甲狀腺功能減退大鼠腎臟形態及體視學研究

張云芬，房 輝，馬青松，郭詠莉

（1.河北省遷安市中醫醫院內分泌科，河北遷安064000；2.河北省唐山市工人醫院內分泌科，河北唐山063000）

甲狀腺功能減退大鼠腎臟形態及體視學研究

張云芬1，房 輝2，馬青松1，郭詠莉1

（1.河北省遷安市中醫醫院內分泌科，河北遷安064000；2.河北省唐山市工人醫院內分泌科，河北唐山063000）

目的研究甲狀腺功能減退癥（甲減）大鼠腎臟形態及體視學變化，探討甲狀腺激素水平對腎臟的影響。方法Wistar大鼠隨機分為2組，甲減組和對照組，2組大鼠通過不同碘含量飲食復制甲減動物模型，進行腎臟形態定量學觀察。結果與對照組比較，甲減組總甲狀腺素、游離甲狀腺素、總三碘甲狀腺原氨酸、游離三碘甲狀腺原氨酸均顯著下降（P＜0.01）；大鼠體質量及腎質量明顯減輕（P＜0.05）；腎小球、腎小管基底膜增厚；腎小球平均面積和平均體積著降低（P＜0.05）；腎小球內代表系膜基質含量的PAS陽性物質積分光密度值顯著增高（P＜0.01）。結論甲減可導致Wistar大鼠腎小球、腎小管基底膜增厚；腎小球萎縮、PAS陽性物質增多。

甲狀腺功能減退癥；腎臟；大鼠

甲狀腺功能減退癥（簡稱甲減）是一種較為常見的內分泌疾病。甲狀腺激素分泌減少可影響機體各系統。甲減導致的皮膚、心血管、神經肌肉等損傷的研究較多，而甲減時合并的腎功能損害報道甚少。1978年Jordan等［1］首先報道甲狀腺功能低下相關性腎病綜合征1例。甲狀腺激素減少引起腎臟功能和結構改變的確切機制尚不清楚。因此，甲狀腺激素對腎臟系統的影響已成為目前研究的焦點問題［2］。本研究觀察甲減大鼠腎臟組織形態學改變，并對腎臟進行定量分析，旨在探討甲狀腺激素對腎臟形態及體視學的影響。

1 資料與方法

1.1 復制動物模型：取斷乳1個月、體質量120～140g Wistar大鼠（天津市實驗動物中心飼養，合格證書編號0049073）20只，雌雄各半，隨機分為甲減組和對照組。甲減組食用低碘地區糧食制成的低碘飼料（碘含量＜50g/kg），對照組食用正常鼠料（碘含量300g/kg），甲減組飲用去離子水，對照組飲用自來水，喂養24周，測定2組甲狀腺激素水平。

1.2 測定腎臟的絕對及相對質量：每只實驗動物處死前稱體質量，處死后迅速取出右側腎臟，冷鹽水灌洗，濾紙拭干，稱全腎質量，此為腎臟的絕對質量；一側腎臟的質量與大鼠體質量的比值為相對質量。

1.3 腎臟的形態學觀察：腎組織置10％福爾馬林中固定，石臘包埋，切片厚3μm分別進行HE、PAS染色觀察腎小球系膜及基底膜的改變。

1.4 腎臟的形態定量分析：取右側腎組織置10％福爾馬林中固定，石臘包埋，切片厚5μm，常規HE染色，用VIDSⅢ型半自動圖像分析儀，選擇正切的腎小球測定腎小球面積和體積，每張切片測定20個腎小球，取平均值。用TJTY-300型醫用圖像處理系統在灰度207，放大10倍條件下測腎小球一定面積（3100.94μm2）內PAS陽性物質積分光密度（integral optical density，IOD），每張PAS染色切片測10個腎小球，取平均值。

1.5 統計學方法：應用SPSS 19.0統計軟件包進行數據分析，計量資料以±s表示，組間比較采用t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 甲狀腺激素比較：與對照組比較，甲減組大鼠甲減組總甲狀腺素（total thyroxine，TT4）、游離腎甲狀腺素（free thyroxine，FT4）、總三碘甲狀腺原氨酸（total triiodothyronine，TT3）、游離三碘甲狀腺原氨酸（free triiodothyronine，FT3）均顯著下降（P＜0.01），TSH明顯升高（P＜0.01），甲減模型復制成功，見表1。

表1 2組甲狀腺激素水平比較Table 1 The levels of serum thyroid hormone in two groups

2.2 體質量和腎臟質量：與對照組比較，甲減組大鼠體質量減低，腎臟的絕對及相對質量減輕，腎臟萎縮，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 2組大鼠體質量和腎質量比較Table 2 The weight of the body and right kidney in two groups

2.3 腎臟形態學改變：與對照組比較，甲減組大鼠腎小球、腎小管基底膜增厚（圖1A，B）。

圖1 腎小球HE染色（HE×400）A.正常大鼠腎小球；B.甲減大鼠腎小球Figure1 Lightmicroscopic structure of glomeruli（HE×400）A.glomerulus of nomal rats；B.glomerulus of hypothyroid rats

2.4 形態定量學結果：與對照組比較，甲減組腎小球平均面積和平均體積顯著降低（P＜0.05），腎小球內代表系膜基質含量的PAS陽性物質IOD值顯著增高（P＜0.01），見表3。

表3 2組腎小球形態定量學比較Table 3 The average glom erular area，volume and IOD in two groups

3 討 論

甲狀腺激素紊亂對腎臟的功能有重要影響［3－4］，腎臟不僅僅是甲狀腺激素代謝和清除的重要場所，也是其作用的主要靶器官。甲狀腺激素是維持腎臟生長和發育的重要激素，甲減可導致腎小球和腎小管功能改變、電解質紊亂，而且常伴有腎小球濾過率下降、低鈉血癥和水排泄功能障礙，嚴重時可導致腎衰竭［5－7］。

甲減可引起腎臟的結構改變［8］，病理類型主要為膜性腎病［9］。已有文獻［10］報道，激素不足可致腎臟質量和體積下降，腎臟皮質和髓質外側變薄；腎間質和腎小球中有酸性和中性多糖的沉積；鈣鹽在上皮細胞沉積，以遠段腎小管最明顯；腎小球內有脂質沉積，腎小管細胞漿內有含鐵血黃素的蓄積。

體視學是由二維結構信息定量推論三維結構信息的科學，是一門介于形態學與數學統計學之間的新興邊緣學科。簡單地說，體視學是關于三維結構定量分析的學科。通過應用體視學對組織結構的二維定量，推導出組織結構的三維結構。體視學的應用研究方面在我國開展得非常活躍，應用范圍幾乎覆蓋了所有生物形態學領域。

本研究通過低碘飲食復制甲減動物模型，在模型復制成功的基礎上應用形態學研究了甲減腎臟的結構改變，并采用形態定量及體視學測定甲減大鼠腎小球面積、體積的變化。結果證實，甲減可致大鼠腎臟萎縮，腎小球、腎小管基底膜增厚，系膜基質增多。

甲減大鼠腎臟絕對及相對質量明顯降低，腎小球平均面積、體積減小，可能與甲減的低代謝狀態密切相關［11］。本研究甲減組大鼠腎小球系膜基質增多，系膜區擴大；腎小球內代表系膜基質含量的PAS陽性物質IOD值顯著增高。提示腎小球內可能存在黏多糖的沉積，脂質異常可能參與甲減腎病的發生［12］。腎小球、腎小管基底膜增厚。其發生機制可能與免疫損傷和氧化應激相關。甲減狀態下，脂質過氧化增強［13］，腎小球毛細血管基底膜磷脂在氧自由基攻擊下發生脂質過氧化，可使腎小球通透性增加，從而使血漿蛋白易于通過內皮細胞而沉積于腎小球基底膜，致基底膜增厚。近端腎小管有細胞毒性的脂質過氧化物的升高可能是引起近端腎小管重吸收白蛋白減少及白蛋白排泄增加、基底膜增厚的重要機制。同時，免疫復合物的沉積可加重腎小球、腎小管基底膜增厚。

國內對甲減性腎病的重視不夠，其機制尚不完全明了，腎臟損傷已成為甲減全身性疾病的一部分，甲減狀態下，腎臟功能的改變與結構變化密切相關［14］，對甲減腎臟形態學研究將為其診斷與治療提出新的思路。

［1］JORDAN SC，JOHNSTON WH，BERGSTEIN JM.Immune complex glomerulonephritismediated by thyroid antigen［J］.Arch Pathol Lab Med，1978，102（1）：530－532.

［2］VARGAS F，MORENO JM，RODRIGUEZ-GOMEZ I，et al.Vascular and renal function in experimental thyroid disorders［J］.Controlr JEndocrinol，2006，154（2）：197－212.

［3］SEGARRA AB，RAMíREZM，BANEGAS I.Influence of thy，roid disorders on kidney angiotensinase activity［J］.Horm Metab Res，2006，38（1）：48－52.

［4］OZMEN B，OZMEN D，PARILDAR Z，et al.Impact of renal function or folate status on altered plasma homocysteine levels in hypo thyroidism［J］.Endocr J，2006，53（1）：119－124.

［5］ELGADIA，VERBOVSZKIP，MAICUSC，etal.Long-term effects of primiay hypothyroidism on renal function in children［J］.Pediatr，2008，152（6）：860－864.

［6］IGLESIAS P，DFEZ JJ.Thyroid dysfunction and kidney disease［J］.Controlr JEndocrinol，2009，160（4）：503－515.

［7］LIAKOPOULOS V，DOVAS S，SIMOPOULOU T，et al.Acute renal failure：a rare presentation of hypothyroidism［J］.Ren Fail，2009，31（4）：323－326.

［8］SCHMITT R，KAHL T，MUTIG K，et al.Selectively reduced expression of thick ascending limb Tamm-Horsfall protein in HT thyroid kidneys［J］.Histochem Cell Biol，2004，121（4）：319－327.

［9］GRCEVSKA L，POLENAKOVIC M，PETRUSEVSKA G.Membranous nephropathy associated with thyroid disorders［J］.Nephron，2000，86（4）：534－535.

［10］SOKKAR SM，SOROR AH，AHMED YF，et al.Pathological and biochemical studies on experimental hypothyroidism in growing lambs［J］.JVet Med B Infect Dis Vet Public Health，2000，47（9）：641－652.

［11］HERAS M，FERNáNDEZ-REYES MJ，ALVAREZ-UDE F.Changes in renal function caused by primary autoimmune hypothyroidism reversible with levothyroxine［J］.Nefrologia，2006，26（4）：508－509.

［12］NIKOLAEVA AV，PIMENOV LT.Lipid metabolism and functional status of the kidney in hypothyroid patients depending on the phase of disease［J］.Ter Arkh，2002，74（10）：20－23.

［13］許靜.張云芬.張雅中，等.缺碘致甲狀腺功能減退大鼠腎臟抗氧化能力降低［J］.基礎醫學與臨床雜志，2010，30（4）：374－377.

［14］KREISMAN SH，HENNESSEY JV.Consistent reversible elevations of serum creatinine levels in severe hypothyroidism［J］.Arch Intern Med，1999，159（1）：79－82.

（本文編輯：劉斯靜）

THE MORPHOLOGY AND STEREOLOGY STUDY OF K IDNEY IN HYPOTHYROID RATS

ZHANG Yunfen1，FANG Hui2，MA Qingsong1，GUO Yongli1
（1.Department of Endocrinololy，Qian′an Traditional Chinese Medicine Hospital，Tangshan 064000，China；2.Department of Endocrinololy，Tangshan Worker＇s Hospital，Tangshan 063000，China）

hypothyroid；kidney；rats

R581.2

A

1007-3205（2013）04-0381-03

2012－07－03；

2012－08－20

張云芬（1978－），女，河北唐山人，河北省遷安市中醫醫院主治醫師，醫學碩士，從事內分泌與代謝疾病診治研究。

10.3969/j.issn.1007-3205.2013.04.004

【關鍵詞】ABSTRACT：ObjectiveTo study themorphology and stereology changes of kidney in hypothyroid rat.To approach the effect of thyroid hormone to kidney.M ethodsWistar rats were randomly divided into 2 groups as control group and hypothyroid group.The rats of hypothroid group were fed with different indine diet to duplicate hypothyroidism animal model.The morphometric parameters change of kidney were observed by routine histology method.ResultsCompared with the control group，serum free triiodothyronine，free thyroxine，total triiodothyronine and total thyroxine were markedly lower in hypothyroid group（P＜0.01）.The body weight and kidney weight diminished markedly（P＜0.05）.The basal membrane of glomerulus and renal tubule of periodic were markedly thicker.The mean glomerular area and volume diminished markedly（P＜0.05）.The integral optical density（IOD）value acid-shiff reaction（PAS）positivematerialwhich stand for the content ofmesangialmatrix was increased significantly（P＜0.01）.Conclusion Hypothyroidism can lead to the thickening of glomerular and tubular basementmembrane，glomerular atrophy，and increase of PAS-positivematerial in Wistar rats.