不同碘营养状态对老年大鼠甲状腺病理改变的影响

孙建伟　赖明华　李　莉　郝　杰　王国伟(云南省第一人民医院　昆明理工大学附属医院乳腺甲状腺外科，云南　昆明　650032)

不同碘营养状态对老年大鼠甲状腺病理改变的影响

孙建伟赖明华李莉郝杰王国伟
(云南省第一人民医院昆明理工大学附属医院乳腺甲状腺外科，云南昆明650032)

〔摘要〕目的研究不同碘营养状态下老年大鼠甲状腺的病理改变的影响。方法选择20只20月龄正常Wistar大鼠，随机分成对照组(NC组)和高碘组(HI组)。选择20只20月龄低碘甲状腺功能低下模型Wistar大鼠24只，随机分成低碘模型组(LI组)和低碘恢复组(LI-AI组)，进行相应碘浓度饲养后检测四组大鼠甲状腺组织重量、三碘甲腺原氨酸(T3)、四碘甲状腺原氨酸(T4)和促甲状腺素(TSH)水平，同时检测甲状腺微粒体抗体(TMAb)和甲状腺球蛋白抗体(TGAb)水平，切片染色观察各组大鼠甲状腺组织的病理改变及CD4+淋巴细胞浸润情况。结果高碘和低碘营养状态均可造成老年大鼠的甲状腺肿大现象，降低其血清中四碘甲状腺原氨酸和三碘甲腺原氨酸水平，提高促甲状腺素(TSH)水平及TMAb、TGAb水平。高碘引起老年大鼠甲状腺滤泡结构破坏，而低碘主要造成滤泡上皮细胞增生。高碘和低碘均可造成滤泡大小改变及严重的CD4+T淋巴细胞浸润。对低碘大鼠进行适量补充碘可以缓解低碘造成的甲状腺肿大、甲状腺内激素改变、甲状腺自有抗体水平、组织损伤和CD4+淋巴细胞浸润情况。结论不同碘营养状态对老年大鼠甲状腺的病理改变具有重要作用。

〔关键词〕甲状腺;高碘;低碘

第一作者:孙建伟(1969-)，男，副主任医师，主要从事乳腺甲状腺肿瘤的基础与临床研究。

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

碘是人体必需的微量元素之一，参与人体正常发育和生理代谢过程。人体摄入碘主要通过食物摄取，经胃肠道吸收进入血液循环，主要在甲状腺组织内累积发挥功能，在骨骼肌、肺和肾脏等组织中也检测到碘元素存在〔1〕。碘主要通过参与甲状腺激素的合成发挥其生物学功能。在促甲状腺激素(TSH)刺激下，被氧化的电离子结合酪氨酸生成一碘酪氨酸和二碘酪氨酸，继而合成甲状腺激素〔2，3〕。当机体缺乏碘元素时会造成碘缺乏病(IDD)，包括甲状腺肿、克汀病和亚临床克汀病及胎儿流产与畸形等。而当机体内碘含量超高时，会造成高碘性甲状腺肿、碘致性甲状腺功能亢进和自身免疫性甲状腺炎等疾病，并可造成肾、脑等多种组织损伤〔4〕。在老年人中常出现由于甲状腺激素缺乏导致的甲状腺功能减退症(甲减)，继而引起机体代谢和免疫系统功能减低等临床综合病征。但由于老年人甲减早期病征不显著，极易出现漏诊和误诊〔5〕。在甲减、碘缺乏病和高碘性疾病中伴随着多种免疫反应。CD4是辅助性T细胞(Th)的一种重要表面抗原，CD4+T淋巴细胞在免疫系统中起到传递抗原，促进免疫反应的作用〔6〕。因此本文主要研究不同碘营养状态下老年大鼠甲状腺的病理改变和CD4+淋巴细胞的浸润情况。

1　材料与方法

1.1实验动物选择20只20月龄正常Wistar大鼠，随机分成两组:对照组(NC组，n = 10)饲以正常饲料(碘含量约为350 μg/kg)和去离子水，高碘组(HI组，n=10)饲以正常饲料和高碘水(1 000 μg/L碘酸钾)。选择20只20月龄低碘甲状腺功能低下模型Wistar大鼠24只，随机分成两组:低碘模型组(LI组，n=10)饲以低碘饲料(碘含量约为50 μg/kg)和去离子水，低碘恢复组(LI-AI组，n = 10)饲以低碘饲料和适碘水(400 μg/L碘酸钾)，饲养3个月用于后续试验。

1.2血清中甲状腺激素的测定取大鼠股动脉全血，常规收集储存分离血清，采用放射免疫法检测各组大鼠血清中三碘甲腺原氨酸(T3)、四碘甲状腺原氨酸(T4)和TSH水平进行测定，取20 μl血清为样本，按天津九鼎医学生物有限公司甲状腺激素检测试剂盒说明书进行检测。

1.3甲状腺自身抗体的测定采用RIA测定甲状腺微粒体抗体(TMAb)和甲状腺球蛋白抗体(TGAb)，根据天津九鼎医学生物工程有限公司试剂盒说明书进行。

1.4甲状腺组织观察迅速处死大鼠后，取甲状腺组织，称量甲状腺重量。将甲状腺组织用10％多聚甲醛固定。常规技术脱水包埋，并切片，厚度为5 μm，制片后于60℃烘烤1 h后进行HE染色，光镜观察甲状腺组织的病理形态变化和CD4+淋巴细胞浸润情况。

1.5统计学方法采用SPSS19.0统计软件进行方差分析。

2　结果

2.1不同碘营养老年大鼠甲状腺重量及血清中甲状腺激素含量与NC组相比，HI组和LI组的甲状腺重量均高于NC组，NC组血清中T3和T4浓度高于HI组和LI组，TSH水平低于HI组和LI组。LI-AI组与NC组在甲状腺重量、T3、T4和TSH浓度方面均无显著差异(P＞0.05)，见表1。

2.2甲状腺TMAb和TGAb的测定HI组和LI组大鼠甲状腺中TGAb和TMAb水平均高于NC组，且LI组高于HI组(P＜0.05)，在LI-AI组中TGAb和TMAb水平与NC组无显著差异(P＞0.05)。见表2。

表1　不同碘营养状态下老年大鼠甲状腺组织重量、T3、T4和TSH水平(±s，n=10)

表1　不同碘营养状态下老年大鼠甲状腺组织重量、T3、T4和TSH水平(±s，n=10)

与NC组比较: 1) P＜0.05;与HI组比较: 2) P＜0.05

组别甲状腺重量(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　甲状腺TGAb和TMAb水平(±s，n=10，％)

表2　甲状腺TGAb和TMAb水平(±s，n=10，％)

组别　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不同碘营养状态对老年大鼠甲状腺组织及CD4+T淋巴细胞浸润情况的影响正常老年大鼠甲状腺组织主要由大小均一的扁平细胞组成，滤泡呈圆形或椭圆形，滤泡结构完整，组织中无明显CD4+T淋巴细胞浸润。HI组甲状腺滤泡细胞大小不均，滤泡结构有严重损坏，滤泡腔增大，滤泡内胶质稀薄，出现较严重CD4+T淋巴细胞浸润。LI组甲状腺滤泡较小，且大小不均形状不规则，滤泡上皮细胞明显增生呈高柱状，滤泡内间质减少，间质纤维化严重滤泡腔缩小，存在重度CD4+T淋巴细胞浸润。LI-AI组滤泡结构较为完整，无明显CD4+T淋巴细胞浸润，但滤泡大小不均，有一定的上皮细胞增生现象。见图1。

图1　不同碘营养状态下老年大鼠甲状腺组织(DAB，×400)

3　讨论

甲状腺是人体最大的内分泌腺，参与机体内生物氧化过程，调节人体脂肪、糖、蛋白质等能量代谢过程，维持体温恒定，促进维生素吸收，参与人体发育、生长等重要过程。甲状腺在垂体分泌的TSH调节下分泌甲状腺素完成生物学功能，甲状腺素主要在甲状腺球蛋白中合成，经滤泡上皮细胞摄取血液中的碘与甲状腺球蛋白上的酪氨酸结合，酪氨酸碘化后经过氧化酶作用形成T4和T3〔7，8〕。

碘是合成甲状腺素的重要成分，碘缺乏可造成地方性甲状腺肿和克汀病，随着《食盐加碘消除碘缺乏危害管理条例》的推广实施及地方性高碘地区的发现，碘缺乏症状患病率已经明显减少，而高碘造成的危害引起人们的注意。摄取碘过多会造成高碘性甲状腺肿大、脑组织甲状腺激素水平降低、甲状腺功能减退症和自身免疫性甲状腺炎等多种疾病，此外高碘具有促进凝血与血管增生的功能，在高碘饲养的大鼠中，下腔静脉内皮存在增生及外间质增多现象。此外，高碘可造成血管内皮细胞受损，引发血管损伤，可能是引发心脑血管疾病的原因之一〔9〕。

由于老年人免疫功能紊乱，甲减患病率正逐年升高，且发病年龄有向高龄移动的趋势。甲减是由于甲状腺激素合成及分泌减少，或其生理效应不足所致的机体代谢和各个系统功能减低的临床综合征。由于老年甲减发病初期与机体衰老特性类似，如机体各系统功能减低、代谢减慢，出现嗜睡、无力、呼吸困难、畏寒、胃扩张、肠胀气、便秘、胆固醇升高、记忆丧失、痴呆、小脑性共济失调及黏液性水肿昏迷等多种现象，临床上极易误诊为年老引起的衰弱状态或其他疾病引起的病征，因此极易出现误诊和漏诊〔10〕。

本文设计的高碘和低碘营养状态造成了老年大鼠的甲状腺肿大现象，补充碘营养可以缓解低碘营养引发的老年大鼠甲状腺肿。高碘和低碘营养状态造成老年甲状腺激素分泌减少的情况，机体在应激情况下，促进TSH分泌以应对血清中甲状腺激素的减少。低碘老年大鼠加以补充碘治疗可以缓解缺点造成的甲状腺激素分泌减少和促甲状腺激素分泌增多。

低碘和高碘引发的疾病中以甲状腺炎症反应为主，伴随有大量的免疫细胞、抗体及免疫因子参与〔11〕。T淋巴细胞是参与甲状腺炎中细胞免疫过程的主要炎症细胞，根据T细胞表面CD分子的不同主要分为CD4+T淋巴细胞和CD8+T淋巴细胞。其中CD4+T淋巴细胞活化和浸润是在甲状腺炎中发挥着重要作用。CD4+T淋巴细胞包括Th1和Th2两种亚群。亚群间平衡依赖于自身或其他免疫细胞分泌的细胞因子以及甲状腺激素等信号物质进行调节，从而进行正常或者病理性免疫反应〔12〕。甲状腺TMAb和TGAb抗体浓度升高是甲状腺发生炎症反应的重要分子指标。本文结果说明在高碘和低碘处理条件下，可引发老年大鼠的慢性淋巴细胞性甲状腺炎。对老年大鼠来说，相对于高碘情况，低碘更易引发慢性淋巴细胞性甲状腺炎。通过对低碘老年大鼠模型进行适量补充碘治疗，其TGAb和TMAb抗体水平恢复至正常情况。

本文研究不同碘营养状态下老年大鼠甲状腺组织结构发现，高碘可造成老年大鼠甲状腺组织滤泡结构受到损坏，滤泡腔增大且滤泡内胶质减少，低碘可造成老年大鼠甲状腺滤泡减小且形状不规则，滤泡内胶质有所减少，且滤泡上皮细胞出现明显增生情况。高碘和低碘组大鼠甲状腺组织中均存在CD4+淋巴细胞浸润情况，低碘组浸润情况更为严重，也与低碘引发更严重的慢性淋巴细胞性甲状腺炎的结果一致。通过对低碘组大鼠进行适量补充碘治疗后，滤泡结构较为完整，但滤泡大小不均，无明显炎性细胞浸润，说明补充碘治疗可以缓解低碘造成的甲状腺组织损伤〔13〕。

综上所述，本文发现，高碘和低碘均会引发老年大鼠的甲状腺功能减退症和甲状腺炎症，通过对低碘大鼠进行补充碘治疗可以缓解低碘造成的甲状腺损伤，因此应该对碘营养治疗老年患者甲状腺疾病的治疗意义加以重视。

4　参考文献

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〔2014-12-07修回〕

(编辑安冉冉/曹梦园)

基金项目:国家自然科学基金地区科学基金项目(No．81360398)

〔中图分类号〕R5

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202(2015) 16-4423-03;

doi:10.3969/j.issn.1005-9202.2015.16.003