高碘饮食对不同鼠种甲状腺球蛋白的储存及含量影响的形态计量学研究

                   作者：董金茹 林来祥 孙毅娜 张璐

【摘要】  目的 研究高碘饮食对不同鼠种（大鼠和小鼠）甲状腺球蛋白的储存及含量的影响。方法应用MIAS?2000型图象分析系统，选用甲状腺滤泡腔截面积、胶质面积与视场面积比值（面积比）、胶质平均灰度3项指标，对实验12周Wistar大鼠及Balb/c小鼠的甲状腺组织切片进行形态计量学测量及统计分析。结果 随着碘摄入量的增加，大鼠各高碘组的甲状腺滤泡腔截面积和面积比，呈升高趋势，而胶质平均灰度却明显低于对照组（P<0.05或P<0.01）。小鼠各高碘组随着碘摄入量的增加，甲状腺滤泡腔截面积、面积比、胶质平均灰度均呈升高趋势。结论 小鼠随着碘摄入量的增加，滤泡腔逐渐增大，甲状腺球蛋白含量明显增多，甲状腺发生了大滤泡胶质蓄积性肿大；而大鼠未形成甲状腺肿大，甲状腺球蛋白含量也不见明显改变，表明大鼠对高碘有比较强的耐受能力。

【关键词】  形态计量学分析； 碘过量； 甲状腺球蛋白； 大鼠； 小鼠
       Abstract: Objective  To study the effect of iodine excess on the store and content of thyroid globulin in rats and mice. Methods  The morphometry analysis was adopted on thyroid histological sections of Wistar rats and Balb/c mice at 12 weeks of experiment. The sectional area of thyroid follicular cavity, the area ratios of colloid and field view, and the average gray density of colloid were measured by MIAS?2000 Image Analysis System. Results  In rats, the area of thyroid follicular cavity and the area ratios were gradually increased from NI to 50HI group. The gray density in iodine excess groups was lower than that in NI group（P<0.05）. Whereas in mice, above three indexes in all iodine excess groups were obviously increased with the iodine intake increasing. Conclusions  In iodine excess, the large follicle and colloid accumulative goiter occurred in mice with manifestations of enlarged follicular cavity and increased colloid contents. But the goiter was not found in rats, which indicated that rats may have stronger tolerance to iodine excess. 

    Key words: morphometry analysis； iodine excess； thyroid globulin； rat； mouse

    碘是合成甲状腺激素的必需原料，碘缺乏和碘过量都会使甲状腺发生功能及形态的变化，最常见的是发生碘致甲状腺肿大。我们以往的研究表明，碘缺乏时无论大鼠还是小鼠都会发生明显的甲状腺肿大，但碘过量时大、小鼠表现是不同的，碘过量大鼠没有发生甲状腺肿大，仅出现部分滤泡胶质蓄积、大滤泡增多、同时存在小滤泡增生的多型性变化；而小鼠却发生了胶质蓄积性甲状腺肿大。为观察碘过量对大、小鼠甲状腺球蛋白（胶质）分布及含量的确切影响，以解释甲状腺肿大的原因，我们采用形态计量学方法测量了高碘饮食喂养的大鼠和小鼠甲状腺滤泡腔截面积、胶质面积（即滤泡腔面积之和）与视场面积比值、胶质平均灰度3项指标研究甲状腺胶质的分布及含量。

     1  材料与方法

　　1.1  实验动物与分组    分别选用断乳一个月Wistar大鼠和Balb/c小鼠,雌雄各半按体重随机分为4组：适碘组(NI)、5倍高碘组(5  HI)、10倍高碘组(10  HI)、50倍高碘组(50  HI)；其中适碘组作为对照组。

    1.2  饲料与饮水

    适碘组和所有高碘组大鼠和小鼠均食用正常鼠饲料，该饲料含碘平均为300  μg/kg，各高碘组是通过在饮水中加入不同剂量碘化钾获得；根据大鼠和小鼠每日摄食量和饮水量推算每日总碘摄入量为：适碘组大鼠和小鼠分别为6.15和1.55  μg/d，4个高碘组分别是适碘组的5倍（30.75和7.75  μg/d）、10倍（61.5和15.5  μg/d）、50倍（307.5和77.5  μg/d）。

    1.3  实验方法与观察指标

    各组大鼠和小鼠分别在实验12周时处死，迅速取出甲状腺，观察并称重；每组5只动物的甲状腺固定于4％多聚甲醛液中，常规石蜡包埋，5  μｍ厚连续切片，每只动物间隔50  μｍ捞取2张切片，在严格控制染色时间条件下对甲状腺胶质进行组织化学染色（PAS染色），应用MIAS?2000型图象分析系统，使用Leica（德国）显微镜，在严格控制光源强度一致的条件下对每张切片随机摄取10帧图像，测量甲状腺滤泡腔截面积、胶质面积（即滤泡腔面积之和）与视场面积比值、滤泡腔内胶质的平均灰度；保证每组测量200个滤泡左右。

    1.4  数据统计

    应用SPSS 12.0统计软件包进行数据分析，甲状腺滤泡腔截面积的测量结果由于呈偏态分布，其平均水平以中位数（M）表示，胶质与视场面积比值和胶质平均灰度测量结果以±s表示；各组之间比较采用单因素方差分析（其中滤泡腔截面经取对数进行数据转换后呈正态分布），F 检验，进一步多重比较（各实验组分别与对照组比较）采用LSD(方差齐)或Tamhane?s (方差不齐）分析；相对数的比较采用卡方检验；P<0.05为差异有统计学意义。

    2  结果

　　2.1  甲状腺形态学观察    适碘组大鼠和小鼠甲状腺外观上大多呈淡粉色，质地柔软；各高碘组甲状腺大多呈淡黄色，质地较正常组无大差别，个别有韧感，高碘组大鼠没有发现甲状腺肿大，但小鼠随着碘水平增加甲状腺明显增大。

    光镜下观察，适碘组大鼠和小鼠甲状腺多为中等大小滤泡，上皮细胞多为单层立方，少数扁平状，滤泡腔内胶质丰富。高碘组大鼠与小鼠甲状腺的变化不完全一样，大鼠甲状腺自5HI组开始出现多型性变化：大滤泡增多，胶质蓄积，上皮细胞变为扁平，并可见到融合的大滤泡，但同时又有滤泡增生，滤泡腔变小，胶质减少，尤其在50  HI组滤泡增生变得明显。而小鼠甲状腺随着碘摄入量增加滤泡腔逐渐增大，滤泡腔内胶质逐渐丰满，上皮细胞变扁平，尤以50  HI组显著，见图1(a、b、c)和图2(a、b、c)。2.2  甲状腺滤泡腔截面积测量及大、中、小滤泡腔所占比率各组甲状腺滤泡腔平均截面积以中位数表示；根据大、小鼠甲状腺滤泡腔截面积大小，分别将其分为大、中、小三类，比较分析了各组动物大、中、小滤泡腔所占比率。结果显示，各高碘组大鼠甲状腺滤泡腔平均截面积均较NI组有所增加，以10  HI组明显（P<0.01）；各高碘组与对照组相比大、中、小滤泡腔所占比率没有明显差异（表1）。小鼠甲状腺滤泡腔平均截面积随着碘摄入量增加出现增大趋势，尤以10  HI和50  HI组显著（P<0.01）；小鼠小滤泡和中等大小滤泡腔所占比率随碘摄入量增加逐渐减少，而大滤泡逐渐增加（表1）。图1  12周大鼠甲状腺 PAS染色 ×400表1  12周大鼠和小鼠甲状腺滤泡腔截面积注：各组与NI组比较，*P<0.05，**P<0.01。

    2.3  甲状腺胶质面积/视场面积（面积比）及甲状腺胶质的平均灰度大鼠的甲状腺胶质面积/视场面积,5HI组与对照组相比差别均无统计学意义，而10  HI和50  HI组较对照组升高。小鼠甲状腺胶质面积/视场面积，各高碘组均明显高于对照组（P<0.01）。

    大鼠各高碘组甲状腺胶质的平均灰度均低于对照组（P<0.05或P<0.01）。小鼠各高碘组甲状腺胶质的平均灰度均明显高于对照组（P<0.01）。表2  12周大鼠及小鼠甲状腺滤泡腔截面积/视场面积和胶质的平均灰度注：各组与NI组比较，*P<0.05，**P<0.01；括号内数字为测量图象数。

　　3  讨论

    3.1  高碘饮食对大鼠和小鼠甲状腺滤泡腔大小的影响甲状腺球蛋白以胶质形式储存于滤泡腔内，因此滤泡腔是储存甲状腺球蛋白的仓库。本文选用滤泡腔平均截面积以及大、中、小滤泡腔所占比率指标来分析滤泡腔的充盈程度以反映甲状腺球蛋白的储存形式（即胶质呈大滤泡性蓄积或小滤泡性蓄积）。测量结果显示，高碘饮食12周时大鼠各高碘组的滤泡腔截面积较正常组有升高趋势，大中小滤泡所占比例无明显变化，不提示大鼠发生大滤泡性胶质蓄积；而小鼠随着碘摄入量的增加，滤泡腔逐渐增大，尤以50  HI组显著，提示小鼠发生了大滤泡性胶质蓄积；本文的测量结果与显微镜下观察到的形态变化是一致的，为形态学研究提供了可靠的定量数据。3.2  高碘饮食对大鼠和小鼠甲状腺球蛋白含量的影响本文选用胶质面积与视场面积比值和胶质着色的平均灰度（在严格控制切片厚度、染色时间以及捕获图像时的光源强度一致的条件下）共同来反映甲状腺组织中胶质的含量。测量结果显示，大鼠10  HI和50  HI组胶质面积与视场面积比值较对照组升高，但胶质平均灰度各高碘组均低于对照组；表明大鼠在高碘摄入情况下，其甲状腺球蛋白总含量变化不明显，结合大鼠甲状腺滤泡截面积无明显增大的测量结果，可以证明大鼠甲状腺从总体来看胶质蓄积不明显，仅是发生部分滤泡腔大小及胶质含量的局部变化。而小鼠各高碘组胶质面积与视场面积比值以及胶质的平均灰度均明显高于对照组；表明小鼠在高碘摄入下甲状腺球蛋白总含量明显增加，结合小鼠甲状腺滤泡腔截面积测量结果明显增大，可以证明小鼠发生了大滤泡胶质蓄积性甲状腺肿大。

    本次提供的形态计量学测定结果完全与形态学观察结果相符合［1～3］，证明大鼠和小鼠甲状腺对碘过量的反应是不同的，结合我们以往的研究结果［4～7］，表明大鼠对高碘具有比较强的耐受能力，摄入过量的碘大部分从尿中排泄，并未在甲状腺滤泡中蓄积，故未形成甲状腺肿大。而小鼠对高碘的耐受能力不如大鼠，过量碘摄入使小鼠发生了胶质蓄积性甲状腺肿大。本次的研究结果还为人们在进行碘营养与甲状腺功能等方面的实验研究时应考虑选择不同实验动物（鼠种）提供了依据。

【】
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