Assessment of iodine intake and related cognitive function impairments in elementary schoolchildren from Terceira Island, Azores (Portugal)

Dissertação de Mestrado, Ciências Biomédicas, 28 de Junho de 2016, Universidade dos Açores.

O iodo é um oligoelemento imprescindível ao bom funcionamento do organismo, sendo obtido a partir do consumo de alimentos que o contenham. Dependendo da biodisponibilidade de iodo, a tiroide tem a capacidade de fazer o balanço deste para a produção de hormonas tiroideias, participando ao nível do funcionamento de diversas estruturas cerebrais, tais como o hipocampo, processos de mielinização e sistemas neurotransmissores. Porém, quando há um défice do aporte de iodo, o hipotiroidismo, bem como diversos comprometimentos a nível cerebral são as perturbações dominantes. Embora vários estudos tenham registado uma relação entre a exposição a baixos níveis de iodo e um baixo desempenho intelectual, nenhum estudo foi desenvolvido neste âmbito em Portugal, nomeadamente nos Açores, onde se verifica o pior cenário nacional de deficiência de iodo, com 78,4% das crianças em idade escolar a apresentar iodúrias <100 μg/L. Os objetivos deste estudo visam determinar em que medida o aporte de iodo tem implicações ao nível das funções cognitivas de crianças do 1º ciclo (7 a 11 anos; 3º e 4º ano de escolaridade), da Ilha Terceira, Arquipélago dos Açores (Portugal). As Matrizes Progressivas Coloridas de Raven (MPCR) foram usadas para avaliação do QI no total da população [n=256; média da Concentração de Iodo Urinário (CIU) de 66.2 μg/L]. Por sua vez, a Wechsler Intelligence Scale for Children (WISC-III), foi aplicada em dois subgrupos divididos por iodúrias moderadamente baixas (n=30) e iodúrias adequadas (n=30). Verificou-se pouca sensibilidade por parte das MPCR para observar diferenças em todo o espectro amostral; por sua vez, a WISC-III demonstrou ser o instrumento privilegiado para avaliar a função cognitiva junto de crianças, em idade escolar, com aportes deficientes de iodo. Ao nível da escala completa, o subgrupo de iodúrias moderadamente baixas pontuou 15.13 valores inferiores ao resultado médio de QI do grupo de iodúrias adequadas, com um nível de significância de 0.013 e magnitude de efeito de 0.7. Diferenças estatisticamente significativas foram também encontradas em 6 das 13 escalas de QI Verbal e de Realização: informação, semelhanças, memória de dígitos, complemento de gravuras, disposição de gravuras e cubos. Estes resultados revelam uma predisposição de aporte de iodo moderadamente baixo para comprometimentos ao nível da função cognitiva, quer na eficiência intelectual geral (QI), quer em funções mentais superiores (atenção, memória e linguagem), que poderão estar na origem de dificuldades ao nível da aquisição de competências leitoras e de raciocínio lógico matemático, entre outras. Sendo a inteligência um forte determinante do rendimento escolar e do futuro destas crianças, urge priorizar medidas e apostar em ações concertadas de prevenção e eliminação do défice de iodo. Sendo este o primeiro estudo a documentar o impacto de um aporte moderadamente baixo de iodo no QI de crianças em idade escolar, com recurso à escala completa da WISC-III, no qual se demonstra que este instrumento é mais sensível que as MPCR, sugere-se que este tipo de metodologia seja utilizado em estudos para avaliação dos efeitos nas funções cognitivas, decorrentes do aporte de iodo em populações de crianças em idade escolar.

ABSTRACT: Iodine is an essential trace element required at all stages of life; fetal life and early childhood being the most critical phases of requirement. Diet is the primary source of iodine, which in turn is dependent upon the iodine content of water and soil. Depending on iodine concentration in human body, the thyroid gland is able to enhance or limit the use of iodine for thyroid hormone production. Neural structures such as the hippocampus, myelination process, and neurotransmitter systems have all been shown to be influenced by thyroid hormones; when iodine compensation fails, hypothyroidism and developmental brain damage will be the dominating disorders. Although iodine-deficient exposure has been linked to poorer intellectual function in several studies, none was developed in Portugal´s worst-case scenario of iodine intake status, registered in the Azores archipelago, where the median urinary iodine concentration (UIC) of 78.4% of the schoolchildren is <100 μg/L. The main purpose of the present study was to ascertain whether the iodine intake status would affect the cognitive function in schoolchildren (7-11-y old; 3rd and 4th grades) from Terceira Island, Azores archipelago (Portugal). Raven´s Colored Progressive Matrices (CPM; Portuguese version) was used for measuring IQ of the total population (n=256; median UIC of 66.2 μg/L) and the Wechsler Intelligence Scale for Children (WISC-III; Portuguese version) was used between two selected subgroups: one moderately iodine-deficient (n=30) and the other with adequate iodine intake (n=30). Our study revealed a poor sensitivity of CPM to analyse the iodine-deficient population spectrum per se; thus, WISC-III demonstrated to be the prime instrument for cognitive function assessment among iodine-deficiency schoolchildren, registering in our moderate iodine-deficiency subgroup 15.13 Full Scale IQ points lower than the adequate iodine-intake subgroup, with a very large magnitude effect of d=0.7 and p= 0.013. Significant differences were also registered in 6 of the 13 Verbal-Performance IQ subtests: information; similarities; digit spam; picture completion; picture arrangement and block design. These results show that moderate iodine-deficiency affects the cognitive function of schoolchildren, namely by lowering their general intelligence (IQ) and working memory, compromising their attention and language functions and undermining the reading ability, math-related and other cognitive processes. Intelligence in childhood is a strong predictor of many important life outcomes, thus, for policy makers and governments, it is imperative to act against this iodine-deficiency in the most urgent terms. To our knowledge, this is the first study to document the effects of moderate iodine-deficiency exposure on schoolchildren IQ, using the complete form of WISC-III; results show that WISC-III has a higher sensitivity than CPM, and therefore the former should be preferentially used for cognitive function assessment in studies regarding schoolchildren with inadequate iodine intake.