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人類“碘”的歷史

正文:吳唐門薛劄

碘的原子量為126.9,作為鹵族元素廣泛分布於地殼表層。冰河時期,在冰川、洪水、滲透等自然力的長期影響下,碘出現了多種地理分布,主要分布在沿海地區的地殼中,海帶等海產品成為碘最常見的來源。

在發現碘之前,中國在世界上最早記載了用含碘物質治療甲狀腺腫。早在公元前3600年,中國的醫學著作中就記載,給脖子粗(甲狀腺腫)的患者服用海帶和燒焦的海綿,可以減少甲狀腺腫的體積。晉代葛洪記載“海藻酒方”用於治療“疥瘡”,俗稱粗頸病,醫學上稱為彌漫性甲狀腺腫。在隨後的幾個世紀裏,歷史上著名的內科醫生,包括希波克拉底、蓋倫、羅傑、維拉諾瓦的阿諾德,都記載了這樣的病例,即含碘的海鮮可以治療甲狀腺腫。

中國明代教育家劉元慶在《鹹宜匯編》中收入了壹則關於“大脖子病”的寓言:

南齊位於陜西和四川周圍的山谷中。那裏的居民很少與外人交往。南七的水是甜的,但是不好。常年喝這種水會得大脖子病。南七的居民沒有壹個脖子大的。有壹天,山外來了壹個人,在南七引起了轟動。老老少少的居民都來觀看。他們壹邊看,壹邊談論著外來者的脖子:

如同科學史上的許多重大發現壹樣,碘的發現充滿了驚喜。

碘是由法國化學家伯納德·庫圖瓦於65438年發現的。當時,庫爾圖瓦試圖從海藻殘渣中提取鈉和鉀的化合物。提取這些化合物的初衷是為了尋找制造炸藥的原料。他不小心加了太多硫酸進壹步處理樣品,出現了紫煙。煙霧凝結在室內的金屬物體上,變成固體碘。今天,碘主要以碘酸鈉(NaIO碘3)和高碘酸鈉(NaIO 4)沈澱的形式存在。

這件事的諷刺之處在於,庫爾圖瓦做這個實驗的初衷並不是為了尋找救命的靈丹妙藥,而是為了幫助拿破侖解決炸藥原料不足的問題:制作炸藥需要硝酸鉀,而在之前的方法中,鉀是從木灰中提取的,但當時木材緊缺,諾曼底和布列塔尼的海岸又盛產海藻,於是庫爾圖瓦嘗試從海藻灰中提取碳酸鉀,於是發生了上述壹幕。

作為壹名化學家,科特伊斯意識到他可能發現了壹種新物質。他進行了壹系列實驗,發現這種新物質與磷、氫和壹些金屬結合得很好,但不容易與氧或碳反應。此外,他還發現這種新物質與氨混合燃燒時不會分解。然而不幸的是,在拿破侖時期,法國正處於戰爭狀態,軍隊缺錢,因此不允許courtois進行進壹步的實驗來鑒定這種新物質。他不得不求助於另壹位法國化學家德索默斯,德索默斯在女婿克萊門特的幫助下,對這種紫色物質進行了深入研究。“酷哥”覺得這還不夠。他把帶回的樣品送給了另外兩位著名的法國化學家蓋·呂薩克和安德烈·安培。於是拿到樣本的兩個小組分別在會議或者雜誌上發表了他們的發現,他們懷疑這是壹種新物質或者氧化產物。最終確定這是壹種新物質並給它命名的桂冠落到了英國化學家漢弗萊·戴維爵士身上。安培送了壹些樣品給大衛,大衛在1813 12 10上宣布發現了壹種新的物質,叫做碘(來自希臘語,意思是紫色)。

在海藻中發現碘的8年後,瑞士醫生J.F. Coindet發現燒過的海綿和海藻可以治療甲狀腺腫,從而推斷海藻中的碘可能是有效成分。1819年,他的酊劑碘在150例甲狀腺腫患者中試驗,劑量為250mg/天,獲得成功:壹周內甲狀腺腫明顯減輕。並在1820發表了他的成果。

65438年至0850年,法國化學家Chatin研究了甲狀腺腫的患病率與土壤、水和食物中碘的濃度之間的關系。他還研究了補碘對甲狀腺腫患病率的影響。他觀察到:1)甲狀腺腫大和克汀病(孕婦碘攝入不足導致嬰兒先天性甲減)在碘豐富的地方很少見;2)但在碘不足的地方很常見;3)補碘可預防甲狀腺腫。

從1891到1892,英國醫學雜誌(BMJ)發表了壹系列文章,報道了甲狀腺提取物用於治療甲狀腺功能減退癥。1895年,鮑曼檢測出甲狀腺中存在高濃度的碘,並提出甲狀腺提取物能治療甲減正是因為它含有碘。人類歷史上第壹次可以發現壹種物質以這樣壹種“因果”的方式來治療疾病。碘的作用被過分誇大了。在隨後的幾年裏,“碘”成了大眾眼中的神藥,臨床上幾乎每壹種疾病都用到了它:癱瘓、腹瀉、淋巴結核、淚道瘺、脊柱畸形、梅毒........以至於後來匈牙利醫生因為發現維生素C獲得了諾貝爾獎。

這裏的k和I是鉀和碘。1851年含碘制劑註冊10種,1956年變成1700種。

1940,蘿蔔和Perloff在內分泌學雜誌上發表了《甲亢的藥物治療》。當時,單獨服用碘和X射線已經成為甲亢最常規的治療方法。

公眾對碘的魔力最強烈的質疑來自20世紀初的壹位瑞士外科醫生Koukl。值得壹提的是,Koukl因甲狀腺切除術的改進獲得了1909諾貝爾醫學獎,這是歷史上第壹個也是唯壹壹個授予甲狀腺領域的諾貝爾獎。在他獲獎後的第二年,Koukl公開報告說,他的身體在服用碘後出現了嚴重的甲亢,他進壹步反對在任何形式的甲亢治療中使用碘制劑。由於諾貝爾給Koukl帶來的巨大名氣,他對碘療法的“恐懼癥”可能來的正是時候。許多甲狀腺醫生爭相放棄用碘治療甲狀腺腫。因為Koukl的影響,臨床醫生分為兩派:“碘派”主張用碘治療甲亢,除非效果不好,否則用X線照射或手術;“外科學校”不推薦碘,但推薦手術作為甲亢的唯壹治療方法。影響不僅限於歐洲,還波及到了美國。雖然已經有無數的臨床證據證明單純碘治療甲亢的有效性,但“手術是甲亢的主要治療手段”的觀點也在美國迅速傳播開來。

在碘發現以來的100年間,碘的臨床應用多以經驗和試錯為主,根本沒有建立起碘作為人體必需微量元素的概念。1911年,法國生物化學家加布裏埃爾·貝特朗(Gabriel Bertrand)首先提出了人體微量元素的概念,認為人體微量元素是人體生長等基本生理過程所必需的。他首先在植物中發現了氧化酶,發現金屬錳對氧化酶的功能不可或缺。美國病理學家大衛·馬琳(David Marine)基於伯特蘭(Bertrand)的微量元素理論,進行了大規模的人體微量元素實驗,這可能是歷史上的第壹次,也可能是最後壹次。實驗在俄亥俄州的學校女生(10~18歲)中進行,時間跨度為五年。受試者必須無甲狀腺腫大癥狀,分為對照組(2305人,不補碘)和實驗組(2190人,補碘鹽4g/年,相當於今天推薦劑量的60倍!)。經過兩年半的觀察,對照組有495名女生出現甲狀腺腫大(22%),但補碘組只有5名女生出現癥狀(0.2%),另有0.5%的女生出現碘中毒癥狀。今天,這個實驗的重要性怎麽估計也不過分。它第壹次表明壹種微量元素是人體生理所必需的。

基於馬林的實驗,加碘鹽被醫學界和公眾普遍接受。瑞士和美國是世界上最早推廣加碘鹽的國家。對於美國來說,五大湖、阿巴拉契亞山脈和中國西北地區是“粗頸病”的高發區,當地兒童的發病率曾高達26%~70%,因此這壹地區也被稱為“甲狀腺腫帶”。20世紀40年代末,美國甲狀腺流行病學委員會提出壹項法案:在所有州強制加碘鹽,但最終該法案未能通過。在州壹級,大部分州都在推廣碘鹽,從20世紀50年代開始,美國市場的碘鹽比例壹直是70~76%。

碘不僅是體內合成甲狀腺素的原料,也是胎兒腦鞘在子宮內和產後早期形成所必需的。尤其是孕期和哺乳期,容易發生碘缺乏。從公共衛生的角度來看,包括中國在內的大多數國家因碘缺乏引起的大規模甲狀腺腫流行已不復存在,但孕期和哺乳期補碘仍是壹個嚴重的公共衛生問題。世界衛生組織建議在懷孕和哺乳期間每天攝入250微克的碘。美國甲狀腺協會和內分泌協會的指南也建議,孕期維生素每天應含150微克碘化鉀。

中華人民共和國成立後,我國開始推廣碘鹽,並制定了食鹽含碘量標準。開展了全國碘營養監測和碘鹽質量檢測,並根據檢測結果制定了我國碘鹽標準。最近壹次全國檢測是在2005年,結果顯示大部分省級行政區尿碘平均值略高於世界衛生組織推薦的適宜水平,少數省區超標,9省區為適宜水平。當時所有參與調查的專家都認為食用鹽中的碘含量應該稍微降低。同時,專家也認為,不應該在全國範圍內實行同量補碘,應該根據各省或地區當地尿碘值具體調整,避免部分地區碘過量,部分地區碘缺乏。基於此,國家第三次調整了食用鹽的碘含量標準:

世界衛生組織(世衛組織)、國際控制碘缺乏病理事會(ICCIDD)和聯合國兒童基金會(聯合國兒童基金會)的聯合報告建議每日充足碘攝入量(RDA,AI,即下限)如下:

壹般認為正常人對碘有非常高的耐受力,各個組織和國家對人體每日碘的最大安全攝入量限值(UL)有不同的規定:

參考

Guy E. Abraham,醫學博士,“碘在醫學中的歷史”,最初的內科醫生,2006年

Angela M. Leung,“美國碘強化和補充的歷史”營養素2012,4,1740-1746

《碘的歷史》。http://www.mnwelldir.org/