Щитовидная железа регулирует термогенез и метаболизм человеческого организма, вырабатывая щитовидные гормоны. Состоит железа из множества фолликулов сферической формы, между которыми расположены парафолликулярные клетки (С-клетки).
Фолликулы состоят из одного ряда секреторных эпителиальных клеток (фолликулярные клетки), которые продуцируют внутрь фолликула белковый коллоид. Коллоид содержит тиреоглобулин, участвующий в синтезе тиреоидных гормонов.
Когда щитовидная железа активно синтезирует и секретирует щитовидные гормоны, фолликулы набухают и увеличиваются в размерах.
а) Продукция гормонов щитовидной железы. В просвете фолликулов происходит окисление ионов йода под действием реакции органофикации посредством ферментов тиреоидной пероксидазы и пероксида водорода.
Активные атомы йода соединяются с остатками тирозина в молекуле тиреоглобулина, в результате чего формируются йодитрозины (моно- или дийодтирозин).
Далее тиреиодная пероксидаза соединяется с йодтирозиновыми остатками посредством эфирной связи, синтезируя гормоны ТЗ и Т4 в результате реакции связывания (в зависимости от количества атомов йода).
Затем тиреоидные гормоны могут секретироваться в кровеносное русло, а тиреоглобулин захватывается обратно в фолликулярные клетки. Синтез тиреоидных гормонов изображен на рисунке ниже.
б) Тиреотропный гормон (ТТГ). Тиреотропный гормон (ТТГ) регулирует функцию щитовидной железы посредством своих рецепторов, которые представляют собой 7-трансмембранные рецепторы, связанные с G-белками, которые располагаются на базальнолатеральной поверхности фолликулярных клеток. Рецепторы тиреотропного гормона соединены с альфа-субъединицей G-белка, который активирует аденилатциклазу, увеличивая продукцию циклического аденозинмонофосфата (цАМФ).
Благодаря этому тиреоглобулин захватывается из просвета фолликула и лизируется внутри клетки, в результате чего синтезированные гормоны попадают в системный кровоток. Также ТТГ стимулирует фосфолипазу С, ускоряя распад фосфатидилинозитола. Тиротропин-рилизинг-гормон (тиролиберин), продуцируемый в гипоталамусе, стимулирует секрецию ТТГ гипофизом.
Избыточное количество тиреоидных гормонов снижает продукцию ТТГ гипофизом посредством активации его Т3-рецепторов. Также функция гормонов щитовидной железы регулируется инсулиноподобным фактором роста-1, эпидермальным фактором роста, трансформирующим фактором роста-β, эндотелином и различными цитокинами.
г) Транспорт и метаболизм гормонов щитовидной железы. Щитовидная железа секретирует примерно в 20 раз больше Т4 по сравнению с Т3. Период полураспада у Т3 короче, чем у Т4. Оба они связываются с белками плазмы, в результате чего повышается количество циркулирующих гормонов, замедляется их выведение, регулируется доставка к определенным тканям. Этими белками плазмы являются тироксинсвязывающий глобулин, транстиретин и альбумин.
Самым большим сродством с гормонами щитовидной железы обладает тироксин-связывающий глобулин; и, хотя его концентрация в плазме невелика, он связывает около 80% всех тиреоидных гормонов. Альбумин, напротив, имеет наименьшую аффинность, но присутствует в плазме в больших количествах. Транстиретин ответственен за транспорт наименьшей доли гормонов.
Существует несколько дейодиназ, превращающих Т4 в Т3. Дейодиназа I типа проявляет наименьшую аффинность к Т4, в основном она находится в щитовидной железе, печени и почках. Дейодиназа II типа имеет большую аффинность к Т4, преимущественно она локализуется в гипофизе, головном мозге, буром жире, а также в щитовидной железе.
Дейодиназа III типа конвертирует Т3 и Т4 в обратный Т3. Превращение Т4 в Т3 может нарушаться в результате целого ряда причин, к которым относится голодание, системные заболевания, травма, пероральное контрастирование, некоторые лекарства.
д) Действие тиреоидных гормонов. Тиреоидные гормоны проникают внутрь клетки посредством специфических переносчиков, либо методом пассивной диффузии. Действуют они преимущественно на ядерные рецепторы, хотя также могут воздействовать на плазматическую мембрану и влиять на митохондриальные ферменты.
В ядре гормоны связываются с а- и β-ядерными тиреоидными рецепторами с высокой аффинностью. Каждый рецептор имеет свою изоформу, выражаемую в органах на разных уровнях. Ядерные тиреоидные рецепторы связываются с определенными участками ДНК под названием тиреореактивных элементов, которые находятся на участках активации нужного гена.
Активация рецепторов может либо стимулировать, либо подавлять транскрипцию гена. Т3 обладает большей аффинностью к рецепторам, чем Т4.
Для диагностики заболеваний щитовидной железы необходимо понимать физиологию гипоталамо-гипофизарно-щитовидной оси и ее системы обратной связи. Секреция ТТГ напрямую зависит от концентрации в плазме тиреоидных гормонов, небольшие изменения в их концентрации приводят к значительным изменениям в секреции ТТГ.
В любом случае, пациенты с гипертиреозом и гиперпродукцией тиреоидных гормонов буду иметь пониженный уровень ТТГ, в то время как пациенты с первичным гипотиреозом будут иметь высокий уровень ТТГ и пониженный уровень Т3 и Т4. Сниженный уровень ТТГ на фоне нормальных показателей Т3 и Т4 называют скрытым гипертиреоидизмом, он часто протекает бессимптомно, но у пожилых пациентов связан с повышенным риском мерцательной аритмии.
Скрытый гипотиреоидизм характеризуется незначительно повышенным уровнем ТТГ на фоне нормальных показателей Т3 и Т4. Также гипотиреоидизм может быть вторичным, в результате снижения секреции ТТГ из-за повреждения гипофиза опухолью или травмой.
Единственным способом непосредственного измерения функции щитовидной железы является уровень захвата радиоактивного йода, в котором используется радиоактивный изотоп йода I123 (radioactive iodine uptake, RAIU).
Уровень синтеза и высвобождения гормонов щитовидной железы может быть выведен из количества радиоактивного йода, поглощенного за 24 часа по мере экспоненциального снижения уровня маркера в крови.
Нормальным уровнем поглощения в областях без дефицита йода считается 5-20%. RAIU может использоваться для проведения дифференциальной диагностики между гипертиреоидизмом, вызванным болезнью Грейвса, и гипертиреоидизмом, вызванным тиреоидитом и токсическим поражением железы.
е) Ключевые моменты:
• Тиреолиберин стимулирует секрецию ТТГ гипофизом. Циркулирующие тиреоидные гормоны посредством механизма обратной связи угнетают синтез ТТГ, взаимодействуя с Т3 рецепторами гипофиза.
• Щитовидная железа продуцирует в 20 раз больше Т4, чем Т3. Т3 имеет более короткий период полураспада, чем Т4. На периферии Т4 превращается в Т3 в результате процесса дейодинирования.
Учебное видео гормоны щитовидной железы в норме и при болезни
При проблемах с просмотром скачайте видео со страницы Здесь
