人类“碘”的历史
碘的原子量为126.9,作为卤族元素广泛分布于地壳表层。冰河时期,在冰川、洪水、渗透等自然力的长期影响下,碘出现了多种地理分布,主要分布在沿海地区的地壳中,海带等海产品成为碘最常见的来源。
在发现碘之前,中国在世界上最早记载了用含碘物质治疗甲状腺肿。早在公元前3600年,中国的医学著作中就记载,给脖子粗(甲状腺肿)的患者服用海带和烧焦的海绵,可以减少甲状腺肿的体积。晋代葛洪记载“海藻酒方”用于治疗“疥疮”,俗称粗颈病,医学上称为弥漫性甲状腺肿。在随后的几个世纪里,历史上著名的内科医生,包括希波克拉底、盖伦、罗杰、维拉诺瓦的阿诺德,都记载了这样的病例,即含碘的海鲜可以治疗甲状腺肿。
中国明代教育家刘元庆在《咸宜汇编》中收入了一则关于“大脖子病”的寓言:
南齐位于陕西和四川周围的山谷中。那里的居民很少与外人交往。南七的水是甜的,但是不好。常年喝这种水会得大脖子病。南七的居民没有一个脖子大的。有一天,山外来了一个人,在南七引起了轰动。老老少少的居民都来观看。他们一边看,一边谈论着外来者的脖子:
如同科学史上的许多重大发现一样,碘的发现充满了惊喜。
碘是由法国化学家伯纳德·库图瓦于65438年发现的。当时,库尔图瓦试图从海藻残渣中提取钠和钾的化合物。提取这些化合物的初衷是为了寻找制造炸药的原料。他不小心加了太多硫酸进一步处理样品,出现了紫烟。烟雾凝结在室内的金属物体上,变成固体碘。今天,碘主要以碘酸钠(NaIO碘3)和高碘酸钠(NaIO 4)沉淀的形式存在。
这件事的讽刺之处在于,库尔图瓦做这个实验的初衷并不是为了寻找救命的灵丹妙药,而是为了帮助拿破仑解决炸药原料不足的问题:制作炸药需要硝酸钾,而在之前的方法中,钾是从木灰中提取的,但当时木材紧缺,诺曼底和布列塔尼的海岸又盛产海藻,于是库尔图瓦尝试从海藻灰中提取碳酸钾,于是发生了上述一幕。
作为一名化学家,科特伊斯意识到他可能发现了一种新物质。他进行了一系列实验,发现这种新物质与磷、氢和一些金属结合得很好,但不容易与氧或碳反应。此外,他还发现这种新物质与氨混合燃烧时不会分解。然而不幸的是,在拿破仑时期,法国正处于战争状态,军队缺钱,因此不允许courtois进行进一步的实验来鉴定这种新物质。他不得不求助于另一位法国化学家德索默斯,德索默斯在女婿克莱门特的帮助下,对这种紫色物质进行了深入研究。“酷哥”觉得这还不够。他把带回的样品送给了另外两位著名的法国化学家盖·吕萨克和安德烈·安培。于是拿到样本的两个小组分别在会议或者杂志上发表了他们的发现,他们怀疑这是一种新物质或者氧化产物。最终确定这是一种新物质并给它命名的桂冠落到了英国化学家汉弗莱·戴维爵士身上。安培送了一些样品给大卫,大卫在1813 12 10上宣布发现了一种新的物质,叫做碘(来自希腊语,意思是紫色)。
在海藻中发现碘的8年后,瑞士医生J.F. Coindet发现烧过的海绵和海藻可以治疗甲状腺肿,从而推断海藻中的碘可能是有效成分。1819年,他的酊剂碘在150例甲状腺肿患者中试验,剂量为250mg/天,获得成功:一周内甲状腺肿明显减轻。并在1820发表了他的成果。
65438年至0850年,法国化学家Chatin研究了甲状腺肿的患病率与土壤、水和食物中碘的浓度之间的关系。他还研究了补碘对甲状腺肿患病率的影响。他观察到:1)甲状腺肿大和克汀病(孕妇碘摄入不足导致婴儿先天性甲减)在碘丰富的地方很少见;2)但在碘不足的地方很常见;3)补碘可预防甲状腺肿。
从1891到1892,英国医学杂志(BMJ)发表了一系列文章,报道了甲状腺提取物用于治疗甲状腺功能减退症。1895年,鲍曼检测出甲状腺中存在高浓度的碘,并提出甲状腺提取物能治疗甲减正是因为它含有碘。人类历史上第一次可以发现一种物质以这样一种“因果”的方式来治疗疾病。碘的作用被过分夸大了。在随后的几年里,“碘”成了大众眼中的神药,临床上几乎每一种疾病都用到了它:瘫痪、腹泻、淋巴结核、泪道瘘、脊柱畸形、梅毒........以至于后来匈牙利医生因为发现维生素C获得了诺贝尔奖。
这里的k和I是钾和碘。1851年含碘制剂注册10种,1956年变成1700种。
1940,萝卜和Perloff在内分泌学杂志上发表了《甲亢的药物治疗》。当时,单独服用碘和X射线已经成为甲亢最常规的治疗方法。
公众对碘的魔力最强烈的质疑来自20世纪初的一位瑞士外科医生Koukl。值得一提的是,Koukl因甲状腺切除术的改进获得了1909诺贝尔医学奖,这是历史上第一个也是唯一一个授予甲状腺领域的诺贝尔奖。在他获奖后的第二年,Koukl公开报告说,他的身体在服用碘后出现了严重的甲亢,他进一步反对在任何形式的甲亢治疗中使用碘制剂。由于诺贝尔给Koukl带来的巨大名气,他对碘疗法的“恐惧症”可能来的正是时候。许多甲状腺医生争相放弃用碘治疗甲状腺肿。因为Koukl的影响,临床医生分为两派:“碘派”主张用碘治疗甲亢,除非效果不好,否则用X线照射或手术;“外科学校”不推荐碘,但推荐手术作为甲亢的唯一治疗方法。影响不仅限于欧洲,还波及到了美国。虽然已经有无数的临床证据证明单纯碘治疗甲亢的有效性,但“手术是甲亢的主要治疗手段”的观点也在美国迅速传播开来。
在碘发现以来的100年间,碘的临床应用多以经验和试错为主,根本没有建立起碘作为人体必需微量元素的概念。1911年,法国生物化学家加布里埃尔·贝特朗(Gabriel Bertrand)首先提出了人体微量元素的概念,认为人体微量元素是人体生长等基本生理过程所必需的。他首先在植物中发现了氧化酶,发现金属锰对氧化酶的功能不可或缺。美国病理学家大卫·马琳(David Marine)基于伯特兰(Bertrand)的微量元素理论,进行了大规模的人体微量元素实验,这可能是历史上的第一次,也可能是最后一次。实验在俄亥俄州的学校女生(10~18岁)中进行,时间跨度为五年。受试者必须无甲状腺肿大症状,分为对照组(2305人,不补碘)和实验组(2190人,补碘盐4g/年,相当于今天推荐剂量的60倍!)。经过两年半的观察,对照组有495名女生出现甲状腺肿大(22%),但补碘组只有5名女生出现症状(0.2%),另有0.5%的女生出现碘中毒症状。今天,这个实验的重要性怎么估计也不过分。它第一次表明一种微量元素是人体生理所必需的。
基于马林的实验,加碘盐被医学界和公众普遍接受。瑞士和美国是世界上最早推广加碘盐的国家。对于美国来说,五大湖、阿巴拉契亚山脉和中国西北地区是“粗颈病”的高发区,当地儿童的发病率曾高达26%~70%,因此这一地区也被称为“甲状腺肿带”。20世纪40年代末,美国甲状腺流行病学委员会提出一项法案:在所有州强制加碘盐,但最终该法案未能通过。在州一级,大部分州都在推广碘盐,从20世纪50年代开始,美国市场的碘盐比例一直是70~76%。
碘不仅是体内合成甲状腺素的原料,也是胎儿脑鞘在子宫内和产后早期形成所必需的。尤其是孕期和哺乳期,容易发生碘缺乏。从公共卫生的角度来看,包括中国在内的大多数国家因碘缺乏引起的大规模甲状腺肿流行已不复存在,但孕期和哺乳期补碘仍是一个严重的公共卫生问题。世界卫生组织建议在怀孕和哺乳期间每天摄入250微克的碘。美国甲状腺协会和内分泌协会的指南也建议,孕期维生素每天应含150微克碘化钾。
中华人民共和国成立后,我国开始推广碘盐,并制定了食盐含碘量标准。开展了全国碘营养监测和碘盐质量检测,并根据检测结果制定了我国碘盐标准。最近一次全国检测是在2005年,结果显示大部分省级行政区尿碘平均值略高于世界卫生组织推荐的适宜水平,少数省区超标,9省区为适宜水平。当时所有参与调查的专家都认为食用盐中的碘含量应该稍微降低。同时,专家也认为,不应该在全国范围内实行同量补碘,应该根据各省或地区当地尿碘值具体调整,避免部分地区碘过量,部分地区碘缺乏。基于此,国家第三次调整了食用盐的碘含量标准:
世界卫生组织(世卫组织)、国际控制碘缺乏病理事会(ICCIDD)和联合国儿童基金会(联合国儿童基金会)的联合报告建议每日充足碘摄入量(RDA,AI,即下限)如下:
一般认为正常人对碘有非常高的耐受力,各个组织和国家对人体每日碘的最大安全摄入量限值(UL)有不同的规定:
参考
Guy E. Abraham,医学博士,“碘在医学中的历史”,最初的内科医生,2006年
Angela M. Leung,“美国碘强化和补充的历史”营养素2012,4,1740-1746
《碘的历史》。http://www.mnwelldir.org/