Penemuan iodium dirintis oleh Bernard Courtois yang berasal dari Perancis pada tahun 1811. Profesinya sebagai pembuat bubuk mesiu yang digunakan dalam perang saat itu mengantarkannya menemukan uap yang berwarna ungu. Uap ungu tersebut merupakan hasil isolasi dari rumput laut (seaweed) yang ditambahkan asam sulfat yang berlebihan kemudian uap ungu tersebut dapat dikristalkan. Karena kekurangan dana maka temuannya lebih disempurnakan oleh koleganya Charles Bernard Desormes (1777-1862); Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) dan Andre-Marie Ampere (1775-1836) (Wikipedia 2007).
Iodium berasal dari kata Yunani: iodes artinya violet; yang merupakan elemen kimia dengan simbol I, nomor atom 53 dan berat atom 127. Iodium merupakan halogen seperti halogen lain (brom, fluor) dan iodium cenderung menerima elektron dan ada di alam sebagai ion negatif. Secara kimia iodium kurang reaktif dibandingkan halogen lainnya (Wikipedia 2007). Biasanya iodium berikatan dengan logam atau non logam yang membentuk iodida (Wildman & Medeiros 2000).
2. Sumber Iodium dan Guna Iodium
Kadar iodium dari tanaman sangat tergantung kandungan iodida tanah dimana tanaman itu tumbuh atau tergantung pada pupuk yang digunakan.
Sebagian besar iodium tumbuhan dalam bentuk anorganik (Matovinovic 1988) Kadar iodium air minum tergantung pada kandungan iodium dari batu-batuan dan tanah sumber air berasal. Demikian juga kandungan iodium hewan tergantung pada tanaman yang dimakan dan pakan yang digunakan serta air minum. Makanan laut atau seafood merupakan sumber iodium yang baik dari pada ikan segar dari air tawar maupun tumbuhan dari darat. Gambaran kandungan iodium bahan makanan di daerah endemik berdasarkan hasil penelitian Purwaningsih (1997) disajikan pada Lampiran 22.
Iodium digunakan untuk obat, fotografi, bahan cat (dyes), antiseptik dan food suplemen. Sebagai unsur kelumit (trace element), iodium dibutuhkan oleh manusia dalam jumlah yang kecil, sedangkan peranan iodium secara biologi sebagai pembentuk hormon tiroksin (T4) dan triiodotironin (T3) (Wikipedia 2007)
3. Kebutuhan dan Kecukupan Iodium
Kebutuhan iodium sangat bervariasi sangat tergantung dari usia, jenis kelamin dan ekskresi urin (Karyadi 1984). Kebutuhan iodium per hari adalah 1-2
μg per kg BB per hari (Almatsier 2001). Angka kecukupan iodium di Indonesia untuk wanita usia 16-19 th: 150 μg/hari dan 20-59 th: 150 μg/hari untuk ibu hamil ada tambahan sebesar 25μg/hari iodium untuk kebutuhan janin dan laktasi (Kartono & Sukatri 2004).
4. Pencernaan dan Penyerapan Iodium
Iodium (I) dalam bahan makanan terikat pada asam amino atau dalam bentuk bebas, terutama dalam bentuk iodat (IO3-) dan dalam bentuk iodida (I-). Selama dicerna iodat dari bahan makanan akan mengalami reduksi oleh glutathion menjadi iodida sedangkan iodida (I-) langsung diserap dari lambung dan usus halus. Kemudian iodida memasuki enterosit bersama sebagian kecil iodium yang terikat asam amino yang tidak seefisien ion iodida. Iodida bebas (I-) diserap dari enterosit memasuki sirkulasi darah didistribusikan diseluruh cairan ekstra sel yang kemudian menembus kesemua jaringan tubuh. Iodida yang muncul di dalam darah dalam bentuk bebas tidak terikat dengan protein (Groff & Grooper 2000; Berdanier 2000).
Adapun pencernaan dan penyerapan kapsul minyak beriodium dijelaskan sebagai berikut: kapsul minyak beriodium dikonsumsi per oral, kemudian dicerna dalam usus halus. Setelah itu minyak beriodium diabsorbsi dan masuk kedalam peredaran darah, diantaranya memasuki kelenjar tiroid, disimpan dalam jaringan lemak tubuh dan sisanya dibuang melalui urin (Dunn & Van Der Haar 1990). Seperti diketahui kapsul minyak iodium (Yodiol) mengandung asam oleat 43.3%; asam linoleat 29.9% dan asam linolenat 0.40% (Sirajuddin 2003). Iodium yang terikat pada asam lemak ikatan rangkap tunggal (etil oleat) akan tertahan lebih lama dalam tubuh dibandingkan yang terikat pada asam lemak ikatan rangkap ganda (etil linoleat atau etil linolenat) (Van der Heide et al. 1989). Iodium yang tidak terikat pada asam lemak memasuki sirkulasi darah dalam bentuk iodida (I-) (Groff & Grooper 2000).
Iodida dalam sirkulasi, sepertiganya ditangkap kelenjar tiroid, sebagian kecil memasuki jaringan dan sebagian besar dibuang melalui urin (Djokomoeljanto 1994). Iodida dalam sirkulasi darah ada yang masuk kedalam kelenjar saliva tetap dalam bentuk inorganik iodida dan biasanya akan diabsoprsi kembali (Husaini 1992). Kelenjar tiroid mengandung 70-80% total iodida tubuh dan dapat menangkap 120 μg iodida per hari. (Groff & Gropper 2000).
Kelenjar tiroid terbentuk dari banyak bola-bola kecil (folikel) dan berkembang menjadi 2 lobus lateral tiroid yang dihubungkan oleh suatu jembatan jaringan yang disebut ismus tiroid. Ismus tirod terletak dibawa kartilago tiroid di pertengahan antara apeks kartilago tiroid (”Adam’s apple”). Masing-masing folikel dikelilingi oleh lapisan sel yang disebut koloid. Sel-sel folikel mensitesa tiroglobulin yang dikeluarkan kedalam lumen folikel. Biosintesa hormon tiroksin (T4) dan hormon triiodotironin (T3) terjadi dalam tiroglobulin (Ganong 1995)(Greenspan & Baxter 1995).
5. Sintesa, Sekresi Hormon Tiroid dan Transpor Hormon Tiroid
Iodida yang diserap kedalam peredaran darah sebanyak sepertiganya ditangkap oleh kelenjar tiroid sedangkan sisanya dikeluarkan melalui urin. Kurang lebih 95% simpanan iodium tubuh berada dalam kelenjar tiroid sedangkan sisanya berada dalam sirkulasi darah (0.04-0.57%) dan jaringan ( Djokomoeljanto 1996).
Kelenjar tiroid merupakan tempat mensintesa hormon tiroid dari bahan baku iodium (Gambar 2). Kemudian iodium disintesa dan disekresi oleh kelenjar tiroid melalui beberapa langkah:
-Tahap ”trapping” dimana iodium dikonsentrasikan oleh kelenjar tiroid dan dibawa ke kelenjar tiroid. Penangkapan iodium oleh kelenjar tiroid dari darah melalui sebuah pompa ensim ATP yang memompa Na+ kedalam dan K+ keluar dari kelenjar tiroid. Penangkapan iodida oleh folikel kelenjar tirod dari darah dengan proses transpor aktif. Sedikitnya 60 μg iodida harus ditangkap oleh kelenjar tiroid per hari untuk memproduksi hormon tiroid yang cukup (Wildman & Medeiros 2000).
-Tahap organifikasi iodium: dimana iodium dioksidasi dan bereaksi (iodinasi) dengan tirosil residu dalam tiroglobulin (Tg). Iodinasi pertama yaitu iodium diikat pada asam amino tirosil dari tiroglobulin yang diaktifkan oleh ensim peroksidase menjadi 3-monoiodotirosine (MIT). Iodinasi kedua yaitu iodium diikat dengan MIT menjadi 3,5 diiodotirosin (DIT).
-Tahap penggabungan (coupling): dua molekul dari diiodotirosin bergabung menjadi hormon tiroksin (T4) dan satu DIT dan MIT bergabung menjadi T3.
Kemudian disimpan dalam koloid dari lumen folikuler tiroid.
-Tahap pelepasan dimana hormon tiroid dirilis kedalam sirkulasi darah dan MIT dan DIT mengalami deiodinasi (Djokomoeljanto 1996).
Setiap hari kira-kira 80-90 μg hormon 3,5,3’,5’-tetraiodothyronine (T4) atau disebut hormon tiroksin dan 10-20 μg hormon 3,5,3’-triiodothyronine (T3) diproduksi dan disekresikan ke dalam darah. Kelenjar tiroid secara aktif mengabsorbsi iodium dari darah untuk membuat dan mensekresi hormon ini ke dalam darah. Penurunan hormon tiroid dalam darah akan meningkatkan sekresi TSH (tirotropin) oleh kelenjar hipofisa dan sebaliknya peningkatan hormon tiroid akan menurunkan sekresi hormon TSH. Mekanisme ini diatur melalui efek umpan balik negatif yang melibatkan kerja kelenjar tiroid, hipotalamus dan hipofisa (Guyton 1982).
Hipofisis mensekresikan hormon TSH dan dihambat melalui umpan balik negatif oleh hormon T4 dan T3 dalam darah (Granner 1985). Kerja TSH melalui cyclic AMP dan fosfolipase C yang mempengaruhi 4 tahap sintesa dan sekresi hormon tiroid dalam kelenjar tiroid. Secara khusus hormon TSH merangsang semua tahapan metabolisme iodium dari meningkatnya ambilan iodium oleh kelenjar tiroid hingga peningkatan sekresi hormon tiroid (Greenspan & Baxter 1994).
Kadar serum TSH normal adalah sekitar 0.5 -5 mU/L meningkat pada hipotiroid dan menurun pada hipertiroid. Waktu paruh TSH plasma adalah sekitar 30 menit dan kecepakatan produksi harian adalah sekitar 40-150 mU/ml/hari (Greenspan & Baxter1994).
Kelenjar tiroid memproduksi 100% hormon T4 yang disirkulasikan dalam darah tetapi 5% - 10% nya merupakan hormon T3. Walaupun kosentrasi plasma hormon T4 lebih besar dari hormon T3 tetapi hormon T3 lebih aktif dan lebih potensial (Groff & Gropperr 2000). Hormon tiroid yang disekresi kemudian berikatan dengan transpor protein darah kemudian didistribusikan ke target sel perifer. Tiga transpor protein pembawa hormon tiroid ialah: a)Thyroid Hormone Binding Globulin (TBG) ditemukan dalam plasma dengan kapasitas rendah tetapi dengan afinitas yang tinggi terhadap hormon T4 dan T3; b) Albumin dan c) Transthyretin (prealbumin). Umumnya hormon T4 terikat pada TBG. Ada sebagian kecil <0.1% dari hormon T4 dan hormon T3 tidak berikatan dengan protein transpor tetapi dalam bentuk bebas yang secara hormonal lebih aktif (Groff & Grooper 2000).
6. Metabolisme Iodium
Metabolisme iodium setelah kelenjar tiroid mensekresi hormon tiroid dapat dilihat dalam Gambar 2. Dalam gambar ini diperkirakan dari asupan 500 μg iodida (I-) setelah dicerna menghasilkan kurang lebih 500 μg I- yang memasuki pool iodida ekstraselular. Sebanyak 40 μg iodida yang dibebaskan kelenjar tiroid dan 60 μg iodida yang dibebaskan dari jaringan juga memasuki pool ekstraselular. Kemudian dari pool iodida ekstraselular, sepertiga iodida pool memasuki kelenjar tiroid (115 μg I-) dan sisanya keluar melalui urin (485 μg I-). Konsentrasi iodida dalam pool tiroid sangat besar mencapai 8000 μg I- (8 mg) dan merupakan tempat cadangan hormon tiroid. Setiap hari dilepas 75 μg I- (hormon T3, T4) membentuk pool sirkulasi sekitar 600 μg I- sebagai T3 dan T4. Kemudian dari pool ini dilepas sekitar 75 μg I- sebagai hormon T3 dan T4 digunakan dalam jaringan hati, otot, jantung dan otak. Jumlah tersebut dikembalikan ke pool iodida sekitar 60 μg I- dan 15 μg I- dikonyugasi dengan glukoronida atau sulfat dalam hati dan diekskresi melalui feses (Greenspan & Baxter 1995).
Gambar 3 Metabolisme Iodium (Greenspan & Baxter1995).
Hormon T4 yang didistribusikan ke jaringan tepi akan mengalami konversi (monodeiodinase) menjadi hormon T3 oleh pengaruh ensim deiodinase-5’. Hampir semua tiroksin dalam darah dikonversikan (deiodinasi) menjadi T3 setelah memasuki jaringan tepi. Ada 3 tipe deiodinase yaitu deiodinase-5’ tipe 1, deiodinase-5’ tipe 2 dan deiodinase-5’ tipe 3. Deiodinase-5’ tipe 1 merupakan ensim yang mengkonversikan hormon T4 menjadi hormon T3 di dalam kelenjar tiroid, hepar, ginjal, otot jantung, otot rangka. Deiodinase-5’ tipe 2 berperan mengkonversi hormon T4 menjadi hormon T3 pada jaringan otak dan kelenjar hipofisa. Ensim deiodinase-5’ tipe mengkonversi hormon T4 menjadi hormon T3 pada jaringan plasenta, sel glia (Lazarus 1993; Brody 1999).
Hormon T3 di jaringan akan mengalami proses metabolisme pada tingkat seluler. Hormon T3 merupakan hormon yang menjembatani kerja hormon pada
tingkat seluler. Kemudian hormon T3 berikatan dengan reseptor hormon tiroid nukleus untuk inisiasi transkripsi mRNA mengarah kepada produksi protein baru termasuk mempengaruhi aktifitas sejumlah ensim, sintesa koensim dan vitamin dan kemampuan metabolisme lainnya. Terdapat 3 macam reseptor hormon trioid yaitu : TR α1, TR ß2 dan TR ß2 (Lazarus 1999).
7. Keseimbangan Dinamis (Turnover) Iodida dan Waktu Paruh Iodida dan Hormon Tiroid.
Turnover atau keseimbangan dinamis iodida dalam darah sangat singkat terutama diatur oleh ambilan kelenjar tiroid. Dalam keadaan normal, dalam plasma waktu paruh iodida sekitar 10 jam tetapi dapat lebih singkat apabila kelenjar tiroid aktif secara berlebihan dalam keadaan tirotoksikosis atau dalam keadaan defisiensi iodium. Turnover hormon tiroid relatif lambat/pelan. Waktu paruh hormon tiroid (T4) normal sekitar 7 hari. Waktu paruh untuk hormon tiroid lainnya yaitu T3 antara 1,5 sampai 3 hari (Stanbury 1996)
8. Efek Spesifik Hormon Tiroid terhadap Tubuh
Molekul T4 dan T3 mempunyai 4 dan 3 atom iodium. T4 sebagian besar sebagai prekursor T3 yang secara biologis lebih aktif (Wikipedia 2007). T4 atau hormon tiroid mempengaruhi hampir setiap sel dalam tubuh manusia. Hormon tiroid juga meningkatkan aktifitas pemecahan glukosa sehingga meningkatkan metabolisme dalam tubuh (Wildman & Medeiros 2000). Kekurangan hormon tiroid dapat menurunkan basal metabolisme sampai 50% sedangkan produksi yang berlebih dari hormon tiroid dapat mengakibatkan laju metabolisme basal 100% (Wildman & Medeiros 2000). Dari banyak efek hormon tiroid pada tubuh manusia dapat disimpulkan 3 efek yang utama pada tubuh yaitu 1) mengatur metabolisme dan keseimbangan energi, 2) mengatur pertumbuhan dan perkembangan, dan 3) mengatur aktifitas sistem syaraf (Tortora & Anagnostakos 1990). Lebih rinci pada Tabel 3 di bawah diuraikan beberapa efek spesifik hormon tiroid (Wilman & Medeiros 2000).
Tabel 3 Pengaruh Hormon Tiroid dalam Mekanisme Tubuh Mekanisme Pengaruh hormon tiroid
Metabolisme merangsang absorpsi gula dan ambilan oleh sel, meningkatkan Karbohidrat metabolisme karbohidrat, khususnya glikolisis dan
glukoneogenesis, meningkatkan rilis hormon insulin Metabolisme meningkatkan mobilisasi lemak jaringan adipose,
Lemak meningkatkan kandungan plasma asam lemak bebas (FFA) dan meningkatkan oksidasi asam lemak dalam sel,
mengurangi plasma kolesterol dan trigliserida diduga dengan meningkatkan kandungan asam empedu-kolesterol dan membuang melalui feses.
Sintesa Protein meningkatkan sintesa protein, tetapi dalam jumlah berlebih menyebabkan katabolisme protein
Metabolisme Basal meningkatkan metabolisme pada semua sel, kekurangan hormon tiroid menyebabkan metabolisme basal turun 50%
Sistem Kardio- meningkatkan denyut jantung; meningkatkan volume darah vaskuler
Respirasi meningkatkan respirasi karena metabolisme seluler meningkat Makanan/ meningkat nafsu makan dan konsumsi makanan,
Pencernaan meningkat laju sekresi cairan lambung dan motilitas dari saluran pencernaan makanan dan
kekurangan hormon tiroid menyebabkan konstipasi
Skeletal Muscle meningkat kontraksi vigor
Central Nervous meningkat ”elation”, jumlah yang berlebih menyebabkan System gugup dan cemas
Kelenjar Endokrin meningkat laju sekresi endokrin Sumber: Wildman dan Medeiros (2000)
