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编号:10220301
碘缺乏与碘过多大鼠甲状腺定量形态学研究
http://www.100md.com 《中国地方病学杂志》 2000年第3期
     作者:房辉 陈贯一 王素莉 阎玉芹 陈祖培

    单位:天津医科大学 内分泌研究所,天津 300070

    关键词:碘缺乏;碘过多;大鼠甲状腺;体视学

    中国地方病学杂志000301 [摘要] 目的 研究碘缺乏与碘过多对大鼠甲状腺形态结构的影响。方法 将Wistar大鼠随机分为3组,适碘组(NI)、高碘组(HI)、低碘组(LI),观察喂养12周、24周大鼠甲状腺形态结构的变化,应用MIAS-2000型图像分析系统,对甲状腺滤泡及滤泡腔进行形态定量测定,获得5项体视学参数(平均体积、平均表面积、比表面积S/V、数密度Nv及球形因子SF)和1项截面积的定量参数。结果 低碘组大鼠甲状腺滤泡及滤泡腔的及SF均明显小于适碘组,而S/V和Nv明显大于适碘组,上皮细胞体积明显增大;高碘组滤泡在实验过程中无明显改变,而滤泡腔在实验的24周时均明显小于适碘组,上皮细胞体积增大。结论 碘缺乏导致大鼠甲状腺小滤泡增生性甲肿改变,而碘过多在实验中未形成甲肿,并随碘过多时间的延长,滤泡腔变小,上皮细胞增生。
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    [中图分类号] O163.44;Q451;Q954 [文献标识码] A

    [文章编号]1000-4955(2000)03-0161-03

    A quantitative morphological study on thyroid gland in rats of iodine deficiency and excess

    FANG Hui,CHEN Guan-yi,WANG Su-li,et al

    (Institute of Endocrinology,Tianjin Medical University,Tianjin 300070,China)

    [Abstract] Objective The experiment was designed to dtudy the affect of iodine deficiency and excess on thyroid morphology.Methods The rats were divided into three groups randomly,normal iodine group (NI,as a control),low iodine group (LI) and high iodine group (HI).Morphological observations and stereological analysis were performed by using routine histology method and MIAS-20000 image analysis system.A certain number of thyroid follicle,follicular cavities and epithelial cell were measured for the stereology parameters including mean volume (),mean surface (),specific suface (S/V),numerical density (Nv),and spherical factor(SF).Results The results showed that ,,SF in LI group were lower and Nv,S/V,volume of epithelial cells higher significantly than that in NI group.However,all parameters of follicle in HI group were no difference compared with NI group,but at 24 w the and SQ of follicular cavities were lower and the volume of epithelial higher markedly than those in control group.Conclusions Iodine deficiency caused typical small follicular goiter,and iodine excess didn't induce goiter in Wistar rats during our experiment.The follicular cavities became decreased,epithelial cells proliferated with high iodine prolonging.
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    [Key words] Iodine deficiency;Iodine excess;Rat thyroid;Stereology

    碘缺乏引起的甲状腺结构与功能的变化已在人和动物体内得到充分证实,但高碘对甲状腺结构功能的影响各家报道不一,其中甲状腺结构的研究多为定性观察。本实验利用低碘粮食喂养大鼠,饮用不同浓度的加碘水,制备出低碘、高碘动物模型,观察喂养12周和24周时甲状腺形态结构变化,应用MIAS-2000型图像分析系统,测量甲状腺滤泡、滤泡腔体视学指标,并进一步计算出平均上皮细胞所占滤泡体积比率,为深入探讨不同碘水平对甲状腺形态结构功能的影响提供定量数据。

    1 材料与方法

    1.1 实验动物及分组 选用断乳后1个月,体重为80~100g Wister大鼠,随机分为适碘组(对照组)、低碘组、高碘组,3组均食用由重度缺碘地区的粮食配制的饲料,适碘组饮用含KI为0.3μg/ml的去离子水,低碘组饮用去离子水,高碘组饮用含KI为30μg/ml的去离子水。
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    1.2 实验指标 在喂养的第12和24周时处死动物,每组5只,迅速取出甲状腺,清除周围组织,纵向切开置于10%中性甲醛液中固定,常规石蜡包埋,5μm厚连续切片,每间隔25μm(切5张)捞取1张切片,每只动物共取5张做观察测量用,常规HE染色,应用MIAS-2000型图像分析系统测量甲状腺滤泡及滤泡腔体视学指标。摄像时采用随机取样,连续移动,于每张切片上连续输入5张图像进行测量分析,这样每只动物要测量25张图像。

    1.3 数据统计 实验数据应用SPSS软件进行方差分析,F检验。各组间的均值比较采用S-N-K分析q检验,相对数比较采用卡方检验。

    2 实验结果

    2.1 甲状腺结构变化 适碘组甲状腺滤泡呈中等大小,上皮细胞呈立方或扁平状,滤泡腔内充满丰富的胶质。低碘组甲状腺滤泡明显变小,数量增多,滤泡腔变小,形状不规则,腔内胶质明显减少或缺如,上皮细胞增生肥大,上述改变随缺碘时间延长而明显。高碘组甲状腺在实验早期与对照组比较无明显改变,但24周时发现部分滤泡腔变小,上皮细胞有增生,呈立方或柱状。
, 百拇医药
    2.2 甲状腺体视学测量

    2.2.1 甲状腺滤泡的体视学测量:测量结果表明,在整个实验过程中,低碘组滤泡平均体积()、平均表面积()、球形因子(SF)均明显小于对照组,而比表面积(S/V)和数密度(Nv)明显高于对照组。高碘组在实验过程中上述指标无明显改变(表1,表2)。

    表1 12周大鼠甲状腺滤泡体视学测量结果(n=5) 分组×103(μm3)×103(μm3)
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    S/V(μm-1)

    Nv×103(mm-3)

    SF

    NIHI

    LI

    291.23±73.25

    287.50±37.73

    50.51±7.75**△△

    22.59±3.88

    22.31±2.00

    7.06±0.71**△△
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    77.91±6.47

    77.96±3.64

    141.38±8.21**△△

    1.55±0.36

    1.50±0.14

    6.68±1.00**△△

    0.82±0.02

    0.84±0.02

    0.81±0.02*△

    注:与NI比较*P<0.05,**P<0.01;与HI比较△P<0.05,△△P<0.01,以下各表相同表2 24周大鼠甲状腺滤泡体视学测量结果(n=5) 分组×103(μm3)×103(μm3)
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    S/V(μm-1)

    Nv×103(mm-3)

    SF

    NIHI

    LI

    299.94±55.66

    315.04±45.25

    40.98±13.00**△△

    21.45±3.09

    23.56±2.11

    6.17±1.34**△△
, 百拇医药
    79.51±5.63

    75.18±3.29

    154.74±16.26**△△

    1.78±0.44

    1.49±0.22

    9.49±2.72**△△

    0.83±0.02

    0.85±0.02

    0.79±0.01**△△

    2.2.2 甲状腺滤泡腔体视学测量:在整个实验过程中,低碘组甲状腺滤泡腔的、SF均明显小于对照组,Nv及S/V明显高于对照组;高碘组在12周时各指标均无明显变化,24周时明显小于对照组,Nv及SF明显高于对照组(表3,表4)。表3 12周大鼠甲状腺滤泡腔体视学测量结果(n=5) 分组×103(μm3)×103(μm3)
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    S/V(μm-1)

    Nv×103(mm-3)

    SF

    NI

    184.54±11.45

    16.40±2.26

    89.95±6.54

    1.80±0.40

    0.87±0.03

    HI

    170.67±34.24
, 百拇医药
    15.59±2.00

    94.42±6.69

    1.78±0.18

    0.86±0.04

    LI

    3.59±1.38**△△

    1.18±0.30**△△

    343.54±48.59**△△

    16.48±4.28**△△

    0.85±0.02**△△
, 百拇医药
    表4 24周大鼠甲状腺滤泡腔体视学测量结果(n=5) 分组×103(μm3)×103(μm3)

    S/V(μm-1)

    Nv×103(mm-3)

    SF

    NI

    185.54±39.01

    16.44±2.26
, 百拇医药
    90.14±6.21

    1.80±0.40

    0.87±0.03

    HI

    132.83±38.68**

    12.88±2.30**

    98.99±9.21

    2.56±0.50**

    0.91±0.03**

    LI

    2.13±0.76**△△
, 百拇医药
    0.87±0.23**△△

    422.45±37.28**△△

    25.87±7.40**△△

    0.77±0.09**△△

    2.2.3 甲状腺滤泡截面积测量结果:无论在12周还是24周,低碘组平均截面积明显小于适碘组,高碘组无明显变化;上述不同时间对各组甲状腺滤泡截面积大小进行频数分布分析时发现,低碘组小滤泡所占比例明显增加,但在24周时,高碘组截面积<4 000μm2所占比率低于对照组,而截面积大于4 000μm2的滤泡所占比率较对照组有增加的趋势(表5,表6)。

    表5 12周大鼠甲状腺滤泡截面积测量结果 分组
, 百拇医药
    n

    中位数(μm2)

    滤泡截面积(μm2)的频数分布(%)

    0~

    400~

    8000~

    12000~

    NI

    HI

    LI

    1087

    947
, 百拇医药
    836

    3081.87

    2926.19

    1061.20**△△

    64.58

    66.32

    99.90**△△

    28.85

    25.34

    0.10**△△

    7.08

    6.44
, http://www.100md.com
    0.00**△△

    2.48

    1.90

    0.00**△△

    表6 24周大鼠甲状腺滤泡截面积测量结果 分组

    n

    中位数(μm2)

    滤泡截面积(μm2)的频数分布(%)

    0~

    400~

    8000~
, 百拇医药
    12000~

    NIHI

    LI

    954

    881

    844

    2732.47

    2934.74

    895.201**△△

    69.60

    64.90

    99.80**△△
, 百拇医药
    22.60

    24.70

    0.20**△△

    5.90

    7.60

    0.00**△△

    1.90

    2.80

    0.00**△△

    2.2.4 甲状腺上皮细胞体积:高碘组在12周时与对照组无明显变化,24周滤泡上皮细胞所占滤泡体积明显增加;低碘组在实验过程中上皮细胞所占体积明显大于对照组,而且随缺碘时间的延长增大更加显著(表7)。表7 甲状腺滤泡上皮细胞所占滤泡体积比例% 分组
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    n

    12周

    24周

    NI

    5

    36.58±2.12

    31.67±1.20

    HI

    5

    40.99±5.00

    56.16±6.04**

    LI

, 百拇医药     5

    93.06±2.10**△△

    94.80±0.60**△△

    3 讨论

    本课题研究了碘缺乏和碘过多对Wistar大鼠甲状腺形态结构的影响,并应用MIAS-2000型图像分析系统,对甲状腺滤泡及滤泡腔以及上皮细胞进行定量分析。结果显示,低碘组滤泡、滤泡明显小于对照组,而Nv明显高于对照组,说明缺碘导致了甲状腺滤泡增生,但其滤泡体积及滤泡腔体积均变小,为小滤泡增生性甲肿的形态学改变。另外,代表物体形状变化的参数S/V和SF在低碘组表现为S/V增大及SF减小,表明低碘组甲状腺滤泡及滤泡腔不仅呈固缩的表现,而且形状不规则。
, 百拇医药
    高碘组在实验的12周滤泡及滤泡腔体视学参数与对照组比较均未见明显改变,但24周时发现滤泡腔明显小于对照组,上皮细胞体积增大,表明随高碘时间的延长,滤泡上皮细胞有增生,提示高碘组甲状腺有TSH刺激的征象,但高碘Wistar大鼠在24周时仍没有成胶质性甲肿,仅表现部分区域滤泡腔变小,上皮细胞增生肥大。作者曾对碘缺乏及碘过多Wistar大鼠甲状腺和垂体重量,血清、组织激素,尿、甲状腺组织碘水平进行了测定[1],发现高碘组甲状腺重量无明显增大,组织碘无明显增加,而尿碘显著升高,血清T4、T3呈下降趋势,甲状腺组织内T4明显降低,同时也发现,高碘大鼠Tg、TPOmRNA表达显著降低(待发表)。结合上述指标和体视学定量分析结果可以推测,高碘抑制了Wistar大鼠甲状腺激素的合成。这与体外人胚甲状腺细胞培养[2]以及大鼠甲状腺[3]Tg和TPO的转录水平所观察到的结果相一致。
, 百拇医药
    本实验证明,低碘可使Wistar大鼠甲状腺形成典型的小滤泡增生性甲状腺肿,而高碘未造成明显的甲肿,但随高碘时间的延长,甲状腺出现TSH刺激征象,提示高碘对Wistar大鼠甲状腺的影响与小鼠不同,可能是由于大鼠对高碘具有较强的适应能力。

    [基金来源]国家自然科学基金(39870682)

    [作者简介]房 辉(1964-),女,博士研究生

    [参考文献]

    [1] 房 辉,阎玉芹,陈祖培.碘缺乏与碘过多对大鼠甲肿形成及功能的影响[J].中国地方病防治杂志,1999,14(3):136.

    [2] 王 威,尹桂山,朱惠民.碘对体外培养人胚甲状腺细胞合成DNA蛋白质和甲状腺激素分泌的影响[J].中国地方病学杂志,1999,18(2):97.
, 百拇医药
    [3] Kouki Mori,Masuko Mori,Scott Stone,et al.Increased expression of tumor necrosis factor-a and decreased expression of thyroglobulin and throid peroxidase mRNA level in the thyroids of iodide treated BB/Wor rats[J].European Joumal of Endocrinology,1998,136:539-545.

    [收稿日期]1999-06-28

    [修订日期]1999-09-03, 百拇医药