Iod-Kaliumiodid-Lösung

Lugolsches Jod ⓘ
	2%ige Lugol'sche Jodlösung
Klinische Daten
Andere Namen	Kaliumtriiodid, Lugolsche Lösung, wässriges Jod, starke Jodlösung
AHFS/Drugs.com	Monographie
Lizenz-Daten	US DailyMed: Lugols_Lösung;
Wege der; Verabreichung	äußerlich, durch den Mund
Bezeichner
CAS-Nummer	12298-68-9;
UNII	T66M6Y3KSA;
Chemische und physikalische Daten
Formel	I3K
Molare Masse	419.812

Lugolsches Jod, auch bekannt als wässrige Jodlösung und starke Jodlösung, ist eine Lösung von Kaliumjodid mit Jod in Wasser. Es ist ein Medikament und Desinfektionsmittel, das für eine Reihe von Zwecken verwendet wird. Durch den Mund eingenommen wird es zur Behandlung der Thyreotoxikose bis zur Durchführung einer Operation, zum Schutz der Schilddrüse vor radioaktivem Jod und zur Behandlung von Jodmangel eingesetzt. Beim Auftragen auf den Gebärmutterhals wird es zur Früherkennung von Gebärmutterhalskrebs eingesetzt. Als Desinfektionsmittel kann es auf kleine Wunden, z. B. bei Nadelstichverletzungen, aufgetragen werden. Eine kleine Menge kann auch zur Notfalldesinfektion von Trinkwasser verwendet werden. ⓘ

Zu den Nebenwirkungen können allergische Reaktionen, Kopfschmerzen, Erbrechen und Bindehautentzündung gehören. Langfristige Anwendung kann zu Schlafstörungen und Depressionen führen. In der Regel sollte es nicht während der Schwangerschaft oder Stillzeit verwendet werden. Lugol's Jod ist eine Flüssigkeit, die aus zwei Teilen Kaliumjodid pro einem Teil elementarem Jod in Wasser besteht. ⓘ

Lugol's Jod wurde erstmals 1829 von dem französischen Arzt Jean Lugol hergestellt. Es steht auf der Liste der unentbehrlichen Arzneimittel der Weltgesundheitsorganisation. Lugol's Jod ist als Generikum und rezeptfrei erhältlich. Lugolsche Lösung ist in verschiedenen Jodstärken erhältlich. Große Mengen mit einer Konzentration von mehr als 2,2 % unterliegen möglicherweise einer Verordnung. ⓘ

Iod-Kaliumiodidlösung (im Laborjargon Iod-Iodkalium, oft synonym mit Lugolscher Lösung gebraucht) ist eine Lösung von Iod und Kaliumiodid in Wasser. Elementares Iod ist in reinem Wasser kaum löslich. Liegen jedoch schon gelöste Iodid-Ionen vor, löst sich das Iod unter Bildung von Polyiodidionen:

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Daher wird Iod gemeinsam mit Kaliumiodid gelöst. ⓘ

Iod ist sehr viel besser in Ethanol löslich, aber manchmal ist Ethanol als Lösungsmittel unerwünscht, weil es entflammbar ist und schnell verdunstet sowie zu unerwünschten Nebenreaktionen führen kann. Ist Iod in Ethanol gelöst, bezeichnet man die Lösung als Iodtinktur. ⓘ

Verwendungen

Medizinische Anwendungen

Die präoperative Verabreichung von Lugolscher Lösung verringert den intraoperativen Blutverlust während der Thyreoidektomie bei Patienten mit Morbus Basedow. Sie scheint jedoch bei Patienten, die bereits euthyreote Schilddrüsenmedikamente und Levothyroxin erhalten, unwirksam zu sein.

Bei der Kolposkopie wird Lugol's Jod auf die Vagina und den Gebärmutterhals aufgetragen. Normales Vaginalgewebe färbt sich aufgrund seines hohen Glykogengehalts braun, während krebsverdächtiges Gewebe nicht gefärbt wird und daher im Vergleich zum umgebenden Gewebe blass erscheint. Anschließend kann eine Biopsie des verdächtigen Gewebes durchgeführt werden. Dies wird als Schillertest bezeichnet.
Lugol's Jod kann auch verwendet werden, um die mukogingivale Grenzfläche im Mund besser sichtbar zu machen. Ähnlich wie bei der oben erwähnten Färbemethode bei der Kolposkopie hat die Alveolarschleimhaut einen hohen Glykogengehalt, der eine positive Jodreaktion im Vergleich zur keratinisierten Gingiva hervorruft.
Lugol's Jod kann auch als oxidierendes Keimtötungsmittel verwendet werden, ist jedoch insofern unerwünscht, als es zu Narbenbildung führen kann und die Haut vorübergehend verfärbt. Eine Möglichkeit, dieses Problem zu vermeiden, ist die Verwendung einer 70%igen Ethanollösung, um das Jod später abzuwaschen.
Lugol's Jod wurde in der Volksrepublik Polen nach der Katastrophe von Tschernobyl verteilt, da die Regierung nicht über die Schwere des Ereignisses informiert war und die Strahlung überschätzt hatte und Jodtabletten nicht verfügbar waren. ⓘ

Wissenschaft

Als Beizmittel bei der Durchführung einer Gram-Färbung. Sie wird 1 Minute lang nach der Färbung mit Kristallviolett, aber vor der Ethanolfärbung angewendet, um sicherzustellen, dass das Peptidoglykan grampositiver Organismen gefärbt bleibt, so dass sie bei der Mikroskopie leicht als grampositiv identifiziert werden können.
Diese Lösung wird als Indikatortest für das Vorhandensein von Stärke in organischen Verbindungen verwendet, mit denen sie durch Färbung dunkelblau/schwarz reagiert. Elementare Jodlösungen wie Lugol's färben Stärken aufgrund der Wechselwirkung des Jods mit der Spiralstruktur des Polysaccharids. Zu den Stärken gehören die Pflanzenstärken Amylose und Amylopektin sowie Glykogen in tierischen Zellen. Einfachzucker wie Glucose oder Fructose werden mit Lugolscher Lösung nicht nachgewiesen. Bei der Amyloidose können Amyloidablagerungen (d. h. Ablagerungen, die wie Stärke aussehen, es aber nicht sind) so zahlreich sein, dass die betroffenen Organe auch bei der Lugol-Reaktion auf Stärke deutlich positiv gefärbt sind.
Sie kann als Zellfärbemittel verwendet werden, um die Zellkerne besser sichtbar zu machen und um Phytoplanktonproben zu konservieren.
Lugolsche Lösung kann auch in verschiedenen Experimenten verwendet werden, um zu beobachten, wie eine Zellmembran Osmose und Diffusion nutzt.
Lugolsche Lösung wird auch in der Meeresaquaristik verwendet. Lugolsche Lösung stellt eine starke Quelle für freies Jod und Jodid für Riffbewohner und Makroalgen dar. Obwohl man davon ausgeht, dass die Lösung bei Steinkorallen wirksam ist, wird angenommen, dass Systeme mit Xenien und Weichkorallen besonders von der Verwendung von Lugolscher Lösung profitieren. Als Dip für Stein- und Weich- oder Lederkorallen verwendet, kann Lugol's helfen, die Tiere von unerwünschten Parasiten und schädlichen Bakterien zu befreien. Es wird angenommen, dass die Lösung eine bessere Färbung fördert und möglicherweise das Ausbleichen der Korallen aufgrund von Veränderungen der Lichtintensität verhindert und die Ausdehnung der Korallenpolypen fördert. Es wird angenommen, dass die blauen Farben von Acropora spp. durch die Verwendung von Kaliumjodid intensiviert werden. Speziell verpackte Ergänzungen des Produkts für die Verwendung in Aquarien können in Fachgeschäften und online erworben werden. ⓘ

Nebeneffekte

Da es freies Jod enthält, wirkt Lugolsche Lösung in einer Konzentration von 2 % oder 5 % ohne Verdünnung reizend und zerstörend auf die Schleimhäute, wie z. B. die Schleimhaut der Speiseröhre und des Magens. Dosen von 10 ml unverdünnter 5%iger Lösung haben bei der Verwendung in der Endoskopie Berichten zufolge zu Magenläsionen geführt. Die LD50 für 5%iges Jod beträgt 14.000 mg/kg (14 g/kg) bei Ratten und 22.000 mg/kg (22 g/kg) bei Mäusen. ⓘ

Die Weltgesundheitsorganisation stuft oral eingenommene Stoffe mit einer LD50 von 5-50 mg/kg in die zweithöchste Toxizitätsklasse ein, die Klasse Ib (hochgefährlich). Das Global Harmonisierte System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien stuft dies als Kategorie 2 mit dem Gefahrenhinweis "Tödlich bei Verschlucken" ein. Kaliumjodid wird nicht als gefährlich eingestuft. ⓘ

Mechanismus der Wirkung

Die oben genannten Verwendungen und Wirkungen ergeben sich aus der Tatsache, dass die Lösung eine Quelle für tatsächlich freies elementares Jod ist, das sich leicht aus dem Gleichgewicht zwischen elementaren Jodmolekülen und Polyjodid-Ionen in der Lösung bildet. ⓘ

Geschichte

In der Vergangenheit wurde es als Erstlinientherapie bei Schilddrüsenüberfunktion eingesetzt, da die Verabreichung pharmakologischer Jodmengen zu einer vorübergehenden Hemmung der Jodbildung in der Schilddrüse führt, ein Phänomen, das als Wolff-Chaikoff-Effekt bezeichnet wird. Sie werden jedoch nicht zur Behandlung bestimmter autoimmuner Ursachen von Schilddrüsenerkrankungen eingesetzt, da die jodinduzierte Blockade der Jodbildung zu einer Hypothyreose führen kann. Wegen der möglichen Induktion einer resistenten Schilddrüsenüberfunktion werden sie nicht als Erstbehandlung eingesetzt, können aber als unterstützende Therapie in Betracht gezogen werden, wenn sie zusammen mit anderen Medikamenten gegen Schilddrüsenüberfunktion verwendet werden. ⓘ

Lugol's Jod wird traditionell zum Ausgleich eines Jodmangels verwendet. Aufgrund seiner weiten Verfügbarkeit als Trinkwasserdekontaminationsmittel und seines hohen Gehalts an Kaliumiodid wurde es 1986 nach der Katastrophe von Tschernobyl zunächst der polnischen Regierung empfohlen, um die Aufnahme von radioaktivem ¹³¹
I zu ersetzen und zu verhindern, obwohl bekannt war, dass es wegen seines Gehalts an freiem Jod nicht optimal ist. In anderen Quellen heißt es, dass reine Kaliumjodidlösung in Wasser (SSKI) schließlich für den größten Teil des Schilddrüsenschutzes nach diesem Unfall verwendet wurde. Es gibt "starke wissenschaftliche Beweise" dafür, dass Kaliumjodid als Schilddrüsenschutz zur Verhinderung von Schilddrüsenkrebs beiträgt. Kaliumjodid bietet keinen unmittelbaren Schutz, kann aber Bestandteil einer allgemeinen Strategie in einem Strahlungsnotfall sein. ⓘ

In der Vergangenheit war Lugolsche Jodlösung weit verbreitet und wurde bei einer Reihe von Gesundheitsproblemen mit einigen Vorsichtsmaßnahmen eingesetzt. Lugol's Jod wird manchmal im Rahmen einer Reihe alternativer medizinischer Behandlungen verschrieben. Erst seit dem Ende des Kalten Krieges unterliegt das Präparat in der englischsprachigen Welt einer nationalen Regelung. ⓘ

Gesellschaft und Kultur

Regulierung

Bis 2007 war Lugolsche Lösung in den Vereinigten Staaten nicht reguliert und als allgemeines Reagenz, Antiseptikum, Konservierungsmittel oder Human- oder Tierarzneimittel frei verkäuflich. ⓘ

Seit dem 1. August 2007 werden alle Jodlösungen, die mehr als 2,2 % elementares Jod enthalten, von der DEA als Ausgangsstoff der Liste I eingestuft, da sie möglicherweise für die illegale Herstellung von Methamphetamin verwendet werden können. Transaktionen von bis zu einer flüssigen Unze (30 ml) Lugolscher Lösung sind von dieser Regelung ausgenommen. ⓘ

Formel und Herstellung

Nominelle Konzentration	Jod (I₂) [mg/100μL]	Kaliumjodid (KI) [mg/100μL]	Gesamt-Jod [mg/100μL] ⓘ
1%	1.0	2.0	2.5
2%	2.0	4.0	5.1
5%	5.0	10.0	12.6
10%	10.0	20.0	25.3

Lugolsche Lösung ist üblicherweise in verschiedenen Konzentrationen von (nominal) 1%, 2%, 5% oder 10% erhältlich. Jodkonzentrationen von mehr als 2,2 % unterliegen den US-Vorschriften. Nimmt man die US-Vorschriften wörtlich, so darf eine Lugolsche Lösung aufgrund der maximalen Jodkonzentration von 2,2 % höchstens (nominal) 0,87 % betragen. ⓘ

Die am häufigsten verwendete (nominale) 5%ige Lösung besteht aus 5% (Gew./Vol.) Jod (I
₂) und 10 % (Gew./Vol.) Kaliumiodid (KI), gemischt in destilliertem Wasser, und hat einen Gesamtjodgehalt von 126,4 mg/ml. Die (nominelle) 5%ige Lösung hat somit einen Gesamtjodgehalt von 6,32 mg pro Tropfen von 0,05 mL; die (nominelle) 2%ige Lösung hat einen Gesamtjodgehalt von 2,53 mg pro Tropfen. ⓘ

Kaliumjodid macht das elementare Jod durch Bildung des Triiodid-Ions (I-
₃) Ions. Es ist nicht zu verwechseln mit Jodtinkturlösungen, die aus elementarem Jod und in Wasser und Alkohol gelösten Jodidsalzen bestehen. Lugolsche Lösung enthält keinen Alkohol. ⓘ

Andere Bezeichnungen für Lugolsche Lösung sind I
₂KI (Jod-Kalium-Jodid); Markodin, starke Lösung (systemisch); und wässrige Jodlösung BP. ⓘ

Im Vereinigten Königreich zahlte der NHS im Jahr 2015 9,57 £ pro 500 ml der Lösung. ⓘ

Lugolsche Lösung

Die Lugolsche Lösung (lateinisch Solutio Lugoli) ist eine Iod-Kaliumiodid-Lösung (von bräunlichroter Farbe und charakteristischem Geruch) mit einem Massenverhältnis von 1:2 von Iod zu Kaliumiodid in Wasser, die auch im Handel angeboten wird. Sie ist nach dem französischen Arzt Jean Guillaume Lugol (1786–1851) benannt, der sie 1835 erfand. Lugolsche Lösungen werden üblicherweise mit einem Iodgehalt von 1 %, 2 % und 5 % hergestellt. Gemäß aktueller GHS-Einstufung erhalten alle diese Lösungen die Einstufung GHS08 „Gesundheitsgefahr“. Da ein Stärkenachweis mit einer geringer konzentrierten Iod-Lösung ebenfalls erfolgreich ist, sind die klassischen Lugolschen Lösungen zum Stärkenachweis obsolet. ⓘ

Ersatzverfahren: Eine Iodlösung mit einer Konzentration von 0,025 mol/L (ca. 0,635 % Iod) besitzt derzeit keine Einstufung gemäß GHS, kann aber dennoch für einen Stärkenachweis verwendet werden. Gemäß Ersatzstoffprüfung in der Gefährdungsbeurteilung gemäß § 5 Arbeitsschutzgesetz empfiehlt sich daher die Verwendung der geringer konzentrierten Lösung. Ebenso ist die gleichzeitige Verwendung von Kaliumiodid (GHS08) obsolet, da die Anwesenheit von Iodid-Ionen den einzigen Zweck hat, eine bessere Löslichkeit in Wasser zu erzielen. Die schlechte Löslichkeit in Wasser spielt jedoch keine Rolle, wenn das Testreagenz einen Tag vor der ersten Verwendung angesetzt wird. ⓘ

Mechanismus des Stärkenachweises

Der Stärkenachweis beruht auf einer charakteristischen und sehr empfindlichen Farbreaktion. Die Polyiodionen können sich in das Innere der spiraligen Stärke-Moleküle einlagern. Entgegen einer früheren Ansicht ist es nicht erforderlich, dass die eingelagerten Iodmoleküle durch Adduktion von Iodidionen eine negative Ladung besitzen. Je nach Stärke-Typ (Stärke aus Kartoffeln, Mais, Weizen, Reis …), industrieller Aufbereitung der Stärkeprodukte und Konzentration der Reaktanden erscheint die Färbung der Iod-Stärke-Einschlussverbindung rötlich, violett, blau oder schwarz. Hierzu lässt sich als Regel aufstellen, dass eine stärkere Verzweigung der Molekülkette eine rötliche Verfärbung verursacht (20–30 Glucose-Einheiten bis zur nächsten Verzweigung) und eine weniger verzweigte Kette (über 45 Einheiten bis zur nächsten Verzweigung) einen blauen Eindruck hervorruft. ⓘ