龔建瑜，陳雪梅，常銳碧，張建博，韓春妮，范 源

不同碘劑對131I輻射致甲減大鼠抗氧化能力與食鹽加碘安全性的研究

龔建瑜1，陳雪梅1，常銳碧1，張建博1，韓春妮1，范 源2

目的 分析131I輻射導致SD大鼠甲減后，碘化鉀、碘酸鉀對大鼠抗氧化能力的影響，探討不同劑型碘鹽食用的安全性。方法 3月齡健康雄性SD大鼠43只，隨機分為5組：空白對照組7只、對照組9只、甲狀腺片組(優(yōu)甲樂組)9只、碘化鉀組9只、碘酸鉀組9只。除空白對照組外，其余4組均給予131I灌胃2周建立甲狀腺功能減退大鼠模型。其后，空白對照組、對照組給予生理鹽水，其他組給予相應的藥物。4周后測定大鼠血清中游離三碘甲狀腺原氨酸(FT3)、游離甲狀腺素(FT4)、促甲狀腺激(TSH)水平，同時測定血液中谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)、超氧化物歧化酶(SOD)以及過氧化氫酶(CAT)含量。結果 與對照組相比，甲狀腺片組、碘化鉀組、碘酸鉀組GSH-Px水平均顯著升高(均P<0.05)；甲狀腺片組、碘化鉀組SOD水平均顯著降低(均P<0.05)，而碘酸鉀組CAT 水平顯著升高(P<0.05)。結論 碘化鉀與甲狀腺片均能減輕131I輻射甲狀腺功能減退的氧化損傷；與碘酸鉀相比，碘化鉀能提高甲狀腺組織抗氧化能力，提示碘化鉀作為主要補碘制劑運用于食鹽安全性較高。

131I；甲狀腺功能減退；碘化鉀；碘酸鉀；抗氧化

131I治療甲狀腺功能亢進方法簡便、安全、經(jīng)濟、療效好及復發(fā)率低，被很多患者及醫(yī)師接受。131I衰變?yōu)?31Xe時放出β射線，使甲狀腺組織產(chǎn)生炎癥、萎縮，直至功能喪失等變化而達到治療目的。甲狀腺功能減退是131I治療甲亢后最常見也是最嚴重的并發(fā)癥，主要原因為輻射產(chǎn)生的自由基原發(fā)性與繼發(fā)性損害甲狀腺組織的綜合作用結果，自由基的大量生成可導致細胞損傷、突變、癌癥以及衰老等生物過程[1]。碘是合成人體或者動物體內甲狀腺激素的最基本元素。碘的生理功能主要有促進生物氧化、調節(jié)蛋白質合成分解、調節(jié)糖和脂肪代謝、調節(jié)水鹽代謝、促進生長發(fā)育等。缺碘會影響甲狀腺，導致一系列甲狀腺疾病[2-4]，適當補碘可增強抗氧化能力和增強甲狀腺功能。碘化鉀(potassium iodide,KI)和碘酸鉀(potassium iodate,KIO3)作為主要的補碘制劑，有著不同的化學性質和生物效應。2002年法國食品安全機構發(fā)現(xiàn)碘酸鉀代替碘化鉀作為主要的補碘制劑出現(xiàn)了問題。Bürgi等[5]綜述了1941～2000年50多篇文獻，也重申了碘酸鉀鹽的安全性。隨著科學研究的不斷深入，關于加碘劑型的爭議日益增大。本研究用131I甲狀腺功能減退模型分析碘化鉀、碘酸鉀對大鼠抗氧化能力與不同食用性碘鹽的安全性，報道如下。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 清潔級雄性SD大鼠43只，體質量(220±20)g(合格證：0003429，許可證：scxk(川)2013-24)，所有動物購回后適應性喂養(yǎng)1周，采用普通飼料，自來水喂養(yǎng)，無不良反應。

1.2 藥物與試劑 左甲狀腺素納片(Merck KgaA，德國，證號：H20100524)；碘化鈉(Na131I)制備液購自云南省第一人民醫(yī)院；游離三碘甲狀腺原氨酸(free triiodothyronine,FT3)、游離甲狀腺素(free throxine,FT4)、促甲狀腺激(thyrotrophic hormone,TSH)試劑盒均購自上海酶聯(lián)生物科技有限公司(批號：201409)。

1.3 實驗儀器 352型酶標儀(Labsystems Multiskan MS，芬蘭)；AC8洗板機(Thermo Labsystems，芬蘭)。

1.4 藥物制備 Na131I制備液：將131I混于0.9%生理鹽水中制成。左甲狀腺素鈉制備液：左甲狀腺素鈉片研碎，按藥物∶動物(18 μg∶1 kg)的比例稱取，用生理鹽水配成混懸液。碘化鉀制備液按藥物∶動物(230 μg∶1 kg)的比例稱取，用生理鹽水配成混懸液。碘酸鉀制備液按藥物∶動物(230 μg∶1 kg)的比例稱取，用生理鹽水配成混懸液。

1.5 動物分組與造模 適應性喂養(yǎng)1周后，將43只大鼠隨機分成5組，空白對照組(n=7，本實驗初選空白對照組9只，實驗開始前死亡2只，故移除)、對照組(n=9)、甲狀腺片組(n=9)、碘化鉀組(n=9)、碘酸鉀組(n=9)。造模組(對照組、甲狀腺片組、碘化鉀組、碘酸鉀組)均灌胃Na131I溶液1 mL·100 g-1，空白對照組大鼠給予等體積生理鹽水，每日1次連續(xù)2周后，由大鼠目眥取血1.5 mL，離心分離血清檢測FT3、FT4、TSH。

1.6 各組給藥 造模成功后，各組分別連續(xù)給予相應藥物4周，每3 d稱重以調整給藥量，各組給藥量具體如下：空白對照組、對照組按1 mL·100 g-1劑量，每日給予生理鹽水1次；甲狀腺片組：左甲狀腺素納制備液(10 μg·kg-1)； 碘化鉀組：給予碘化鉀制備液(230 μg·kg-1)；碘酸鉀組給予碘酸鉀制備液(230 μg·kg-1)。

1.7 生化檢測 給藥治療4周后，將各組大鼠禁食、不禁水12 h，由大鼠目眥取血1.5 mL，離心，取血清，分別用以檢測甲狀腺功能TSH、FT3、FT4，用放射免疫法檢測血清FT3、FT4，用雙抗夾心法檢測TSH水平。

1.8 抗氧化能力檢測 給藥治療4周后，將各組實驗大鼠禁食不禁水12 h，由大鼠目眥取血1.5 mL，離心，取血清，分別用化學發(fā)光法、比色測定法、鉬酸銨顯色法測定超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、過氧化物酶(catalase,CAT)的含量。

2 結果

2.1 空白對照組與造模組大鼠甲狀腺功能比較 與空白對照組相比，對照組大鼠飲食及飲水減少，體質量減少，甲狀腺功能減退組大鼠隨著病程的進展甲狀腺功能減退，大鼠體質量逐漸減輕。血清FT3、FT4降低及TSH升高。造模2周后與空白對照組比較，甲狀腺功能減退模型組大鼠血清FT3、FT4顯著下降，TSH明顯升高，說明大鼠出現(xiàn)131I所致的甲狀腺功能低下，造模成功，見表1。

表1 空白對照組與甲狀腺功能減退模型組比較(±s)

2.2 給藥4周后大鼠甲狀腺功能指標比較 與對照組相比甲狀腺片組、碘化鉀組、碘酸鉀組GSH-Px水平均上升，差異有統(tǒng)計學意義(均P<0.05)；與對照組相比甲狀腺片組、碘化鉀組CAT均無明顯變化，而碘酸鉀組明顯上升，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；與對照組相比甲狀腺片組、碘化鉀組SOD水平明顯下降，差異有統(tǒng)計學意義(均P<0.05)，碘酸鉀組無明顯變化，見表2。

表2 各組大鼠甲狀腺功能指標比較(±s) U·mL-1

注：SOD：超氧化物歧化酶；GSH-Px：谷胱甘肽過氧化物酶；CAT：過氧化物酶。

3 討論

食鹽加碘是迄今為止消除碘缺乏病滿足正常人生理功能需要的最佳戰(zhàn)略。碘化鉀易被氧化成碘或者被蒸發(fā)散失[5]，碘酸鉀化學性質穩(wěn)定，有便于加工、運輸、儲存，不易潮解流失的優(yōu)點，在發(fā)展中國家得到了廣泛應用[6]。碘化鉀的生物利用度高于碘酸鉀，且在含碘的植物中碘化鉀的作用強于碘酸鉀[7-9]。甲狀腺激素中含的碘為負一價的碘離子，當?shù)馑岣?價的碘離子攝入體內，不能直接參與合成甲狀腺激素，它先要奪取相關組織的6個電子，才能合成甲狀腺激素，發(fā)揮補碘作用[10]。在此過程中體內代謝需消耗GSH等含巰基的還原劑，有可能使體內氧化和抗氧化平衡失調，導致一系列自由基反應加劇，在補碘的同時也產(chǎn)生氧化損傷。國外研究發(fā)現(xiàn)，在實驗研究中碘酸鉀基因毒性的影響無法顯示[11]，也不能改善甲狀腺組織脂質過氧化損傷程度[12]。因此部分研究人員對于碘酸鉀作為主要補碘制劑產(chǎn)生質疑。

正常狀態(tài)下，甲狀腺機能受到兩種機制的調節(jié)，即下丘腦—垂體腺軸的調節(jié)和甲狀腺素的調節(jié)。碘、Fe2+、H2O2也會影響氧化還原平衡[13]，是合成甲狀腺激素的必需微量元素[14]。研究發(fā)現(xiàn)，細胞內的碘含量超過10-3M會阻礙甲狀腺素合成[15]，這一反應被稱為午—蔡二式效應。甲狀腺中碘過量這一效應對DNA、脂類、蛋白質等大分子物質存在潛在的毒性[13]，可引起甲狀腺功能減退。甲狀腺功能減退會導致抗氧化酶合成降低[16]，造成自由基冗余引起氧化損傷。有研究發(fā)現(xiàn)不論適量還是大劑量碘酸鉀均比同劑量的碘化鉀對機體的氧化損傷更加顯著[17-19]。SOD、GSH-Px、CAT作為機體最主要的抗氧化酶可及時清除自由基，降低對生物膜的攻擊，減少氧化損傷。碘化鉀和碘酸鉀作為主要的強化鹽，存在潛在的毒性，酸鉀鹽的安全性受到了質疑。于志恒等[20]研究報道使用碘酸鉀時，人群尿碘升高到300 μg·L-1，甲狀腺腫大比例隨之上升；而不使用碘酸鉀時尿碘升高至400 μg·L-1，甲狀腺腫大比例下降，只有尿碘升高到800 μg·L-1，甲狀腺腫大比例才會升高，顯示甲狀腺對碘酸鉀鹽耐受性不高。

本實驗表明131I輻射后甲狀腺機能減退后補充碘劑后與對照組相比，其他給藥組血清中SOD、GSH-Px、CAT水平均上升。說明補充碘劑后，甲狀腺功能和抗氧化能力得到一定的恢復。其中，優(yōu)甲樂組與碘化鉀組SOD、GSH-Px、CAT水平上升明顯(均P<0.05)，而碘酸鉀組變化不明顯。使用同劑量的碘化鉀和碘酸鉀，碘化鉀組甲狀腺抗氧化物酶水平升高，碘酸鉀對甲狀腺組織的抗氧化損傷無明顯的改善作用。造成這一結果的影響因素很多，首先可能是由于碘化鉀與碘酸鉀化學性質不同，I-只需要一步就氧化成I2；而IO3-則需要先氧化成I-再氧化成I2。這一過程需要更多的時間和能量，氧化損傷程度更深；其次無機碘能中和H2O2，阻止其在芬頓反應中分解成OH-，進一步減弱氧化損傷；也可能I-在線粒體水平上通過氧化或過氧化過程直接影響抗腫瘤作用[21]。除此之外，碘酸鉀屬于鹵化鹽，本身存在毒性[5]。

綜上分析，碘化鉀與甲狀腺片均能減輕131I輻射甲狀腺功能減退的氧化損傷。與碘酸鉀相比，碘化鉀能提高甲狀腺組織抗氧化能力，提示碘化鉀作為主要補碘制劑運用于食鹽安全性較高。

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Effects of Different Iodine on Antioxidative Ability of Hypothyroidism Rats Irradiated by131I and the Safety of Salt Iodization

GONG Jian-yu1, CHEN Xue-mei1, CHANG Rui-bi1, ZHANG Jian-bo1, HAN Chun-ni1, FAN Yuan2

(1.Yunnan University of Traditional Chinese Medicine,Kunming 650500,China; 2. First Affiliated Hospital of Yunnan University of Traditional Chinese Medicine,Kunming 650500,China)

ObjectiveTo analyze the security of different idodine salt according to antioxidative capacity of SD rat with hypothyroidism by131I radiation.MethodsForty three healthy SD rats(3 months old) were randomly divided into five groups: blank control group(7), conditional group(9), thyroid tablets group(9), potassium iodide group(9) and potassium iodate group(9). In addition to the blank control group, the other groups were given solution1311 orally for two weeks to obtain the model of hypothyroidism rat. Blank control group and conditional control group were given normal saline; the other groups were given the related drugs. The levels of free triiodothyronine(FT3), free thyroxine(FT4), thyroid stimulating bowel (TSH), glutathione peroxidase (GPx), superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) in rat serum were detected after 4 weeks.ResultsCompared with control groups, the thyroid tablets group, potassium iodide group and potassium iodate group show a high level of GSH-Px (allP<0.05), and the thyroid tablets group and potassium iodide group show a low level of SOD (allP<0.05); the serum level of CAT increased in potassium iodate group (P<0.05).ConclusionThe potassium iodide and thyroid tablets could reduce the oxidative damage of hypothyroidism by131I radiation. Compared with potassium iodate, potassium iodide can increase the antioxidative capacity of thyroid tissue, which means potassium iodide had more security as salt iodization.

131I；hypothyroidism；potassium iodide；potassium iodate；antioxidants

1672-688X(2017)01-0007-04

10.15926/j.cnki.issn1672-688x.2017.01.003

云南省科技計劃項目(2015-2-H-01365)

2016-11-15

1.云南中醫(yī)學院，云南昆明 650500 2.云南中醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院，云南昆明 650500

龔建瑜(1991—)，女，云南玉溪人，從事中藥藥理及應用研究。

范源，男，教授，E-mail:1647904799@qq.com

R581;R817.8

A