Jod, Thyreoglobulin und der Weg zum fertigen Hormon

Ein Spurenelement, das der Körper nicht selbst herstellt

Jod ist ein Halogen mit der Ordnungszahl 53. Im menschlichen Organismus kommt es fast ausschließlich in ionischer Form als Jodid vor und erfüllt dort genau eine bekannte Aufgabe: Es ist Baustoff der beiden Schilddrüsenhormone. Kein anderes Element lässt sich dafür einsetzen, und keine Stoffwechselreaktion kann es herstellen. Alles, was der Körper dafür braucht, stammt aus Nahrung und Getränken.

Aufgenommen wird Jodid rasch und fast vollständig im oberen Dünndarm. Von dort gelangt es ins Blut, wo es nur wenige Stunden verweilt: Ein Teil wird von der Schilddrüse abgefangen, der Rest verlässt den Körper über die Nieren. Aus dieser kurzen Verweildauer folgt, dass die Nierenausscheidung im 24-Stunden-Urin als Maß für die Zufuhr auf Bevölkerungsebene herangezogen wird.

Wo die 10 bis 20 Milligramm im Körper liegen

Der gesamte Jodbestand eines Erwachsenen wird auf 10 bis 20 Milligramm geschätzt — eine winzige Menge, die in einer Streichholzkopfgröße Platz fände. Etwa drei Viertel davon liegen in der Schilddrüse, der Rest verteilt sich auf Blut, Speicheldrüsen, Magenschleimhaut und Brustdrüsengewebe. Diese Nebenstandorte besitzen denselben Transporter wie die Schilddrüse, geben das Jodid aber wieder ab, statt es einzubauen.

Das Verhältnis zwischen Bestand und Tageszufuhr ist bemerkenswert: Bei 15 Milligramm Gesamtbestand und einer Zufuhr von 200 Mikrogramm am Tag entspricht die Tagesration etwa einem Fünfundsiebzigstel des Vorrats. Der Körper arbeitet hier also mit einem großen Puffer und einem kleinen Durchsatz.

Warum Böden und Trinkwasser in Mitteleuropa wenig Jod führen

Jodverbindungen sind gut wasserlöslich. In der Erdgeschichte hat das dazu geführt, dass Niederschlag und Schmelzwasser sie aus den oberen Bodenschichten ausgewaschen und in die Ozeane getragen haben. Besonders betroffen sind Landschaften, die von eiszeitlichen Gletschern überformt wurden, sowie Gebirgsregionen und deren Vorländer. Meerwasser enthält heute rund 50 bis 60 Mikrogramm Jod je Liter, Binnenlandquellen oft nur einen Bruchteil davon.

Pflanzen nehmen auf, was der Boden anbietet. Getreide, Kartoffeln und Gemüse aus mitteleuropäischem Anbau tragen daher rechnerisch nur wenig zur Versorgung bei. Die Nahrungskette holt den Unterschied an zwei Stellen auf: bei Meeresfischen und Meeresfrüchten, die Jod aus dem Wasser anreichern, und bei tierischen Erzeugnissen aus Betrieben, deren Futtermittel ergänzt werden.

Der Hormonweg in vier Schritten

Zwischen dem Jodid im Blut und einem einsatzbereiten Hormonmolekül liegen mehrere klar unterscheidbare Vorgänge. Sie laufen alle in oder an der Follikelzelle ab, jeweils an verschiedenen Membranseiten.

Erstens: Aufnahme über den Natrium-Jodid-Symporter

An der dem Blut zugewandten Seite der Follikelzelle sitzt ein Transportprotein, das gleichzeitig zwei Natrium-Ionen und ein Jodid-Ion ins Zellinnere befördert. Die Energie dafür liefert das Natriumgefälle, das eine Ionenpumpe aufrechterhält. Auf diese Weise erreicht die Konzentration in der Zelle ein Vielfaches des Blutwerts — ein Anreicherungsverhältnis, das je nach Versorgungslage zwischen etwa 20:1 und 40:1 liegt.

Zweitens: Oxidation und Einbau durch die Thyreoperoxidase

An der gegenüberliegenden Membranseite, dort wo die Zelle an das Kolloid grenzt, wartet ein Enzym namens Thyreoperoxidase. Es oxidiert das Jodid mithilfe von Wasserstoffperoxid und hängt das Ergebnis an Tyrosinreste des Thyreoglobulins. Je nachdem, ob ein oder zwei Jodatome angelagert werden, entstehen Monojodtyrosin oder Dijodtyrosin.

Drittens: Kopplung zu T4 und T3 im Kolloid

Dasselbe Enzym verknüpft anschließend zwei dieser jodierten Bausteine miteinander. Aus zwei Dijodtyrosin-Einheiten wird Thyroxin mit insgesamt vier Jodatomen, aus einer Kombination von Mono- und Dijodtyrosin entsteht Trijodthyronin mit drei. Beide bleiben zunächst am Trägerprotein hängen und lagern im Kolloid — der Vorrat, der den Bedarf mehrerer Wochen abdeckt.

Viertens: Freisetzung und Umwandlung im Zielgewebe

Auf das Signal der Hirnanhangdrüse hin nimmt die Follikelzelle Kolloid zurück in ihr Inneres, spaltet das Trägerprotein enzymatisch auf und gibt die Hormone an das Blut ab. Etwa 80 bis 100 Mikrogramm Thyroxin verlassen die Drüse pro Tag. In Leber, Niere, Muskulatur und Nervengewebe entfernen Enzyme dann gezielt ein Jodatom und erzeugen daraus das fester bindende Trijodthyronin.

Was Trijodthyronin im Gewebe auslöst

Schilddrüsenhormone wirken nicht wie ein Schalter, der etwas an- oder abstellt. Sie binden im Zellkern an Rezeptorproteine, die selbst an bestimmten Abschnitten der Erbinformation sitzen, und verschieben dort das Ablesemuster: Manche Gene werden häufiger abgelesen, andere seltener. Was daraus folgt, hängt vom Gewebe ab, in dem das geschieht.

Nervengewebe: Rezeptoren im Zellkern der Neuronen

Neuronen und Astrozyten besitzen ein eigenes Enzym, das Thyroxin direkt vor Ort in Trijodthyronin umwandelt — das Gehirn stellt sich seinen Bedarf also weitgehend selbst her, statt ihn aus dem Blut zu beziehen. Zu den vom Hormon beeinflussten Genprodukten gehören Bausteine der Myelinscheiden, Proteine des Zytoskeletts und Enzyme des Neurotransmitterstoffwechsels.

Weil die Jodatome der Baustoff dieser Hormone sind, führt die EU-Liste zu Jod auch eine Angabe zur geistigen Leistung:

Grundumsatz: Sauerstoffverbrauch und Wärme

Im übrigen Körper beeinflusst Trijodthyronin, wie viele Mitochondrien eine Zelle unterhält, wie aktiv die Natrium-Kalium-Pumpe an ihrer Membran arbeitet und welcher Anteil der eingesetzten Energie als Wärme frei wird. Der Ruheumsatz — jene Energiemenge, die ein Körper in völliger Ruhe verbraucht — liegt bei Erwachsenen je nach Muskelmasse und Körperbau bei etwa 1 300 bis 1 800 Kilokalorien am Tag.

Jod auf dem Teller: Gehalte je Portion

Angaben je 100 Gramm sind für den Alltag oft unhandlich, weil kaum jemand in dieser Einheit isst. Die folgende Tabelle rechnet deshalb auf haushaltsübliche Portionen um und stellt daneben, welchen Anteil am Nährstoffbezugswert von 150 µg die jeweilige Portion rechnerisch abdeckt.

Woher der Referenzwert von 150 Mikrogramm stammt

Auf Verpackungen begegnet man mehreren Zahlen, die leicht verwechselt werden. Die Prozentangabe in der Nährwerttabelle bezieht sich auf den Nährstoffbezugswert, eine reine Etikettiergröße für Erwachsene. Fachgesellschaften nennen daneben eigene Referenzwerte, die nach Alter und Lebensphase gestaffelt sind. Und schließlich gibt es eine Obergrenze für die gesamte Tageszufuhr aus allen Quellen.

Getrocknete Meeresalgen bilden eine eigene Kategorie: Ihre Gehalte reichen von wenigen hundert bis zu mehreren zehntausend Mikrogramm je 100 Gramm und schwanken zwischen Chargen erheblich. Wer sie verwendet, findet die verbindliche Portionsangabe auf der Packung des Herstellers.

Der amtliche Wortlaut

Gesundheitsbezogene Angaben dürfen in der Europäischen Union nur verwendet werden, wenn sie in der Liste der zugelassenen Angaben stehen — und zwar in der dort festgelegten Formulierung oder in einer Fassung, die für Verbraucher dieselbe Bedeutung hat. Leucitfeld gibt sie deshalb unverändert wieder, jede für sich und ohne Zusatz.

An eine solche Angabe ist eine Bedingung geknüpft: Sie darf nur für ein Lebensmittel verwendet werden, das mindestens 15 Prozent des Bezugswerts je 100 Gramm beziehungsweise je Portion liefert. Wer eine Packung in der Hand hält, kann also anhand der Nährwerttabelle nachrechnen, ob die aufgedruckte Angabe zulässig ist.