15 травня, 2021

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

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].

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