Йод і селен як противірусні агенти: потенційні помічники в боротьбі із SARS-CoV-2 та COVID-19

15.05.2021

Стаття у форматі PDF

Йод і селен пов’язані між собою завдяки ефектам, які вони чинять на функцію щитоподібної залози, а їхні противірусні властивості можуть допомогти в боротьбі із SARS-CoV-2. Розчин повідон-йоду продемонстрував in vitro свої віроцидні властивості проти SARS-CoV і MERS-CoV, які спричинили попередні коронавірусні епідемії. Оскільки повідон-йод показав значну ефективність в інактивації SARS-CoV-2 in vitro, 0,5% розчин повідон-йоду використовується для промивань носо- та ротоглотки у відділеннях інтенсивної терапії, стоматології та щелепно-лицевої хірургії. Проте тривале використання розчину повідон-йоду може негативно вплинути на функцію щитоподібної залози (особливо якщо надлишкове надходження йоду супроводжується дефіцитом селену). Селен є тиреоїдопротектором: за надмірної експозиції до йоду утворюється значна кількість пероксиду водню, котрий утилізується за допомогою глутатіонпероксидази, що містить у своєму складі селен. Окрім того, селен допомагає в боротьбі з багатьма вірусними захворюваннями. Обсерваційні дослідження продемонстрували асоціацію між високим уживанням селену та кращими наслідками коронавірусної хвороби (COVID-19), й навпаки: селенодефіцит асоційований з вищою смертністю від цього захворювання. In vitro доведено, що SARS-CoV-2 знижує продукцію селенопротеїнів, які захищають від вірусних захворювань. Отже, рекомендовано дотримуватися адекватного вживання селену (особливо для країн із низьким або пограничним селеновим статусом у населення). Для медичних працівників із цих країн, які застосовують повідон-йод для дезінфекції, рекомендується додаткове вживання селену в помірних дозах (наприклад, 100 мкг/добу).

Потенційна ефективність місцевих антисептиків у зниженні вірусного навантаження та передачі SARS-CoV‑2

Оскільки на початкових етапах коронавірусної інфекції горло та слинні залози є основними сайтами вірусної реплікації та транс­місії, оральні антисептики можуть бути ефективними противірусними агентами (Meister, Brüggemann, Todt et al.). Особливо релевантними ці дані є для стоматологів і щелепно-­лицевих хірургів, ураховуючи особ­ливості їхньої роботи, як-от невелика відстань від носоглотки пацієнтів і використання приладів, які генерують аерозоль. У своєму дослідженні Meister і співавт. оцінили віроцидну активність 8 розчинів для полоскання рота (в т. ч. відомих проти­вірусних агентів, як-от перекис водню та хлоргексидин) щодо 3 штамів ­SARS-CoV‑2 в середовищі, схожому на назофарингеальний секрет [2]. Для трьох із досліджуваних розчинів, а саме для комбінації еквалінію хлориду та бензалконію хлориду, етанолу з ефірними оліями й 1,0% повідон-­йоду, 30-секундна експозиція значно сприяла інактивації ­SARS-CoV‑2. Ці розчини зменшили вірусну інфікувальну здатність майже на 3 рівні (порівняно з початковим); log скорочення для 3 досліджуваних штамів – ​>3,11; >2,78 та >2,61. Отже, за ­результатами цієї роботи полоскання рота дезінфікувальними розчинами може значно знизити вірусне навантаження слини та зменшити передачу вірусу.

Повідон-йод як антисептичний агент у боротьбі з коронавірусами, зокрема із SARS-CoV‑2

У публікації Kirk-Bayley та спів­авт. припущено, що 0,5% розчин повідон-­йоду як назальний спрей і розчин для полоскання рота та горла може бути ефективним in vivo проти ­SARS-CoV‑2, а отже, знижувати пере­хресне інфікування між пацієнтами й медичними працівниками [2]. Це може бути важливим не тільки в разі взаємодії медичного персоналу та госпіталізованих пацієнтів із СOVID‑19, а й для зменшення передачі інфекції між асимптоматичними хворими на СOVID‑19 і медичними працівниками, котрі за специфікою роботи тісно взаємодіють із ротом і носом пацієнтів, – ​стоматологами, щелепно-лицевими хірургами, отоларингологами, офтальмологами, анестезіологами.

За даними Kirk-Bayley та співавт., повідон-йод має більшу віроцидну активність, аніж інші поширені анти­септичні агенти, в т. ч. хлоргексидин і бензалконію хлорид. У багатьох публікаціях було доведено, що повідон-йод є ефективним in vitro для знешкодження коронавірусів, задіяних у попередніх епідеміях SARS і MERS [2, 5-7].

Численні дослідження in vitro довели, що повідон-йод (навіть у невисокій концентрації 0,5%) має швидкий і потужний віроцидний ефект проти SARS-CoV‑2 [1, 8, 9]. Frank і співавт. провели огляд літератури щодо використання повідон-йоду та дійшли висновку, що він є безпечним для обробки носової порожнини в концентрації до 1,25%, а також ротової порожнини – ​до 2,5% (трива­лістю до 5 міс) [10]. Деякі групи дослідників рекомендують застосування 0,5% розчину повідон-йоду серед медичних працівників і пацієнтів на додачу до звичних засобів особистого за­хисту з метою мінімізації ризику поширення СOVID‑19 [2, 11-13]. На момент підготовки оригінальної публікації було зареєстровано 2 рандомізовані дослідження, що мають на меті зменшення вірусного навантаження в підтверджених хворих на COVID‑19 за допомогою використання противірусних агентів, у т. ч. PVP-I, як назальних спреїв та орофарингеальних промивань [1].

Ризики використання повідон-йоду як топічного антисептика. Ефекти надлишкового вживання йоду

Часте застосування 0,5% розчину повідон-йоду як ­назального ­спрею, а також для полоскання рота та глотки може становити ризик пере­дозування йодом. Максимальна денна доза йоду, рекомендована Kirk-Bayley та співавт., становить 3,52 мг/добу, що більш ніж утричі перевищує встановлену в США переносиму верхню межу споживання йоду (1,100 мкг/добу), та є майже в 6 разів більшою за верхню межу в 600 мкг/добу, визначену Європейським агентством із безпеки харчової продукції (EFSA). Звісно, за топічного застосування споживатиметься не вся зазначена доза, а лише її час­тина; в будь-якому разі для медичних працівників, які стикаються з високими рівнями йоду протягом декількох тижнів або місяців, рекомендований моніторинг функції щито­подібної залози. Необхідно також звернути увагу на те, що надлишковий йод виводиться здебільшого нирками, а отже, профілактичне застосування йодовмісних розчинів може бути протипоказане особам із недостатньою функцією нирок [16].

Йод, необхідний для біосинтезу тиреоїдних гормонів тироксину (Т4, прогормон) і трийодтироніну (Т3, активна форма), надходить до щито­подібної залози за допомогою натрій-йодидного симпортера (NIS) [20]. 1-2-денне надходження в організм високих доз йоду зумовлює інгібування синтезу ­тиреоїдних гормонів (ефект Вольфа-Чайкова). Цей феномен, який запобігає надлишковому синтезу гормонів щито­подібної залози, реалізується через інактивацію натрій-йодидних симпортерів на плазматичній мембрані, а також залежить від продукції активних форм кисню [22]. Пригнічувальний ефект надлишків йоду на транспорт йодидів через NIS може бути спричинений пероксидом водню (H2O2); для запобігання цьому ефекту можуть бути використані поглиначі активних форм кисню [22]. Короткотривале вживання надлишкового йоду в кількостях, які всього на один рівень величин перевищують нормальні значення (наприклад, 1500 мкг/добу замість 150 мкг/добу), може спричинити інактивацію натрій-­йодидних симпортерів на плазматичній мембрані. Гостра фаза ефекту Вольфа-Чайкова може тривати до кількох днів, але синтез тиреоїдних гормонів може відновитися, коли концентрація неорганічного йоду в щито­подібній залозі знизиться внаслідок інактивації NIS [21]. Незважаючи на вище­зазначене, в деяких осіб відновлення функції щитоподібної залози після впливу високих доз йодиду не відбувається; з’являється клінічний або субклінічний гіпотиреоз.

Споживання надлишкових (але менших за вищезазначені) доз йодиду підвищує ризик автоімунного тиреоїдиту, зокрема, через значну імуногенність збагаченого йодом тирео­глобуліну; підвищену в умовах надлишку йоду експресію молекули міжклітинної адгезії‑1, що зумовлює підсилену інфільтрацію мононуклеарів і запалення. Іншими факторами впливу надлишкового йоду є підвищена продукція Т‑17 хелперів, інгібування дозрівання Т‑регуляторних клітин та аномальна експресія апоптоз-індукувального ліганду на тироцитах. Отже, для зниження ризику автоімунного тиреоїдиту вживання йоду не має перевищувати рекомендовані рівні: 600 мкг/добу згідно з настановами EFSA, а також 1100 мкг/добу згідно з даними Інституту медицини США [14].

Селен як тиреопротектор за надмірного надходження йоду

Щитоподібна залоза має найбільший уміст селену серед усіх тканин людського організму, ­зокрема в складі селенопротеїнів, глутатіон­пероксидази [40, 42, 43]. Приєднання йоду до тирозилових залишків тиреоглобуліну, а також H2O2-­залежне об’єднання йодованих тирозилових залишків з утворенням йодотиронінів Т4 та Т3 каталізується тирео­пероксидазою (ТПО). Якщо надлишкове надходження йоду опосередковано через продукцію активних форм кисню блокує NIS, пероксид водню, не задіяний у синтезі гормонів, ­накопичується в ­колоїдному ­просвіті та може спричинити ушкодження тканин щито­подібної залози [22]. Підсилена продукція та секреція в колоїдний просвіт селеновмісної позаклітинної глутатіонпероксидази (GPX3) допомагає нейт­ралізувати H2O2. Для додаткового захисту клітинних мембран і внут­рішньоклітинних компартментів від перекису водню необхідні інші селенопротеїни та селенозалежні ферменти TXNRD [20].

В умовах доволі високого споживання йоду (наприклад, у Китаї після введення загального йодування солі [24]) вищі рівні сироваткового селену були асоційовані зі значно меншими шансами розвитку гіпотиреозу, в т. ч. субклінічного, дифузного зоба й автоімунного тиреоїдиту [45]. Численні дослідження також продемонстрували зниження титру антитіл до ТПО (які відповідають за розвиток автоімунного тиреоїдиту Хашімото) при вживанні добавок із селеном [40, 41].

Противірусний вплив селену в боротьбі із SARS-CoV‑2

Додаткове вживання селену має доведені клінічні переваги в розрізі багатьох вірусних інфекцій. Так, у разі ВІЛ‑інфекції установлена негативна кореляція між уживанням селену та смертністю [50, 51]. Описаний протекторний ефект селену щодо розвитку раку печінки при вірусному гепатиті В [52], а також у пацієнтів з епідемічною геморагічною лихоманкою, котрі були успішно проліковані селенітом натрію пер­орально, з 80% зниженням смерт­ності [46, 53]. Можна зробити висно­вок, що вживання чи дефіцит селену є важливим фактором перебігу вірусних захворювань через його імуномодуляторні ефекти та вплив (особливо в разі дефіциту) на мутації й еволюцію вірусів [48, 49].

Наразі вже є дані про зв’язок між інфекцією SARS-CoV‑2 та зниженням рівнів селенопротеїнів. Так, інфікування культури клітин Vero E6 коронавірусом SARS-CoV‑2 значно знижувало рівні експресії деяких селенопротеїнів, збільшуючи при цьому експресію прозапального цитокіну інтерлейкіну‑6 [54].

Аналіз кумулятивних даних щодо COVID‑19 у китайських містах станом на 18 лютого 2020 р. виявив позитивний зв’язок між часткою реконвалесцентів і вживанням селену в популяції, а також вищу смертність у селенодефіцитних регіонах [56]. Дослі­дження, проведене в Німеччині, довело виражений дефіцит загального сироваткового селену та зниження концентрації селенопро­теїну Р у хворих на COVID‑19 (порівняно з референсними даними) [57]. Вміст селену був значно вищим у зразках плазми від пацієнтів, які вижили, ніж у померлих (Se: 53,3±16,2 vs 40,8±8,1 мкг/л; селено­протеїн Р: 3,3±1,3 vs 2,1±0,9 мг/л) [57].

Рекомендовані рівні вживання селену та селеновий статус популяції різних країн

Рівні вживання селену та рекомендовані нормативні значення у світі значно різняться між собою. Американські дієтичні норми (RDA) рекомендують уживання селену до 55 мкг/добу, тоді як за британськими рекомендаціями (RNI) для дорослих чоловіків цільове споживання становить 75 мкг/добу, а для жінок – ​60 мкг/добу. Значна частка європейської популяції не отримує достатньої кількості селену: за даними останнього британського Національного дослідження дієти та харчування (2014-2016), 47% жінок і 25% чоловіків не досягають навіть нижнього референтного рівня споживання – ​40 мкг/добу [49, 50] (рис.). Рівні вживання селену варіюють залежно від кількості та якості збагачених селеном продуктів харчування в дієті, як-от морепродукти, м’ясо та птиця.

Вживання добавок селену для осіб, які використовують повідон-йод із метою профілактики COVID‑19

Ураховуючи вищезазначене (тирео­протекторні властивості селену в умовах надлишкового надходження йоду та потенційну ефективність селену в боротьбі з вірусними захворюваннями, в т. ч. COVID‑19), автори пуб­лікації рекомендують медичному персоналу та пацієнтам, які часто використовують назальні спреї та полоскання розчином повідон-йоду, додатково отримувати селен у таких дозуваннях, які дадуть змогу досягти загального рівня споживання селену в 100-200 мкг/добу. Рекомендована максимальна доза (200 мкг/добу) не є токсичною; в деяких країнах таке споживання досягається ­природним ­шляхом із продуктів харчування. Безпечна верхня межа вживання селену встановлена на рівні 400 мкг/добу [58]. У рамках рандомізованого контрольованого дослідження, проведеного в Данії (країна з рівнем уживання селену за нижньою межею норми), здорові добровольці похилого віку отримували селен у кількості 200 мкг/добу протягом 5 років і не продемонстрували розвитку побічних явищ (порівняно з групою плацебо) [62].

Висновки

Повідон-йод, який доведено має потужні віроцидні властивості щодо SARS-CoV‑2, широко використовується як назальний спрей і для полоскання рота та горла з метою зниження рівнів інфікування серед медичного персоналу та пацієнтів. Однак тривале надходження надлишкового йоду в організм може спричиняти негативні наслідки з боку щито­подібної залози, як-от гіпотиреоз, дифузний зоб й автоімунний тиреоїдит. Для осіб, які часто та/або тривало застосовують розчини повідон-йоду для місцевої профілактики, важливим є моніторинг функції щитоподібної залози. Також доцільним може бути вживання добавок селену, оскільки він є не лише противірусним та імуномодулювальним агентом із доведеною ефективністю проти SARS-CoV‑2 та COVID‑19, а й важливим фактором захисту щитоподібної залози, в т. ч. від несприятливих ефектів надлишкового надходження йоду та вільних радикалів кисню. Для медичних працівників і пацієнтів оптимальним вважається споживання селену на рівні 100-200 мкг/добу.

За матеріалами: Rayman M.P. Iodine and selenium as antiviral agents: potential relevance to ­SARS-CoV‑2 and COVID‑19. Archives Oral Maxillofac. Surg. 2020; 3 (1): 69-76.

Підготувала Ганна Гаврюшенко

Медична газета «Здоров’я України 21 сторіччя» № 7 (500), 2021 р.

СТАТТІ ЗА ТЕМОЮ Інфекційні захворювання

10.06.2021 Терапія та сімейна медицина Офтальмологічна весна 2021: без консервантів

13 лютого відбулася масштабна науково-практична онлайн-конференція з міжнародною участю «Офтальмологічна весна: без консервантів». За доброю традицією, організаторами цієї щорічної конференції стала кафедра офтальмології Національного університету охорони здоров’я України ім. П. Л. Шупика (попередня назва – ​НМАПО ім. П. Л. Шупика) й Асоціація дитячих офтальмологів та оптометристів України, за спонсорської підтримки представництва компанії Laboratoires Théa (Франція). Цьогоріч для участі в конференції зареєструвалися понад 2060 учасників! Свої доповіді представили провідні офтальмологи з різних куточків України, а також закордонні експерти. ...

29.05.2021 Кардіологія Терапія та сімейна медицина Що нового в останніх настановах із лікування хронічної серцевої недостатності?

Серцева недостатність (СН) супроводжує будь-яке структурне захворювання серця та може з’являтися при токсичних впливах чи екстракардіальній патології, де серце є органом-мішенню [1]. Зважаючи на швидке збільшення поширеності, СН залишається однією з основних причин захворюваності, інвалідизації та смертності в усьому світі, суттєво погіршує якість життя та потребує значних медико-соціальних ресурсів [2]....

29.05.2021 Кардіологія Терапія та сімейна медицина Нове в терапії підвищення частоти серцевих скорочень

10 квітня відбулася онлайн-конференція «Консиліум фахівців при коморбідних станах», організована WebCardioAcademy, в якій узяла участь старший науковий співробітник відділу аритмій серця ДУ «ННЦ «Інститут кардіології ім. М. Д. Стражеска» НАМН України» (м. Київ), кандидат медичних наук Таїсія В’ячеславівна Гетьман із доповіддю «Як приборкати колібрі в грудях пацієнта», що була присвячена проблемі тахікардії. Після виступу Таїсія В’ячеславівна погодилася відповісти на запитання нашого кореспондента щодо сучасних підходів до ведення підвищеної частоти серцевих скорочень (ЧСС)....

29.05.2021 Терапія та сімейна медицина Додаткові терапевтичні можливості кардіопротекції при COVID-19

Пандемія коронавірусної хвороби (COVID‑19), з якою людство зіткнулося вперше, стала нечуваним викликом для системи охорони здоров’я в усьому світі. Незважаючи на те що провідними клінічними проявами COVID‑19 є симптоми ураження органів дихання, до патологічного процесу при цьому захворюванні залучаються й інші органи та системи, що за тяжкого перебігу може зумовлювати розвиток поліорганної недостатності з фатальними наслідками. Зокрема, разом із респіраторною системою «мішенями» при COVID‑19 часто стають серце та судини....