اثر مکمل ید یا سلنیم و ید بر تولید هورمون‌های تیروئیدی درشرایط کمبود سلنیم در میشهای داشتی فراهانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

بخش تحقیقات علوم دامی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اراک، ایران

چکیده

سابقه و هدف: عنصر ید جزء ساختمانی هورمونهای تیروئیدی ( T3 و T4) است که برای حیات پستانداران ضروری است. کمبود ید باعث تولید ناکافی هورمونهای تیروئیدی می‌شود که به شکل اولیه به دلیل فقر آن در خاک رخ می‌دهد. عنصر سلنیم نیز از طریق شرکت در ساختمان سلنوپروتئینهایی که شکل غیر فعال T4 را به شکل فعال T3 تبدیل می‌نمایند، در سوخت و ساز هورمونهای تیروئیدی شرکت می‌کند لذا کمبود سلنیم می‌تواند تاثیر یدرسانی را با اخلال روبرو سازد. هدف این تحقیق، بررسی اثر مکمل دهی ید بر غلظت هورمون‌های تیروئیدی در میش‌های داشتی در معرض کمبود ید در شرایط کمبود یا کفایت سلنیم بود.
مواد و روش‌ها: یک گله گوسفند داشتی در منطقه ای که قبلا کمبود سلنیم و ید در آن گزارش شده است انتخاب گردید. در این گله، تعداد 30 راس میش جوان ( شکم زایش 2-3) از توده نژاد فراهانی با وزن بدن مشابه ( 6 ± 47 کیلوگرم) به صورت تصادفی به سه گروه شامل شاهد و دو گروه آزمایشی تقسیم شدند. گروه آزمایشی اول و دوم مقدار 390 میلی گرم ید به شکل اتیل استر اسیدهای چرب روغن دانه گیاه گلرنگ را در اواخر آبستنی در انتهای فصل زمستان و گروه آزمایشی دوم، مقدار 10 میلی لیتر مکمل سلنیم به شکل تزریق زیر جلدی دریافت نمودند. غلظت هورمون‌های تیروئیدی شامل تری‌یدو‌تیرونین و تیروکسین، ید معدنی سرم خون و غلظت سلنیم سرم خون قبل از شروع آزمایش و ماهیانه تا ماه سوم در گروه های آزمایشی اندازه گیری و مقایسه شد.
یافته‌ها: غلظت ید معدنی سرم در گله آزمایشی در شروع آزمایش53/15 میکروگرم ید در لیتر و غلظت سلنیم سرم خون 73/79 نانوگرم در میلی لیتر بود که هر دو در محدوده کمبود قرار داشت. مکمل دهی ید باعث افزایش معنی‌دار غلظت ید معدنی سرم خون در گروه‌های آزمایشی نسبت به گروه شاهد در هر سه ماه نمونه برداری شد (01/0 P <). مکمل دهی سلنیم نیز باعث افزایش معنی‌دار غلظت سلنیم سرم خون در گروه مکمل سلنیم و ید در مقایسه با مقدار پایه و گروه آزمایشی مکمل ید و شاهد در تمام ماههای آزمایش گردید(01/0 P <). افزایش غلظت هورمون T4 در گروه مکمل ید و گروه مکمل ید و سلنیم نسبت به مقدار پایه و گروه شاهد در ماه اول آزمایش به دنبال مکمل دهی ید مشاهده گردید. غلظت این هورمون در ماه دوم و سوم در گروه مکمل ید، بیشتر از شاهد و گروه مکمل ید و سلنیم بود. ید رسانی باعث افزایش غلظت T3 در ماه اول و دوم آزمایش نسبت به مقدار پایه شد و مکمل دهی سلنیم همچنین باعث افزایش معنی دار غلظت T3 در ماه اول و دوم آزمایش در گروه مکمل ید و سلنیم نسبت به گروه مکمل ید و شاهد گردید. افزایش غلظت هورمونهای تیروئیدی به دنبال مکمل دهی ید نشان داد که ساخت این هورمون‌ها تحت تاثیر کمبود ید قرار داشته اند. مکمل دهی سلنیم با افزایش غلظت T3 در ماه اول و دوم و کاهش نسبت معنی دار T4 به T3 در ماه دوم، نشان داد که تاثیر ید رسانی در شرایط کفایت سلنیم بهتر صورت می‌گیرد.
نتیجه‌گیری: نتایج نشان دهنده تاثیر مکمل ید مورد استفاده در افزایش غلظت ید معدنی سرم می باشد همچنین افزایش تولید هورمونهای تیروئیدی به دنبال ید رسانی حاکی از اثر محدود کنندگی کمبود ید بر ساخت این هورمونها در شرایط کمبود است. در شرایط کمبود سلنیم، اثر مکمل دهی ید بر تولید هورمون T3 می تواند محدود شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of iodine or selenium and iodine on thyroid hormone production under selenium deficiency conditions in Farahani sheep

نویسنده [English]

  • Alireza Talebian Masoudi
Department of animal science, Markazi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Arak, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Iodine is a structural component of thyroid hormones (T3 and T4), which are essential for the life of mammals. Iodine deficiency leads to insufficient production of thyroid hormones, which is primarily due to the lack of iodine in the soil. Selenium is also involved in the metabolism of thyroid hormones by participating in the construction of selenoproteins that convert the inactive form of T4 into the active form of T3. The aim of this study was to investigate the effects of iodine supplementation on thyroid hormone concentrations of in ewes exposed to iodine deficiency under selenium deficient or sufficient conditions.
Materials and methods: A flock of sheep was selected in an area where selenium and iodine deficiency had been identified. In this flock, 30 young ewes (2-3 births) of Farahani breed with similar body weight (47 ± 6 kg) were randomly divided into three groups, including a control group and two experimental groups. The first and second experimental groups received 390 mg of iodine in the form of fatty acid ethyl ester from safflower oil at the end of gestation at the end of winter season, and the second experimental group received 10 ml of selenium supplement in the form of subcutaneous injection. The concentration of thyroid hormones, including triiodothyronine and thyroxine, inorganic iodine in serum and selenium concentration in blood serum were measured and compared before the beginning of the experiment and monthly until the third month in the experimental groups.
Results: The inorganic iodine concentration in the serum of the experimental animals at the beginning of the experiment was 15.53 μg /L and the selenium concentration in the blood serum was 79.73 ng/ml, both of which were in the deficiency range. Iodine supplementation caused a significant increase in the concentration of inorganic iodine in blood serum in the experimental groups compared to the control group in all three months of sampling (P < 0.01). Selenium supplementation also caused a significant increase in blood serum selenium concentration in the selenium+ iodine-supplemented group compared with baseline and the control and iodine supplemented groups in all months of the experiment (P < 0.01). In the first experimental month after iodine supplementation, an increase in T4 hormone concentration was observed in the iodine-supplemented group and in the iodine + selenium supplemented group compared with baseline and the control group. The concentration of T4 hormone was higher in the iodine supplementation group than in the control group and in the iodine + selenium supplementation group in the second and third months. Iodine supplementation increased T3 concentration in the first and second months of the trial compared with baseline, and selenium supplementation also significantly increased T3 concentration in the first and second months of the trial in the iodine + selenium supplemented group compared with the iodine supplemented group and the control group. The increase in the concentration of thyroid hormones after iodine supplementation showed that the production of these hormones was affected by iodine deficiency. Selenium supplementation increased the concentration of T3 in the first and second months and decreased the ratio of T4 to T3 in the second month. It showed that the effect of iodine supplementation is better in the conditions of selenium sufficiency.
Conclusion: The results indicate the effect of iodine supplementation to increase inorganic iodine concentration in serum, and the increase in thyroid hormone concentration after iodine supplementation indicates the limiting effect of iodine deficiency on the production of these hormones under iodine deficiency conditions. In selenium deficiency, the effect of iodine supplementation on T3 hormone production may be limited.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thyroxine
  • Triiodothyronine
  • Selenium
  • sheep
  • Iodine supplement
Aghajani, S., Hassanpour, H., Amoughli-Tabrizi, B. & Ganjkhanloo, A. (2021). Seasonal Study for Deficiency of Some Trace Elements in Sheep in Talesh Area in 2019-2020. Journal of Animal Science, 3 (2): 101-110. (In Presian). https://doi.org/10.22034/AS.2021.39212.1564.
 Aitken, P., 2001. Selenium toxicity. In Practice, 23(5): 286-289. https://doi.org/10.1136/inpract.23.5.286.
 Azizi, F., Kimiagar, M., Ghazi, A. A. & Nafarabadi, M. (1997). The effects of iodized oil injection in eu-and hypothyroid iodine deficient girls. Journal of Endocrinological Investigation, 20: 18-23.
 Beckett, G. J. and Arthur, J. R. (2005). Selenium and endocrine systems. Journal of Endocrinology, 184(3): 455-465. https://doi.org/10.1677/joe.1.05971.
 Bhardwaj, R.K. (2018). Iodine deficiency in goats, in Goat Science. Rijeka, London (UK): IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.72728.
 Bye, R. (1989). Generation of selenium hydride from alkaline solutions: a new concept of hydride generation atomic absorption technique. Journal of Automatic Chemistry, 11: 156-158.
 Chung, H. R. (2014). Iodine and thyroid function. Annals of Pediatric Endocrinology and Metabolism, 19(1): 8-12. https://doi.org/10.6065/apem.2014.19.1.8.
 Davoodi, F., Zakian, A., Rocky, A. & Raisi, A. (2022). Incidence of iodine deficiency and congenital goitre in goats and kids of Darreh Garm region, Khorramabad. Veterinary Medicine and Science, 8(1): 336-342. https://doi.org/10.1002/vms3.661.
 Delange, F., Dunn, J. T. & Glinoer, D. ( 2013). Iodine deficiency in Europe: a continuing concern (Vol. 241). Springer Science & Business Media.
 Delshad, H. & Azizi, F. (2017). Review of iodine nutrition in Iranian population in the past quarter of century. International Journal of Endocrinology and Metabolism, 15(4). https://doi.org/10.5812/ijem.57758.
 Dunn, J. T. & Haar, F. V. D. (1990). A practical guide to the correction of iodine deficiency. [Sl]: International Council for Control of Iodine Deficiency Disorders. https://apps.who.int/iris/handle/10665/39840.
 Ferri, N., Ulisse, S., Aghini-Lombardi, F., Graziano, F. M., Di Mattia, T., Russo, F. P., Arizzi, M., Baldini, E., Trimboli, P., Armiento, D. & Fumarola, A. (2003). Iodine supplementation restores fertility of sheep exposed to iodine deficiency. Journal of Endocrinology Investigation, 26(11): 1081-1087. https://doi.org/ 10.1007/BF03345254.
 Gorini, F., Sabatino, L., Pingitore, A. & Vassalle, C. (2021). Selenium: an element of life essential for thyroid function. Molecules, 26(23): 7084.
 Hefnawy, A. E., López-Arellano, R., Revilla-Vázquez, A., Ramírez-Bribiesca, E. & Tórtora-Pérez, J.(2007). The relationship between fetal and maternal selenium concentrations in sheep and goats. Small Ruminant Research,73:174-80.
 Hefnawy, A. E., Youssef, S., Aguilera, P. V., Rodríguez, C. V. & Pérez, J. L. (2014). The relationship between selenium and T3 in selenium supplemented and nonsupplemented ewes and their lambs. Veterinary Medicine International. https://doi.org/ 10.1155/2014/105236.
 Herzig, I., Pisarikova, B., Diblikova, I. & Suchy, P. (2001). Iodine concentrations in porcine blood, urine, and tissues after a single dose of iodised oil. Veterinarni Medicina, 46(6): 153-159. https://doi.org/10.17221/7875-VETMED.
 Ingenbleek, Y., Jung, L., Ferard, G., Bordet, F., Dechoux, L. & Goncalves, A. M. (1997). Iodised rapeseed oil for eradication of severe endemic goitre. The Lancet, 350: 1542-1545.
 Karimi-Poor, M., Tabatabaie, S. N., Zamani, F., Pirestani, A. & Bahrami, Y. (2011). Investigation of selenium concentration of sheep's diet, blood and milk in different regions from a central state of Iran. Annals of Biological Research, 2(3): 51-61.
 Kobayashi, R., Hasegawa, M., Kawaguchi, C., Ishikawa, N., Tomiwa, K., Shima, M. & Nogami, K. (2021). Thyroid function in patients with selenium deficiency exhibits high free T4 to T3 ratio. Clinical Pediatric Endocrinology, 30(1):19-26. https://doi.org/10.1297/cpe.30.19.
 Köhrle, J. (2015). Selenium and the thyroid. Current Opinion in Endocrinology and Diabetes and Obesity, 22(5): 392-401.
 Knowles, S. O., & Grace, N. D. (2015). Serum total iodine concentrations in pasture-fed pregnant ewes and newborn lambs challenged by iodine supplementation and goitrogenic kale. Journal of Animal Science, 93(1): 425-432. https://doi.org/10.2527/jas2014-7854.
 Knowles, S. O., & Grace, N. D. (2007). A practical approach to managing the risks of iodine deficiency in flocks using thyroid-weight: birthweight ratios of lambs. New Zealand Veterinary Journal, 55(6): 314-318.
 Lee, D. K. (2020). Data transformation: a focus on the interpretation. Korean Journal of Anesthesiology, 73(6): 503-508.
 Leung, A. M. & Braverman, L. E. (2012). Iodine-induced thyroid dysfunction. Current Opinion in Endocrinology and Diabetes, 19(5): 414-419. https://doi.org/10.1097/MED.0b013e3283565bb2.
 Minich, W.B. (2022). Selenium Metabolism and Biosynthesis of Selenoproteins in the Human Body. Biochemistry Moscow 87 (Suppl 1), S168–S177 (2022). https://doi.org/10.1134/S0006297922140139.
 Mirmiran, P., Kimiagar, M. & Azizi, F. (2002). Three-year survey of effects of iodized oil 8injection in schoolchildren with iodine deficiency disorders. Experimental and Clinical Endocrinology and Diabetes, 110(08): 393-397. https://doi.org/10.1055/s-2002-36425.
 Mojadadi, A. Au, A. Salah, W. Witting, P. & Ahmad, G. (2021). Role for Selenium in Metabolic Homeostasis and Human Reproduction. Nutrients, 13: 3256. https://doi.org/10.3390/nu13093256.
 Parker, W. J. & Mc Cutcheon, S. N. (1989). Effects of iodine supplementation on the productivity of Romney ewes in the Wairarapa region of New Zealand. New Zealand Journal of Agricultural Research, 32(2): 207-212. https://doi.org/10.1080/00288233.1989.10423455.
 Sandell, E.B. & Kolthoff, I.M. (1937). Micro determination of iodine by a catalytic method. Microchimica Acta,1: 9-25.
 Sankar, R., Pandav, C. S., Ahmed, F. U.,  Pralhad Rao,  Dwivedi, M. P., Desai, V., Karmarka, M. G. & Nath, L. M. (1995). Review of experiences with iodized oil in national programmes for control of iodine deficiency disorders. The Indian Journal of Pediatrics, 62(4): 381-393.
 Sargison, N. D., West, D. M. & Clark, R. G., 1997. An investigation of the possible effects of subclinical iodine deficiency on ewe fertility and perinatal lamb mortality. New Zealand Veterinary Journal, 45(5): 208-211.
 Sorrenti, S., Baldini, E., Pironi, D., Lauro, A., D’Orazi, V., Tartaglia, F., Tripodi, D., Lori, E., Gagliardi, F., Praticò, M. & Illuminati, G., (2021). Iodine: Its role in thyroid hormone biosynthesis and beyond. Nutrients, 13(12): 4469.
 Stowe, H.D. & Herdt, T.H. (1992). Clinical assessment of selenium status of livestock. Journal of Animal Science, 70(12), 3928-3933. https://doi.org/doi: 10.2527/1992.70123928x.
 Talebian Masoudi, A.R., Azizi, F. & Zahedipour, H. ( 2010). Selenium and iodine status of sheep in the Markazi province. Iranian Journal of Veterinary Research, 11(1): 78-83.
 Talebian Masoudi, A.R. & Mirshamsollahi, A. (2022). The effect of iodine supplementation on growth performance, reproductive parameters, and thyroid hormones of sheep in some areas of Markazi province, Iran. Journal of Ruminant Research, 10 (3): 71-86. (In Persian).
 Vasiliu, I., Ciobanu-Apostol, D. G., Armasu, I., Bredetean, O., Serban, I. L. & Preda, C. (2020). Protective role of selenium on thyroid morphology in iodine‑induced autoimmune thyroiditis in Wistar rats. Experimental and Therapeutic Medicine, 20(4), 3425-3437.
 Ventura, M., Melo, M. & Carrilho, F. (2017). Selenium and thyroid disease: from pathophysiology to treatment. International Journal of Endocrinology, 4: 1-9.
 Ventura, M., Melo, M. & Carrilho, F. (2018). Selenium and Thyroid Function. In: Michalke, B. (eds) Selenium. Molecular and Integrative Toxicology, Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-95390-8_8.
 World Health Organization. (2007). Assessment of iodine deficiency disorders and monitoring their elimination: a guide for programme managers. 3rd ed. Geneva, Switzerland: WHO.
 Zarbalizadeh-Saed, A., Seifdavati, J., Abdi-Benemar, H., Salem, A. Z., Barbabosa-Pliego, A., Camacho-Diaz, L. M. & Seyed-Sharifi, R. (2020). Effect of slow-release pellets of selenium and iodine on performance and some blood metabolites of pregnant Moghani ewes and their lambs. Biological Trace Element Research, 195: 461-471.