Как перхлораты вредят щитовидной железе

Вещества из ракетного топлива и пиротехнической взрывчатки не дают клеткам щитовидной железы поглощать йод, необходимый для синтеза гормонов.

Соли и эфиры хлорной кислоты, или перхлораты, широко используются в самых разных отраслях химической промышленности. Но если говорить о перхлоратах как о загрязнителях среды, то тут их главные источники – ракетное топливо, различные взрывчатые вещества (в том чисел и из обычной пиротехники) и некоторые удобрения, из которых перхлораты вымываются в грунтовые воды.

Между тем это довольно токсичные вещества, опасные и для растений, и для животных. От больших концентраций перхлоратов животные просто погибают, а в небольших концентрациях они медленно, но верно вредят щитовидной железе, так что в результате развивается гипотиреоз. При гипотиреозе организму не хватает гормонов щитовидной железы, управляющих обменом веществ – соответственно, последствия гипотиреоза оказываются системными. (Справедливости ради стоит добавить, что перхлораты используют и как лекарство – при гипертиреозе, когда щитовидная железа производит слишком много гормонов.)

Гормоны щитовидной железы содержат йод. В её клетки йод проникает через специальные каналы, которые, кроме йода, переносят в клетку ещё ионы натрия. Транспортерные белки, называемые NIS (то есть Na⁺/I^- symporter – котранспортер натрия и йода), связывают два иона натрия, после чего слегка меняют пространственную форму и открывают проход для йода. Исследователи из Университета Вандербильта и Университета Джонса Хопкинса описывают в Nature Structural & Molecular Biology, как перхлорат влияет на натрий-йодовый канал.

Дело тут не только в том, что ионы перхлората конкурируют с ионами йода, не давая им пройти в клетку. Оказалось, что перхлораты связываются с определённым участком белкового канала, с которым обычно связываются ионы натрия. Но без натрия белковый канал вообще не может открыться для йода. И здесь нужно совсем немного перхлората, чтобы таким образом заблокировать ионный канал.

О токсичности перхлората было известно и ранее, однако сейчас эксперименты с клетками щитовидной железы показали, что натрий-йодовые каналы перестают в них работать при концентрации перхлората, в 10 раз меньшей той, которая считается опасной. Очевидно, экологические нормы, регулирующие уровень перхлоратов в окружающей среде, стоит пересмотреть – в сторону их уменьшения.