Проект "Йод в нашей жизни"

Автор:
Малышев Д.,
ученик 4-го класса,

Руководитель:
Валюшкина Л.Т.,
учитель начальных классов

Введение

Мало кто задумывался, что йод играет огромную роль в нашей жизни. Йод - микроэлемент, необходимый для нормального роста и развития человека и животных. Попадая в организм, йод избирательно накапливается в щитовидной железе, где проходит сложный путь превращений и становится составной частью гормонов: тироксина и трийодтиронина. Сегодня йододефицит самое распространенное заболевание, распространяемое неинфекционным путем, что приводит к умственному отставанию всей нации. Человеческий организм без йода, как без воды существовать не может. Щитовидная железа - самый йодонасыщенный орган в организме человека. Для нормальной деятельности железы необходимо определенное количество йода, нехватка «строительного материала» для гормонов становится причиной тяжелых болезней и различных патологий. Медицина - главная область применения устойчивого изотопа йода, где он используется для лечения зоба, для предупреждения атеросклероза и при лечении ряда болезней внутренних органов и нервной системы. Это главная, но не единственная область его применения.

Актуальность моего проекта: выбранная мною тема «Йод в нашей жизни» актуальна для всех нас: в настоящее время в нашей стране остро встали проблемы численности населения и продолжительности жизни. Здоровый образ жизни, правильное питание, уровень развития медицины, общая грамотность населения, социальные условия - вот те главные слагаемые, которые всегда, во все времена будут определяющими в здоровье и жизни человека. Что значит грамотно относиться к своему организму? Это, прежде всего, знать, что может спровоцировать те или иные заболевания. Может ли сам человек, хотя бы отчасти, быть «кузнецом своего здоровья»? Думаю, что да. Чем больше мы знаем, тем меньше не допускаем того, что может повредить нашему здоровью.

Цель работы: выявить значимость йода для жизни человека и определить качественное содержание йода в некоторых продуктах питания.

Задачи работы:

• Провести обзор литературы по данной теме
• Изучить причины заболеваний щитовидной железы и дать рекомендации по профилактике.
• Опытным путѐм определить качественное содержание йода в некоторых продуктах питания.
• Выявить значимость йода для жизни человека
• Провести практическую часть исследования

Объект исследования: химическое вещество - йод.

Предмет исследования: Содержание йода в продуктах питания.

Проблема исследования: влияние йода на организм очень значительно: он принимает участие в метаболизме, росте и развитии человека. Рекомендуемая доза йода в сутки - 0,15 мг, причём не стоит специально игнорировать эти рекомендации. Дело в том, что нехватка йода ведёт к серьёзным последствиям: это заболевания щитовидной железы, прогрессирование эндемического зоба, гипотериоза, кретинизма. Из более лёгких - это частые головные боли, нервозность, ухудшение памяти, повышение артериального давления, нехватка гемоглобина.

В то же время избыток йода ничуть не менее опасен, ведь всего 3 грамма этого вещества для человека смертельны. При чрезмерном потреблении он отравляет органы грудной полости, вызывает насморк и глазную боль.

Гипотеза: продукты питания не могут обеспечить человека необходимой суточной дозой йода.

Методы исследования:

• Теоретические: Анализ литературы, Интернет-ресурсов.
• Эмпирические: Наблюдение, эксперимент, анкетирование.

Глава 1. Теоретическая часть

1.1. История открытия йода

Йод был открыт в 1811 году французским химиком-технологом Бернаром Куртуа. Бернар Куртуа стал изучать золу морских водорослей, из которой тогда добывали соду. Он заметил, что медный котел, в котором выпаривались зольные растворы, разрушается слишком быстро. Проделывая серию опытов, Куртуа взял две колбы, в одну из которых поместил серную кислоту с железом, а в другую - золу морских водорослей со спиртом. На плече у ученого во время опытов сидел его любимый кот. Однажды он неожиданно спрыгнул, опрокинув колбы, содержимое их смешалось. Куртуа увидел, что над лужицей, которая образовалась при падении сосудов, поднимается фиолетовое облачко. Впоследствии специально нагревая маточный (неразбавленный) раствор золы морских водорослей с концентрированной серной кислотой, он наблюдал выделение "паров великолепного фиолетового цвета", которые осаждались в виде темных блестящих пластинчатых кристаллов. "Удивительная окраска, неизвестная и невиданная ранее, позволяла сделать вывод, что получено новое вещество", - писал Куртуа в своих воспоминаниях.

В 1813 году появилась первая научная публикация об этом веществе, его стали изучать химики разных стран, в том числе такие светила науки, как французский химик Жозеф Гей-Люссак и английский химик Хэмфри Дэви. Год спустя эти ученые доказали элементарную природу вещества, открытого Куртуа, а Гей-Люссак назвал новый элемент йодом (от греческого iodes - похожий цветом на фиалку, темно-синий, фиолетовый).

1.2. Йод, нахождение в природе

Йод - редкий элемент. Его кларк всего 400 мг/т. Однако он чрезвычайно сильно рассеян в природе и, будучи далеко не самым распространенным элементом, присутствует практически везде. Йод находится в виде иодидов в морской воде. Присутствует в живых организмах, больше всего в водорослях. Известен в природе также в свободной форме, в качестве минерала, но такие находки единичны, - в термальных источниках Везувия и на острове Вулькано (Италия). Запасы природных иодидов оцениваются в 15 млн тонн, 99 % запасов находятся в Чили и Японии. В настоящее время в этих странах ведётся интенсивная добыча йода, например, чилийская Atacama Minerals производит свыше 720 тонн йода в год. Наиболее известный из минералов йода - лаутарит Ca(IO3)2. Некоторые другие минералы йода - иодобромит, эмболит, майерсит. Сырьём для промышленного получения йода в России служат нефтяные буровые воды, тогда как в зарубежных странах, не обладающих нефтяными месторождениями, используются морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, щёлок калийных и селитряных производств, что намного удорожает производство йода из такого сырья.

1.3. Применение

1.3.1. Медицина

5-процентный спиртовой раствор йода используется для дезинфекции кожи вокруг повреждения, но не для приёма внутрь при дефиците йода в организме.

При большом количестве внутримышечных уколов, на месте уколов пациенту регулярно делается йодная клетка, в просторечии называемая йодной сеткой, - йодом рисуется сетка на площади, в которую делаются уколы. Это нужно для того, чтобы быстро рассасывались желваки, образовавшиеся в местах уколов.

Широко рекламируется в альтернативной медицине, однако его использование без назначения врача в целом мало обосновано и нередко сопровождается различными рекламными заявлениями.

В качестве антисептика применяется всё реже и реже, наряду со спиртовым раствором йода используется Зелёнка, Фукорцин, Пиоктанин, растворы перекиси водорода и др. В рентгенологических и томографических исследованиях широко применяются йодсодержащие контрастные препараты.

1.3.2. Криминалистика

В криминалистике пары иода применяются для обнаружения отпечатков пальцев на бумажных поверхностях, например, на купюрах.

1.4 Содержание йода в организме человека

В организме человека содержится от 25 до 35 мг йода. Из них не менее 60 % сосредоточено в щитовидной железе, 40% - в мышцах, яичниках, крови. Это довольно маленькое количество, но значение этого элемента очень велико. Дело в том, что большая часть йода находится в щитовидной железе, которая играет ведущую роль в организме, регулируя обмен веществ. Поэтому дефицит йода ведет к серьезным сбоям всех его систем. В результате страдает умственное и физическое развитие человека, возникает так называемый эндемический зоб.

Суточная потребность человека в йоде составляет примерно 3 мкг на 1 кг массы. Во время беременности, при усиленном росте и переохлаждении тела эта потребность увеличивается. Большие дозы йода, уже 2-3 г, смертельно опасны для человека. Но это касается только чистого элемента йода. А неорганические соли йода - йодиды - вполне безвредны. Даже если после приема большого количества йодидов концентрация йода в крови повысится в 1000 раз, то уже спустя 24 часа она придет в норму. Выводится йод из организма почками и слюнными железами.

1.5 Биологическая функция йода

Основная биологическая роль йода заключается в синтезе гормонов щитовидной железы (тироксина и трийодтиронина), через которые он и реализует следующие эффекты:
- стимулирует рост и развитие организма
- регулирует рост и дифференцировку тканей
- повышает артериальное давление, а также частоту и силу сердечных сокращений
- регулирует (увеличивает) скорость протекания многих биохимических реакций
- регулирует обмен энергии, повышает температуру тела
- регулирует белковый, жировой, водно-электролитный обмен
- регулирует обмен витаминов
- повышает потребление тканями кислорода
- очищение крови от микробов, он убивает нестойких микробов, попавших в кровь.
- повышение умственных способностей.
- уменьшение раздражительности, принимая одну чайную ложку синего йода в день, можно избавиться от чрезмерной раздражительности и стресса.

1.6. Дефицит йода в организме человека

Дефицит йода возникает, если количество поступления микроэлемента в день менее 10 мкг. Это заболевание носит название базедовой болезни, и ему в большей степени подвержен женский пол. Российская статистика неутешительна. Базедовой болезнью в той или иной форме болеют около 20% граждан. Объясняются симптомы нехватки йода в виде базедовой болезни довольно просто. В условиях недостатка йода щитовидная железа увеличивается для того, чтобы выработка достаточного объёма гормонов осталась прежней.

Причины недостатка йода в организме:
- Неудовлетворительное количество поступления микроэлемента с продуктами питания.
- Незначительное потребление морепродуктов людьми.
- Отсутствие йодной профилактики в йоддефицитных регионах.
- Наличие в рационе питания факторов, которые препятствуют усвоению и утилизации йода (прием избыточного количества брома, железа, марганца, свинца, кальция, хлора, кобальта).
- Прием лекарственных средств, которые затрудняют усвоение и утилизацию йода (карбоната лития).
- Нарушения обмена йода.
- Увеличение радиационного фона.
- Загрязнение среды обитания.
- Повышение чувствительности организма к аллергенам.

Симптомы дефицита йода в организме:

• Увеличение выработки гормонов щитовидной железы.
• Образование зоба.
• Возникновение йододефицитных патологий:
• гипотиреоз (крайние проявления у детей - кретинизм, у взрослых - микседема);
• упадок сил, снижение работоспособности, сонливость, развитие отеков конечностей, туловища, лица;
• повышенный уровень холестерина;
• прибавление массы тела;
• брадикардия (вид аритмии с низкой частотой сердечных сокращений);
• понижение интеллектуального уровня: замедление умственной реакции, нарушение когнитивных функций, внимания.
• глухонемота;
• различные виды параличей;

1.7. Избыток йода в организме человека

Токсической дозой в сутки для человека считается 2-5 мг, летальной - 35-350 мг. В большинстве случаев избыток йода в организме образуется при работе на вредных производствах, где происходит выделение большого количества паров йода. Чрезмерное повышение содержания йода в организме приводит к прямому отравлению. Если речь идёт об отравлении, то признаки йодного отравления не отличаются от признаков любого другого отравления. Это рвота и болезненные ощущения в животе. Часто диарея. В самых пиковых случаях дело может дойти до летального исхода, наступающего из-за шока, возникающего вследствие раздражения огромного числа нервных окончаний.

Причины избытка йода в организме:

• При вдыхании паров йода;
• При длительном применении препаратов йода;
• При употреблении/введении в организм очень больших доз этого вещества - в сотни раз превышающие рекомендуемые суточные нормы;
• При индивидуальной непереносимости йода;
• При повышенной чувствительности - идиосинкразии (эта реакция возникает после первого же контакта с раздражителем, даже с очень малой его дозой);
• При сочетании нескольких перечисленных факторов.

Симптомы избытка йода:

- Раздражение слизистых дыхательных путей, которое проявляется кашлем, першением, наличием слизистого отделяемого из носа.

- Раздражение конъюнктивы: слезотечение, покраснение глаз. В ряде случаев воспалительный процесс может затягиваться. Формируются хронические конъюнктивиты, реже катаракта, повреждения зрительного нерва, со временем снижается зрение.

- Слюнотечение, это следствие раздражения и отека слюнных желез.

- Поражение кожи при избытке йода называется йододерма. Чаще встречается на коже лица, шеи, конечностей. Проявляется в виде угревой сыпи, сопровождающейся зудом или жжением. Угревые элементы склонны к слиянию. После этого образуются мягкие болезненные образования сине-багрового цвета до 3 см в диаметре. Так же поражение кожи может быть в виде крапивницы, по типу рожистого воспаления. При контакте кожи с йодом в виде кристаллов могут возникнуть ожоги или дерматит. Ожоги достаточно глубокие. В ряде случаев образуются трудно заживающие язвенные дефекты.

Более редкие симптомы избытка йода:
- привкус металла во рту;
- специфический запах изо рта и окрашивание слизистой рта;
- головокружение, головная боль;
- заторможенность сознания;
- жжение и боль в горле, охриплость голоса, жажда;
- поражение желудочно-кишечного тракта: понос и, как следствие, похудание, судороги, общая слабость;
- токсический гепатит со следующей симптоматикой: боли в правом подреберье, желтушность кожи и слизистых.

1.8. Продукты, содержащие йод

Большую часть йода человек получает с пищей, но это составляет около 90%, остальное количество доступно только для жителей прибрежных районов, где воздух богат данным минералом. Для лучшего всасывания йода в организм человека должны поступать в необходимом количестве следующие элементы и минералы: витамины E и A, медь, цинк, железо, белок.

Продукты содержащие йод, теряют около половины минерала при тепловой обработке. Для того чтобы уменьшить его потери, следует плотно закрывать крышку при варке и наливать минимальное количество воды. Длительное кипячение разрушает более чем 50% от общего количества йода, содержащегося в продуктах.

Растительные источники йода
- Овощи - салат зелёный, свекла, редис, картофель, помидоры, морковь, баклажан;
- Фрукты - апельсины, виноград, яблоки, груши, абрикос, хурма, слива;
- Бобовые - фасоль, горох;
- Ягоды - вишня, крыжовник, чёрная смородина;
- Злаки - пшеница, гречка, пшено, рис.

Животные источники йода
- Морепродукты - креветки, ламинария;
- Рыба - тунец, треска;
- Молочные продукты - кефир, коровье молоко, сметана, сливки, сыр, творог;
- Куриное яйцо.

1.9. Интересные факты про йод

А знаете ли вы что:

1. содержание йода в крови человека зависит от времени года: с сентября по январь концентрация йода в крови снижается, с февраля начинается новый подъём, а в мае - июне йодное зеркало достигает наивысшего уровня. Эти колебания имеют небольшую амплитуду, и их до сих пор остаются загадкой; и из пищевых продуктов много йода содержат яйца, молоко, рыба; очень много йода в морской капусте, которая поступает в продаже в виде консервов, драже и других продуктов;
2. первый в России йодный завод был построен в 1915 г. В Екатеринославле (ныне Днепропетровск); получали йод из золы черноморской водоросли филлофоры; за годы первой мировой войны на этом заводе было добыто 200 кг йода;
3. если грозовое облако «засеять» йодистым серебром или йодистым свинцом, то вместо града в облаке образуется снежная крупа: засеянное такими солями облако проливает дождём и не вредит полям;
4. чем глубже живут водоросли, тем больше в них этого микроэлемента. У водорослей, обитающих близ берегов Калифорнии на глубине 10 м, содержание йода увеличивается в 10 раз, а в Баренцевом море на больших глубинах может возрасти в 400 раз;
5. за всю жизнь человек употребляет всего 3−5 г йода (примерно одну чайную ложку).; организм человека содержит около 25 мг йода, из которых 15 мг находятся в щитовидной железе;
6. дефицит йода - это проблема для 153 стран мира;
7. в Европе только 4 страны никогда не сталкивались с дефицитом йода и его последствиями, это - Исландия, Финляндия, Норвегия и Швеция;
8. существует теория, что гибель неандертальцев 30 000 лет назад связана с нехваткой йода в их питании. Это привело к снижению интеллектуальных способностей и выраженной физической слабости;
9. в эпоху Возрождения «припухшая» женская шея с увеличенной щитовидной железой считалась очень красивой. На картинах того времени большинство женщин и детей (включая Мадонну с младенцем Иисусом) имеют все признаки диффузного зоба. Вероятно, это связано с широчайшим распространением этого заболевания в то время.

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Способы определения недостатка йода

Я составил список найденных мною способов определения недостатка йода в домашних условиях.

Способ 1

Йодная сетка

Всего за несколько рублей можно провести диагностику в домашних условиях. Делается это просто - берем ватную палочку. Окунаем его в раствор йода и рисуем на руке небольшую сеточку размером в два-три сантиметра. Теперь важно проследить, когда она исчезнет. Если йодная сетка впиталась в кожу через час или через несколько часов - вам явно не хватает этого микроэлемента. Если продержалась больше суток, йода в вашем организме в избытке. Я провел данный способ на членах своей семьи.

Способ 2

Посмотрите внимательно на свои ноги. А точнее на большие пальцы. Мозоль или огрубевшая кожа на внешней части больших пальцев ног свидетельствует о нарушении обменных процессов в организме, патологии щитовидной железы и, естественно, йодной недостаточности.

Способ 3

Интересный способ. Люди с дефицитом йода испытывают потребность к любви к фиолетовому цвету. Психологи установили, что предпочтение цвету паров йода - фиолетовому - отдают люди, подверженные усталости.

Способ 4

Самый надежный анализ - это сдача крови в специальной лаборатории ТТГ и Т4 (щитовидная железа). Анализ крови на содержание тиреотропного гормона необходимо проходить раз в 2-3 года, чтобы знать, как функционирует щитовидная железа.

2.2. Определение содержания йода в различных продуктах

В лабораторных условиях невозможно количественное определение йода в продуктах, поэтому было проведено качественное его определение по интенсивности синей окраски после добавления к раствору крахмала. Окраску исследуемых образцов сравнивали с интенсивностью окраски продуктов и известным содержанием йода.

Для определения наличия йода были взяты следующие продукты питания: яйцо, яблоко, картофель.

В сосуде с яйцом наблюдается слабое окрашивание. В сосуде с картофелем мы наблюдаем темно-синее окрашивание. В сосуде с яблоком мы видим более слабое окрашивание.

На основании наших исследований можно сделать вывод: в картофеле больше всего содержится йода.

2.3. Анкетирование обучающихся МБОУ Заларинская СОШ №1

Исследуемой группе учащихся был предложен список продуктов с различным содержанием йода: картофель, мясо, сахар, яйцо, молоко, морковь, гречка, свекла, соленая сельдь, минтай, печень трески, капуста:

Наименование продукта	Баллы (1 - не употребляю, 2 - очень редко,3 - редко, 4 - иногда, 5 - регулярно)
Картофель
Мясо
Сахар
Яйца
Молоко
Морковь
Масло
Капуста
Гречка
Свекла
Минтай
Солёная сельдь
Фасоль
Икра красная
Печень

Нужно было ответить на вопрос: «Какие продукты вы употребляете чаще всего?» Результаты опроса отражает диаграмма (Приложение 2)

Результаты анкетирования показали, что продукты, богатые йодом, учащиеся употребляют меньше всего. Возможно, такая тенденция возникает потому, что не всем они по карману или просто не доступны в нашей местности, или дети не приучены к употреблению данных продуктов.

Наиболее популярным продуктом оказался картофель - его употребляют 89,5 % опрошенных, что и не удивительно. Это самый распространенный продукт в нашей местности и без него, в принципе, невозможно представить себе свой рацион.

Продукты, которые содержат большее количество йода в предложенном списке - это минтай, солёная сельдь, икра красная и печень, их употребляют большинство опрошенных редко.

Таким образом, можно сделать вывод, что мы употребляем продукты, в которых содержится небольшое количество йода.

Заключение

В своем исследовании я выяснил, что содержание йода в организме очень важно, но нельзя допускать его недостатка, а также переизбытка, оба случая опасны. Проблема йододефицита существует и является актуальной. Недостаток йода в организме приводит к развитию многих заболеваний, а также существенно снижает умственные способности. Проблема дефицита йода имеет социальное значение и влияет на снижение интеллектуального нации. С целью профилактики йододефицитных состояний в питании учащихся в обязательном порядке 1-2 раза в неделю должна включаться рыба, морепродукты, фрукты и т.д. Считаю, что для улучшения ситуации по данной проблеме необходимо вести и просветительскую работу среди населения. Для обучающихся и педагогов школы я подготовил буклеты. Следите за содержанием йода в организме и будете здоровы!

Список литературы

Интернет-ресурсы:

1. Йод в жизни человека https:/school-science.ru/5/13/35314
2. Исследование содержания йода в продуктах питания https:/pandia.ru/text/80/025/4096.php
3. Влияние йода на организм человека http://school29revda/edusite.ru
4. Йод. Википедия https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Иод
5. Описание элемента йодhttps://mobile.studbooks.net/1917590/meditsina/nemnogo_istorii