METABOLISMO DO IODO*

Introduo O iodo (I) essencial para a formao de tirosina e de triiodotironina, comumente

denominados T4 e T3, os dois hormnios tireoidianos essenciais para a manuteno do

metabolismo normal em todas as clulas. Estes hormnios controlam todos os passos

metablicos da oxidao celular. Assim sendo, interfere no metabolismo da gua,

protenas, carboidratos, lipdeos e de outros minerais, com reflexos acentuados na

produo e reproduo dos animais domsticos; ou seja, a atividade tireide apresenta

uma grande influncia sobre as funes produtivas como a produo de leite, ovos, l e

o desempenho reprodutivo dos animais.

O iodo o nico elemento mineral cuja deficincia leva a uma anomalia clnica -

aumento da glndula tireide - especfico e de fcil conhecimento. A deficincia de iodo

em humanos e animais domsticos uma das enfermidades mais preponderantes, e que

ocorre em quase todos os pases do mundo, como ilustra a Figura 1.

Figura 1: reas do mundo onde o bcio endmico.

* Seminrio apresentado na disciplina BIOQUMICA DO TECIDO ANIMAL do Programa de Ps-Graduao em Cincias Veterinrias da Universidade Federal do Rio Grande do Sul no semestre 2004/1 pela aluna MARIA HELENA GUERRA BERNAD. Professor responsvel pela disciplina: Flix H.D. Gonzlez.

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Histrico O iodo um dos elementos mais antigos com relao ao reconhecimento de sua

importncia nas funes humanas e de animais. Curtois isolou o iodo em 1811 em

cinzas de algas. J em 1816 o iodo foi utilizado por Proust no tratamento do bcio,

sendo recomendado em 1820 para este propsito. Coindet em 1850 enfatizou sobre a

dosagem correta, observando casos de toxidade. Nos primrdios de 1900, o iodo foi

reconhecido como um componente essencial de uma molcula de protena sintetizada

pela tireide. Sendo que em 1914, Kendall isolou a tirosina a partir do tecido da

tireide. O mtodo de iodao de sais para preveno do bcio foi sugerida inicialmente

em 1831. E sua adoo profiltica em 1924, reduziu sua ocorrncia de 38,6% para 9%

aps 5 anos. Desde ento, alguns pases adotaram como medida profiltica deste mal, o

uso obrigatrio de sal iodado.

Propriedades qumicas e distribuio do iodo O iodo um membro da famlia dos algenos (F, Cl, Br). Possui nmero atmico

53 e massa atmica 126,91. Sua classificao baseado no critrio quantitativo de

microelemento, e baseado na funo biolgica de elemento essencial. volatilizado

pela ao da luz solar e do calor. As perdas por volatilizao so minimizadas em

misturas alcalinas com iodo.

O iodo relativamente raro. Sendo a sua ocorrncia espalhada no ar (0,7 g/m3); solo (300 g/kg); gua (5 g/litro); gua do mar (50 g/litro); corpo animal (0,4 mg/kg). encontrado em todos os tecidos e fludo do corpo, e provavelmente em todas

as clulas, mas a maior concentrao, est na glndula tireide. Na Tabela 1 so

apresentadas as concentraes de iodo em rgos e tecidos de bezerros.

Tabela 1. Contedo de iodo em rgos e tecidos de bezerros.

Tecido Contedo (g em tecido fresco) Sangue total 6,3 7,8 Soro sangneo 6,1 7,4 Plo 1,7 3,2 * Chifres 2,7 4,0 * Fgado 8,0 8,1 Rins 7,0 7,2 Pulmes 5,0 5,2 Glndula tiroide 24 38 ** * Depende do contedo de iodo na dieta; ** mg em tecido fresco.

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Fontes de iodo O iodo est distribudo amplamente na natureza e est presente nas substncias

orgnicas e inorgnicas em quantidades muito pequenas. O nvel de iodo na gua reflete

o teor de iodo das rochas e solos da regio, e conseqentemente das plantas comestveis

da regio. Normalmente, a gua no contribui com uma proporo significativa do

consumo dirio de iodo, j que mais de 90% deste provm dos alimentos.

A concentrao de iodo nas plantas depende propriamente das espcies, tipos de

solos, aplicao de fertilizantes no solo, e por fim das condies climticas. Solos que

apresentam alto teor de iodo, tendo como exemplo os solos aluviais e argilosos,

geralmente produzem plantas ricas em iodo, sendo dependente da forma qumica da

ocorrncia de iodo no solo e sua disponibilidade para a planta. Solos derivados de

granito apresentam baixos teores de iodo.

A distancia do mar tambm influencia os teores de iodo das plantas, como se

apresenta na Figura 2. Quanto maior a distncia o contedo de iodo desce.

Figura 2. Concentrao de iodo nas pastagens em funo da distncia do mar (Underwood et al.,

1999).

A composio botnica das pastagens principalmente a proporo de espcies

cianognicas e no cianognicas vo a determinar o nvel de consumo do iodo pelos

animais. O trevo branco umas das espcies que em altas propores nas pastagens

pode causar hipotireoidismo, por ter compostos cianognicos.

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O estgio de amadurescimento das plantas afeta os nveis de iodo. Estgios

avanados fazem que o contedo diminua. Comparando gramneas e leguminosas no

mesmo estgio de amadurescimento, as leguminosas teriam maior contedo do que as

gramneas. As plantas oleaginosas e seus sub-produtos (leos e farelos) so fontes

pobres em iodo. Citando como exemplo, os subprodutos da soja, semente de algodo,

linhaa e amendoim que contm entre 0,11 e 0,20 ppm de iodo, enquanto que gros

(no-oleaginosas) apresentam uma variao de 0,04 at 0,10 ppm de iodo.

Alimentos e subprodutos de origem animal em geral apresentam maiores

quantidades de iodo do que alimentos vegetais. Em especial, a farinha de carne de peixe

(marinho) pode conter 300 a 3000 ppm de iodo.

O contedo de iodo no leite e varivel com a espcie, dependendo da facilidade

com que o elemento passe a barreira mamria. A concentrao de iodo no leite bovino

tem um incremento linear com o aumento no consumo de iodo na dieta (Figura 3).

Figura 3 Incremento na concentrao de iodo no leite com o acrscimo do consumo de iodo na dieta

em gado leiteiro (Fonte: Underwood et al., 1999).

Os nveis do iodo esto influenciados pela etapa de lactao. O colostro duas ou

trs vezes mais rico neste elemento que o leite no pico de lactao e o menor contedo

se apresenta no final da etapa. Nas vacas leiteiras, o contedo de iodo pode ser

incrementado pela utilizao de produtos iodforos usados na higiene da ordenha.

Pesquisas sobre o consumo de iodo em humanos revelam que os produtos derivados do

leite, contribuem com 38 a 50% do iodo para os adultos e 56 a 85% para as crianas.

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Requerimentos de iodo Os requerimentos de iodo para vrias espcies publicadas pelo NRC so

apresentados na Tabela 2. As necessidades exatas de iodo para os ruminantes ainda no

foram bem estabelecidas, porem sabe-se que as necessidades aumentam em presena de

substncias bociognicas ou de outras substncias que interferem com a absoro e

metabolismo do iodo. Sabe-se tambm que as fmeas durante o cio ou no final da

gestao, requerem quantidades maiores de iodo na dieta.

Os requerimentos de iodo so influenciados pelo clima e ambiente. A taxa de

secreo dos hormnios tireoidianos em bovinos inversamente relacionada a

temperatura ambiente, com um substancial decrscimo nos hormnios tireoidianos em

bovinos, ovinos e caprinos durante o vero.

Tabela 2. Requerimentos de iodo para vrias espcies (alimento em base seca).

Espcie Situao Requerimentos Referncia Gado de corte Todas as classes 0,50 mg/kg NRC (1984a) Gado leiteiro Lactao 0,50 mg/kg NRC (1989a) Crescimento 0,25 mg/kg NRC (1989a) Ovinos Todas as classes 0,10-0,80 mg/kg NRC (1985b) Cavalos Todas as classes 0,10 mg/kg NRC (1989b) Sunos Todas as classes 0,14 mg/kg NRC (1988) Peixes Salmo 0,6-1,1 mg/kg NRC (1981a) Coelhos Todas as classes 0,2 mg/kg NRC (1977b) Gatos Crescimento 0,35 mg/kg NRC (1986) Ratas Todas as classes 0,15 mg/kg NRC (1978a) Camundongos Todas as classes 0,25 mg/kg NRC (1978a) Cobaias Crescimento 1,00 mg/kg NRC (1978a) Primatas Todas as classes 2,00 mg/kg NRC (1978b) Humanos Crianas 40-120 g/dia RDA (1989) Adultos 150 g/dia RDA (1989) Lactantes 200 g/dia RDA (1989)

Metabolismo do iodo

Absoro Na gua e alimentos, o iodo ocorre em grande parte como iodeto inorgnico,

sendo absorvido nesta forma atravs do trato gastrintestinal e transportado na forma

livre ou anexo a protenas do plasma (Figura 4). Tambm so prontamente absorvidos

pelos pulmes, alm de quantidades significativas de absoro de iodo atravs da pele

ocorrerem na aplicao de compostos orgnicos que contenham o elemento. Para

ruminantes 70 a 80% do consumo dirio de iodo se d atravs do rmen e 10% pelo

abomaso.

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Transporte e armazenamento Depois de absorvido, o iodo transportado livremente ou ligado s protenas do

plasma, sendo rapidamente distribudo por todo o plasma, e transportado para a glndula

tireide. Aproximadamente 80% do iodo presente no corpo dos mamferos encontrado

na glndula tireide. Pode haver tambm algum acmulo em outros tecidos, como

msculo e fgado quando ocorre um consumo excessivo do elemento.

Excreo e secreo O excesso de iodo excretado primariamente na urina, com pequenas quantidades

nas fezes e suor. Em regies tropicais as perdas de iodo atravs do suor so

significativas, principalmente em dietas com baixo teor de iodo. Animais em lactao

secretam grandes quantidades de iodo no leite variando com o nvel nutricional e a etapa

de lactao.

Figura 4: Rotas metablicas do iodo.

Formao dos hormnios tireoidianos A primeira etapa da sntese dos hormnios tireoidianos consiste no transporte dos

iodetos do lquido extracelular para as clulas glandulares e os folculos da tireide. A

membrana basal da clula tireidea tem capacidade especfica de bombear ativamente o

iodeto para o interior da clula. Este processo denominado captao de iodeto ou

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bomba do iodeto (Figura 5). Na glndula normal, a bomba de iodeto concentra o iodeto

por cerca de 30 vezes a sua concentrao no sangue.

Figura 5: Mecanismos celulares da tireide para o transporte de iodo.

O retculo endoplasmtico e o aparelho de Golgi sintetizam e secretam nos

folculos uma grande molcula de glicoprotena, denominada tireoglobulina, que

contm resduos de tirosina. Esses resduos constituem os principais substratos que se

combinam com o iodo atravs da enzima para formar os hormnios tireoidianos

(tiroxina e triiodotironina). Esses hormnios so formados no interior da molcula e

tireoglobulina e posteriormente armazenados no colide folicular.

Funes dos hormnios tireoidianos Efeito sobre o metabolismo basal: Como o hormnio tireideo aumenta o

metabolismo em quase todas as clulas dos organismos, a presena de quantidades

excessiva do hormnio, pode aumentar o metabolismo basal por at 60 a 100% acima

do normal. E quando no h produo do hormnio, o metabolismo sofre queda para

quase a metade de seu valor normal.

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Efeito sobre o sistema cardiovascular: O aumento do metabolismo nos tecidos

determina utilizao de oxignio mais rpida do que o normal, alm de causar liberao

de produtos de degradao do metabolismo nos tecidos em quantidade maior do que a

normal. Esses efeitos produzem vasodilatao na maioria dos tecidos, com o

conseqente aumento do fluxo sanguneo.

Efeito sobre a respirao: O aumento do metabolismo intensifica a utilizao de

oxignio e a formao de dixido de carbono. Esses efeitos ativam todos os mecanismos

que aumentam a freqncia e a profundidade da respirao.

Efeito sobre o trato gastrintestinal: Alm de aumentar o apetite e a ingesto de

alimentos, o hormnio tireideo tambm aumenta a secreo dos sucos digestivos, bem

como a motilidade do tubo gastrintestinal. Com freqncia, verifica-se o aparecimento

de diarria. A falta de hormnio causa constipao.

Efeito sobre o sistema nervoso central: Em geral aumenta a rapidez do

desenvolvimento do crebro. Por outro lado, a falta de hormnio tireideo diminui essa

funo.

Efeito sobre a ao dos msculos: Em geral um ligeiro aumento da secreo de

hormnio tireideo determina vigorosa reao muscular; todavia quando a quantidade

de hormnio torna-se excessiva, ocorre fraqueza muscular devido ao catabolismo

excessivo das protenas. Por outro lado, a falta de hormnio faz com que a reao dos

msculos seja extremamente lenta, com relaxamento lento aps a contrao.

Efeito sobre a reproduo: A falta de hormnio tireoidiano causa no macho um

declino na libido e deteriorao na qualidade do smen em touros, carneiros e

garanhes. O desenvolvimento fetal pode ser paralisado em qualquer estgio, levando a

morte prematura e reabsoro fetal, abortos, natimortos, ou neonatos com baixo peso,

fracos, sem plo, com taxa de crescimento reduzida e baixa sobrevivncia. A

infertilidade ou esterilidade devido irregularidade ou supresso do cio, bem como a

baixa produo de leite, so tambm caractersticas de deficincia de iodo em vacas e

ovelhas.

Deficincia de iodo O contedo de precursores bociognicos na dieta uns dos principais fatores que

determinam a concentrao de iodo e requerimento dos animais.

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As plantas crucferas contm variveis quantidades de tiouracila. Plantas do

gnero Brassica (repolho, couve, brcolis) e leguminosas (trevo branco, alfafa) contem

glicdios cianognicos.

Os glicdios cianognicos quando se produze a ruptura das clulas das plantas

liberado o acido ciandrico (HCN), sendo convertido em tiocianeto no rmen do animal.

Este interfere na produo dos hormnios pela inibio da iodao da tirosina, ou seja, a

ligao do iodo no resduo de Tyr da tireoglobulina. (Figura 4).

A mandioca tem alto contedo de glicdios cianognicos, sendo uma limitante

para consumo animal. Porem, este composto inativado pelo calor e a luz, pelo que

com um bom tratamento de secado no teria problemas para o consumo.

O processo de oxidao do iodeto (I-) estimulado pelo hormnio TSH e inibido

por compostos como tiouria e o tiouracila (Figura 4). A leguminosa Leucaena

leucocephala contm uma substancia chamada mimosina que um aminocido txico

para a tiride.

Os requerimentos tambm podem ser afetados por um desbalano de alguns

minerais. Consumos altos de arsnico, flor so fatores que em humanos influenciam na

deficincia do iodo. A atividade anti-tiridea de alguns ctions e nions quando

consumidos em excesso, principalmente cobalto bivalente, cloreto de sdio e

especialmente perclorato, incrementam a excreo urinaria de iodo ou interferem na

captao do iodo pela glndula tireidea. Esta situao mais importante quando o

consumo do iodo marginal.

A funo do selnio est ligada enzima peroxidase (faz parte da sua estrutura) ,

na oxido-reduo do iodeto , sendo que deficincias de selnio levam a uma reduo na

transformao de MIT em DIT. Tambm o selnio est relacionado com a ao da

enzima deiodase que transforma a T4 em T3 nas clulas alvo dos hormnios tireoidianos.

Excesso de iodo na alimentao pode causar deficincia, pois interfere na

biossntese dos HT ao inibir a protelise da tireoglobulina nas lisossomas. O excesso de

iodo tambm inibe a peroxidao do iodeto e a converso de MIT em DIT.

O bcio trata-se da principal manifestao clnica que ocorre em funo da

deficincia de iodo, o aumento da glndula tireide. Este aumento representa uma

tentativa para compensar a deficincia na produo de hormnios. O bcio manifesta-se

predominantemente em animais recm-nascidos (Figuras 6 e 7).

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Figura 6: Cordeiro recm-nascido, sem l e com bcio, devido carncia de iodo na ovelha durante

a gestao.

Figura 7: Bezerro com bcio, devido carncia de iodo.

Alm do aparecimento do bcio, pode ocorre tambm uma reduo na taxa de

natalidade, devido supresso do cio nas fmeas e a perda de libido dos machos. A

deficincia de iodo tambm pode levar morte e reabsoro embrionria, aborto ou at

mesmo o nascimento de animais deformados, sem pelos ou com prejuzos ao sistema

nervoso central do animal.

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A deficincia de iodo alm de afetar sensivelmente as caractersticas reprodutivas

dos animais, tambm causam prejuzos as caractersticas produtivas, podendo ocasionar

a reduo na produo de leite, produo de ovos e produo de l.

Suplementao com iodo Sempre que for necessrio suplementar os animais com iodo, a estabilidade dos

compostos iodados fator importante na escolha da fonte. Assim sendo, o iodeto de

potssio e o iodeto de sdio so muito instveis por serem volteis. O iodato de

potssio, o iodato de clcio ou o iodo estearato de clcio (Tabela 3) so as fontes de

iodo que apresentam melhor estabilidade, sendo as fontes mais recomendadas na

elaborao das misturas minerais.

Tabela 3. Contedo de iodo em produtos normalmente utilizados em suplementos minerais.

Produto Frmula % de iodo Valor biolgico

Iodato de clcio Ca(IO3)2 50,9 Alto

Iodato de potssio KIO3 59,0 Alto

Iodo estearato de clcio Ca(C17 H34 I-CO2) 2 29,5 Alto

Toxicidade do iodo As espcies de animais deferem amplamente em sua suscetibilidade toxidade de

iodo, mas todos podem tolerar nveis de iodo em excesso aos seus requerimentos. O

NRC sugere como nvel de tolerncia mxima para espcies bovinas e ovinas (50 ppm),

sunos (400 ppm), aves (30 ppm) e eqinos (5 ppm). Estes ltimos so considerados

menos tolerantes ao excesso de iodo.

No caso dos bovinos, os animais lactantes so mais suscetveis em relao aos

adultos. Os sinais de toxidade apresentados so: queda no apetite, lacrimao excessiva,

descamao da pele, dificuldade para engolir alimentos e tosse. Para ovinos os sinais

apresentados so queda no apetite, anorexia, hipotermia e baixo ganho de peso.

Os sinais da toxidade em aves indicam reduo na produo de ovos e no tamanho

de ovo. Em sunos, ocorre reduo na taxa de crescimento, consumo de alimentos, nvel

de hemoglobina e concentrao de Fe no fgado.

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Bibliografia CAVALHEIRO, A.C.L., DULCE, S.T. Os Minerais para bovinos e ovinos criados em pastejo. Sagra

Luzzato, Porto Alegre. 1992. 142p.

GEORGIEVSKII, V.I.; ANNEKOV, B.N.; SAMOKHIN,V.T. Mineral Nutrition of Animals. Butterworths, London, 1982.

MILLER, J. K. AND RAMSEY, N. The Trace Elements. In: CHURCH, D.C. (ed). The Ruminant Animal: Digestive Physiology and Nutrition. Editor Prentice, New Jersey, USA. 1988.

NRC. Nutrient Requeriments of Domestic Animals. Nutrient Requeriments of Beef Cattle. 7th Ed. National Academy of Sciences- National Research Council, Washington, D.C. 1996.

TAYAROL MARTIN L.C., Nutrio mineral de bovinos de corte, Novel, So Paulo, Brazil, 1993.

UNDERWOOD E.J.; SUTTLE, N.F. The Mineral Nutrition of Livestock- 3 ed. CABI Publishing, Wallingford, UK. 1999.

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METABOLISMO DO IODO*IntroduoHistricoPropriedades qumicas e distribuio do iodoTecido

Fontes de iodoEspcieSituaoRequerimentosReferncia

Metabolismo do iodoAbsoroProduto