چکیده:

به دلیل افزایش کلی توده سلول قرمز و نیاز جنین، بدن مادر در دوران بارداری بیش از هر زمان دیگری به آهن نیاز دارد. آزمون های قبلی در زنان غیر باردار نشان داد که فقر آهن (iron deficiency (ID می تواند سبب کاهش میزان تیروکسین و تریودوتیرونین شود، بنابراین فرض ما بر این است که کم خونی قبل از بارداری می تواند میزان هورمون تیروئید را در گردش خون و غده تیروئید مادر کاهش دهد. در این آزمون دو نوع مدل ID با استفاده از رژیم های غذایی مختلف با غلظت های مختلف آهن ایجاد شده است. در طول بارداری ساختار تیروئید، مورد آنالیز قرار گرفت، علاوه بر آن میزان هورمون های تیروئیدی، آهن موجود در سرم، آهن موجود در کبد، فریتین موجود در سرم، رسپتور ترانسفرین موجود در سرم، هورمون های محرک تیروئید در سرم خون و همچنین فعالیت تیروئید پروکسیداز، مورد اندازه گیری قرار گرفت.

کلمات کلیدی: فقر آهن، hypothyroxinemia، بارداری، موش های آزمایشگاهی

مقدمه:

اختلال در تیروئید مادر در دوران بارداری با رشد ناقص حرکتی و عصبی در جنین همراه است(1). در سال 2007، 4800 خانم باردار که در منطقه ای در چین زندگی می کردند و دچار فقر ید بودند، در طول نیمه اول بارداری خود تحت کنترل قرار گرفتند. شیوع hypothyroxinemia در مادر 2.1% بود(2). در این میان تنها 7.65% زنان باردار مبتلا به hypothyroxinemia برای تست مربوط به آنتی بادی تیروئید، مثبت بودند اما علت بقیه نامشخص بود(2). در آزمون دیگری که در منطقه دچار فقر ید انجام گرفت، Zimmermann گزارش کرد که فقر آهن(ID) نشان دهنده میزان کم تیروکسین کل (TT₄) در طول بارداری است.

روش ها:

رژیم های غذایی و موش ها

موش های ماده (Sprague-Dawley (n=90 با متوسط وزن 200 گرم از لابراتوآر SLAC تهیه شدند. (Shanghai, china) این موش ها به طور تصادفی در سه گروه قرار گرفتند: گروه شاهد، گروه ID+A و گروه ID− A(در هر گروه ده موش در هر نقطه زمانی، قرار داشت). آنها از دو هفته قبل از جفت گیری تا زمان کشته شدن در روزهای بارداریG) 0 (13G و روز بعد از زایمان 0 (P) ،تحت تغذیه با رژیم های غذایی با غلظت های متفاوت آهن (10، 30 و 70 پی پی ام) قرار گرفتند. به موش های گروه ID + A و ID – A و گروه شاهد به ترتیب غلظت های 10، 30 و 70 پی پی ام آهن، داده شد. این رژیم غذایی در لابراتوآر با افزودن فروس سولفات هپتاهیدرات در فریک سیترات آماده شد که منجر به ایجاد رژیمی با فرمول AIN-93G گشت(19). محتوی ید، سلنیوم، مس و زینک با استفاده از طیف سنج جرمی پلاسما اندازه گیری شد(Series 7500A; Agilent Technologies, Inc)و مقدار این محتویات در همه رژیم های غذایی هیچ تفاوتی با هم نداشت (البته داده های آن نشان داده نشده است). همانطور که در جدول یک نشان داده شده است، مصرف روزانه پروتئین، فیبر، ویتامین ها و سایر مواد معدنی در همه گروه ها مشابه بود. موش ها در دمای کنترل شده ای نگه داری شدند و چرخه 12 ساعت تاریکی و 12 ساعت روشنایی برای آن ها حفظ شد. دما در 24 درجه سلسیوس نگه داشته شد و رطوبت نیز حدودا 45% بود. غذا و آب demineralize شده به طور آزادانه در اختیار همه گروه ها قرار داشت. همه روش های این آزمون مورد تایید کمیته اخلاقی دانشگاه پزشکی چین قرار گرفت.

جمع آوری بافت

موقعیت آهن در ID

اندازه گیری هورمون تیروئید

تست (chemiluminescent immunoassay(Immulite; Diagnostic Products, Co, CA برای آنالیز میزان غلظت سرمی TT₄، تریودوتیرونین کل(TT₃) و هورمون های محرک تیروئید(TSH) به کار رفت (26). برخی تیروئید ها (N=10) ذوب شده و در0.2 میلی لیتر PBS (با PH 7.4) به ازای هر میلی گرم بافت تیروئید، همراه با توپ های پولادی و با استفاده از هموژنازر هموژنیزه (همگن) شدند.Retsch TissueLyser II; Qiagen Germany) 900) گرم از ترکیب هموژنات به دست آمده در دمای 4 درجه سلسیوس به مدت ده دقیقه سانتریفیوژ شد سپس لایه فوقانی با استفاده از تست chemiluminescent و همانگونه که در بالا شرح آن رفت،مورد آنالیز قرار گرفت.

فعالیت تیروئید پرواکسیداز

رنگ آمیزی یا نشانگذاری Hematoxylin-eosin

آنالیز های آماری

نتایج:

وضعیت عمومی و رشد در موش های دچار ID

وضعیت آهن در موش های دچار ID

فقر آهن و میزان هورمون های تیروئید در بافت تیروئید و سرم

فقر آهن و کاهش فعالیت TPO

تیروئید پروکسیداز، آنزیم اصلی در سنتز هورمون های تیروئیدی است (4).در این آزمون ID به مقدار قابل توجهی فعالیت TPO را در هر دو گروه ID – A و ID + A کاهش می دهد(جدول چهار).

فقر آهن و موفولوژی تیروئید

ارتباط بین سطح سرمی TT₄ و وضعیت آهن در موش های ID

بحث و گفتگو:

در این مقاله دو مدل موش ایجاد شد که معرف ID + A و ID – A در زنان باردار است. عملکرد تیروئید مادر در طول بارداری تحت کنترل قرار گرفت و هر دو مدل ID + A و ID – A منجر به hypothyroxinemia در مادر شد. این یافته تایید می کند که ID می تواند میزان هورمون های تیروئید را در مادر کاهش دهد، در نتیجه می توان این گونه فرض کرد که ID احتمالا می تواند در طول بارداری، علت بروز hypothyroxinemia باشد.

در این مقاله، تغییر در پارامترهای آهن در طول بارداری کنترل می شود. کبد حاوی بیش از 60% ذخیره آهن بدن می باشد(38، 37). هنگامی که مصرف آهن نا کافی باشد، میزان آهن در کبد به سرعت کاهش می یابد (40، 39). این اتفاق قبل از تخلیه آهن اتفاق می افتد(41). به این ترتیب غلظت آهن کبدی نشانگر حساسیت نسبت به مقدار آهن ذخیره شده است (42). اما آهن کبد برای کاربردهای بالینی مناسب نیست. فریتین سرم نشان دهنده ذخیره محفظه ترکیبات آهن است و میزان سرمی TfR نشان دهنده محفظه آهن functional است (41). در مطالعات انسانی، نسبت TfR به فریتین به عنوان شاخصی برای ذخیره آهن در بدن به کار می رود (43). در این آزمون، دریافتیم که تغییر در میزان سرمی فریتین با آهن کبدی همگام است و هر دو آنها قبل از کاهش در میزان TfRسرمی، آهن سرمی و هموگلوبین؛ کاهش می یابند. این مطلب نشان می دهد که میزان سرمی فریتین احتمالا شاخص اولیه ID در دوران بارداری می باشد.

References:

1. Gärtner R. Thyroid diseases in pregnancy. Curr Opin Obstet Gynecol 2009;21:501–7.
2. Shan ZY, Chen YY, Teng WP, Yu XH, Li CY, Zhou WW, et al. A study for maternal thyroid hormone deficiency during the first half of pregnancy in China. Eur J Clin Invest 2009;39:37–42.
3. Zimmermann MB, Burgi H, Hurrell RF. Iron deficiency predicts poor maternal thyroid status during pregnancy. J Clin Endocrinol Metab 2007;92:3436–40.
4. Hess SY, Zimmermann MB, Arnold M, Langhans W, Hurrell RF. Iron deficiency anemia activity in rats. J Nutr 2002;132:1951–5.
5. Beard JL, Borel MJ, Derr J. Impaired thermoregulation and thyroid function in iron deficiency anemia. Am J Clin Nutr 1990;52:813–9.
6. Smith SM, Lukaski HC. Type of dietary carbohydrate affects thyroid hormone deiodination in iron-deficient rats. J Nutr 1992;122:1174–81.
7. Brigham DE, Beard JL. Effect of thyroid hormone replacement in iron-deficient rats. Am J Physiol 1995;269:R1140–7.
8. Beard J, Tobin B, Green W. Evidence for thyroid hormone deficiency in iron-deficient anemic rats. J Nutr 1989;119:772–8.
9. Beard JL, Finch CA, Green WL. Interactions of iron deficiency, anemia, and thyroid hormone levels in response of rats to cold exposure. Life Sci 1982;30:691–7.
10. Beard JL, Brigham DE, Kelley SK, Green MH. Plasma thyroid hormone kinetics are altered in iron-deficient rats. J Nutr 1998;128:1401–8.
11. Smith SM, Finley J, Johnson LK, Lukaski HC. Indices of in vivo and in vitro thyroid hormone metabolism in iron-deficient rats. Nutr Res 1994;14:729–39.
12. Scholl TO. Iron status during pregnancy: setting the stage for mother and infant. Am J Clin Nutr 2005;81:1218S–22S.
13. Zimmermann MB, Hurrell RF. Nutritional iron deficiency. Lancet 2007;370:511–20.
14. McCann JC, Ames BN. An overview of evidence for a causal relation between iron deficiency during development and deficits in cognitive or behavioral function. Am J Clin Nutr 2007;85:931–45.
15. WHO/UNICEF/UNU. Iron deficiency anemia assessment, prevention, and control. Geneva: World Health Organization; 2001.
16. Liao QK, Chinese Children, Pregnant Women & Premenopausal Women Iron Deficiency Epidemiological Survey Group. Prevalence of iron deficiency in pregnant and premenopausal women in China: a nationwide epidemiological survey. Zhonghua Xue Ye Xue Za Zhi 2004;25:653–7.
17. Mei Z, Cogswell ME, Looker AC, Pfeiffer CM, Cusick SE, Lacher DA, et al. Assessment of iron status in US pregnant women from the National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES), 1999-2006. Am J Clin Nutr 2011;93:1312–20.
18. Bothwell TH. Iron requirements in pregnancy and strategies to meet them. Am J Clin Nutr 2000;72:257S–64S.
19. Reeves PG1, Nielsen FH, Fahey Jr GC. AIN-93 purified diets for laboratory rodents: final report of the American Institute of Nutrition ad hoc writing committee on the reformulation of the AIN-76A rodent diet. J Nutr 1993;123:1939–51.
20. Prohaska JR. Changes in tissue growth, concentrations of copper, iron, cytochrome oxidase and superoxide dismutase subsequent to dietary or genetic copper deficiency in mice.J Nutr 1983;113:2048–58.
21. De Blas Bravo I, Sanz Castro R, López Riquelme N, Tormo Díaz C, Apraiz Goyenaga D. Optimization of the trace element determination by ICPMS in human blood serum. J Trace Elem Med Biol 2007;21(Suppl. 1):14–7.
22. Rosewell A, Clark G, Mabong P, Ropa B, Posanai E, Man NW, et al. Concurrent outbreaks of cholera and peripheral neuropathy associated with high mortality among persons internally displaced by a volcanic eruption. PLoS One 2013;8:e72566.
23. Beguin Y, Huebers HA, Josephson B, Finch CA. Transferrin receptors in rat plasma. Proc Natl Acad Sci U S A 1988;85:637–40.
24. Conradie JD, Mbhele BE. Quantitation of serum ferritin by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). S Afr Med J 1980;57:282–7.
25. Teng X, Shan Z, Teng W, Fan C, Wang H, Guo R. Experimental study on the effects of chronic iodine excess on thyroid function, structure, and autoimmunity in autoimmuneproneNOD.H-2h4 mice. Clin Exp Med 2009;9:51–9.
26. Zhang L, Teng W, Liu Y, Li J, Mao J, Fan C, et al. Effect of maternal excessive iodine intake on neurodevelopment and cognitive function in rat offspring. BMC Neurosci 2012;13:121.
27. Hosoya T, Sato I, Hiyama Y, Yoshimura H, Niimi H, Tarutani O. An improved assay method for thyroid peroxidase applicable for a few milligram of abnormal human thyroid tissue. J Biochem 1985;98:637–47.
28. Bianco LE, Unger EL, Earley CJ, Beard JL. Iron deficiency alters the day-night variation in monoamine levels in mice. Chronobiol Int 2009;26:447–63.
29. Bernardi LA, Scoccia B. The effects of maternal thyroid hormone function on early pregnancy. Curr Opin Obstet Gynecol 2013;25:267–73.
30. Fisher DA. Physiological variations in thyroid hormones: physiological and pathophysiological considerations. Clin Chem 1996;42:135–9.
31. Larsen PR, Silva JE, Kaplan MM. Relationships between circulating and intracellular thyroid hormones: physiological and clinical implications. Endocr Rev 1981;2:87–102.
32. Pedraza PE, Obregon MJ, Escobar-Morreale HF, del Rey FE, de Escobar GM. Mechanisms of adaptation to iodine deficiency in rats: thyroid status is tissue specific. Its relevance for man. Endocrinology 2006;147:2098–108.
33. Hollowell Jr JG, Garbe PL, Miller DT. Maternal thyroid deficiency during pregnancy and subsequent neuropsychological development of the child. N Engl J Med 1999;341:2016–7.
34. Pop VJ, Kuijpens JL, van Baar AL, Verkerk G, van Son MM, de Vijlder JJ, et al. Low maternal free thyroxine concentrations during early pregnancy are associated with impaired psychomotor development in infancy. Clin Endocrinol (Oxf) 1999;50:149–55.
35. Pop VJ, Brouwers EP, Vader HL, Vulsma T, van Baar AL, de Vijlder JJ. Maternal hypothyroxinaemia during early pregnancy and subsequent child development: a 3-year follow-up study. Clin Endocrinol (Oxf) 2003;59:282–8.
36. Chatonnet F, Picou F, Fauquier T, Flamant F. Thyroid hormone action in cerebellum and cerebral cortex development. J Thyroid Res 2011;2011:145762.
37. Muñoz M, Villar I, García-Erce JA. An update on iron physiology. World J Gastroenterol 2009;15:4617–26.
38. Beard J, Han O. Systemic iron status. Biochim Biophys Acta 2009;1790:584–8.
39. McKay RH, Higuchi DA, Winder WW, Fell RD, Brown EB. Tissue effects of iron deficiency in the rat. Biochim Biophys Acta 1983;757:352–8.
40. Ganz T, Nemeth E. Regulation of iron acquisition and iron distribution inmammals. Biochim Biophys Acta 2006;1763:690–9.
41. Suominen P, Punnonen K, Rajamäki A, Irjala K. Serumtransferrin receptor and transferrin receptor-ferritin index identify healthy subjects with subclinical iron deficits. Blood 1998;92:2934–9.
42. BorelMJ1, Smith SH, BrighamDE, Beard JL. The impact of varying mdegrees of iron nutriture on several functional consequences of iron deficiency in rats. J Nutr 1991;121:729 36.
43. Zimmermann MB. Methods to assess iron and iodine status. Br J Nutr 2008;99(Suppl. 3):S2–9.
44. Bastian TW, Anderson JA, FrethamSJ, Prohaska JR, GeorgieffMK, Anderson GW. Fetal and neonatal iron deficiency reduces thyroid hormone-responsive gene mRNA levels in the neonatal rat hippocampus and cerebral cortex. Endocrinology 2012;153:5668–80.