甲状腺功能亢进与减退大鼠垂体生长激素细胞的免疫电镜研究
作者：罗国春 潘长玉 罗 毅 巴恩平
单位：100853 中国人民解放军总医院内分泌科
关键词：生长激素；甲状腺功能亢进；甲状腺功能减退；显微镜检查，电子
中华医学杂志930912 摘要 给雄性 Sprague Dawley 大鼠腹腔注射1-T4和他巴唑分别诱发甲状腺功能亢进(甲亢)、甲状腺功能减退(甲减)；腹腔注射生理盐水作为对照。取垂体用免疫电镜观察垂体生长激素(GH)细胞。结果显示甲亢及甲减大鼠GH细胞数目明显减少，细胞中GH分泌颗粒及颗粒中胶体金粒均明显减少。结果表明，甲状腺激素不足可以引起GH生成减少，甲状腺激素过多同样亦可致GH生成减少。
甲状腺激素是调节垂体生长激素(GH)生成的重要因素。青春期前发病的甲状腺功能减退(甲减)患者表现有身材矮小，其主要原因之一是甲状腺激素不足导致垂体GH生成不足。我们曾经报道〔1〕，甲减患者GH对胰岛素-低血糖刺激的反应明显减低，其中多数患者的反应低于正常。血中GH水平由于受外周代谢因素的影响，可能不一定完全反映垂体GH的生成。因此，我们通过用免疫电镜的方法观察不同甲状腺功能状态的垂体GH细胞的征象，以进一步了解甲状腺激素对垂体GH的调节。
, 百拇医药
材料和方法
成年雄性 Sprague Dawley大鼠12只(体重184～238g)作为实验对象。4只连续腹腔注射1-T4(100μg/500μ)21日，诱发大鼠发生药物性甲状腺功能亢进(甲亢)；4只连续腹腔注射他巴唑(0.08%500μl)21日，诱发大鼠发生药物性甲减；4只连续腹腔注射生理盐水(500μl)21日作为对照。
腹腔注射21日后，次日上午8时，给大鼠吸入乙醚，麻醉后迅速剪头处死，取垂体置3%戊二醛固定作免疫电镜检查，取血测定血浆游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)、游离甲状腺素(FT4)、总甲状腺素(TT4)。FT3、FT4放免药盒由上海原子能研究所提供，TT4放免药盒由北京原子能研究所提供。
免疫电镜：垂体标本用1%四氧化锇固定，包埋后制在超薄切片，3%双氧水冲洗10分钟，生理盐水冲洗，5%BSA封闭10分钟，1∶150猴抗鼠 GH 抗体(美国 NIDDK 产品)过夜；PBS冲洗，5%BSA封闭40分钟，1∶40蛋白A胶体金(10nm，军事医学科学院产品)40分钟，PBS冲洗，3%戊二醛固定20分钟，醋酸双氧铀及柠檬酸铅双重染色，日立H7000电镜观察。
, 百拇医药
电镜观察：观察每个铜网格内胶体金粒阳性的GH细胞数目，计7个铜网；观察每个GH细胞含有的GH分泌颗粒，计20个GH细胞；观察每个GH分泌颗粒内胶体金粒数目，计100个GH分泌颗粒。
统计学处理：用两样本均数的t检验计算甲亢或甲减大鼠各项指标与对照大鼠比较的显著性差异。
结 果
腹腔注射前后的体重，甲亢组大鼠分别为214.0±6.9和216.3±7.7g(P>0.05)；甲减组大鼠分别为215.0±12.4和307.5±10.9g(P<0.01)；对照组大鼠分别为195.5±7.2和298.0±8.6g(P<0.01)。结果示甲亢大鼠由于高代谢消耗，体重无明显增加，甲减大鼠体重有明显增加，对照大鼠体重亦有明显增加。各组大鼠血浆FT3、FT4、TT4测定结果见表1。甲亢及甲减大鼠分别明显高于、低于对照大鼠，各项指标均无重叠。
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表1 3组大鼠血浆FT3、FT4、TT4测定(
±S-x) 组别
鼠数
FT3
FT4
FT4
(pmol/L)
(pmol/L)
(nmol/L)
对照组
, 百拇医药
4
1.96±0.22
2.42±0.29
70.9±2.8
甲亢组
4
4.93±0.52
10.19±0.97
113.2±3.0
甲减组
4
0.53±0.13
, 百拇医药 1.25±0.02
33.0±1.6
大鼠垂体免疫电镜观察结果见表2和图1～3。由表2可见，甲亢、甲减大鼠垂体GH细胞的数目明显少于对照大鼠(P均<0.01)，GH细胞中GH分泌颗粒明显少于对照大鼠(P均<0.01)，GH颗粒中胶体金粒的数目亦显著少于对照大鼠。结果提示甲亢和甲减均可以导致垂体GH细胞减少，GH生成下降。
表2 3组大鼠垂体GH细胞免疫电镜观察结果(±S-x) 组别
GH细胞数目(个/铜网)
n=7个铜网
G盼泌颗粒数目(个/每个GH细胞)n=20个GH细胞
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GH颗粒中胶体金粒(个/颗粒)n=100颗粒
对照组
24.3±1.1
119.4±5.4
60.0±2.7
甲亢组
17.4±0.7
49.7±3.9
41.0±1.9
甲减组
16.6±0.6
41.2±3.4
, 百拇医药
37.8±1.9
由图1～3可见，甲亢、甲减大鼠垂体GH细胞中含胶体金粒的GH分泌颗粒明显较少，而对照大鼠垂体GH细胞中含胶体金的GH分泌颗粒明显较多。
图1 对照大鼠垂体生长激素(GH)细胞，胞浆中GH分泌颗粒较多 ×8000
图2 甲亢大鼠垂体GH细胞，胞浆中GH分泌颗粒明显少于对照大鼠 ×9000
图2 甲减大鼠垂体GH细胞，胞浆中GH分泌颗粒明显少于对照大鼠 ×9000
, 百拇医药
讨 论
甲状腺激素水平与GH生成之间的关系，以往的报道主要是临床研究。通过测定血中GH水平和作刺激 GH 实验来估价垂体GH的合成和分泌，对甲减患者研究较多，对甲亢患者研究很少。研究发现，甲减患者血清 GH 水平降低，GH对刺激试验的反应减低〔1～3〕，用甲状膛激素替代治疗后，血清GH水平和GH对刺激试验的反应明显提高；但是，甲亢患者GH水平及对刺激试验的反应并不增高，反而减低〔4〕。用分子生物学技术研究发现与测定血清 GH 水平及 GH 对刺激的反应的结果相一致，甲减状态下 GH 基因表达减低，用甲状腺激素后 GH 基因表达增加〔5，6〕。
测定血清 GH 水平及刺激 GH 试验是通过血中 GH 的水平反映垂体 GH 的生成，由于血中 GH 水平受外周代谢等因素影响，加上甲状腺功能异常状态势必影响各种物质的代谢。因此，血中GH水平未必一定反映出垂体 GH 的生成，还应做垂体组织和形态学的观察。有关甲状腺功能异常对垂体 GH 生成的影响的形态学研究，曾有报道〔7〕垂体光镜检查发现，在甲减大鼠垂体嗜酸性细胞明显减少，嗜硷性细胞明显增多，提示垂体 GH 细胞数目减少，TSH 细胞数目增加，Horvanth等〔8〕最近报道用免疫组化和免疫电镜发现，在丙基硫氧嘧啶诱发的甲减大鼠，垂体GH细胞数目减少，细胞中GH分泌颗粒数目明显减少，在停用丙基硫氧嘧啶后，GH细胞及GH分泌颗料逐渐增加。本组免疫电镜观察发现：在药物诱发的甲减大鼠，垂体GH细胞及其GH分泌颗粒数目减少，GH颗粒中GH-胶体金粒减少；在药物诱发的甲亢大鼠，同样出现GH细胞及其GH分泌颗粒数目减少，GH颗粒中GH-胶体金粒减少的征象。
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根据文献报道和我们的研究结果，甲状腺激素水平与垂体 GH 生成的关系如下：甲状腺激素不足减少垂体GH的生成，其依据为甲减状态下 GH 对刺激试验的反应明显减低〔1～3〕，垂体GH细胞及GH分泌颗粒明显减少；生理水平的甲状腺激素水平增加垂体GH的生成，其依据为甲状腺激素替代治疗可以使 GH 对刺激试验的反应明显回升〔1～3〕，甲减大鼠停用抗甲状腺药物后，垂体 GH 细胞及 GH 分泌颗粒回升〔8〕；甲状腺激素过多不仅不增加垂体 GH 的生成反而减少垂体 GH 的生成，其依据为甲亢状态下 GH 对刺激试验的反应明显减少〔4〕，以及垂体 GH 细胞及 GH 分泌颗粒明显减少。
最后值得提出的是：青春期前发病的甲减患者表现有身材矮小即生长迟缓，其和甲状腺激素减少引起 GH 生成不足有明显的关系。因此，用甲状腺激素替代治疗有重要意义。但是，替代剂量一定要适当，剂量不足或过多都可能减少垂体 GH 的生成，不利于身高的增长。
, 百拇医药
参考文献
1 罗国春，张 建，潘长玉.甲状腺功能减退对垂体生长激素储备的影响.中华内分泌代谢杂志，1988,4∶212.
2 Valcave R,Jordan V,Dieguez C,et al.Growth hormone responses to GRF 1-29 in patients with primary hypothyroidism before and during replacement therapy with thyroxine. Clin Endocrinol(Oxf),1986,24∶693.
3 Valcavi R,Dieguez C,Preece M,et al.Effect of thyroxine replacement therapy on plasma insulin-like growth factorl levels and growth hormone responses to growth hormone releasing factor in hypothyroid patients.Clin Endocrinol(Oxf),1987,27∶85.
, http://www.100md.com
4 Wilson J.Williams textbook of endocrinology.Philadelphia:Saunders,1985.747.
5 Lloyd RV,Jin L,SongJ,et al.Effects of propylthiouracil on growth hormone and prolactin messenger ribonucleic acids in the rat pituitary.Lab Invest,1990,62∶347.
6 Wood DF,Franklyn JA,Docherty K,et al.The effect of thyroid hormones on growth hormone gene expresion invivo in rats.J Endoctinol,1987,112∶459.
7 Noguchi T,Kudo M,Sugiski T,et al. An immunocytochemical and electron microscopic study of the hytmous anterior pituitary gland. J Endocrinol,1986,109∶163.
8 Horvath E,Lloyd RV,Kovacs K.Propylthiouracyl-in-duced hypothyroidism. Results in reversible transdifferentiation of somatotrophs into thyroidectomy cells.A morphologic study of the rat pituitary including immunoelectron microscopy. Lab Invest,1990,63∶511.
(收稿：1993-03-08 修回：1993-06.13)
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单位：100853 中国人民解放军总医院内分泌科
关键词：生长激素；甲状腺功能亢进；甲状腺功能减退；显微镜检查，电子
中华医学杂志930912 摘要 给雄性 Sprague Dawley 大鼠腹腔注射1-T4和他巴唑分别诱发甲状腺功能亢进(甲亢)、甲状腺功能减退(甲减)；腹腔注射生理盐水作为对照。取垂体用免疫电镜观察垂体生长激素(GH)细胞。结果显示甲亢及甲减大鼠GH细胞数目明显减少，细胞中GH分泌颗粒及颗粒中胶体金粒均明显减少。结果表明，甲状腺激素不足可以引起GH生成减少，甲状腺激素过多同样亦可致GH生成减少。
甲状腺激素是调节垂体生长激素(GH)生成的重要因素。青春期前发病的甲状腺功能减退(甲减)患者表现有身材矮小，其主要原因之一是甲状腺激素不足导致垂体GH生成不足。我们曾经报道〔1〕，甲减患者GH对胰岛素-低血糖刺激的反应明显减低，其中多数患者的反应低于正常。血中GH水平由于受外周代谢因素的影响，可能不一定完全反映垂体GH的生成。因此，我们通过用免疫电镜的方法观察不同甲状腺功能状态的垂体GH细胞的征象，以进一步了解甲状腺激素对垂体GH的调节。
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材料和方法
成年雄性 Sprague Dawley大鼠12只(体重184～238g)作为实验对象。4只连续腹腔注射1-T4(100μg/500μ)21日，诱发大鼠发生药物性甲状腺功能亢进(甲亢)；4只连续腹腔注射他巴唑(0.08%500μl)21日，诱发大鼠发生药物性甲减；4只连续腹腔注射生理盐水(500μl)21日作为对照。
腹腔注射21日后，次日上午8时，给大鼠吸入乙醚，麻醉后迅速剪头处死，取垂体置3%戊二醛固定作免疫电镜检查，取血测定血浆游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)、游离甲状腺素(FT4)、总甲状腺素(TT4)。FT3、FT4放免药盒由上海原子能研究所提供，TT4放免药盒由北京原子能研究所提供。
免疫电镜：垂体标本用1%四氧化锇固定，包埋后制在超薄切片，3%双氧水冲洗10分钟，生理盐水冲洗，5%BSA封闭10分钟，1∶150猴抗鼠 GH 抗体(美国 NIDDK 产品)过夜；PBS冲洗，5%BSA封闭40分钟，1∶40蛋白A胶体金(10nm，军事医学科学院产品)40分钟，PBS冲洗，3%戊二醛固定20分钟，醋酸双氧铀及柠檬酸铅双重染色，日立H7000电镜观察。
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电镜观察：观察每个铜网格内胶体金粒阳性的GH细胞数目，计7个铜网；观察每个GH细胞含有的GH分泌颗粒，计20个GH细胞；观察每个GH分泌颗粒内胶体金粒数目，计100个GH分泌颗粒。
统计学处理：用两样本均数的t检验计算甲亢或甲减大鼠各项指标与对照大鼠比较的显著性差异。
结 果
腹腔注射前后的体重，甲亢组大鼠分别为214.0±6.9和216.3±7.7g(P>0.05)；甲减组大鼠分别为215.0±12.4和307.5±10.9g(P<0.01)；对照组大鼠分别为195.5±7.2和298.0±8.6g(P<0.01)。结果示甲亢大鼠由于高代谢消耗，体重无明显增加，甲减大鼠体重有明显增加，对照大鼠体重亦有明显增加。各组大鼠血浆FT3、FT4、TT4测定结果见表1。甲亢及甲减大鼠分别明显高于、低于对照大鼠，各项指标均无重叠。
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表1 3组大鼠血浆FT3、FT4、TT4测定(
±S-x) 组别鼠数
FT3
FT4
FT4
(pmol/L)
(pmol/L)
(nmol/L)
对照组
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4
1.96±0.22
2.42±0.29
70.9±2.8
甲亢组
4
4.93±0.52
10.19±0.97
113.2±3.0
甲减组
4
0.53±0.13
, 百拇医药 1.25±0.02
33.0±1.6
大鼠垂体免疫电镜观察结果见表2和图1～3。由表2可见，甲亢、甲减大鼠垂体GH细胞的数目明显少于对照大鼠(P均<0.01)，GH细胞中GH分泌颗粒明显少于对照大鼠(P均<0.01)，GH颗粒中胶体金粒的数目亦显著少于对照大鼠。结果提示甲亢和甲减均可以导致垂体GH细胞减少，GH生成下降。
表2 3组大鼠垂体GH细胞免疫电镜观察结果(
±S-x) 组别GH细胞数目(个/铜网)
n=7个铜网
G盼泌颗粒数目(个/每个GH细胞)n=20个GH细胞
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GH颗粒中胶体金粒(个/颗粒)n=100颗粒
对照组
24.3±1.1
119.4±5.4
60.0±2.7
甲亢组
17.4±0.7
49.7±3.9
41.0±1.9
甲减组
16.6±0.6
41.2±3.4
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37.8±1.9
由图1～3可见，甲亢、甲减大鼠垂体GH细胞中含胶体金粒的GH分泌颗粒明显较少，而对照大鼠垂体GH细胞中含胶体金的GH分泌颗粒明显较多。
图1 对照大鼠垂体生长激素(GH)细胞，胞浆中GH分泌颗粒较多 ×8000
图2 甲亢大鼠垂体GH细胞，胞浆中GH分泌颗粒明显少于对照大鼠 ×9000
图2 甲减大鼠垂体GH细胞，胞浆中GH分泌颗粒明显少于对照大鼠 ×9000
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讨 论
甲状腺激素水平与GH生成之间的关系，以往的报道主要是临床研究。通过测定血中GH水平和作刺激 GH 实验来估价垂体GH的合成和分泌，对甲减患者研究较多，对甲亢患者研究很少。研究发现，甲减患者血清 GH 水平降低，GH对刺激试验的反应减低〔1～3〕，用甲状膛激素替代治疗后，血清GH水平和GH对刺激试验的反应明显提高；但是，甲亢患者GH水平及对刺激试验的反应并不增高，反而减低〔4〕。用分子生物学技术研究发现与测定血清 GH 水平及 GH 对刺激的反应的结果相一致，甲减状态下 GH 基因表达减低，用甲状腺激素后 GH 基因表达增加〔5，6〕。
测定血清 GH 水平及刺激 GH 试验是通过血中 GH 的水平反映垂体 GH 的生成，由于血中 GH 水平受外周代谢等因素影响，加上甲状腺功能异常状态势必影响各种物质的代谢。因此，血中GH水平未必一定反映出垂体 GH 的生成，还应做垂体组织和形态学的观察。有关甲状腺功能异常对垂体 GH 生成的影响的形态学研究，曾有报道〔7〕垂体光镜检查发现，在甲减大鼠垂体嗜酸性细胞明显减少，嗜硷性细胞明显增多，提示垂体 GH 细胞数目减少，TSH 细胞数目增加，Horvanth等〔8〕最近报道用免疫组化和免疫电镜发现，在丙基硫氧嘧啶诱发的甲减大鼠，垂体GH细胞数目减少，细胞中GH分泌颗粒数目明显减少，在停用丙基硫氧嘧啶后，GH细胞及GH分泌颗料逐渐增加。本组免疫电镜观察发现：在药物诱发的甲减大鼠，垂体GH细胞及其GH分泌颗粒数目减少，GH颗粒中GH-胶体金粒减少；在药物诱发的甲亢大鼠，同样出现GH细胞及其GH分泌颗粒数目减少，GH颗粒中GH-胶体金粒减少的征象。
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根据文献报道和我们的研究结果，甲状腺激素水平与垂体 GH 生成的关系如下：甲状腺激素不足减少垂体GH的生成，其依据为甲减状态下 GH 对刺激试验的反应明显减低〔1～3〕，垂体GH细胞及GH分泌颗粒明显减少；生理水平的甲状腺激素水平增加垂体GH的生成，其依据为甲状腺激素替代治疗可以使 GH 对刺激试验的反应明显回升〔1～3〕，甲减大鼠停用抗甲状腺药物后，垂体 GH 细胞及 GH 分泌颗粒回升〔8〕；甲状腺激素过多不仅不增加垂体 GH 的生成反而减少垂体 GH 的生成，其依据为甲亢状态下 GH 对刺激试验的反应明显减少〔4〕，以及垂体 GH 细胞及 GH 分泌颗粒明显减少。
最后值得提出的是：青春期前发病的甲减患者表现有身材矮小即生长迟缓，其和甲状腺激素减少引起 GH 生成不足有明显的关系。因此，用甲状腺激素替代治疗有重要意义。但是，替代剂量一定要适当，剂量不足或过多都可能减少垂体 GH 的生成，不利于身高的增长。
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参考文献
1 罗国春，张 建，潘长玉.甲状腺功能减退对垂体生长激素储备的影响.中华内分泌代谢杂志，1988,4∶212.
2 Valcave R,Jordan V,Dieguez C,et al.Growth hormone responses to GRF 1-29 in patients with primary hypothyroidism before and during replacement therapy with thyroxine. Clin Endocrinol(Oxf),1986,24∶693.
3 Valcavi R,Dieguez C,Preece M,et al.Effect of thyroxine replacement therapy on plasma insulin-like growth factorl levels and growth hormone responses to growth hormone releasing factor in hypothyroid patients.Clin Endocrinol(Oxf),1987,27∶85.
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4 Wilson J.Williams textbook of endocrinology.Philadelphia:Saunders,1985.747.
5 Lloyd RV,Jin L,SongJ,et al.Effects of propylthiouracil on growth hormone and prolactin messenger ribonucleic acids in the rat pituitary.Lab Invest,1990,62∶347.
6 Wood DF,Franklyn JA,Docherty K,et al.The effect of thyroid hormones on growth hormone gene expresion invivo in rats.J Endoctinol,1987,112∶459.
7 Noguchi T,Kudo M,Sugiski T,et al. An immunocytochemical and electron microscopic study of the hytmous anterior pituitary gland. J Endocrinol,1986,109∶163.
8 Horvath E,Lloyd RV,Kovacs K.Propylthiouracyl-in-duced hypothyroidism. Results in reversible transdifferentiation of somatotrophs into thyroidectomy cells.A morphologic study of the rat pituitary including immunoelectron microscopy. Lab Invest,1990,63∶511.
(收稿：1993-03-08 修回：1993-06.13)
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