碘（Iodine），是由法国人库尔图瓦伯纳德（Bernard Courtois）于1811年在使用硫酸处理海藻灰母液时发现的一种可升华的蓝色气体，并在遇冷后变为暗黑色光泽结晶的物质。后来这种物质被人们确认并命名为Iodine。Iodine的希腊文原意是紫色，元素符号为I。碘微溶于水中，但易溶于氯仿、四氯化碳等很多有机溶剂中，自然界中的碘多是与其他元素结合形式存在。

碘是人体内必需的微量元素之一，也是治疗甲状腺疾病的最古老药物。服用含碘制剂，不同的剂量可表现出不同的生物活性。人们知道作为甲状腺激素原料的碘能够促进甲状腺激素合成。因此当碘摄取量不足时，甲状腺激素合成减少，反馈性地使促甲状腺激素（TSH）分泌增多，刺激甲状腺组织增生性肥大，临床上称为单纯性甲状腺肿。相反，大剂量摄取碘能抑制甲状腺激素的释放，并通过抑制甲状腺球蛋白水解酶，干预甲状腺激素与球蛋白解离。再有，高碘通过抑制过氧化物酶活性减少甲状腺素4及3合成，影响垂体分泌促甲状腺激素和弱化甲状腺功能。

碘在人们的生活中并不陌生，碘的放射性同位素¹³¹I可用于甲狀腺肿瘤的早期诊断和治疗。碘化银是摄影胶片的感光剂，碘具有很强的消毒防腐作用，作用在细菌胞浆蛋白的活性基因，并与蛋白质的氨基结合使其变性，杀死细菌。碘酊是人们常用的消毒剂，经常被用来消毒伤口。

海带是人类最早的碘来源之一，鱼类、海洋贝类以及其他海藻物质也都是碘的日常来源。当然，牛奶、鸡蛋、蔬菜及水果中也含有一定量的碘。至今为止的研究证明海水中碘的含量极微且不足于0.05ppm，但海藻及海帶等海洋生物中的碘含量却相对较高。实际上，人们也注意到不仅是海藻、海绵（phylum porifera）、珊瑚、海胆（echinoidea）、海鞘（pleurogona）等多数海洋生物具有蓄积碘的生理功能，而且脊椎类生物也大多存在可以从自然环境中浓缩和蓄积碘的本能。例如，海带中的碘含量为50mM，是海水的十万倍。早一些研究结果认为，海水中的碘离子由加卤酶（haloperoxidase）作用被氧化成为次亚碘酸后，经细胞膜转运蛋白摄取后又还原为碘离子并在海带组织内蓄积（PLANTA，207:163-171，1998）。然而，海带等海洋生物为什么要蓄积碘及碘的代谢途径和生理意义还有待于更深入的研究。

去年，夏威夷大学的Küpper博士等人在他们的论文中认为碘在海带中可以消除活性氧自由基，发挥着无机抗氧化剂的功能（PNAS，105: 6954 – 6958，2008）。人们知道生息在浅海的海带等海洋植物经常受到外界攻击刺激和自然环境变化的影响。在这些外界环境变化的应激负荷条件下海带会产生并释放大量过氧化氢等活性氧用以对抗来自外界攻击的同时，海带组织内蓄积碘又作为还原剂来维持生物组织内环境稳定，防止活性氧自由基对海带自身组织机能的损伤。

2 I⁻ + 2 H⁺ + H₂O₂ → I₂ + 2H₂O

海洋生物蓄积碘的另一个原因可能是由于这些海洋生物体内中缺少抗坏血酸及谷胱甘肽等抗氧化物质，因此在漫长的生物进化过程中选择了蓄积碘的代谢途径。此外，生息在浅海的海带等海洋植物在频繁的起潮落潮的自然环境中无疑会与大气相融接触，这样碘离子也会与空气中的臭氧（ozone）发生反应。如：2 I⁻ + H⁺ + O₃ → I₂ + O₂+HO⁻，其结果产生的碘分子（I₂）形成气溶性颗粒物（aerosol）可能还会微妙的影响着海洋气候的变化。

记得日本千叶大学的Amachi等人曾报道过一些微生物也具有蓄积碘的能力（APPL ENVIRON MICROB., 73: 7536 – 7541，2007），并证明海洋微生物Arenibacter sp. C-21中碘含量是海水的5500倍。一般认为生物在碘的浓缩与蓄积过程需要葡萄糖作为能源来提供，微生物Arenibacter sp. C-21在葡萄糖氧化酶（glucose oxidase）作用下产生的过氧化氢则被碘制御，提示碘可作抗氧化剂，还原过氧化氢的活性游离基，以减少对氧化的损伤。

碘在生物体内可能是一种非常古老的抗氧化剂，并可能在漫长的生物进化过程中扮演过重要的历史角色。Venturi等人在他们提出的假设中认为，大约在三十亿年前地球上出现原核生物蓝藻菌开始的氧参与最原始的光合作用初期时，如何获得体内的抗氧化物质已成为维持生命存在的先决条件了。地球的初期生物选择碘元素的理由之一，也可能由于生命摇篮的海洋中富含有这种具有电子还原体系的碘化物原因之故（THYROID, 10: 727-729，2000）。

可以想象在地球出现生命初期时，碘在生命过程中的还原过氧化物能力无论是维持生命现象还是生物进化中都发挥着积极且重要的作用，可能在哪个时期生物体内形成了含碘化物的蛋白质，也可能甲状腺中存在的过氧化物酶（peroxidase）反应系统是远古生命进化的历史痕迹。

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