不同碘營養狀態對老年大鼠甲狀腺病理改變的影響

孫建偉　賴明華　李　莉　郝　杰　王國偉(云南省第一人民醫院　昆明理工大學附屬醫院乳腺甲狀腺外科，云南　昆明　650032)

不同碘營養狀態對老年大鼠甲狀腺病理改變的影響

孫建偉賴明華李莉郝杰王國偉
(云南省第一人民醫院昆明理工大學附屬醫院乳腺甲狀腺外科，云南昆明650032)

〔摘要〕目的研究不同碘營養狀態下老年大鼠甲狀腺的病理改變的影響。方法選擇20只20月齡正常Wistar大鼠，隨機分成對照組(NC組)和高碘組(HI組)。選擇20只20月齡低碘甲狀腺功能低下模型Wistar大鼠24只，隨機分成低碘模型組(LI組)和低碘恢復組(LI-AI組)，進行相應碘濃度飼養后檢測四組大鼠甲狀腺組織重量、三碘甲腺原氨酸(T3)、四碘甲狀腺原氨酸(T4)和促甲狀腺素(TSH)水平，同時檢測甲狀腺微粒體抗體(TMAb)和甲狀腺球蛋白抗體(TGAb)水平，切片染色觀察各組大鼠甲狀腺組織的病理改變及CD4+淋巴細胞浸潤情況。結果高碘和低碘營養狀態均可造成老年大鼠的甲狀腺腫大現象，降低其血清中四碘甲狀腺原氨酸和三碘甲腺原氨酸水平，提高促甲狀腺素(TSH)水平及TMAb、TGAb水平。高碘引起老年大鼠甲狀腺濾泡結構破壞，而低碘主要造成濾泡上皮細胞增生。高碘和低碘均可造成濾泡大小改變及嚴重的CD4+T淋巴細胞浸潤。對低碘大鼠進行適量補充碘可以緩解低碘造成的甲狀腺腫大、甲狀腺內激素改變、甲狀腺自有抗體水平、組織損傷和CD4+淋巴細胞浸潤情況。結論不同碘營養狀態對老年大鼠甲狀腺的病理改變具有重要作用。

〔關鍵詞〕甲狀腺;高碘;低碘

第一作者:孫建偉(1969-)，男，副主任醫師，主要從事乳腺甲狀腺腫瘤的基礎與臨床研究。

Effect of different iodine nutrition status on the pathological changes of thyroid in aged rats

SUN Jian-Wei，LAI Ming-Hua，LI Li，et al.
Department of Breast-Thyroid Surgery，Affiliated Hospital of Kunming University of Science and Technology，the First Hospital of Kun ming，Kunming 650032，Yunnan，China

【Abstract】Objective To observe the effect of different iodine nutrition status on the pathological changes of thyroid in aged rats．Methods 20 Wistar rats aged 20 month were divided into control group (NC) and high iodine group (HI)．20 low iodine thyroid function rats aged 20 month were divided into low iodine group (LI) and low iodine with recovery iodine diet (LI-AI)．There were feeding with correlated iodine for 4 months．Then the weight of thyroid was detected．The level of three iodine thyroid original ammonia acid (T3)，four iodine thyroid original ammonia acid (T4) and thyroid stimulating hormone (TSH)，and the level of thyroid microsomal antibodies (TMAb) and thyroglobulin antibody (TGAb) were all detected．The pathological changes of thyroid tissues and CD4+lymphocyte infiltration of rats were observed by slice staining．Results High iodine and low iodine nutritional status induced thyroid enlargement in aged rat，reduced the level of serum iodine thyronine and three iodine thyroid original ammonia acid，improved TSH levels and TMAb，TGAb levels．High iodine induced structural damage of thyroid follicular structure in aged rats，while low iodine main caused follicular epithelial cells proliferation．Both high iodine and low iodine resulted in changes of follicular size and severe CD4+lymphocyte infiltration．Low iodine rats feed with appropriate iodine could release the changes caused by low iodine in goiter，thyroid hormones，thyroid own antibody level，tissue injury and CD4+lymphocyte infiltration．Conclusions The different iodine nutrition status has important effect on the pathological changes of thyroid in aged rats．

【Key words】Thyroid; High iodine; Low iodine

碘是人體必需的微量元素之一，參與人體正常發育和生理代謝過程。人體攝入碘主要通過食物攝取，經胃腸道吸收進入血液循環，主要在甲狀腺組織內累積發揮功能，在骨骼肌、肺和腎臟等組織中也檢測到碘元素存在〔1〕。碘主要通過參與甲狀腺激素的合成發揮其生物學功能。在促甲狀腺激素(TSH)刺激下，被氧化的電離子結合酪氨酸生成一碘酪氨酸和二碘酪氨酸，繼而合成甲狀腺激素〔2，3〕。當機體缺乏碘元素時會造成碘缺乏病(IDD)，包括甲狀腺腫、克汀病和亞臨床克汀病及胎兒流產與畸形等。而當機體內碘含量超高時，會造成高碘性甲狀腺腫、碘致性甲狀腺功能亢進和自身免疫性甲狀腺炎等疾病，并可造成腎、腦等多種組織損傷〔4〕。在老年人中常出現由于甲狀腺激素缺乏導致的甲狀腺功能減退癥(甲減)，繼而引起機體代謝和免疫系統功能減低等臨床綜合病征。但由于老年人甲減早期病征不顯著，極易出現漏診和誤診〔5〕。在甲減、碘缺乏病和高碘性疾病中伴隨著多種免疫反應。CD4是輔助性T細胞(Th)的一種重要表面抗原，CD4+T淋巴細胞在免疫系統中起到傳遞抗原，促進免疫反應的作用〔6〕。因此本文主要研究不同碘營養狀態下老年大鼠甲狀腺的病理改變和CD4+淋巴細胞的浸潤情況。

1　材料與方法

1.1實驗動物選擇20只20月齡正常Wistar大鼠，隨機分成兩組:對照組(NC組，n = 10)飼以正常飼料(碘含量約為350 μg/kg)和去離子水，高碘組(HI組，n=10)飼以正常飼料和高碘水(1 000 μg/L碘酸鉀)。選擇20只20月齡低碘甲狀腺功能低下模型Wistar大鼠24只，隨機分成兩組:低碘模型組(LI組，n=10)飼以低碘飼料(碘含量約為50 μg/kg)和去離子水，低碘恢復組(LI-AI組，n = 10)飼以低碘飼料和適碘水(400 μg/L碘酸鉀)，飼養3個月用于后續試驗。

1.2血清中甲狀腺激素的測定取大鼠股動脈全血，常規收集儲存分離血清，采用放射免疫法檢測各組大鼠血清中三碘甲腺原氨酸(T3)、四碘甲狀腺原氨酸(T4)和TSH水平進行測定，取20 μl血清為樣本，按天津九鼎醫學生物有限公司甲狀腺激素檢測試劑盒說明書進行檢測。

1.3甲狀腺自身抗體的測定采用RIA測定甲狀腺微粒體抗體(TMAb)和甲狀腺球蛋白抗體(TGAb)，根據天津九鼎醫學生物工程有限公司試劑盒說明書進行。

1.4甲狀腺組織觀察迅速處死大鼠后，取甲狀腺組織，稱量甲狀腺重量。將甲狀腺組織用10％多聚甲醛固定。常規技術脫水包埋，并切片，厚度為5 μm，制片后于60℃烘烤1 h后進行HE染色，光鏡觀察甲狀腺組織的病理形態變化和CD4+淋巴細胞浸潤情況。

1.5統計學方法采用SPSS19.0統計軟件進行方差分析。

2　結果

2.1不同碘營養老年大鼠甲狀腺重量及血清中甲狀腺激素含量與NC組相比，HI組和LI組的甲狀腺重量均高于NC組，NC組血清中T3和T4濃度高于HI組和LI組，TSH水平低于HI組和LI組。LI-AI組與NC組在甲狀腺重量、T3、T4和TSH濃度方面均無顯著差異(P＞0.05)，見表1。

2.2甲狀腺TMAb和TGAb的測定HI組和LI組大鼠甲狀腺中TGAb和TMAb水平均高于NC組，且LI組高于HI組(P＜0.05)，在LI-AI組中TGAb和TMAb水平與NC組無顯著差異(P＞0.05)。見表2。

表1　不同碘營養狀態下老年大鼠甲狀腺組織重量、T3、T4和TSH水平(±s，n=10)

表1　不同碘營養狀態下老年大鼠甲狀腺組織重量、T3、T4和TSH水平(±s，n=10)

與NC組比較: 1) P＜0.05;與HI組比較: 2) P＜0.05

組別甲狀腺重量(mg) T3(pmol/L)　 T4(pmol/L)　 TSH(mU/L) NC　 20.37±2.17　 0.76±0.12　 84.46±9.23　 1.54±0.22 HI　 36.55±1.621)0.51±0.961)48.91±5.761)3.42±0.571)LI　 32.79±2.431) 2)0.44±1.031) 2)75.95±8.351) 2)3.15±0.741) 2)LI-AI　 21.69±1.58　 0.66±0.15　 82.33±6.68　 1.42±0.59

表2　甲狀腺TGAb和TMAb水平(±s，n=10，％)

表2　甲狀腺TGAb和TMAb水平(±s，n=10，％)

組別　TGAb　TMAb NC　5.67±1.23　6.49±1.38 HI　61.48±4.55　60.99±7.12 LI　72.31±1.25　71.64±6.94 LI-AI　6.29±1.57　7.83±1.85

2.3不同碘營養狀態對老年大鼠甲狀腺組織及CD4+T淋巴細胞浸潤情況的影響正常老年大鼠甲狀腺組織主要由大小均一的扁平細胞組成，濾泡呈圓形或橢圓形，濾泡結構完整，組織中無明顯CD4+T淋巴細胞浸潤。HI組甲狀腺濾泡細胞大小不均，濾泡結構有嚴重損壞，濾泡腔增大，濾泡內膠質稀薄，出現較嚴重CD4+T淋巴細胞浸潤。LI組甲狀腺濾泡較小，且大小不均形狀不規則，濾泡上皮細胞明顯增生呈高柱狀，濾泡內間質減少，間質纖維化嚴重濾泡腔縮小，存在重度CD4+T淋巴細胞浸潤。LI-AI組濾泡結構較為完整，無明顯CD4+T淋巴細胞浸潤，但濾泡大小不均，有一定的上皮細胞增生現象。見圖1。

圖1　不同碘營養狀態下老年大鼠甲狀腺組織(DAB，×400)

3　討論

甲狀腺是人體最大的內分泌腺，參與機體內生物氧化過程，調節人體脂肪、糖、蛋白質等能量代謝過程，維持體溫恒定，促進維生素吸收，參與人體發育、生長等重要過程。甲狀腺在垂體分泌的TSH調節下分泌甲狀腺素完成生物學功能，甲狀腺素主要在甲狀腺球蛋白中合成，經濾泡上皮細胞攝取血液中的碘與甲狀腺球蛋白上的酪氨酸結合，酪氨酸碘化后經過氧化酶作用形成T4和T3〔7，8〕。

碘是合成甲狀腺素的重要成分，碘缺乏可造成地方性甲狀腺腫和克汀病，隨著《食鹽加碘消除碘缺乏危害管理條例》的推廣實施及地方性高碘地區的發現，碘缺乏癥狀患病率已經明顯減少，而高碘造成的危害引起人們的注意。攝取碘過多會造成高碘性甲狀腺腫大、腦組織甲狀腺激素水平降低、甲狀腺功能減退癥和自身免疫性甲狀腺炎等多種疾病，此外高碘具有促進凝血與血管增生的功能，在高碘飼養的大鼠中，下腔靜脈內皮存在增生及外間質增多現象。此外，高碘可造成血管內皮細胞受損，引發血管損傷，可能是引發心腦血管疾病的原因之一〔9〕。

由于老年人免疫功能紊亂，甲減患病率正逐年升高，且發病年齡有向高齡移動的趨勢。甲減是由于甲狀腺激素合成及分泌減少，或其生理效應不足所致的機體代謝和各個系統功能減低的臨床綜合征。由于老年甲減發病初期與機體衰老特性類似，如機體各系統功能減低、代謝減慢，出現嗜睡、無力、呼吸困難、畏寒、胃擴張、腸脹氣、便秘、膽固醇升高、記憶喪失、癡呆、小腦性共濟失調及黏液性水腫昏迷等多種現象，臨床上極易誤診為年老引起的衰弱狀態或其他疾病引起的病征，因此極易出現誤診和漏診〔10〕。

本文設計的高碘和低碘營養狀態造成了老年大鼠的甲狀腺腫大現象，補充碘營養可以緩解低碘營養引發的老年大鼠甲狀腺腫。高碘和低碘營養狀態造成老年甲狀腺激素分泌減少的情況，機體在應激情況下，促進TSH分泌以應對血清中甲狀腺激素的減少。低碘老年大鼠加以補充碘治療可以緩解缺點造成的甲狀腺激素分泌減少和促甲狀腺激素分泌增多。

低碘和高碘引發的疾病中以甲狀腺炎癥反應為主，伴隨有大量的免疫細胞、抗體及免疫因子參與〔11〕。T淋巴細胞是參與甲狀腺炎中細胞免疫過程的主要炎癥細胞，根據T細胞表面CD分子的不同主要分為CD4+T淋巴細胞和CD8+T淋巴細胞。其中CD4+T淋巴細胞活化和浸潤是在甲狀腺炎中發揮著重要作用。CD4+T淋巴細胞包括Th1和Th2兩種亞群。亞群間平衡依賴于自身或其他免疫細胞分泌的細胞因子以及甲狀腺激素等信號物質進行調節，從而進行正常或者病理性免疫反應〔12〕。甲狀腺TMAb和TGAb抗體濃度升高是甲狀腺發生炎癥反應的重要分子指標。本文結果說明在高碘和低碘處理條件下，可引發老年大鼠的慢性淋巴細胞性甲狀腺炎。對老年大鼠來說，相對于高碘情況，低碘更易引發慢性淋巴細胞性甲狀腺炎。通過對低碘老年大鼠模型進行適量補充碘治療，其TGAb和TMAb抗體水平恢復至正常情況。

本文研究不同碘營養狀態下老年大鼠甲狀腺組織結構發現，高碘可造成老年大鼠甲狀腺組織濾泡結構受到損壞，濾泡腔增大且濾泡內膠質減少，低碘可造成老年大鼠甲狀腺濾泡減小且形狀不規則，濾泡內膠質有所減少，且濾泡上皮細胞出現明顯增生情況。高碘和低碘組大鼠甲狀腺組織中均存在CD4+淋巴細胞浸潤情況，低碘組浸潤情況更為嚴重，也與低碘引發更嚴重的慢性淋巴細胞性甲狀腺炎的結果一致。通過對低碘組大鼠進行適量補充碘治療后，濾泡結構較為完整，但濾泡大小不均，無明顯炎性細胞浸潤，說明補充碘治療可以緩解低碘造成的甲狀腺組織損傷〔13〕。

綜上所述，本文發現，高碘和低碘均會引發老年大鼠的甲狀腺功能減退癥和甲狀腺炎癥，通過對低碘大鼠進行補充碘治療可以緩解低碘造成的甲狀腺損傷，因此應該對碘營養治療老年患者甲狀腺疾病的治療意義加以重視。

4　參考文獻

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〔2014-12-07修回〕

(編輯安冉冉/曹夢園)

基金項目:國家自然科學基金地區科學基金項目(No．81360398)

〔中圖分類號〕R5

〔文獻標識碼〕A

〔文章編號〕1005-9202(2015) 16-4423-03;

doi:10.3969/j.issn.1005-9202.2015.16.003