亲代母鼠缺碘对子代甲状腺功能及学习记忆能力的影响.pdf

调查研究247Applied PrevMed,Aug.2023,Vol.29No.42023年8 月第2 9 卷第4期应用预防医学亲代母鼠缺碘对子代甲状腺功能及学习记忆能力的影响周洁，黄佳，祝宇铭，樊玉娟，振国，史深，张燕新疆维吾尔自治区疾病预防控制中心，新疆乌鲁木齐8 3 0 0 0 2摘要：目的研究亲代母鼠缺碘对子代甲状腺功能及学习记忆能力的影响。方法将SPF级雌性Wistar大鼠随机分为3 组，给予低碘饲料和从饮水加入不同浓度碘化钾（0、50、18 0 g/L）使其达到摄入不同水平的碘，即严重缺碘组（severeiodinedeficiency，SID）、轻度缺碘组（mildiodinedeficiency，M ID）和适碘对照组（normaliodine，NI)，随后使之受孕，孕后饲养条件同前，直到产后2 1天。对2 1天龄子代进行水迷宫实验和甲状腺功能检测。结果对子代鼠甲状腺功能相关指标进行分析。与适碘组比较2 个低碘组促甲状腺激素（TSH）水平相对较低（SID组，Z=-3.840；M I D 组，Z=-3.485；P值均 0.0 5）。MID组的游离甲状腺素（FT4）水平较NI组低（t-2.993，P 0.0 5；三组抗甲状腺球蛋白抗体（TgAb）阳性率和双抗体阳性率差异均有统计学意义（xtaAb=12.412，x 双抗休=7.0 8 5，P值均0.0 5），两者均表现为SID组阳性率最高，NI组阳性率最低；与适碘组比较，2 个低碘组TgAb阳性率均相对较高（P值均 0.0 1)，SID组双抗体阳性率较NI组高（x=6.399，P 0.0 5）。水迷宫实验结果显示，实验第1天至第4天三组的逃逸潜伏期差异均有统计学意义（第1天，F=8.405；第2 天，F=49.088；第3 天，F=34.841；第4天，F=20.261；P值均 0.0 5）。结论亲代雌鼠碘缺乏可导致子代甲状腺功能异常，并且会损伤其学习记忆能力。关键词：碘缺乏；子代；甲状腺功能；神经发育；学习记忆中图分类号：R591.1文献标识码：A文章编号：16 7 3-7 58 X(2023)04-0247-04人体所需要的碘须从外环境摄取。目前，在人体已知的唯一作用是作为甲状腺激素（TH）的组成部分从而发挥其生理功能2 ，其摄入量的不同对人类健康的影响呈U型3 ，我国为此制定了碘摄入量评价标准4，当RNI（推荐摄入量）碘摄入量平均值 UL（最大可耐受量）时为碘适宜摄入量范围，人群不会有太大碘缺乏和中毒风险，而我国幅员辽阔，各地地表土壤和饮水中碘含量差别较大5，国家卫健委曾组织并开展全国生活饮用水水碘含量调查，结果显示我国大部分地区自然环境普遍缺碘6 。为了防止缺碘导致的甲状腺类疾病，19 9 5年我国开始推行加碘食盐以补充居民每日需要量7 ，收效颇丰8 ，但仍有少数地区碘摄入量持续低于适宜范围，因此碘摄入不足与健康的关系一直是国内医学研究领域的一大热门。已有基金项目：新疆维吾尔自治区公益性科研院所基本科研业务经费资助项目（ky2021113）作者简介：周洁（19 9 4一），女，新疆乌鲁木齐人，初级医师，从事免疫规划、实验室检测等工作。通信作者：黄佳，E-mail：147 59 7 9 6 0 q q.c o m大量资料显示当机体缺碘时，甲状腺的功能会异常，使激素生成障碍，而甲状腺激素作为参与人体生长发育、能量代谢9 还有骨骼的线性生长和成熟10 的关键激素之一，对于孕妇及胎儿等特殊人群 尤为重要，孕期缺碘会使胎儿脑发育障碍，机体发育迟滞。本研究希望通过建立亲代雌鼠缺碘动物模型，研究亲代雌鼠碘摄入量不足是否会影响子代甲状腺功能及其学习记忆能力。现将结果汇报如下。1材料与方法1.1母鼠缺碘子代动物建模选择来源于新疆实验动物研究中心SPF级Wistar大鼠雌性9 0 只，雄性3 0 只作为亲代鼠。实验动物室为人工光照，相对湿度50%6 0%，温度2 3 2 412 。低碘饲料按照实验动物配合饲料营养成分（GB14924.3一2010)配制，碘含量约50 ng/g。雄性大鼠用普通饲料和饮水等普通条件喂养。雌性大鼠在普通条件下喂养1周后随机分为3 个组（注意体重匹配），即严重碘缺乏（SID）、轻度碘缺乏（MID）和适248Applied Prev Med,Aug.2023,Vol.29 No.4应用预防医学2023年8 月第2 9 卷第4期碘（NI）对照组，用低碘饲料饲养，各组饮用水分别含0、50 和18 0 g/L的碘化钾。按成年大鼠每天平均消耗饲料2 0 g、饮水3 0 mL计算，SID、MID和NI组每日碘摄入量分别控制在1.5、3 和7 g左右。对雌性大鼠连续干预3 个月后收集2 4小时尿液以砷铈催化分光光度测定法测定尿碘，尿碘值按SID、M ID、NI组的顺序逐渐增高，且三组间差异有统计学意义为干预成功。干预成功后将雌雄亲代鼠合笼，观察12 天，以阴道塞形成与否判定是否受孕，每组至少受孕15只，孕后雌鼠饲养条件同前，直到产后2 1天。对2 1天龄的子代运用Morris水迷宫进行学习记忆能力测试，测试完成后在麻醉下采集子代大鼠腹主动脉血分离血清用于后续检测13 1.2Morris水迷宫实验前4天为定位航行实验，实时监测子代的运动；第5天进行空间探索实验。定位航行实验时将实验区分为4个象限，并随机设置一个水下平台，将实验大鼠从任意位置面向池壁放入水中，记录寻找平台的时间（逃逸潜伏期），如果6 0 s内找到平台，从入水点到平台的时间记为逃逸潜伏期；如果在6 0 s内未找到平台，逃逸潜伏期记录为6 0 s。空间探索实验时，拆毁平台，让实验大鼠从原平台象限的对侧入水，自由游泳，记录其在原平台象限的停留时间（有效区域运动时间）和6 0 s内穿越该象限的次数14。1.3血清甲状腺功能相关指标测定方法用德国罗氏E411电化学发光免疫分析仪检测游离三碘甲状腺原氨酸（FT3）、游离甲状腺素（FT4)、促甲状腺素（TSH)、抗甲状腺球蛋白抗体（TgAb）、抗甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）等项目。1.4统计分析利用SPSS22.0进行统计学分析。正态分布计量资料用均数土标准差(x土s）表示，组间比较采用方差分析，方差齐采用LSD法进行两两比较，方差不齐采用DunnettsT3法进行两两比较；偏态分布计量资料用中位数和四分位数M(P2sPr s）描述，组间比较采用非参数检验Kruskal-WallsH法；计数资料采用频数（n）和百分比（%）表示，组间比较采用检验。检验水准=0.05。2结果2.1不同碘剂量组模型鼠尿碘水平干预3 个月后，3 组亲代雌鼠的尿碘中位数（M）分别为：3.540g/L、51.410 g/L和110.0 9 0 g/L，随着添加碘化钾剂量的升高而增加。三组之间的尿碘含量差异有统计学意义（H=42.775，P 0.0 0 1）；SID组和MID组分别与NI组比较，差异均有统计学意义（P值均 0.0 1)。见表1。表1不同碘剂量组尿碘水平及比较检测分组尿碘（g/L)Z值P值样本数严重缺碘203.540(0.3438.076)-5.416*0.001轻度缺碘2051.410(40.93068.648)-3.003*0.01适碘对照20110.090（6 1.52 4 13 7.8 10)注：*为与适碘对照组比较。2.2子代的甲状腺激素水平三组的游离三碘甲状腺原氨酸（FT3）水平差异无统计学意义；而促甲状腺素（TSH）、游离甲状腺素（FT4）差异有统计学意义（P值均 0.0 5），见表2。与NI组相比较，SID组和MID组的促甲状腺素（TSH）水平相对较低（ZsID=-3.840，ZM ID=-3.48 5），M ID 组的游离甲状腺素（FT4）水平也相对较低（-2.993），以上差异均有统计学意义（P值均0.05)。表2不同碘剂量组子代甲状腺激素水平分组检测样本数促甲状腺素（TSH）（mIU/L）游离甲状腺素(FT4)（p mo l/L）游离三碘甲状腺原氨酸（FT3）（p m o l/L）严重缺碘352.982(2.6293.571)18.3404.0826.0211.043轻度缺碘352.854(2.5443.571)15.7473.1375.8351.277适碘对照274.466(3.6185.377)18.7374.7186.1930.704统计量X2=17.369F=5.514F=0.877P值0.0050.0050.4202.3子代甲状腺相关抗体阳性情况三组的抗甲状腺球蛋白抗体（TgAb）阳性率差异有统计学意义（=12.412，P 0.0 0 1)；与适碘组比较，SID和MID组的TgAb阳性率均增高（P值均 0.0 1）。三组双抗体阳性率的差异也有统计学意义（x=7.085，P=0.029），其中SID组阳性率最高，NI组阳性率最249Applied Prev Med,Aug.2023,Vol.29 No.42023年8 月第2 9 卷第4期应用预防医学低，SID组与NI组阳性率差异有统计学意义（=6.399，P 0.0 5)；M I D 组差异无统计意义。三组中抗甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）阳性率最高为SID组，但是差异无统计学意义。见表3。2.4定位航行实验结果第1天至第4天三组子代逃逸潜伏期差异均有统计学意义（P值均 0.0 5）。见表4。表3不同碘剂量组子代甲状腺激素抗体阳性率（%）检测抗甲状腺抗甲状腺分组双抗体样本数球蛋白抗体过氧化物酶抗体严重缺碘3542.86100.0014.2965.719.0065.71轻度缺碘3528.57100.005.7142.863.0042.86适碘对照273.7077.783.7055.560.0033.33文值11.99712.4122.7203.7023.0557.085P值0.0020.0010.2570.1570.2170.029表4不同碘剂量组子代逃逸潜伏期（S）分组测试样本数第1天第2 天第3 天第4天严重缺碘1057.607.58959.003.16248.6017.93347.3016.547轻度缺碘1060.000.00057.106.33254.1013.76349.9017.387适碘对照1041.5017.42418.2016.5528.704.19112.508.343F值8.40549.08834.84120.261P值0.0010.050.050.052.5空间探索实验结果三组中MID组有效区域运动时间最长，SID组和NI组穿过平台次数最多，但三组子代有效区域运动时间及子代穿过平台次数的差异均无统计学意义。见表5。表5不同碘剂量组子代有效区域运动时间和穿过平台次数分组测试样本数有效区域运动时间（S）穿过平台次数（次）严重缺碘1032.2019.7421(0.753.00)轻度缺碘1045.5019.9790(0.001.25)适碘对照1032.7025.4171(0.003.00)统计量F-1.188X-2.876P值0.3200.2373讨 论妊娠期间由于代谢能力上升，血浆中无机碘含量下降，并且由于自身和胎儿的供碘需求较平时更高，使得孕妇出现缺碘的现象较为普遍15-16 。妊娠期尤其是妊娠早期，即使是轻度碘缺乏也可能对后代的海马神经元发育产生深远影响，致其神经智力发育发生不可逆性损伤1-18，同时还会导致后代甲状腺功能低下19 。另外早期胎儿甲状腺尚无功能，随着胎儿自身甲状腺腺体生长完全，功能也日趋完善，从母体摄取甲状腺素减少，但合成甲状腺素所需的碘元素仍由母体供给19 ，当母体碘摄入不足时，胎儿T3、T 4合成原料不足，致使胎儿的生长发育持续缺碘，甲状腺功能从而出现临床或亚临床的减退2 0 。本研究中三组的游离三碘甲状腺原氨酸(FT3）水平差异无统计学意义；而促甲状腺素(TSH)、游离甲状腺素（FT4）差异有统计学意义。与NI组相比较，SID组和MID组的促甲状腺素(TSH）水平相对较低，MID组的游离甲状腺素（F T 4）水平也相对较低。综合所有结果，SID组的促甲状腺素（TSH）下降，游离三碘甲状腺原氨酸(FT3）、游离甲状腺素（FT4）水平接近NI组，与亚临床甲状腺功能亢进的结果相似；MID组3 项指标全减低趋近继发性甲状腺功能减退的特点。三组的抗甲状腺球蛋白抗体（TgAb）阳性率差异有统计学意义（x=12.412，P 0.0 0 1)；SID 和MID组较NI组TgAb阳性率均增高（P值均 0.0 1)；三组双抗体阳性率的差异也有统计学意义（x=7.085，P=0.0 2 9)，其中SID组阳性率最高，NI组阳性率最低，SID组与NI组阳性率差异有统计学意义（xsb=6.399，P0.05)，M I D 组与NI组差异无统计学意义；三组中抗甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）阳性率最高为SID组，但是差异无统计学意义。实验结果充分表明，亲代雌鼠妊娠期碘摄入不足，会引起子代甲状腺功能异常，这与前人的研究结果一致。水迷宫实验数据显示，低碘两组寻找平台的时间随着实验日的增加而减少，说明低碘两组仍存在部分学习和记忆的能力。第1天至第4天逃逸潜伏期的差异均有统计学意义。从结果上看三组有效区域运动时间MID组最长，SID组最短，穿过平台次数SID组和NI组最多，MID组最少，但差异均无统计学意义，需要注意的是找寻平台的时间也会因甲状腺功能减退的影响而延长。以上均提示妊娠期低碘会对子代学习记忆能力产生影响，同时结合亲代雌鼠碘缺乏对子代甲状腺功能的影响，子代学习记忆能力的下降不能排除自身甲状腺功能异作者读者编者收稿日期：2 0 2 3-0 2-0 3编辑：张鸿满，杨丹250Applied Prev Med,Aug.2023,Vol.29 No.4应用预防医学2023年8 月第2 9 卷第4期常的因素。综合本次实验结果进一步证实妊娠期亲代雌鼠碘缺乏会诱发子代甲状腺功能的异常并影响其学习记忆能力。参考文献1田文霞，孙文广.碘与甲状腺疾病的相关研究.医学综述，2 0 17，2 3（2 4)：48 6 8-48 7 2.2Swanson CA,Zimmermann 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