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碘过量对脂代谢的影响及机制研究

赵立娜  
【摘要】: 碘是合成甲状腺激素所必需的微量元素。甲状腺激素在调节机体物质代谢和生长发育中发挥重要作用。适宜的碘营养水平是维持甲状腺正常功能的重要基础。碘缺乏病(IDD)曾在世界范围内流行并严重危害健康,长久以来人们一直致力于研究碘缺乏对人群健康的影响及其防治措施。在1991年世界卫生组织(WHO)和国际控制碘缺乏病理事会(ICCIDD)推荐:以普遍食盐加碘(USI)为主要策略以实现消除碘缺乏病的目标。随后,食盐加碘的政策得到了有效推广和实施,碘营养水平在世界范围内显著提高,碘缺乏病得到了有效的控制。然而在防治碘缺乏病达标的同时,在近些年国内外关于碘过量摄入引起的各种甲状腺疾病的发病增加的报道逐年增加。碘过量及其对健康的危害成为一项新的公共卫生问题。 目前碘过量的危害研究多集中于对甲状腺功能的影响,对甲状腺外机体其他系统的损伤的研究比较少。但是本课题组在进行碘过量危害的毒理学研究时,发现碘过量会引起大鼠小鼠血脂代谢紊乱;国外学者也有报道碘过量导致母鸡血胆固醇水平升高。另外,2009年国内首次报道高水碘与人群血脂异常存在流行病学关联。越来越多的证据提示,碘过量可能与人群血脂异常有关,而相关研究缺乏。据中国居民营养与健康状况调查报告显示,我国成人高脂血症的患病率18.8%,估计全国血脂异常现患人数达1.6亿。高脂血症是心脑血管疾病最重要的危险因素。心血管疾病是我国居民健康的头号杀手,我国每年由于心血管疾病所花费的医疗费用及劳动力损失逾2000亿元,给社会和家庭造成沉重的负担。因此,除了近年来随着我国经济的快速发展,居民生活水平的不断提高,膳食模式西方化趋势明显,导致我国居民血脂异常患病率显著升高外,碘过量与血脂异常的关系值得高度关注和深入研究。 本研究结合动物学实验研究和人群流行病学调查,建立不同膳食模式下的碘过量动物模型,深入研究碘过量对血脂代谢影响的时间剂量效应及其机理;调查深圳市居民碘营养水平及血脂异常患病率,初步探索碘营养水平是否与血脂异常存在流行病学相关;开展问卷调查,对血脂异常的影响因素进行细致量化收集,采用多因素Logistic回归分析碘营养水平是否为血脂异常的影响因素。当前,我国面临食盐加碘政策的调整,本研究的开展为全面认识碘过量的危害,并为制定科学合理的碘营养政策提供理论依据。现将结果报告如下: 目的:建立碘过量小鼠动物模型,系统地观察碘过量致小鼠血脂代谢紊乱的特点及时间效应、剂量效应关系。观察碘过量对机体的氧化/抗氧化平衡、甲状腺功能、甲状腺激素代谢的影响、以及对肝脏甲状腺激素受体TRpl和肝脏脂代谢相关基因表达的影响,深入探讨碘过量所致小鼠脂代谢紊乱的机制。 方法:刚断乳的清洁级雌性BABL/C小鼠100只,体重10-13g。按体重随机分为10组(10只/组)。其中6组分别给予不同剂量的碘(0、300μg/L、600μg/L、1200μg/L、2400μg/L、4800μg/L)喂养一月;2组分别给予0、1200μg/L喂养三月;2组分别给与0、1200μg/L喂养六月。检测血脂、血甲状腺激素水平、氧化、抗氧化水平、脱碘酶1(D1)的活性;测定肝脏甲状腺激素受体TRpl和脂代谢相关基因LDLR、SR-BI的表达水平。 结果:①本实验结果表明,碘过量摄入导致小鼠血清总胆固醇水平、低密度脂蛋白胆固醇水平升高并呈剂量时间效应。②碘过量摄入导致甲状腺发生胶质潴留甲状腺肿的病理改变。随着碘剂量的增加,甲状腺滤泡增大。③碘过量摄入降低血清、肝脏的总抗氧化能力,并升高MDA水平,并呈剂量和时间效应。血清和肝脏的MDA水平与碘剂量呈显著正相关,当碘剂量达到2400μg/L时显著升高。1200μg/L摄入3、6月时MDA水平显著升高。在本实验条件下,血清甲状腺激素(TT4、TT3、TSH)水平无显著性改变;肝脏脱碘酶活性未发生显著性改变。④碘过量剂量依赖性和时间依赖性的摄入下调肝脏TRβ1和LDLR表达水平。与对照组相比,在2400μg/L和4800μg/L碘剂量组TRβ1和LDLR显著性降低,并与碘剂量显著性相关(LDLR:r=-0.748,0.01;TRβ1:r=-0.847,P0.01);与对照组相比,1200μg/L碘摄入1月TRβ1、LDLR表达水平无显著变化,当摄入时间≥3月时TRβ1、LDLR表达水平显著性降低。 结论:本研究发现碘过量导致小鼠血清总胆固醇水平、低密度脂蛋白胆固醇水平升高,并呈剂量时间效应。在本实验条件下,甲状腺激素未发生改变时,血脂水平已发生改变,提示在碘过量摄入时,血脂的改变可能比甲状腺激素的改变更为敏感。肝脏TRpl和LDLR表达水平降低可能是碘过量导致血胆固醇升高的重要分子机制。 目的:建立碘过量联合高脂膳食小鼠动物模型,系统地观察在高脂膳食模式下,碘过量对小鼠血脂代谢影响的特点及时间、剂量效应关系。观察碘过量联合高脂膳食对机体的氧化/抗氧化平衡、甲状腺功能、甲状腺激素代谢的影响、以及对肝脏脂代谢相关基因表达的影响,进一步探讨碘过量联合高脂膳食对血脂代谢影响的机制。 方法:动物分组与碘剂量设置与第一部分相同。小鼠自由饮水、摄食。饲料为本实验室配制的高脂饲料。指标的检测方法与第一部分相同。 结果:①各碘过量联合高脂膳食组甲状腺出现胶质性甲状腺肿的改变,高剂量碘组动物甲状腺受损严重,出现了滤泡融合。高脂联合1200μg/L随时间的延长,甲状腺受损严重,出现了滤泡融合,部分滤泡破裂。②与正常饲料对照组相比,高脂饲料对照组氧化应激增加,高碘联合高脂膳食组,随着碘剂量的增加,机体氧化应激加剧。碘过量联合高脂膳食对机体氧化损伤具有协同作用。长期碘过量联合高脂膳食摄入降低小鼠SOD和GSH-Px活性,而升高MDA水平。③与高脂膳食对照组相比,高脂膳食联合碘剂量≤4800μg/L摄入1个月,小鼠血清中甲状腺激素、血脂水平未发生显著改变。1200μg/L联合高脂膳食≥3月时,小鼠血清中甲状腺激素改变表现为:总甲状腺激素(TT4)、总三碘甲状腺原氨酸(TT3)升高,促甲状腺激素(TSH)降低。血脂代谢改变的主要表现为:血清中总胆固醇、总甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇水平显著性降低。④与高脂膳食对照组相比,高脂膳食联合碘剂量≤4800μg/L摄入1个月,LDLR和SR-BI表达无显著改变。1200μg/L碘联合高脂膳食摄入一个月对LDLR和SR-BI表达无影响,随着时间的延长,当摄入3个月和6个月时,LDLR表达显著升高,并与TT3水平和血脂变化一致。 结论:长期碘过量联合高脂膳食,加剧机体氧化应激水平造成甲状腺损伤,导致甲状腺激素代谢紊乱(总甲状腺激素、总三碘甲状腺原氨酸升高,促甲状腺激素降低),继而引起血脂代谢改变(血清中总胆固醇、总甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇水平降低)。LDLR表达水平的升高可能是碘过量联合高脂膳食引起血脂代谢变化的分子机制。 目的:调查深圳市居民尿碘水平和血脂异常患病率,比较不同碘营养水平居民的血脂异常率,初步探索不同碘营养水平是否与血脂异常存在流行病学关联。开展问卷调查,对血脂异常的影响因素进行细致量化收集,采用多因素Logistic回归分析碘营养水平是否为血脂异常的影响因素。 方法:采取多级抽样的方法,随机抽取深圳市30岁以上326人作为调查对象。本次调查研究包括问卷调查(收集调查对象一般情况和各种食物的消费频率和消费量及身体活动情况等信息)、人体测量学指标测量(测量所有调查对象的身高、体重、腰围和血压)和实验室检测(采集所有调查对象的清晨空腹血液样本和清晨中段尿,测定空腹血糖,血脂以及尿碘水平)三部分内容。 结果:①本次抽样调查获得样本中,居民血脂异常患病率为33.72%,其中男性为39.02%,女性为31.28%。不同年龄血脂异常患病率差异显著,60-70岁年龄组血脂异常患病率最高为53.13%。②本次抽样调查获得样本总体尿碘中位数167.7μg/L。个体尿碘水平差异较大,尿碘最高者达到1705.5μg/L,尿碘最低为12μg/L。尿碘水平300μg/L者占15.64%;尿碘水平200-300μg/L之间者占45.09%;③相关性分析表明,在尿碘水平200μg/L时,高密度脂蛋白胆固醇异常降低与尿碘表现出线性负相关(rs=-0.164,p=0.031);在尿碘水平300μg/L时,高密度脂蛋白胆固醇异常降低与尿碘表现出线性正相关(rs=0.246,p=0.013)。其他血脂指标与尿碘无显著相关性。④多因素Logistic回归分析表明:年龄60为血脂异常保护因素;高血糖、腹部肥胖为血脂异常危险因素。尿碘对血脂异常无显著性影响。 结论:深圳市居民血脂异常患病率较高,血脂异常防治工作十分迫切。深圳市居民尿碘水平在200μg/L以上的百分比较高,易引起碘过量的危害。本研究首次发现碘营养水平与HDL-C异常之间可能存在U型关系。尿碘水平在200-300μg/L之间时,血脂HDL-C异常的患病率最低,在尿碘水平200μg/L或300μg/L增加HDL-C异常的风险。碘营养水平是否为血脂异常的影响因素需要在大样本流行病学调查的基础上进一步研究。


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