Radboud Universiteit Nijmegen
Jodium kleinste antioxidant
Gestresst zeewier heeft invloed op kustklimaat
Datum bericht: 6 mei 2008
Gestresste kelp geeft deeltjes af die een positief effect hebben op
ons klimaat. Het grote bruine zeewier laat grote hoeveelheden
jodium-ionen ontsnappen, die ozon onschadelijk maken en wokenvorming
in gang zetten. Dit publiceert een internationale groep zeebiologen en
chemici in PNAS (online publicatie 5/5/08). Martin Feiters van het
Institute for Molecules and Materials van de Radboud Universiteit
Nijmegen was één van de auteurs. Hij leverde een belangrijke bijdrage
aan het ophelderen van de jodiumchemie in het zeewier.
Kelp (Laminaria) verzamelt grote hoeveelheden jodium. Het element werd
tweehonderd jaar geleden zelfs ontdekt in de as van het wier. Jodium
speelt een belangrijke rol in onze schildklier, die de stofwisseling
reguleert. De onderzoekers stellen nu voor het eerst vast dat kelp het
element in zijn allersimpelste vorm vastlegt: I-, jodide,
enkelvoudige, negatief geladen ionen. Als de jodide-ionen vrijkomen
werken ze als antioxidant; jodide ionen zijn daarmee het eerst
ontdekte anorganische antioxidant in levende wezens, en ook meteen de
simpelste (een ion bestaande uit een enkel negatief geladen atoom) van
alle antioxidanten.
Nieuwe benadering
Om de vorm van jodium in het wier te bepalen zette Martin Feiters van
het Institute for Molecules and Materials röntgen absorptie
spectroscopie in, waarvoor synchrotronstraling nodig is. Hiermee kan
de chemische structuur van de omgeving van sporenelementen in
biologische systemen bepaald worden zonder dat zij daarvoor hoeven te
worden ontleed of chemisch bewerkt. Op de metalen onder de
sporenelementen (ijzer, koper, zink, en andere) werd deze techniek al
langer toegepast, maar de toepassing op een halogeen (chloor, broom,
jodium) in een biologisch systeem was nieuw. Positief geladen
metaalionen worden direct door atomen als stikstof, zuurstof, en
zwavel uit biologische moleculen zoals eiwitten gecoördineerd; de
negatieve halogeenionen worden via zogenaamde waterstofbruggen
gebonden, waardoor het röntgen absorptie spectroscopie -signaal zwak
is. Dit maakte een nieuwe aanpak in de interpretatie noodzakelijk.
Als kelp stress ervaart, bijvoorbeeld bij laag water aan de lucht of
fel zonlicht wordt blootgesteld, of beschadigd wordt, laat het binnen
enkele seconden jodide-ionen (I-) uit zijn weefsel ontsnappen. Deze
ionen maken ozon en andere oxidanten onschadelijk en vormen al doende
jodium-moleculen (I ). Dit verklaart de hoge concentratie jodium in
de zeelucht boven kelpvelden. Deze jodiumdeeltjes werken
vervolgens als condensatiekernen voor de vochtige zeelucht. Ook onder
water gebruikt kelp jodide als bescherming tegen oxidatieve stress
door ziekteverwekkers. Kelp is een groot stevig zeewier dat veel
voorkomt in koelere wateren. Het wier is eetbaar en wordt vaak als
voedingssupplement of als ingrediënt voor cosmetica gebruikt.
Reference:
`Iodide accumulation provides kelp with an inorganic antioxidant
impacting atmospheric chemistry'
Küpper FC, Carpenter LJ, McFiggans GB, Palmer CJ, Waite TJ, Boneberg
E-M, Woitsch S, Weiller M, Abela R, Grolimund D, Potin P, Butler A,
Luther III GW, Kroneck PMH, Meyer-Klaucke W, Feiters MC (PNAS, 2008 -
online publicatie 5/5/08)
Online publicatie 5 mei 2008:
http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/0709959105v1