододефицитных заболеваний «Соль + йод IQ сбережет».  
11.10.2016 года состоялся круглый стол, организованный Молодежной палатой при городской Думе Нижнего Новгорода совместно с Нижегородской государственной медицинской академией, посвященный важной эпидемиологической проблеме йододефицита.  

Список использованных источников

1.     Щеплягина Л.А. Медико–социальные последствия йоддефицитных состояний //Российский педиатрический журнал. – 1998. – № 1. С. 33—37.

2.     Щеплягина Л.А. Проблемы йодного дефицита //Русский медицинский журнал – 1999. – № 11. – С. 523—527.

3.     www.medeffect.ru

4.     http://www.besthelp.ru

5.     http://www.ill.ru

6.     http://mpnnov.ru