제목: 요오드의 갑상선외 작용

저자명/연도: DonaldW. Miller, Jr., M.D./ 2006

Donald Miller, M.D. is professor of surgery, Division of Cardiothoracic Surgery, University of Washington School of Medicine.

갑상선 호르몬 생성에 필요한 요오드는 많은 생물학적 기능을 갖고 있다. 100-150mcg의 권장 섭취량은 실제 필요한 것보다 약 100배 정도 낮게 책정되어있다. 고용량의 요오드는 면역기능 강화와 유방암 발병률 감소 등의 이로운 효과를 줄 것으로 예상된다. 요오드의 치료효과 특히 섬유낭포성 유방질환(fibrocystic breast disease) 치료에 관한 앞으로의 깊이 있는 추가 연구들이 필요하다.

대부분의 내과, 외과 의사들은 요오드를 식수 소독제 또는 수술상처감염 예방을 위한 소독제로의 사용이나 thyroxine (T4) 및 triiodothyronine (T3)의 구성원소로만 생각한다. 그들은 요오드의 체내 역할을 갑상선 호르몬의 티로신잔기의 페닐 고리(phenyl ring)에 유기적으로 결합하는 것으로만 생각한다. 대사 조절과 올바른 성장 및 발달을 위한 T4 및 T3 요구량을 충족하기 위해서는 갑상선에 일일 70mcg 정도 미량의 요오드만이 필요하다.

식이 요오드 부족이 갑상선종, 갑상선기능저하증, 지적장애, 크레틴병 등을 포함한 다양한 질환을 야기한다는 것은 모든 이들이 동의하는 바이다. WHO 추산 세계인구의 약 30%가 앓고 있는 요오드결핍질환을 예방하는 차원에서 건강 정책입안자(health policymaker)들은 요오드에 대한 하루섭취권장량(RDI: Reference Daily Intake)를 책정하였다. 1980년 처음으로 제안된 요오드의 RDI인 100-150mcg는 건강한 사람의 97~98% 요구량을 충족하기 위해 고려된 양이다. 의학관계자들은 갑상선 호르몬 생성을 위한 요오드 요구량을 초과하는 양은 (일일 750mcg 이상) 과잉으로 여긴다. 그러나 현재 요오드 RDI의 100배 이상 되는 양으로 섭취했을 때 요오드가 체내 갑상선 외 중요한 이점들을 제공한다는 증거들이 늘어가고 있다.

미국과 일본의 요오드 섭취량

일본인들은 요오드의 중요한 공급원인 해조류 (seaweed)를 많이 섭취한다. 일본인들이 소비하는 요오드의 95%이상이 kelp (brown algae), nori sheets (red algae, chlorella (green algae) 등의 해조류로부터 온다. 이 해조류 속 요오드 농도는 0.5-–8.0 mg/g이다. 반면에 육상식물들은 0.001mg/g의 미량의 요오드만을 함유하고 있다. 1964년 the Nutrition Section of Japan’s Bureau of Public Health에 따르면 일본인들은 하루 평균 4.5g의 해조류를 섭취하였는데 이는 3.1 mg/g (13.8mg)의 요오드에 준하는 용량이다. 이들(bureau officials)에 따르면 일본의 해조류 소비량은 현재 14.5g에 달하며, 해조류 속 요오드 함량이 과거에 측정된 값으로부터 변하지 않았다면 이는 45mg의 요오드 섭취를 의미한다. 요중 요오드 농도를 측정한 연구들은 일본인들이 mg 단위의 요오드를 섭취함을 확인하였다. 연구진들은 Hokkaido 해안가 거주민들이 해조류로부터 일일 200mg의 요오드를 섭취함을 보고하였다. 민물고기나 조개류도 요오드를 함유하고 있지만 13mg의 요오드를 얻기 위해선 이들을 15-25 파운드만큼 섭취해야 한다.

미국의 하루 요오드 섭취량은 240mcg이며 이는 International Council for the Control of Iodine Deficiency Disorders가 정한 적절한 하루 요오드 섭취량인 150-299mcg 범위 안에 들지만 일본인들의 섭취량에 훨씬 못 미치는 양이다.

또한 이는 요오드가 낙농산업과 빵을 만드는데 널리 사용되던 30년 전 미국인들이 섭취하던 용량의 절반에 불과하다. 현재는 식염에만 첨가되어 있으며 심지어 미국가정의 45%는 요오드가 첨가되어 있지 않은 소금을 구입한다. 지난 25년간 요오드가 첨가된 식염의 사용은 65%가량 감소하였다. 결과적으로 미국 성인 여성의 15% (7명 중 1명)은 요중 요오드 농도가 50mcg/L 미만인 요오드 결핍 상태이다. 또한 미국 여성 7명 중 1명은 유방암에 걸리는 것으로 나타났다 (30년 전에는 20명 중 1명이었다). 일반적인 보건통계만으로 인과관계(cause-and-effect )결론을 내릴 순 없지만 미국의 유방암 발병률은 전세계에서 가장 높으며 일본은 현재까지도 가장 낮게 보고되고 있다. 이민을 가거나 서양식 식단을 따르는 일본인들의 경우 해조류를 섭취하는 이들에 비해 유방암 유병률이 더 높게 나타났다. 일본의 기대수명은 81.25년인 반면 미국은 77.85년이다. 일본의 유아사망률은 한 살 미만이 1000명당 3.5명으로 세계에서 가장 낮으며 미국의 유아사망률의 절반이다. 이들만으로 요오드 보충의 이점을 결론지을 수 없지만, 미국의 200배에 달하는 요오드 섭취량이 해롭지 않음을 충분히 보여준다.

항산화작용

산소는 superoxide anion, hydrogen peroxide, hydroxyl radical 등을 포함한 활성산소를 야기한다. Hydroxyl radical 은 세포막의 지질, DNA의 nucleotides, 단백질의 tyrosine 및 sulfhydryl groups 와 반응한다. Kupper는 kelp를 통해 무기요오드가 어떻게 항산화제 역할을 하는지 제시하였다. 무기요오드는 하이포아요오드산(hypoiodous acid)으로 전환된 후 물로 전환되는 두 단계를 거쳐 과산화수소(hydrogen peroxide)를 중화시켜 수산화 라디칼(hydroxyl radical) 생성을 방지한다. 또한 연구진들은 이 해조류가 산화스트레스(oxidative stress)를 받을 때 요오드 흡수량이 증가하는 것을 발견하였다. 또 다른 연구진들은 요오드화물이 hydroxyl radicals의 특정 청소부로써 비타민 C처럼 사람혈청의 항산화 상태를 높여줌을 보여주었다. 요오드는 쥐의 뇌세포에서 세포막의 다가불포화지방산(polyunsaturated fatty acids)의 이중결합에 부착해 자유기(free radicals)와의 결합을 저해함으로써 지질과산화(lipid peroxidation)로 부터 방어해준다.

광합성을 하는 가장 원시적인 생물인 남조류(blue-green algae)는 해수에 0.05ppm의 아주 작은 양으로 존재함에도 불구하고 요오드에 대한 친화력을 갖는다. 촉매인 엽록체와 에너지원인 빛 에너지를 이용한 광합성은 이산화탄소 6분자와 물 분자 6개로부터 포도당 1분자와 부산물인 6분자의 산소를 만들어낸다. 지구 상의 산소의 가장 큰 공급원인 cyanobacteria에서 요오드는 항산화제 역할을 하는 것으로 여겨진다. 실제로 요오드가 reactive oxygen species를 중화시키는 능력은 cyanobacteria의 광합성을 가능케 해준다. 마찬가지로 광합성이 가능한 algae는 유기 요오드 분자의 식이 공급원으로써 일부 무척추동물에게 원시갑상선(primitive thyroid gland)의 역할을 한다.

세포사멸과 암

요오드는 세포사멸 (apoptosis)를 유발한다. 프로그램 세포사는 성장 및 발달(손가락 사이 조직의 세포사멸을 통해 태아의 손가락이 형성)에 필수적이며, 암세포나 바이러스에 감염된 세포와 같이 조직에 위협을 주는 세포들을 파괴시키는데 필요하다.

Zhang과 그의 동료들은 요오드 흡수와 단백질 요오드화를 도와주는 유전자들 (Na+/I- symporter와 thyroperoxidase 유전자)을 사람 폐암세포에 스플라이스(splice : 유전자나 DNA 등을 접합) 하였다. 무기 비방사선 요오드는 in vitro에서 이러한 유전자변형암세포 95%이상의 세포사멸을 유도하였다. 이를 쥐에 이식할 때 요오드는 일반종양에 비해 유전자변형된 이식종양 성장을 효과적으로 제한하였다.

Sekiya는 해조류의 한 종류인 Mekabu가 배양된 사람 유방암 세포주에 주는 효과에 대해 연구하였다. 그들은 Mekabu가 caspase 3, 6, 8의 활성화를 통해 세포사멸을 유도함을 제시하였다. Shrivastava와 그의 동료들은 최근 분자요오드도 사람 유방암 세포주에서 caspase 비의존성, 미토콘드리아 경유 세포사멸을 유도할 수 있음을 제시하였다. 역학적 연구들은 고용량의 요오드 섭취가 유방암 발병율 감소와 상관관계가 있음을 제시한다. 동물실험은 요오드가 유방암 발병률을 낮춰준다는 증거를 제시하며, 이러한 역학적 발견들의 인과적 연관성을 주장한다. Garcia-Solis와 그의 동료들은 발암물질 nitrosomethylurea를 주입한 쥐에서 유방암 예방에 요오드가 미치는 영향을 분석하였다. 분자요오드는 암 발병률이 73%인 대조군에 비해 발병률을 30%까지 유의하게 낮추었다. 이는 요오드화칼륨(potassium iodide)보다 분자요오드에서 더 효과적으로 나타났다. 발암물질로 DMBA를 사용한 또 다른 실험에서도 동일한 효과를 보였다.

암세포가 될 확률이 가장 높은 유방의 ductal cells에서 갑상선의 것과 동일한 요오드 펌프인 NIS 발견되었다. 이는 요오드가 유방암을 예방한다는 가설에 대한 생물학적 타당성에 힘을 실어준 또 다른 증거이다. 또한 요오드 결핍으로 인한 갑상선종 환자들의 유방암 발병률이 세배 더 높은 것으로 나타났다.

무기 요오드의 기타 기능들

아직 추가적인 연구가 필요하지만 요오드는 갑상선 외 다른 장기에서도 다음에 나열된 여러 다른 역할들을 해낸다. 요오드는 독성화학물질 (toxic chemicals)과 생물학적 독소 (biological toxins)를 제거한다; 자가면역을 억제한다; T세포 적응면역시스템(adaptive immune system)을 강화시킨다; 위에 존재하는 박테리아 특히 Helicobacter pylori의 비정상적인 증식으로부터 보호한다.

요오드 농축이 가능한 장기들

갑상선 외에 다른 장기들도 NIS 펌프를 지니고 있다. 방사성 요오드 투여 후 실행한 total-body scintiscans은 정맥 주사한 요오드가 위 점막에 흡수됨을 보여준다. 수유 중인 유선과 타액선은 갑상선과 거의 대등한 양의(혈청 요오드치의 40배 이상) 요오드를 농축시킨다. T세포 적응면역계의 본부인 흉선은 무기 요오드를 흡수한다. Scintiscans는 뇌척수액을 만드는 맥락얼기와 피부, 관절, 동맥, 뼈에서의 요오드 흡수 증가도 보여준다.

전문가의 의견

이러한 자료들은 갑상선이 요오드를 필요로 하는 유일한 장기라는 용인된 견해에 대한 의문을 제시한다. 진실에 대한 새로운 길을 찾을 때는 반드시 전문가의 의견에 의해 가로막힐 것을 예상해야 한다. 다음의 발언은 일반적으로 인정되는 견해에 인용되는데 특히 요오드일 때 해당된다. 요오드에 대한 전문가의 의견이라 함은 현재 갑상선 전문가들의 견해로 그들은 요오드의 갑상선외 작용을 무시하곤 한다. 많은 갑상선 전문가들은 1~2 mg 이상의 요오드 섭취가 Wolff-Chaikoff effect와 TSH 농도 증가를 유도함을 거론하며 잠재적으로 유해하다 주장한다. Wolff-Chaikoff 효과는 요오드 섭취증가로 인한 일시적인 갑상선 호르몬 합성 억제 현상으로 임상적 의의는 없다. 증가된 TSH는 아무런 갑상선기능저하증의 증상이나 징후를 동반하지 않는다. 일부에서 mg의 요오드, 일반적으로 하루 50mg 이상을 섭취 후 갑상선기능저하증의 증상 없이 갑상선이 약간 부어오르기만 하는 경우도 때때로 관찰된다. 갑상선 질환이 없는 대부분의 사람들은 갑상선 기능에 아무런 임상적 이상반응 없이 하루 10~200mg의 요오드를 복용할 수 있다.

명백한 사실은 만들어진 지 26년이나 된 요오드의 RDI는 너무 낮다는 것이다.

요오드의 치료효과

요오드는 처음 갑상선종을 치료하기 위해 사용되었다. 갑상선종을 치료하는데 가장 효과적이었던, 오랜 기간 비밀로 지켜져 온 Coventry Remedy가 1977년 공개되었다. 이는 태운 바다해면인 것으로 밝혀졌다. 1811년 Bernard Courtois는 화약을 만들기 위해 soda를 끓여 질산칼륨(saltpeter)을 제조 중 요오드를 발견하였다. Andrew Fyfe는 1816년 sea sponge가 고용양의 요오드를 함유하고 있음을 발견하였다. 이러한 발견들에 뒤이어 French physician, Jean Coindet는 요오드팅크(iodine tincture)가 갑상선종의 크기를 줄임을 보고하였다. 요오드를 사용한 갑상선종 예방에 관한 첫 번째 대조군 연구는 85년 전에 오하이오주 Akron의 학생들을 대상으로 진행되었다. 치료그룹은 하루 평균 11mg의 요오드화나트륨(sodium iodide)를 받았으며 대조군은 그러지 않았다. 2.5년 후 요오드 치료군의 갑상선종 발병률은 0.2%인 반면 대조군은 22%로 110배 차이를 나타내었다.

19세기와 20세기 초 요오드는 다양한 질병 특히 매독과 만성폐질환에 사용되어왔다. 수년 동안 의료진들은 기관지천식(bronchial asthma)와 만성 폐쇄성 폐질환(chronic obstructive pulmonary disease)을 치료하기 위해 환자에게 요오드화칼륨(potassium iodide)를 투여하였다. 1.5~3g부터 시작하고 10g까지 천천히 증량한 몇 주간의 치료는 놀랍도록 적은 부작용과 좋은 결과를 낳았다. 비타민 C를 발견한 노벨수상자 Albert Szent Györgi (1893–-1986)는 "내가 의대생일 때 KI형태의 요오드는 보편적으로 사용되는 약이었다. 어느 누구도 그것이 정확히 어떤 작용을 하는지는 몰랐지만 무언가 좋은 결과를 만들었다"고 기술하였다. 이 당시 표준용량은 1g으로 770mg의 요오드를 함유한다.

피부

요오드는 피부과전문의들에 의해 21세기까지 g 용량으로 사용되어왔다. 그들은 nodular vasculitis와 pyoderma gangrenosum 등의 염증 피부염(inflammatory dermatoses)을 SSKI (supersaturated potassium iodide)로 치료하였다. 그들은 하루 900mg의 요오드 용량으로 시작하여 1 주 간격으로 천천히 증량하여 최대 6g까지 사용하였다. 스포로트릭스증(sporotrichosis)와 같은 Fungal eruptions는 g 용량의 요오드로 치료하여 뛰어난 효과를 얻었다.

요오드독성

54세 남성은 실수로 냉장고에 보관해둔 류마티즘 치료용 SSKI를 음료로 착각하여 마셨다. 단시간에 그는 SSKI 600ml(50g 의 요오드화물을 함유)을 마셨다. 이는 요오드 RDI의 100,000배 이상 되는 용량이다. 12시간 후 그의 얼굴, 목, 입이 부어 오르고 일시적인 cardiac arrhythmias가 나타났지만 모두 회복되었다.

Herxheimer는 2,400명의 천식환자들에게 5g의 KI를 4일간 투여하고 3일은 쉬게 하였다. 이 중 점액수종(myxedema)이 12건 발견되었으며 단 4명의 환자만이 갑상선 붓기가 생겼다.

하지만 일부 사람들은 요오드, 특히 SSKI나 피부에 국소적으로 사용하는 제제에 과민반응을 보일 수 있음을 명심해야 한다. 또한 유기요오드조영제에 심각한 알러지반응을 보일 수도 있다. 요오드화물에 대한 노출이 일부 환자들에게서 요오드화물-유발 자가면역성갑상선염(autoimmune thyroiditis)와 갑상선기능저하증 및 갑상선기능항진증을 일으킨다는 보고가 있다. 그러므로 적절한 모니터링과 주의가 필요하다.

요오드의 형태

분자요오드 및 요오드화물 형태의 무기, 비방사선 요오드가 갑상선 외 여러 이점들을 제공한다. 해조류 이외에도 potassium iodide 정제, SSKI, 루골용액, iodoral 정제의 형태로 무기 요오드 경구 복용이 가능하다. 루골용액은 5% 요오드와 10% KI, 증류수로 이루어져있다. Iodoral은 루골용액의 tablet 형태이며 1 tablet은 루골용액 2방울과 동일한 양의 요오드를 함유하고 있다. 항부정맥제 아미오다론(amiodarone) 및 다양한 방사선조영제에 사용되는 유기 요오드(I2)는 갑상선외 여러 작용을 해낸다. 요오드의 방사성 동위원소 (radioactive isotopes) 4개 중 3개는 cyclotrons로 만들어지며 하나는 nuclear fission으로 만들어진다. 이들은 radiotracers나 radiotherapy에 사용된다.

섬유낭포성 유방질환(fibrocystic breast)

동물실험에서 요오드가 없는 식단을 준 암컷 쥐는 유방에 섬유낭성 변화가 나타났으며 이는 원소형태의 요오드로 치료되었다.

미국 여성에서 섬유낭종성유방질환의 발병률은 1920년대 3%였지만, 오늘날 90%의 여성들이 epithelial hyperplasia, apocrine gland metaplasia, fluid-filled cysts, fibrosis에 의해 발생한 이 질환을 갖고 있다. 섬유낭종성유방질환을 지닌 600만 명의 미국여성들은 월경주기 중 6일 이상 지속되는 중등도에서 중증의 유방통과 불편감을 호소한다.

1966년 러시아 연구진들은 요오드가 섬유낭종성유방질환의 징후 및 증상들을 효과적으로 완화시킴을 처음으로 보고하였다. Vishniakova 와 Murav’eva는 이 질환을 앓고 있는 167명의 여성들을 월경기간(intermenstrual period) 동안 50mg KI로 치료하여 71%의 치유효과를 얻었다. 또한 Ghent와 그의 동료들은 요오드를 사용한 섬유낭종성유방질환 치료에 70%의 성공률을 보고하였다. 1993년 그들의 보고는 3개의 임상실험으로 구성되어있다: 이 중 두 실험은 캐나다에서 696명의 여성을 다양한 형태의 요오드로 치료하였으며 다른 하나는 시애틀에서 이뤄졌다. 시애틀의 Virginia Mason Clinic에서 이뤄진 56명의 여성을 대상으로 한 무작위 이중맹검, 위약 대조 시험에서 요오드 원소 35mg과 위약을 비교하였다. 대상 환자들을 6개월 동안 추적 관찰하였고, 섬유낭종성유방질환에 대한 주관 및 객관적 변화를 평가하였다. Ghent의 무작위 연구는 통계적 유의성을 위한 테스트를 포함하지 않았다. 그러나 2년 후 스폰서인 Mimetix, Inc.가 7개월간 92명의 여성을 추적하여 시애틀 연구에 대한 통계학적 분석을 하였다. 이 회사는 FDA에 더 큰 임상시험을 시작하기 위한 승인을 받기 위해 Special Report on “Iodine’s Efficacy and Safety를 제출하였지만 승인이 거부되었다. 38장에 달하는 이 보고서는 현재 온라인을 통해 공개되었으며 요오드가 섬유낭종성유방질환에 미치는 영향이 통계학적으로 매우 유의함을 제시한다. FDA는 현재 Symbollon Pharmaceuticals가 지원하는 섬유낭종성유방질환에 대한 분자요오드의 효과에 관한 무작위 대조군 연구를 승인하였다. 175명의 여성을 대상으로 한 임상3상 시험 (phase III trial)이 현재 진행 중이다.

위 근거들을 보았을 때, 유방의 섬유낭종성유방질환과 유방암은 갑상선종 및 크레틴병처럼 요오드 결핍 질환일 수 있다는 가설을 세우는 것이 타당할지도 모른다. 하지만 앞서 언급된 모든 연구들이 발표된 지금 (2006년)까지도 유방질환에 관한 지도서인 Bland and Copeland’s The Breast: Comprehensive Management of Benign and Malignant Disorders는 1766 페이지 그 어느곳에서도 요오드에 관한 언급을 하지 않고 있다.

요오드 프로젝트: mg 의 요오드

1997년 Canadian Journal of Surgery에 실린 Ghent의 논문을 읽은 Guy Abraham, M.D. (UCLA의 obstetrics and gynecology 교수였던)은 요오드를 공부하기로 결심하고 요오드 프로젝트를 시작하였다. 그는 그의 회사인 Optimox Corp. 에서 Iodoral를 출시하였으며, 2000년 Jorge Flechas, M.D.과 함께 Ghent 박사의 발견들을 확인할 임상연구를 진행하였다. David Brownstein 박사는 2003년에 이 프로젝트에 합류하게 된다.

요오드 프로젝트의 가설은 전신을 충족시키기 위해 12.5mg의 일일 요오드 섭취량이 요구된다는 것이다. 신체는 약 50mg의 요오드를 지니며 이 중 70-80 %는 갑상선에 존재한다고 한다. Abraham 박사는 요오드 섭취량의 90%가 배출되어야 체내 요오드가 충분하다는 결론을 내렸다. 그는 50mg의 요오드를 섭취하고 24시간 동안 소변으로 배출된 양을 측정하는 부하검사(loading test)를 고안해내었다. 그는 이 테스트를 통해 대부분의 사람들이 섭취한 50mg을 거의 배출하지 않음을 발견하였다. 많은 이들은 섭취량의 90%를 배출하기 까지 수개월간 하루 50mg의 요오드를 섭취해야만 했다. 그의 연구에 따르면 전신 요오드 요구량이 충족되었을때, 신체는 1,500 mg의 요오드를 보유하며 (알려진 용량 50mg의 30배가 넘는 용량) 이 중 3%만이 갑상선에 존재한다.

이 프로젝트에 참여한 4000명이 넘는 환자들은 하루 12.5-50mg의 요오드를, 당뇨환자들은 최대 100 mg을 복용하였다. 연구진들은 요오드가 섬유낭종성유방질환을 정상화시킴을 발견하였다; 당뇨병 환자들은 더 적은 양의 인슐린을 사용하게되었다; 갑상선기능저하증 환자들은 저 적은양의 갑상선질환 제재를 사용하였다; 섬유근육통 증상이 완화되었다; 편두통을 없애주었다.

참가 환자들의 99%에서 아무런 갑상선 기능 문제가 발견되지 않았다. 1%미만의 환자에게서 요오드 알러지, 침샘 및 갑상선이 부어오르거나 요오드 중독이 드물게 나타난다. 요오드는 체내 브롬과 불소를 제거한다. unpleasant brassy taste, runny nose, acne-like skin lesions을 나타내는 요오드 중독은 브롬화물(bromide) 배출로 의해 발생한다. 요오드는 브롬화물(bromide)를 조직으로부터 방출시킨다.

mg 단위의 요오드 섭취는 셀렌, 마그네슘, 오메가 3 등의 섭취와 동반되어야 한다. Abraham 박사는 하루 12.5mg의 요오드 섭취는 비용대비 가장 간단하고, 안전하고 효과적으로 많은 의학적 문제들을 해결할 수 있는 방법이라 주장한다.

삶의 만족도 상승, 에너지 증가, brain fog(머리 속이 안개 같이 뿌옇다) 개선. 환자들은 체온 증가, 피로감 회복, 피부가 좋아짐, 정기적인 배변활동 등의 요오드치료에 관한 많은 효능들이 보고되어왔다.

갑상선외 요오드가 미치는 작용은 연구할만한 가치를 갖는, 특히 높은 유방 유병율을 고려했을 때 매우 의미있는 주제이다.

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http://www.jpands.org/vol11no4/millerd.pdf

American Physicians and Surgeons Volume 11 Number 4 Winter 2006

Extrathyroidal Benefits of Iodine

ABSTRACT

In addition to being an essential element in thyroid hormones, iodine has many biological functions. The recommended dietary intake of 100.150 mcg is perhaps 100 times too low. Potential benefits of higher amounts include enhancement of immune function and reducing the incidence of breast cancer. Older studies of therapeutic benefits, particularly with respect to fibrocystic breast disease, need to be updated and expanded. Most physicians and surgeons view iodine from the narrow perspective of its use as an antiseptic that disinfects drinking water and prevents surgical wound infections, and its presence in thyroxine (T4) and triiodothyronine (T3). They consider iodine’s sole function in the body is to be organically bound to the phenyl ring of tyrosine in thyroid hormones. The thyroid gland needs only a trace amount of iodine, 70 mcg/day, to synthesize the requisite amounts of T4 and T3 used to regulate metabolism and ensure normal growth and development Everyone agrees that a lack of iodine in the diet causes a spectrum of disorders that includes, in increasing order of severity, goiter and hypothyroidism, mental retardation, and cretinism. In an effort to prevent these iodine deficiency disorders, which the World Health Organization estimates afflict 30 percent of the world’s population, health policymakers all subscribe to the same reference daily intake (RDI) for this element. First proposed in 1980, the RDI (formerly called the recommended dietary allowance) for iodine is 100.150 mcg/day, an amount considered sufficient to meet the requirements of nearly all, 97.98 percent of healthy individuals. Medical authorities consider an iodine intake greater than 750 mcg/day, an amount considerably more than that needed for production of thyroid hormones, to be .excessive.. But there is growing evidence that iodine provides important extrathyroidal benefits when taken in milligram amounts, in doses 100 times more than it’s RDI.

Iodine Consumption in Japan and the United States

Seaweed is a potent source of iodine, and the Japanese eat a lot of it. More than 95 percent of the iodine mainland Japanese consume comes from seaweed, which includes kelp (brown algae), nori sheets (red algae) with sushi, and chlorella (green algae). The concentration of iodine in these marine plants ranges from 0.5.8.0 mg/g. Terrestrial plants, in contrast, contain only trace amounts of iodine, 0.001 mg/g. In 1964, the Nutrition Section of Japan’s Bureau of Public Health found that people in Japan consumed a daily average of 4.5 g of seaweed with measured iodine content of 3.1 mg/g, or13.8 mg of iodine. According to bureau officials, seaweed consumption in Japan is now 14.5 g, providing 45 mg of iodine if its iodine content, which was not measured, has remained unchanged. Studies measuring urine concentration of iodine confirm that the Japanese consume iodine in milligram amounts. And researchers have determined that residents on the coast of Hokkaido eat a quantity of seaweed sufficient to provide a daily iodine intake of 200 mg/day.

Saltwater fish and shellfish contain iodine, but one would have to eat 15.25 pounds of fish to get 13mgof iodine.  The average daily intake of iodine in the U.S. is 240 mcg, well within the range that the International Council for the Control of Iodine Deficiency Disorders defines as an optimal iodine intake, 150 to 299 mcg/day. Though considered .iodine sufficient, this amount, 0.24 mg, is a small fraction of that consumed in Japan. Also, this is half the amount of iodine that Americans consumed 30 years ago, when iodine was used more widely in the dairy industry and as a dough conditioner in making bread. Now it is only added to table salt, and 45 percent of American households buy salt without iodine, which grocery stores also sell. And over the last 25 years those who do use iodized table salt have decreased their consumption of it by 65 percent. As a result, 15 percent of the U.S. adult female population, one in seven, suffers from iodine deficiency, as reflected in a urinary iodine concentration of less than 50 mcg/L. One in seven American women now also develops breast cancer during their lifetime (30 years ago it was 1 in 20). Although one cannot draw cause-and-effect conclusions by looking at single factors in the context of general health statistics, the incidence of breast cancer in the U.S. is the highest in the world, and in Japan, until recently, it was the lowest. Japanese women who emigrate from Japan or adopt a Western-style diet have a higher rate of breast cancer compared with those who eat seaweed. Life expectancy in Japan is 81.25 years, compared to 77.85 years in the U.S. Infant mortality rate in Japan is the lowest in the world, 3.5 deaths under age 1 per 1,000 live births, half the infant mortality rate in the United States. While no conclusions can be drawn from such figures concerning the benefits of iodine supplementation, they do suggest that iodine intake nearly 200 times greater than in the U.S. is unlikely to be toxic.

Iodine as Antioxidant

Oxygen breeds reactive oxygen species, which include superoxide anion, hydrogen peroxide, and hydroxyl radical. The hydroxyl radical wreaks havoc by reacting with lipids in cellular membranes, nucleotides in DNA, and tyrosine and sulfhydryl groups in proteins. In Laminariales, a species of kelp, Kupper et al. show how inorganic iodine functions as an antioxidant. It neutralizes hydrogen peroxide in a two-step process, converting it first to hypoiodous acid and then water, thereby preventing it from becoming a hydroxyl radical. These investigators also found that this alga absorbs increased amounts of iodine when placed under oxidative stress. Other investigators have shown that iodide is a specific scavenger of hydroxyl radicals, and that it, like vitamin C, increases the antioxidant status of human serum. Iodine defends brain cells in rats from lipid peroxidation, attaching to the double bonds of polyunsaturated fatty acids in cellular membranes, rendering them less susceptible to free radicals. As an interesting aside, cyanobacteria (blue-green algae), the most primitive organisms capable of photosynthesis, have an affinity for iodine, although it is present in seawater only in minute amounts, about 0.05 parts per million. Photosynthesis, with chlorophyll as a catalyst and sunlight as an energy source, converts six molecules of carbon dioxide and six molecules of water into one molecule of dextrose, with six molecules of oxygen as a waste product. In cyanobacteria, which are considered in large part the source of the oxygen in earth.s atmosphere, iodine probably serves as an antioxidant, while it is toxic to all other, nonphotosynthesizing bacteria. Indeed, iodine.s ability to neutralize reactive oxygen species apparently made photosynthesis possible. Algae, which also photosynthesize, are a dietary source of organic iodinated molecules and thus serve as a primitive thyroid gland for some invertebrates.

Apoptosis and Cancer

Iodine induces apoptosis. This process of programmed cell death is essential to growth and development (fingers form in the fetus by apoptosis of the tissue between them) and for destroying cells that represent a threat to the integrity of the organism, like cancer cells and cells infected with viruses. It is hypothesized that anticancer function may well prove to be iodine’s most important extrathyroidal benefit. Zhang and coworkers spliced genes that enhance iodine uptake and iodination of proteins.the iodine pump (sodium-iodide symporter) and thyroperoxidase genes.into human lung cancer cells. Inorganic, nonradioactive iodine induced apoptosis in more than 95 percent of these genetically modified cancer cells in vitro. When implanted in mice, iodine effectively limited the growth of the genetically modified tumor xenografts, compared with unmodified tumors (p < 0.001). Sekiya et al. have studied the effect of Mekabu, a kind of seaweed, on a cultured human breast cancer cell line. They have shown that it induces apoptosis by activating caspases 3, 6, and 8. Shrivastava and coworkers have recently shown how molecular iodine (I ) can also induce apoptosis in human breast cancer cell lines using a caspase-independent and mitochondrial-mediated apoptotic pathway. Epidemiological studies show that a high intake of iodine is associated with a low incidence of breast cancer, and a low intake with a high incidence of breast cancer. Animal studies provide evidence that iodine reduces the incidence of breast cancer, arguing for a causal association to these epidemiological findings. Garcia-Solis and coworkers analyzed the effect of iodine on preventing breast cancer in rats given the carcinogen nitrosomethylurea. Molecular iodine (I ) was more effective than potassium iodide, ignificantly reducing the cancer incidence to 30 percent, compared to 73 percent in controls ( < 0.05). Another study, using DMBA as the carcinogen, showed the same effect (p<0.01).

Other evidence, adding biologic plausibility to the hypothesis that iodine prevents breast cancer, includes the finding that the ductal cells in the breast, the ones most likely to become cancerous, are equipped with an iodine pump, the sodium-iodide symporter, the same one the thyroid gland has, to absorb this element. And people with goiters resulting from iodine deficiency have a three times greater incidence of breast cancer.

Other Functions of Inorganic Iodine

Extrathyroidal iodine also has other functions, which warrant further study. It removes toxic chemicals and biological toxins; suppresses autoimmunity; strengthens the T-cell adaptive immune system; and protects against abnormal growth of bacteria in the stomach, Helicobacter pylori  in particular.

Organs with Iodine-Concentrating Ability

In addition to the thyroid, other organs have a sodium-iodide symporter pump. Total-body scintiscans taken after administration of radioactive iodine ( I) show that stomach mucosa absorbs intravenously injected iodine. Lactating mammary glands and the three paired salivary glands concentrate iodine almost to the same degree as does the thyroid, in a 40-fold increase over serum levels. The thymus, seat of the T-cell adaptive immune system, absorbs inorganic iodine. Scintiscans also show an increased uptake of iodine by the choroid plexus, which makes cerebrospinal fluid; in skin; and by joints, arteries, and bone.

.Expert Opinion. and Iodine

These data call into question the accepted view that the thyroid gland is the only organ that needs iodine. The following statement applies to .accepted views. in general and to those about iodine in particular: .When you seek a new path to truth, you must expect to find it blocked by expert opinion.. Expert opinion on iodine is now the purview of thyroidologists, and they often discount or ignore extrathyroidal actions of iodine. Many thyroidologists consider an iodine intake greater than 1 to 2 mg to be potentially harmful, citing theWolff-Chaikoff effect and an increase in TSH (thyroid stimulating hormone) concentration with intakes greater than this amount. The Wolff-Chaikoff effect, a temporary inhibition of thyroid hormone synthesis that supposedly occurs with increased iodine intake, is of no clinical significance. And an elevated TSH, when present, is .subclinical; i.e., it is not accompanied by any signs or symptoms of hypothyroidism. Some people taking milligram doses of iodine, usually more than 50 mg/day, develop mild swelling of the thyroid without symptoms of hypothyroidism. The vast majority of people without thyroid disease can take iodine in doses ranging from 10 mg/day to 200 mg/day without any clinically adverse affects on thyroid function. The truth is that the 26-year-old RDI for iodine is far too

low perhaps, citing the Japanese example, two orders of magnitude too low.

Therapeutic Use of Iodine in the Past

Iodine was first used to treat goiters. In 1779 the Coventry Remedy for goiter, which was very effective in treating this disease and long held secret, was published. The remedy turned out to be burnt sea sponge. Then in 1811 Bernard Courtois, brewing soda to make saltpeter for gunpowder, discovered iodine. Andrew Fyfe, in 1816, found that sea sponge contains high quantities of iodine. Following this chain of evidence, a French physician, Jean Coindet, showed that tincture of iodine shrinks goiters. The first controlled study using iodine to prevent goiters was done 85 years ago in school-aged children in Akron, Ohio. The treatment group received an average of 11 mg/day of sodium iodide and the control group nothing. The iodine treatment group, 2.5 years later, had a 0.2 percent incidence of goiter, whereas the control group had a 22 percent incidence of goiter, a 110-fold difference. Iodine was used for a wide variety of ailments in the 19 and early part of the 20 centuries, especially for syphilis and chronic lung disease. For many years physicians used potassium iodide in doses starting at 1.5 to 3 g increasing up to more than 10 g/day for weeks at a time to treat bronchial asthma and chronic obstructive pulmonary disease, reportedly with good results and surprisingly few side effects. The Nobel laureate Albert Szent Györgi (1893.1986), the physician who discovered vitamin C, writes: .When I was a medical student, iodine in the form of KI [potassium iodide] was the universal medicine. Nobody knew what it did, but it did something and did something good.. The standard dose was 1 g, which contains 770mgof iodine.

Iodine in Dermatology

This 19 century medicine continues to be used in gram amounts in the 21 century, by dermatologists. They treat inflammatory dermatoses, like nodular vasculitis and pyoderma gangrenosum, with SSKI (supersaturated potassium iodide), beginning with an iodine dose of 900 mg/day, followed by weekly increases of up to 6 g/day as tolerated. Fungal eruptions, like sporotrichosis, are treated initially in gram amounts with great effect.

Iodine Toxicity

A 54-year-old man, thinking it was iced tea, drank a home preparation of SSKI in water that his aunt kept in the refrigerator for her rheumatism. Over a short period of time he consumed 600

ml containing 15 g of iodide, an amount 100,000 times greater than the RDI for iodine. Twelve hours later he developed swelling of the face, neck, and mouth, and had transient cardiac arrhythmias, but made an uneventful recovery. High doses of iodine are remarkably well tolerated. Herxheimer gave 5 g of KI, four days on, three days off, to 2,400 asthmatic patients and had 12 cases of myxedema and only four patients who had swelling of the thyroid gland. It is important to remember, however, that some individuals are oversensitive to iodine, particularly in SSKI and topical skin preparations, and may experience severe adverse allergic reactions to organic iodinated contrast materials. Reportedly, iodide exposure has caused iodide-induced autoimmune thyroiditis as well as both hypo- and hyperthyroidism in a small number of patients. Thus, caution, with appropriate patient monitoring, is needed.

Forms of Iodine

Inorganic, nonradioactive iodine, as molecular iodine (I2) and iodide (I-), provides the extrathyroidal benefits addressed here. In addition to seaweed, four commercially available forms of orally administered inorganic iodine are potassium iodide tablets (in 0.23, 32.5, 65, and 130 mg amounts), SSKI (19.50 mg of iodide per drop), Lugol’s solution (6.3 mg of molecular iodine/iodide per drop), and Iodoral tablets (12.5 mg iodine/iodide). Lugol’s solution is 5 percent iodine (I2) and 10 percent potassium iodide (I-) in water. Iodoral is a tablet form of Lugol’s solution, in which one tablet equals two drops of Lugol’s. Iodine in a manufactured organic form, in the antiarrhythmic

drug amiodarone and in various radiocontrast media, plays other extrathyroidal roles. Four radioactive isotopes of iodine, three of which are made in cyclotrons and one by nuclear fission ( I), are used as radiotracers and in radiotherapy. I (half life 13 hours), I (4.2 days), I (60 days), and I (8 days).

Fibrocystic Breast Disease

In animal studies, female rats fed an iodine-free diet develop fibrocystic changes in their breasts, and iodine in its elemental form as I cures it. The incidence of fibrocystic breast disease in American women was 3 percent in the 1920s. Today, 90 percent of women have this disorder, manifested by epithelial hyperplasia, apocrine gland metaplasia, fluid-filled cysts, and fibrosis. Six million American women with fibrocystic breast disease have moderate to severe breast pain and tenderness that lasts more than six days during the menstrual cycle. In 1966 Russian researchers first showed that iodine effectively relieves signs and symptoms of fibrocystic breast disease. Vishniakova and Murav.eva treated 167 women suffering from this disorder with 50 mg KI during the intermenstrual period and obtained a beneficial healing effect in 71 percent. Ghent and colleagues also reported a 70 percent success rate using iodine to treat fibrocystic breast disease. Their 1993 report is a composite of three clinical studies: two case series done in Canada treating 696 women with various types of iodine, and one in Seattle. The Seattle study, done at the Virginia Mason Clinic, is a randomized, double-blind, placebo-controlled trial of 56 women designed to compare 3.5mgof elemental iodine to a placebo (an aqueous mixture of brown vegetable dye with quinine). The women were followed for 6 months and subjective and objective changes in their fibrocystic disease tracked. The randomized study in the Ghent paper was reported without tests for statistical significance. Two years later, however, a sponsor, Mimetix, Inc., did a statistical analysis of the Seattle study, increased to 92 women followed for seven months. The company submitted a Special Report on .Iodine’s Efficacy and Safety to the FDA, seeking its approval to mount a larger clinical trial. Approval was denied. This 38-page report, now available online, shows that iodine exerts a highly statistically significant beneficial effect on fibrocystic disease (p< .001). Iodine reduced breast tenderness, nodularity, fibrosis, turgidity, and number of macrocysts he five parameters in a total breast examination score that an investigator measured who was blinded to what treatment the woman was taking, iodine or placebo. The FDA has now approved a randomized controlled trial on the benefits of molecular iodine for fibrocystic disease sponsored by Symbollon Pharmaceuticals. A phase III trial enrolling 175 women is underway. Presented with the evidence on fibrocystic disease and on breast cancer, it is reasonable to hypothesize that fibrocystic disease of the breast and breast cancer may, like goiter and cretinism, be iodinedeficiency disorders. But as of 2003, after most of these studies had been published, a leading textbook on breast diseases, Bland and Copeland’s The Breast: Comprehensive Management of Benign and Malignant Disorders, fails to mention iodine anywhere

in its 1,766 pages.

The Iodine Project: Milligram Doses of Iodine

In 1997, after reading the Ghent paper in the, Guy Abraham, M.D., a former professor of obstetrics and gynecology at UCLA, decided to study iodine and mounted the Iodine Project. He had his company, Optimox Corp., manufacture Iodoral, and in 2000 engaged Jorge Flechas, M.D., to do clinical studies with it to confirm the findings of Ghent et al. David Brownstein, M.D., joined the project in 2003. The Iodine Project’s hypothesis is that whole body sufficiency of iodine requires a daily intake of 12.5 mg. The accepted view is that the body contains about 50 mg of iodine, of which 70-80 percent resides in the thyroid gland. Abraham concluded that whole body sufficiency exists when a person excretes 90 percent of the amount of iodine ingested. He devised a loading test in which one takes 50 mg of iodine and measures the amount excreted in the urine over the next 24 hours. He found that the vast majority of people tested retain a substantial amount of the 50 mg dose. Many require 50 mg/day of iodine for several months before they will excrete 90 percent of it. His studies indicate that given a sufficient amount the body will retain 1,500 mg of iodine, 30 times more than the presumed 50 mg, with only 3 percent of that 1.5 g amount residing in the thyroid gland. More than 4,000 patients in this project take iodine in daily doses ranging from 12.5 to 50 mg, and those with diabetes can take up to 100 mg /day. These investigators have found that iodine reverses fibrocystic disease; their diabetic patients require less insulin; hypothyroid patients need less thyroid medication; symptoms of fibromyalgia resolve; and patients with migraine headaches stop having them. To paraphrase Dr. Szent-Györygi, these investigators aren.t sure how iodine does it, but they see that it does something good. Thyroid function has remained unchanged in 99 percent of their patients. Untoward effects of iodine allergies, swelling of the salivary glands and thyroid, and iodism occur rarely, in less than 1 percent. Iodine removes fluoride and bromide from the body. Iodism, an unpleasant brassy taste, runny nose, and acne-like skin lesions, is caused by the bromide that iodine extracts from the tissues, and it subsides on a lesser dose of iodine. Consumption of iodine in milligram doses should be coupled with a complete nutritional program that includes, in particular, adequate amounts of selenium, magnesium, and omega-3 fatty acids. So done, Dr. Abraham believes that taking 12.5 mg/day of iodine is .the simplest, safest, most effective and least expensive way. to help solve many medical problems. Many subjective benefits have been claimed for milligram-dose iodine: a greater sense of well being, increased energy, and a lifting of brain fog. Patients also report that they feel warmer in cold environments, need somewhat less sleep, have improved skin complexion, and have more regular bowel movements. These are in addition to the improvements in fibrocystic disease of the breast and a possibly reduced incidence of breast cancer noted above.

Conclusion

The extrathyroidal health effects of iodine are worthy of thorough investigation, especially in view of the high incidence of breast cancer in American women. Such research deserves the support of public and private funding agencies.