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L-3,5-二碘酪氨酸和碘酸钾对缺碘大鼠补碘效果的实验研究论文

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・170・主堡垫友痘堂盈查2Q!鱼生3旦垫旦筮箜鲞筮≥塑gb也』星nd£翼丛:丛!翌h垫,2Q!鱼,】型:箜,盟Q:≥・论著・L一3,5.二碘酪氨酸和碘酸钾对缺碘大鼠补碘效果的实验研究张峰峰贾清珍裴秋玲程晓天陈红云关帅张雅慧041000临汾,山西省地方病防治研究所检验科(张峰峰、贾清珍、程晓天、陈红云、关帅、张雅慧);031000太原,山西医科大学公共卫生学院卫生毒理学教研室(裴秋玲)通信作者:张峰峰,Email:sxdbszf@163.tomDOI:10.3760/cma.J.issn.2095—4255.2016.03.004【摘要】目的研究L一3,5.二碘酪氨酸(DIT)和碘酸钾(K103)对缺碘大鼠的补碘效果。方法取60只体质量为160~180g的Wistar大鼠,按体质量采用随机数字表法分为缺碘模型组和适碘模型组。缺碘模型组大鼠40只,饲以低碘饲料(碘含量为35.9斗g/kg);适碘模型组大鼠20只,饲以低碘饲料的同时每天灌胃含KIO,(碘含量为18mg/L)水O.5rnl。模型建立时间为3个月。缺碘模型组大鼠再分为3组:低碘(LI)组(8只)、KIO,组(9只)、DIT组(10只);适碘模型组取9只大鼠作为适碘对照(NI)组。U组饲以低碘饲料;K103组饲以低碘饲料的同时每天灌胃含KIO,(碘含量为18mg/L)水0.5ml;DIT组饲以低碘饲料的同时每天灌胃含DIT(碘含量为18mg/L)水0.5ml;NI组饲以低碘饲料的同时每天灌胃含KIO,(碘含量为18mg/L)水0.5lIll。3个月后,收集各组大鼠24h尿样,尿中碘的砷铈催化分光光度法(WS/T107—2006)检测尿碘;25%乌拉坦腹腔注射麻醉大鼠,腹主动脉采血,全自动电化学发光免疫分析法测定大鼠血清甲状腺激素[三碘甲状腺原氨酸(Tr3)、游离三碘甲状腺原氨酸(FI',)、甲状腺素(n)、游离甲状腺素(n)]水平;处死大鼠,称量甲状腺重量。结果①4组大鼠尿碘含量比较差异有统计学意义(x2=25.24,P<0.05),其中LI组尿碘中位数明显低于NI、KIO,和DIT组(3.00比286.14、223.37、214.33¨g/L,P均<0.05)。②4组大鼠血清rITI’3、巩、FTr3、n含量比较差异有统计学意义(F=63.48、140.73、130.20、365.27,P均<0.05),其中KIO,组大鼠各激素水平低于DIT组[町3:(1.57±0.20)比(1.97±0.18)mmol/L、TT4:(51.23±4.90)比(71.94-4-5.27)mmol/L、FT3:(5.34±0.45)比(6.98±0.33)pmol/L、n:(26.18-1-2.30)比(35.47±2.28)pmol/L,P均<0.05]。@K103和DIT组大鼠甲状腺均呈淡粉色;4组大鼠甲状腺绝对重量、相对重量比较差异均有统计学意义(F=225.05、345.40,P均<0.05),其中DIT组大鼠甲状腺绝对重量[(31.76±1.75)mg]和相对重量[(11.69±3.47)mg/100g]均低于K103组[(36.31±5.23)mg、(12.83±4.38)mg/100g,P均<0.05]。结论动物实验结果显示DIT的补碘效果优于K103。【关键词】碘;L.3,5.二碘酪氨酸;碘酸钾;大鼠基金项目:黑龙江省普通高等学校病因流行病学重点实验室开放课题资助项目(2012.14)WistarAstudyoftheefficacyofL-3,¥-diiodoty7rosineandinorganiciodineiniodine-deficiencyratsZhangFenffeng,JiaQingzhen,PeiQiuling,ChengXiaotiau,ChenDepartmentHongyun,GuanShuai,ZhangYahuiofClinicalLaboratory,ShanxiInstituteforEndemicDiseasePreventwnandTreatment,Linfen041000,PublicChina(ZhangFF,JiaQZ,ChengHealth,ShanxiMedicalXT,ChenHY,GuanS,ZhangYHkDepartmentofToxicology,CollegeofUniversity,Taiyuan030001,China(PeiQL)andinorganicCorrespondingauthor:ZhangFengfeng,Ernail:sxdbszj@163.con【Abstract】iodine—deficiencyObjectiveTostudytheefficacyofL-3,5-diiodotyrosine(DIDiodine(K103)inWistarrats.MethodsSixtyWistarrats,weightingabout160—180g,weredividedintotwogroupsaccordingtobodyweightbytherandomnumbertablemethod:iodine—deficiencylow-iodinemodel(40rats)wasfedwithfood(theiodinecontentwas35.9tzg/kg);optimal—iodinemodel(20rats)wasmg/L)0.5mlbyintragastriconceafedwithlow—iodinefoodandgivenwithK103water(theiodinecontentwas18day.Modelwasestablishedgroupfor3months.Iodine—deficiencymodelwassubdividedintolowiodine(LI)group,K103andDITgroup,eight,asnine,tenratsineachgroup;fromoptimal—iodinemodel,nineratswererandomlyselectedoptimaliodine(NI)group.LIgroupwasfedwithlow-iodinefood;K103groupwasfedwithlow—iodinefoodandgivenwithK103water(theiodinecontentwas18rag/L)0.5mlbyintragastriconceaday;DITgroupwasfedwithlow—iodinefoodandonceagivenwithDITwater(theiodinecontentwas18mg/L)0.5mlbyintragastfieday;NIgroupwasfedwithlow-万方数据史堡垫直痘堂苤查2Q!§生3旦!Q旦筮!!鲞筮!塑£h也』垦!d!坐i!!,丛!望h2Q,2Q!§,y丛:3』,盟!:3iodinefoodandgivenwithK103water(theiodinecontentwas18mg/L)0.5mlbyintragastriconceaday.After3months,24一hoururineoftheratswascollected.AccordingtothemethodfordeterminationofiodineinurinebyAs3+一Ce4+catalyticspectrophotometryfws/r107-2006).iodinecontentinurinewaswasdetected.Ratswereanesthetizedintraperitoneallywith25%urethane,bloodserumfromabdominalaorticcollectedtodeterminatethethyroidinhormone[totaltriiodothyronine(Tr3),totalthyroxine(yr4),freetriiodothyronine(FTr3),freeratsthyroxineto(rr4)】levelbyautomaticelectrochemicalluminescenceimmunoassay.Alltheratsweresacrificedanalyzethethyroidweight.Results①TheurineiodineshowedsignificantdifferencesinthefourintheLI,NI,K103andDITgroupsweregroups(x2=25.24,P<3.00,286.14,223.37,ofother0.05).Themedianofurineiodineconcentration214.33斗g/L,respectively.TheurineiodineconcentrationinLIgroupwassignificantlylowerthanthosethreegroups(allP<o.05).②TheserumTT3,巩,n,nlevelsshowedsignificantdifferencesinthefourgroupswere(F=63.48,140.73,130.20,365.27,allP<0.05).AndthehormonelevelsinK103grouptheDITlowerthanthoseofgroup[TT3:(1.57±0.20)VS.(1.97±0.18)mmo]/L,TF4:(51.23±4.90)VS.(71.94±5.27)mmo]]L,FF3:colorof(5.34±0.45)VS.(6.98±0.33)pmol/L,FF4:(26.18±2.30)VS.(35.47土2.28)pmol/L,allP<o.05].《!)ThethyroidinK103andDITgroupsbecamepalepink.Theabsoluteandrelativethyroidabsolutethyroidweightshowedsignificantdifferencesinthefourgroups(F=225.05,345.40,allandrelativethyroidP<0.05).Theweight[(31.76±1.75)mg]group【(36.31±aweight[(11.69±3.47)mg/100g】ing,allDITgroupwaslowerthanthatoftheK1035.23)mg,(12.83±4.38)mg/100【Keywords】FundP<o.051.ConclusionAnimalexperimentalresultsshowthatDIThasbetteriodine—supplementingefficacythanthatofK103.Iodine;L-3,5-diiodotyrosine;OpenK103;Ratsprogram:TheProjectoftheKeyLaboratoryofEtiologyandEpidemiology,CollegeofHeilongjiangProvince(2012—141碘是人体必需的微量元素,当碘摄人量不足时.机体会出现一系列的障碍。食盐加碘是防治碘缺乏病最经济、最有效和最简便的办法;1995年我饲以低碘饲料(碘含量为35.9斗g/kg),3个月;适碘模型组:取大鼠20只,每日饲以低碘饲料,同时灌胃含KIO,(碘含量为18mg/L)水0.5ml,3个月。造模实验结束后,将缺碘模型组大鼠再分为3组:低碘(LI)组(/1=8)、KIO,组(n=9)和DIT组(力=10)。从适碘模型组中取9只大鼠,作为适碘对国基本落实以食盐加碘为主的综合防治措施,实现了食盐全部加碘…。目前,加入碘盐中的碘强化剂主要是碘化钾(KI)和碘酸钾(KIO;)。由于KI的性质不稳定,1989年2月碘盐中的碘强化剂由KI改为KIO,。但近年来,KIO,的安全性问题逐渐受到多方学者的关注.对碘盐中的强化剂提出了新的要求。本研究在建立Wistar缺碘大鼠模型的基础上,给予L.3.5.二碘酪氨酸(DIT)和KIO,治疗,检测大鼠甲状腺重量、尿碘和血清甲状腺激素水平,为科学补碘强化剂的开发提供动物实验依据。1材料与方法1.1照(NI)组。具体饲养方法:①LI组:每日饲以低碘饲料;②KIO,组:每日饲低碘饲料,同时灌胃含KIO,(碘含量为18mg/L)水0.5ml;③DIT组:每日饲低碘饲料.同时灌胃含DIT(碘含量为18mg/L)水0.5ml:④NI组:每日饲低碘饲料,同时灌胃含KIO,(碘含量为18mg/L)水0.5ml。各组大鼠均饲养3个月。1.3各组大鼠饮食碘供给量:低碘饲料碘含量为35.9斗g/kg、洁净自来水碘含量为7.2斗∥L,根据大鼠平均每日进食量20g和饮水量30m1计算,4组大鼠每日总碘供给量见表1。表14组大鼠饮食碘供给量(斗g/d)主要仪器与试剂:cobas.e411全自动电化学发光免疫分析系统、三碘甲状腺原氨酸(r兀1,)、游离三碘甲状腺原氨酸(FI’,)、甲状腺素(巩)、游离甲状腺素(甩)检测试剂盒均购自瑞士Roche公司。1.2实验动物与分组:取健康Wistar大鼠60只,雌雄各半.体质量为160~180g。购于山西医科大学实验动物中心,生产许可证号:SCXK(晋)2009—0001:使用许可证号:SYXK(晋)2009—0004。60只大鼠以普通饲料(碘含量为350斗g/kg)适应性饲养1周后,按体质量采用随机数字表法分为缺碘模型组和适碘模型组。缺碘模型组:取大鼠40只,每日注:U组:低碘组;NI组:适碘对照组;KIO,组:碘酸钾组;DIT组:L.3,5一二碘酪氨酸组万方数据史堡丝友痘堂盘查2Q!§生3旦2Q旦箜35鲞筮3翅£h也』垦旦d!迪丛,丛翌出垫,2Q!鱼,yQ!!箜,盟Q!11.4实验方法与研究指标1.4.1尿碘检测:在代谢笼内收集大鼠24h尿液,置于聚乙烯塑料试管(带有密封塞)中,冷冻保存,防止蒸发。尿碘测定采用砷铈催化分光光度法(WS/T107—2006)E21。1.4.2大鼠血清甲状腺激素测定:25%乌拉坦腹腔注射(6ml/kg)麻醉大鼠,腹主动脉采血,置于1次性真空促凝管中.室温放置30min.3500鼠甲状腺绝对重量、相对重量比较差异均有统计学意义(F=225.05、345.40,P均<0.05)。其中U组大鼠均明显高于其他3组(P均<0.05);DIT组甲状腺绝对重量低于KIO,组(P均<O.05)。见表4。表44组大鼠甲状腺绝对和相对重量(面±s)r/min离心10min(离心半径为8cm)。分离出血清,采用全自动电化学发光免疫分析法测定大鼠血清甲状腺激素(巩、FT,、’丌4、凡)水平。1.4.3大鼠甲状腺重量:处死大鼠,立即取出甲状腺组织,用生理盐水清洗3。5次。甲状腺组织剥离干净后用滤纸吸干后称取重量,并与体质量相比,计算其脏器系数,结果以每100g体质量表示。1.5统计分析:采用SPSS19.0软件进行统计分析。非正态计量资料以中位数(M)表示,组间比较采用秩和检验;正态计量资料以x±s表示,组间比较采用单因素方差分析,进一步多重比较采用LsD法。P<0.05为差异有统计学意义。2结果注:U组:低碘组;NI组:适碘对照组;K103组:碘酸钾组;DIT组:L.3。5----碘酪氨酸组;与U组比较,中<0.05;与NI组比较,bP<0.05;与K103组比较,cP<0.053讨论碘元素是生物体内必需的、对生命活动至关重要的必需微量元素之一,是甲状腺合成甲状腺激素所必需的主要原料之一。有文献报道,碘元素缺乏和铁元素缺乏均可影响甲状腺的功能.前者影响作用较强,但两者联合可使其影响更为明显[3]。甲状腺组织合成甲状腺激2.1大鼠尿碘测定结果:U组大鼠的尿碘值较低.尿碘中位数在3.00斗叽以下;NI、K103和DIT组大鼠尿碘中位数分别为286.14、223.37、214.33斗g/L,明显高于U组,组间比较差异有统计学意义(x2=25.24,P均<0.05),见表2。表24组大鼠尿碘测定结果(斗g/L)素的原料除碘以外,还需要含酪氨酸的蛋白质。在碘营养补给充足的条件下,机体蛋白质水平的高低.可能是影响碘缺乏病病情的重要相关因素[4]。机体蛋白质不足时,也会影响胃肠道对碘的吸收。因此.本实验大鼠的饮食饮水情况均无差别,避免铁、蛋白质等其他营养物质缺乏而影响实验结果。碘的排出途径主要为肾脏,其次为肠道。一般经尿液排出的碘大约占总碘排出量的85%以上。经粪便排出约占5%。10%.也有极少量通过呼吸道或皮肤随汗液排出。现多用尿碘排泄量来估计机体注:U组:低碘组;NI组:适碘对照组;K103组:碘酸钾组;D1T组:L-3,5-二碘酪氨酸组;Min:最小值;膨:中位数;Max:最大值;尿碘近期碘的摄人量,从而对机体的碘营养状况做出分测定的最低检出限为3.00舭析评价呻]。本实验为了严格控制碘的摄人量.大鼠碘的供给采用灌胃的方式。缺碘模型组大鼠每日碘的摄人量不足1¨g,远远低于大鼠的生理需要量(6~9txg)。适宜的碘摄入量是保证甲状腺形态及表34组大鼠血清甲状腺激素测定结果(面4-s)2.2大鼠血清甲状腺激素测定结果:各组大鼠血清'13'3、Tr4、巩、n水平比较差异均有统计学意义(F=63.48、140.73、130.20、365.27,P均<0.05)。其中U组大鼠血清激素水平均显著低于其他3组(P均<0.05)。KIO,组大鼠血清激素水平均低于DIT组(P均<0.05)。见表3。2.3大鼠甲状腺绝对和相对重量变化:肉眼观察,U组大鼠甲状腺组织明显充血肿大、呈暗红色;K103和Tr3:三碘甲状腺原氨酸;TT4:甲状腺素;FT3:游离三碘甲状腺原氨酸;FT4:游离甲状腺素;与DIT组大鼠甲状腺呈淡粉色。各组大LI组比较,中<0.05;与NI组比较,bp<0.05;与KIO,组比较,cP<0.05万方数据主堡些直痘堂苤查2Q!§至3旦2Q旦墨箜鲞星≥塑£hin』垦nd£血Q!,M§堡h2Q,2Q!鱼,y!!:3』,盟!:3・173・功能正常的重要条件。碘供给不足可导致甲状腺组织肿大[7]和血清甲状腺激素水平下降,进而造成甲状腺功能低下。其机制为当机体碘营养不足达到一定程度时,甲状腺组织合成的甲状腺激素不能满足机体的需要,通过甲状腺轴反馈的作用而导致促甲状腺激素(TSH)释放量增多,就会导致甲状腺发生生理性和病理性改变,甲状腺滤泡上皮细胞增生、密集、肥大、甲状腺激素水平下降,以适应或代偿机体的碘营养不足。长期严重的碘缺乏,甲状腺组织的增生会更加明显,甚至可以形成甲状腺结节[8]。血清甲状腺激素水平的高低是衡量动物缺碘补碘效果的重要临床指标。U组大鼠血清中rIrll,、n、FT,、n含量均显著低于NI组。此时碘缺乏已经到了严重的程度.机体的自我调节功能已不能维持正常状态.进而影响了甲状腺激素的合成,造成大鼠甲状腺功能低下。碘和酪氨酸是甲状腺组织合成甲状腺激素必需的两种基本原料。食物中的碘在胃肠道被还原成碘离子而被吸收入血:甲状腺上皮细胞从血液中摄取碘,经过氧化物酶及过氧化氢酶的作用.碘离子转变成“活性碘”,该反应需要过氧化氢作为氧化剂:“活性碘”使甲状腺球蛋白分子上的酪氨酸残基碘化,形成一碘酪氨酸残基和二碘酪氨酸残基,并在此基础上通过基团的转移合成T3、T4。甲状腺球蛋白分子保持完整的结构才能使这个过程完成。本研究结果显示,DIT和KIO,组大鼠经补碘3个月后,甲状腺恢复正常呈淡粉色。两种补碘剂都起到了明显的补碘效果,但DIT组甲状腺的平均重量要小于KIO,组,说明治疗大鼠缺碘性甲状腺肿DIT比KIO,具有更好的优越性。推测是由于DIT是一种有机碘。既含有碘又含有酪氨酸,是一种双效补碘,从结构上看是1个酪氨基酸上来带有2个碘,其结构与酪氨酸相差不大四].两者进入人体均以分子形式参与代谢。而无机态的KIO,摄人人体后,也只有转化为有机态才能被机体吸收利用,同时还存在KIO,在体内的转化率的问题。志谢山西医科大学公共卫生学院卫生毒理学教研室参加此项工作的所有人员利益冲突无参考文献[1]申红梅.中国普及食盐加碘20年碘缺乏病防治历程及展望叨.中华地方病学杂志,2015,34(9):628—631.DOI:10.3760/cma.j.issn.2095—4255.2015.09.002.ShenHM.Thecourseof20yearsofuniversalsaltiodizationforpreventionofiodinedeficiencydisordersandprospectinChina[J].ChinJEndemiol,2015,34(9):628-631.DOI:10.3760/ema.j.issn.2095—4255.2015.09.002.万方数据[2]中华人民共和国卫生行业标准.尿中碘的砷铈催化分光光度测定方法(wsrr107—2006)1M].北京:中国标准出版社,2006.HealthIndustryStandardofthePeople"sRepublicofChina.ArsenicceriumCatalytiespectrophotometricmethodofurinaryiodine[M].Beijing:ChinaStandardPress,2006.[3]乔潇,史凯斌,王帆,等.碘缺乏和铁缺乏对大鼠甲状腺功能及定量形态学的影响叨.环境与健康杂志,2013,30(11):943—946,封3.Qiaox,ShiKB,WangF,eta1.Effectsofiodinedeficiencyandirondeficiencyonthyroidfunctionandmorphologyinrats叨.JEnvironHealth,2013,30(11):943—946,insidebackcover.[4]古明宏,李翼斌,朱臣凯,等.贵州省平塘县两村碘缺乏病与蛋白质摄人相关性调查【J].中华流行病学杂志,2004,25(9):786.DOI:10.3760,j.issn:0254—6450.2004.09.029.GuMH,LiYB,ZhuCH,eta1.AstudyofthecorrelationbetweenIDDwithproteinintakeintwovillageofPingTangCounty,GuizhouProvince[J].ChinJEpidemiol,2004,25(9):786.DOI:10.3760/j.issn:0254-6450.2004.09.029.[5]范义兵,陈海婴,凌军,等.尿碘作为碘缺乏病监测指标的意义叨.中国地方病学杂志,2005,24(3):346—348.DOI:10.37601cma.j.issn.1000一4955.2005.03.044.FanYB,ChenHY,LingJ,eta1.ThesignificanceofurineiodineasIDDmonitoringindicators[J].ChinJEndemiol,2005,24(3):346-348.DOI:10.3760/cma.j.issn.1000-4955.2005.03.044.[6]边建朝,温玉学,蔺新英,等.高碘低蛋白对大鼠生长代谢影响及甲状腺病理形态学变化研究【J】.中华地方病学杂志,2014,3(5):511-516.DOI:10.3760/cma.j.issn.2095-4255.2014.05.011.Bianjc,WenYX,LinXY,eta1.EⅡ÷ctofcombinedexcess—iodineandlow-proteindietongrowth,metabolismandmorphologicalchangesinthyroidofWistarrats阴.ChinJ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