祝宇銘 王琛琛 林 勤 黃 佳

碘缺乏和過(guò)量均會(huì)造成機(jī)體受損[1，2 ]。尤其是胚胎期或出生早期碘缺乏將造成新生兒腦發(fā)育和體格發(fā)育障礙。這一時(shí)期的碘營(yíng)養(yǎng)狀況與親代甲狀腺功能及其碘營(yíng)養(yǎng)水平關(guān)系密切[3～6]。因此，妊娠期和哺乳期女性的碘營(yíng)養(yǎng)狀況應(yīng)受到重點(diǎn)關(guān)注[7]。本研究建立碘缺乏或碘過(guò)量的動(dòng)物模型，用于研究不同碘攝入量對(duì)哺乳期大鼠及其子代甲狀腺功能的影響，從而為哺乳期科學(xué)補(bǔ)碘及早期篩查提供依據(jù)。

材料與方法

1.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：由新疆維吾爾自治區(qū)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中心提供[生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(新)2016-0001]SPF級(jí)Wistar大鼠[實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào):SYXK(新)2021-0002]。選擇斷乳2周大鼠180只，體質(zhì)量為157±18g，雌雄比為5∶1。12h/12h晝夜光照，相對(duì)濕度45%～60%，溫度23～24℃。飼養(yǎng)于新疆維吾爾自治區(qū)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中心[實(shí)驗(yàn)室使用合格證號(hào)：SYXK(新)2015-0001]SPF級(jí)實(shí)驗(yàn)室。全部大鼠正常碘含量飼料和水適應(yīng)性喂養(yǎng)2周。本研究經(jīng)新疆維吾爾自治區(qū)疾病預(yù)防控制中心倫理學(xué)委員會(huì)批準(zhǔn)(倫理批準(zhǔn)號(hào)：202002-001)，符合動(dòng)物倫理學(xué)要求。

2.動(dòng)物模型：參照文獻(xiàn)[8,9]方法，雄性大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后，按隨機(jī)數(shù)字表法分為5組(每組30只)，采用模擬人攝入碘的方式，即將碘化鉀溶于水。在干預(yù)期內(nèi)不采用12h/12h晝夜光照，以飲用含碘化鉀(KI)去離子水方式進(jìn)行干預(yù)。各干預(yù)組命名為嚴(yán)重碘缺乏(SID)組、輕度碘缺乏(MID)組、碘適宜對(duì)照(NI)組、輕度碘過(guò)量(MIE)組和嚴(yán)重碘過(guò)量(SIE)組。碘干預(yù)劑量按30毫升/天飲水量和5組大鼠飲用水中碘含量(分別為0、50、183、2283和11617μg/L)計(jì)算，分別為0、1.5、5.5、70.0和350.0μg/L。干預(yù)3個(gè)月并采用代謝籠收集各組24h尿液測(cè)定尿碘。以各組大鼠尿碘值依次增高且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并結(jié)合文獻(xiàn)[10]結(jié)果對(duì)模型成功與否進(jìn)行判定。

3.實(shí)驗(yàn)方法：造模成功后，雌雄鼠按比[(2～3)∶1]交配。每組至少滿(mǎn)足15只妊娠大鼠。孕鼠生產(chǎn)完畢，每只孕鼠隨機(jī)留存3～4只子代大鼠。繼續(xù)以相同劑量對(duì)哺乳期大鼠和其子代干預(yù)21天，麻醉并經(jīng)腹主動(dòng)脈取血，分離血清后檢測(cè)甲狀腺功能指標(biāo)。

4.尿碘測(cè)定：收集干預(yù)3個(gè)月雌鼠的24h尿液，4℃保存。采用《尿中碘的測(cè)定 第1部分：砷鈰催化分光光度測(cè)定法(WS/T 107.1-2016)》進(jìn)行尿碘含量測(cè)定。

5.甲狀腺功能指標(biāo)測(cè)定：取待測(cè)血清，采用德國(guó)羅氏公司的E411電化學(xué)發(fā)光免疫分析儀進(jìn)行游離三碘甲狀腺原氨酸(FT3)、游離甲狀腺素(FT4)、促甲狀腺素(TSH)、抗甲狀腺球蛋白抗體(TgAb)、抗甲狀腺過(guò)氧化物酶抗體(TPOAb)共5項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)。試劑盒均購(gòu)自德國(guó)羅氏公司。

6.判定標(biāo)準(zhǔn)：大鼠體內(nèi)碘代謝測(cè)定的尿碘含量，可能與正常人體存在差異，故本次尿碘含量正常值范圍將參照NI組大鼠尿碘中位數(shù)。甲狀腺激素水平判定標(biāo)準(zhǔn)也同時(shí)參照陳志輝等[10]提出的方法，并結(jié)合NI組大鼠甲狀腺功能水平進(jìn)行綜合判定。正常參考值標(biāo)準(zhǔn)采用本次造模成功NI組大鼠的各項(xiàng)指標(biāo)結(jié)果。

結(jié) 果

1.造模情況： SID組、MID組、NI組、MIE組和SIE組大鼠尿碘中位數(shù)分別為3.54(0.12，8.08)、51.41(40.08，69.32)、286.80(250.64，337.94)、644.19(595.81，707.42)和2368.70(2060.54，3264.68)μg/L。SID組、MID組、MIE組和SIE組大鼠尿碘含量分別與NI組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。

2.哺乳期大鼠甲狀腺功能指標(biāo)：TgAb、TPOAb和雙抗體陽(yáng)性率組間比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。隨著水碘劑量增加，TgAb陽(yáng)性率呈升高趨勢(shì)(P<0.05)。3個(gè)指標(biāo)組內(nèi)分別與NI組比較，MIE組、SIE組TgAb陽(yáng)性率高于NI組(χ2分別為4.01、5.28，P均<0.05)；MIE組TPOAb陽(yáng)性率高于NI組(χ2=4.01，P<0.05)，MID組、MIE組雙抗體陽(yáng)性率高于NI組(χ2分別為5.45、4.32，P均<0.05)，詳見(jiàn)表1。

表1 哺乳期高低碘劑量干預(yù)組大鼠甲狀腺功能指標(biāo)

3.子代大鼠甲狀腺功能指標(biāo)：各組間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。FT4水平隨著在高碘劑量組呈升高趨勢(shì)，TgAb陽(yáng)性率在低碘劑量組呈升高趨勢(shì)。SIE組、MIE組、MID組TSH水平與NI組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2分別為26.84、24.32、4.40，P均<0.05)；SID組FT4水平與NI組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；MIE組、MID組、SID組FT3水平與NI組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；SID組TgAb陽(yáng)性率高于NI組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=4.97，P<0.05)；MID組、SID組的TPOAb陽(yáng)性率高于NI組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2分別為14.53、3.92，P均<0.05)；SID組雙抗體陽(yáng)性率高于NI組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2分別為14.53、3.92，P均<0.05)，詳見(jiàn)表2。

表2 子代大鼠甲狀腺功能指標(biāo)比較

4.親代及子代大鼠甲狀腺功能指標(biāo)相關(guān)性分析：(1)SID組：親代與子代大鼠TSH、親代大鼠FT3與ATG、子代大鼠FT4與FT3均呈正相關(guān)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。(2)MID組：親代大鼠FT4與子代TSH、親代大鼠FT3與子代的FT4、子代大鼠FT4與FT3、親代與子代大鼠FT3、親代大鼠TSH與ATG、子代大鼠FT3與ATG、親代大鼠ATPO與子代FT4、子代大鼠FT4與ATPO、親代大鼠FT3與子代ATPO、子代大鼠FT3與ATPO均呈正相關(guān)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。(3)NI組：子代大鼠FT4與FT3、親代大鼠ATG與子代FT4、親代大鼠ATPO與子代FT4、子代大鼠的TSH與ATPO均呈正相關(guān)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。子代大鼠FT4與ATPO、子代大鼠ATG與ATPO均呈負(fù)相關(guān)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。(4)MIE組：親代大鼠的ATG與ATPO、子代大鼠的ATG與ATPO均呈正相關(guān)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。親代大鼠FT3與子代的ATG、親代大鼠ATG與子代的ATG均呈負(fù)相關(guān)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。(5)SIE組：親代大鼠FT4與FT3、親代大鼠ATG與子代的TSH、親代大鼠的ATG與ATPO、子代大鼠的FT3與ATPO均呈正相關(guān)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。親代大鼠ATPO與子代ATG呈負(fù)相關(guān)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

討 論

通常國(guó)際上采用膳食水碘干預(yù)方法，并以尿碘水平用來(lái)驗(yàn)證模型成功與否。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，連續(xù)3個(gè)月干預(yù)已經(jīng)成功建立了不同碘營(yíng)養(yǎng)水平大鼠模型；且NI組大鼠尿碘中位數(shù)(286.80μg/L)與葉艷等[8]研究一致。這一結(jié)果為研究碘缺乏或過(guò)量對(duì)親代和子代的影響奠定了良好基礎(chǔ)。

本研究SID組和MID組大鼠每日碘攝入量遠(yuǎn)低于其生理需要量(為NI組的0～27.27%)，尿碘水平僅為NI組的1.23%～17.93%。這說(shuō)明SID組和MID組體內(nèi)正處于極度碘缺乏狀態(tài)，這種碘營(yíng)養(yǎng)水平明顯不能滿(mǎn)足機(jī)體合成甲狀腺激素的需要。繼續(xù)干預(yù)SID組、MID組哺乳期大鼠的TSH均相對(duì)NI組有所降低(為NI組的49.57%～55.65%)。當(dāng)機(jī)體處在嚴(yán)重碘攝入不足時(shí)，甲狀腺功能指標(biāo)的TSH水平呈現(xiàn)代償性升高表現(xiàn)；而本研究發(fā)現(xiàn)TSH水平在碘缺乏劑量組不升反降，可能與哺乳期大鼠即使處于碘缺乏狀態(tài)仍會(huì)通過(guò)機(jī)體代償性自我調(diào)節(jié)作用來(lái)增強(qiáng)攝碘能力，以盡力保證對(duì)子代大鼠的碘供應(yīng)；而同時(shí)代償性出現(xiàn)TSH分泌降低的現(xiàn)象。此外，MID組大鼠的TgAb、TPOAb、雙抗體陽(yáng)性率均超過(guò)NI組數(shù)10倍。哺乳期大鼠在碘攝入相對(duì)不足時(shí)，機(jī)體會(huì)出現(xiàn)甲狀腺功能的抵抗作用，這與正常大鼠甲狀腺激素水平變化相反。說(shuō)明哺乳期大鼠對(duì)低碘攝入具有很強(qiáng)的適應(yīng)性代償能力，這一結(jié)果與許多研究結(jié)果相一致[11，12]。

MIE組、SIE組大鼠每日碘攝入量分別是生理需要量的12.73～63.64倍，尿碘水平僅是NI組的2.25～8.26倍。這說(shuō)明大鼠在高碘攝入條件下具有適應(yīng)性代償能力；這種調(diào)控機(jī)制主要表現(xiàn)在，盡管尿碘水平會(huì)隨碘攝入量增加而上升，但不會(huì)發(fā)生與其碘攝入量相同倍數(shù)增加的現(xiàn)象，并不會(huì)在體內(nèi)超負(fù)荷蓄積。此外，MIE組和SIE組大鼠的TSH與NI組比較，具有對(duì)TSH調(diào)控的作用機(jī)制，而這一作用可以防止碘過(guò)量對(duì)甲狀腺造成損傷。SIE組、MIE組哺乳期大鼠的TgAb陽(yáng)性率是NI組的5.29倍和4.85倍，MIE組大鼠的TPOAb陽(yáng)性率是NI組的4.85倍。本研究結(jié)果證實(shí)，在碘過(guò)量攝入時(shí)哺乳期大鼠機(jī)體會(huì)表現(xiàn)出不同程度的甲狀腺功能亢進(jìn)，這與一些研究結(jié)果相一致[12～14]。然而，另有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在大劑量碘作用下大鼠TSH出現(xiàn)了顯著升高，但其甲狀腺激素水平仍能保持在正常范圍之內(nèi)。激素水平并不是立刻馬上按照理論發(fā)生改變?？赡芘c干預(yù)時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。研究結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明，甲狀腺激素水平的變化是一個(gè)多階段的過(guò)程，而機(jī)體本身存在一定應(yīng)激保護(hù)機(jī)制，不易受外界影響發(fā)生變化[15]。

本研究發(fā)現(xiàn)，SID組和MID組子代大鼠的TSH水平明顯高于NI組。受哺乳期大鼠碘不足的影響，子代大鼠機(jī)體碘攝入量明顯不足；子代大鼠低碘攝入已經(jīng)明顯表現(xiàn)出甲狀腺功能減退,這與陳潔等[15]研究結(jié)果相一致。SIE組和MIE組子代大鼠的TSH水平明顯低于NI組，當(dāng)其碘攝入過(guò)量時(shí)已表現(xiàn)出甲狀腺功能亢進(jìn)。此外，SID組的TgAb陽(yáng)性率、雙抗體陽(yáng)性率明顯高于NI組，SID組、MID組的TPOAb陽(yáng)性率明顯高于NI組，從這一研究結(jié)果表明，碘攝入量嚴(yán)重不足將造成子代大鼠甲狀腺功能明顯受損[15，16]。此外，碘不足或碘過(guò)量均會(huì)影響子代大鼠的TSH水平，且子代大鼠在甲狀腺功能減退和甲狀腺功能耐受方面均表現(xiàn)的更為敏感，且甲狀腺激素水平變化表現(xiàn)的更強(qiáng)于哺乳期大鼠[15]。綜上所述，在不同碘營(yíng)養(yǎng)水平時(shí)甲狀腺功能異常的哺乳期大鼠其子代的甲狀腺功能也會(huì)發(fā)生異常。

通過(guò)綜合分析結(jié)果提示，在碘缺乏及正常攝入情況下，親代大鼠與子代大鼠的某幾個(gè)甲狀腺功能指標(biāo)間呈正相關(guān)。當(dāng)?shù)膺^(guò)量時(shí)，親代大鼠與子代不同甲狀腺功能指標(biāo)間表現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性，可能與子代大鼠碘主要來(lái)自親代大鼠體內(nèi)有關(guān)；當(dāng)?shù)膺^(guò)量時(shí)會(huì)直接影響親代大鼠甲狀腺功能，而子代大鼠受過(guò)量碘影響的變化不會(huì)與親代大鼠相一致，這與子代大鼠體內(nèi)甲狀腺功能調(diào)控機(jī)制有關(guān)，且受親代大鼠甲狀腺激素的影響而呈現(xiàn)相反的調(diào)控作用[13，17]。

本實(shí)驗(yàn)從5個(gè)劑量組的橫向比較，全面分析獲得以下結(jié)論，即碘缺乏和過(guò)量均可導(dǎo)致哺乳期大鼠及子代甲狀腺激素水平改變，引起親代及子代甲狀腺抗體陽(yáng)性率升高。碘缺乏時(shí)哺乳期大鼠TSH降低，可能受哺乳期激素水平影響而出現(xiàn)一過(guò)性甲狀腺功能亢進(jìn)[15，18，19]。哺乳期大鼠長(zhǎng)期低碘攝入與碘過(guò)量均具有相似的甲狀腺抵抗作用。而哺乳期大鼠受低碘攝入影響比子代具有更強(qiáng)的耐受性。子代大鼠在碘缺乏時(shí)表現(xiàn)為T(mén)SH明顯升高，且甲狀腺功能有受損表現(xiàn)。高碘組哺乳期大鼠對(duì)碘攝入量調(diào)節(jié)對(duì)子代保護(hù)作用沒(méi)有低碘組明顯。此結(jié)果與很多研究結(jié)果具有一致性[11，13，20]。本研究在解釋特殊人群碘營(yíng)養(yǎng)所致甲狀腺疾病研究、在保護(hù)下一代科學(xué)補(bǔ)碘及防止甲狀腺功能對(duì)智力和發(fā)育產(chǎn)生影響方面，均具有重要的參考價(jià)值。