Štítná žláza. Fyziologické účinky hormonů štítné žlázy. Štítná žláza Fyziologické účinky tyroxinu

Hormony štítné žlázy mají široký rozsah působení, ale nejvíce jejich vliv působí na buněčné jádro. Mohou přímo ovlivňovat procesy probíhající v mitochondriích, stejně jako v buněčné membráně.

U savců a lidí jsou hormony štítné žlázy důležité zejména pro vývoj centrálního nervového systému a pro růst celého těla.

Stimulační účinek těchto hormonů na rychlost spotřeby kyslíku (kalorigenní účinek) celým tělem i jednotlivými tkáněmi a subcelulárními frakcemi je již dlouho znám. Významnou roli v mechanismu fyziologického kalorigenního účinku T 4 a T 3 může sehrát stimulace syntézy takových enzymatických proteinů, které v procesu svého fungování využívají energii adenosintrifosfátu (ATP), k například membránová sodno-draselná ATPáza, která je citlivá na oubain a zabraňuje intracelulární akumulaci sodných iontů. Hormony štítné žlázy v kombinaci s adrenalinem a inzulinem mohou přímo zvýšit příjem vápníku do buněk a zvýšit v nich koncentraci kyseliny cyklické adenosinmonofosforečné (cAMP) a také transport aminokyselin a cukrů přes buněčnou membránu.

Hormony štítné žlázy hrají zvláštní roli v regulaci funkce kardiovaskulárního systému. Tachykardie s tyreotoxikózou a bradykardie s hypotyreózou - charakteristické vlastnosti poruchy stavu štítné žlázy. Tyto (ale i mnohé další) projevy onemocnění štítné žlázy na dlouhou dobu přičítá se zvýšení tonusu sympatiku pod vlivem hormonů štítné žlázy. Nyní se však prokázalo, že nadměrné hladiny posledně jmenovaného v těle vedou ke snížení syntézy adrenalinu a norepinefrinu v nadledvinách a ke snížení koncentrace katecholaminů v krvi. Při hypotyreóze se zvyšuje koncentrace katecholaminů. Nepotvrdily se ani údaje o zpomalení odbourávání katecholaminů v podmínkách nadměrné hladiny hormonů štítné žlázy v organismu. S největší pravděpodobností se v důsledku přímého (bez účasti adrenergních mechanismů) působení hormonů štítné žlázy na tkáně mění jejich citlivost na katecholaminy a mediátory parasympatických vlivů. U hypotyreózy bylo skutečně popsáno zvýšení počtu beta-adrenergních receptorů v řadě tkání (včetně srdce).

Mechanismy pronikání hormonů štítné žlázy do buněk nejsou dobře známy. Bez ohledu na to, zda probíhá pasivní difúze nebo aktivní transport, tyto hormony pronikají do cílových buněk poměrně rychle. Vazebná místa pro T 3 a T 4 se nacházejí nejen v cytoplazmě, mitochondriích a jádře, ale také na buněčné membráně, avšak právě jaderný chromatin buněk obsahuje oblasti, které nejlépe splňují kritéria pro hormonální receptory. Afinita odpovídajících proteinů k různým analogům T4 je obvykle úměrná biologické aktivitě těchto analogů. Stupeň obsazení takových oblastí je v některých případech úměrný velikosti buněčné odpovědi na hormon. Vazba hormonů štítné žlázy (především T3) v jádře je realizována nehistonovými chromatinovými proteiny, jejichž molekulová hmotnost po solubilizaci je přibližně 50 000 daltonů. Zdá se, že jaderné působení hormonů štítné žlázy nevyžaduje předchozí interakci s cytosolickými proteiny, jak je popsáno u steroidních hormonů. Koncentrace jaderných receptorů je obvykle zvláště vysoká ve tkáních, o nichž je známo, že jsou citlivé na hormony štítné žlázy (přední hypofýza, játra) a velmi nízká ve slezině a varlatech, o kterých se uvádí, že nereagují na T4 a T3.

Po interakci hormonů štítné žlázy s chromatinovými receptory se poměrně rychle zvyšuje aktivita RNA polymerázy a zvyšuje se tvorba vysokomolekulární RNA. Ukázalo se, že kromě generalizovaného účinku na genom může T3 selektivně stimulovat syntézu RNA kódující tvorbu specifických proteinů, např. alfa2-makroglobulinu v játrech, růstového hormonu v hypofýzách a případně mitochondriální enzym alfa-glycerofosfátdehydrogenáza a cytoplazmatický jablečný enzym . Při fyziologických koncentracích hormonů jsou jaderné receptory z více než 90 % vázány na T3, zatímco T4 je přítomen v komplexu s receptory ve velmi malých množstvích. To ospravedlňuje pohled na T4 jako na prohormon a T3 jako na skutečný hormon štítné žlázy.

Regulace sekrece. T 4 a T 3 mohou záviset nejen na hypofyzárním TSH, ale také na dalších faktorech, zejména koncentraci jodidu. Hlavním regulátorem činnosti štítné žlázy je však stále TSH, jehož sekrece je pod dvojí kontrolou: z hypotalamického TRH a periferních tyreoidálních hormonů. Pokud se koncentrace posledně jmenovaného zvýší, odezva TSH na TRH je potlačena. Sekreci TSH inhibují nejen T 3 a T 4, ale také hypotalamické faktory – somatostatin a dopamin. Souhra všech těchto faktorů určuje velmi jemnou fyziologickou regulaci funkce štítné žlázy v souladu s měnícími se potřebami organismu.

TSH je glykopeptid s molekulární váha 28 000 daltonů. Skládá se ze 2 peptidových řetězců (podjednotek) spojených nekovalentními silami a obsahuje 15 % sacharidů; Alfa podjednotka TSH se neliší od podjednotky v jiných polypeptidových hormonech (LH, FSH, lidský choriový gonadotropin). Biologická aktivita a specificita TSH je určena jeho beta podjednotkou, která je samostatně syntetizována thyrotrofy hypofýzy a následně připojena k alfa podjednotce. K této interakci dochází poměrně rychle po syntéze, protože sekreční granule v thyrotrofech obsahují hlavně hotový hormon. Malý počet jednotlivých podjednotek se však může uvolnit vlivem TRH v nevyváženém poměru.

Hypofyzární sekrece TSH je velmi citlivá na změny koncentrace T4 a T3 v krevním séru. Pokles nebo zvýšení této koncentrace dokonce o 15-20 % vede k recipročním posunům v sekreci TSH a jeho odpovědi na exogenní TRH. Aktivita T 4 -5 dejodázy v hypofýze je obzvláště vysoká, takže sérový T 4 se v ní přeměňuje na T 3 aktivněji než v jiných orgánech. To je pravděpodobně důvod, proč pokles hladin T 3 (při zachování normální koncentrace T 4 v séru), zaznamenaný u těžkých netyreoidálních onemocnění, jen zřídka vede ke zvýšení sekrece TSH. Hormony štítné žlázy snižují počet TRH receptorů v hypofýze a jejich inhibiční účinek na sekreci TSH je pouze částečně blokován inhibitory syntézy proteinů. Maximální inhibice sekrece TSH nastává po dlouho po dosažení maximální koncentrace T 4 a T 3 v séru. Naopak prudký pokles hladin hormonů štítné žlázy po odstranění štítné žlázy vede k obnovení bazální sekrece TSH a její odpovědi na TRH až po několika měsících nebo i později. To je třeba vzít v úvahu při hodnocení stavu osy hypofýza-štítná žláza u pacientů podstupujících léčbu onemocnění štítné žlázy.

Hypotalamický stimulátor sekrece TSH – hormon uvolňující tyreotropin (tripeptid pyroglutamylhistidylprolinamid) – je v nejvyšší koncentraci přítomen v eminenci medianu a nucleus arcuate. Nachází se však také v jiných oblastech mozku, stejně jako v gastrointestinální trakt a pankreatické ostrůvky, kde je jeho funkce málo prozkoumána. Stejně jako ostatní peptidové hormony i TRH interaguje s receptory membrány pituicytu. Jejich počet se snižuje nejen vlivem hormonů štítné žlázy, ale i se zvýšením hladiny samotného TRH („downregulace“). Exogenní TRH stimuluje sekreci nejen TSH, ale i prolaktinu a u některých pacientů s akromegalií a chronickou dysfunkcí jater a ledvin tvorbu růstového hormonu. Role TRH ve fyziologické regulaci sekrece těchto hormonů však nebyla stanovena. Poločas exogenního TRH v lidském séru je velmi krátký - 4-5 minut. Hormony štítné žlázy pravděpodobně neovlivňují její sekreci, ale problém její regulace zůstává prakticky neprozkoumaný.

Kromě zmíněného inhibičního účinku somatostatinu a dopaminu na sekreci TSH je modulován řadou steroidních hormonů. Tedy estrogeny a orální antikoncepce zvýšit TSH odpověď na TRH (pravděpodobně v důsledku zvýšení počtu TRH receptorů na membráně buněk předního laloku hypofýzy), omezit inhibiční účinek dopaminergních léků a hormonů štítné žlázy. Farmakologické dávky glukokortikoidů snižují bazální sekreci TSH, jeho odpověď na TRH a vzestup jeho hladiny ve večerních hodinách. Fyziologický význam všech těchto modulátorů sekrece TSH však není znám.

V systému regulace funkce štítné žlázy tedy centrální místo zaujímají tyreotrofy přední hypofýzy, vylučující TSH. Ten řídí většinu metabolických procesů v parenchymu štítné žlázy. Jeho hlavním akutním účinkem je stimulace tvorby a sekrece hormonů štítné žlázy a chronickým účinkem hypertrofie a hyperplazie štítné žlázy.

Na povrchu tyrocytární membrány jsou receptory specifické pro alfa podjednotku TSH. Po interakci hormonu s nimi se rozvine víceméně standardní sekvence reakcí pro polypeptidové hormony. Komplex hormon-receptor aktivuje adenylátcyklázu umístěnou na vnitřním povrchu buněčné membrány. Protein vázající guanylnukleotid s největší pravděpodobností hraje konjugační roli v interakci komplexu hormonálního receptoru a enzymu. Faktorem určujícím stimulační účinek receptoru na cyklázu může být (3-podjednotka hormonu. Mnoho účinků TSH je zjevně zprostředkováno tvorbou cAMP z ATP působením adenylátcyklázy. I když se znovuzavedený TSH nadále váže na receptorů thyrocytů se štítná žláza v určitém období jeví jako refrakterní na opakované podávání hormonu. Mechanismus této autoregulace odpovědi cAMP na TSH není znám.

cAMP vzniklý vlivem TSH interaguje v cytosolu s cAMP-vazebnými podjednotkami proteinkináz, což vede k jejich oddělení od katalytických podjednotek a jejich aktivaci, tj. k fosforylaci řady proteinových substrátů, která mění jejich činnost a tím i metabolismus celé buňky. Štítná žláza obsahuje také fosfoprotein fosfatázy, které obnovují stav odpovídajících bílkovin. Chronické působení TSH vede ke zvětšení objemu a výšky epitelu štítné žlázy; pak se zvýší počet folikulárních buněk, což způsobí jejich vysunutí do koloidního prostoru. V kultivovaných tyreocytech TSH podporuje tvorbu mikrofolikulárních struktur.

TSH zpočátku snižuje schopnost štítné žlázy koncentrovat jodid, pravděpodobně v důsledku cAMP zprostředkovaného zvýšení permeability membrány, které doprovází depolarizaci membrány. Chronické působení TSH však prudce zvyšuje vychytávání jodidu, které je zjevně nepřímo ovlivněno zvýšenou syntézou transportních molekul. Velké dávky jodidu nejen samy o sobě inhibují transport a organizaci posledně jmenovaného, ​​ale také snižují odpověď cAMP na TSH, i když nemění jeho účinek na syntézu proteinů ve štítné žláze.

TSH přímo stimuluje syntézu a jodaci tyreoglobulinu. Pod vlivem TSH se rychle a prudce zvyšuje spotřeba kyslíku štítnou žlázou, což pravděpodobně souvisí ani ne tak se zvýšením aktivity oxidačních enzymů, ale se zvýšením dostupnosti kyseliny adenindifosforečné - ADP. TSH se zvyšuje obecná úroveň pyridinových nukleotidů ve tkáni štítné žlázy, urychluje přeměnu a syntézu fosfolipidů v ní, zvyšuje aktivitu fosfolipázy Ag, která ovlivňuje množství prekurzoru prostaglandinu – kyseliny arachidonové.

Biologické účinky hormonů štítné žlázy se týkají mnoha fyziologických funkcí těla.

Funkce trijodtyroninu a tyroxinu:

1. Stimulace metabolických procesů: zvýšené odbourávání bílkovin, tuků, sacharidů; posílení oxidačních procesů; termogeneze; aktivace trávicích procesů, zvýšená produktivita.

2. Regulace růstu, vývoje, diferenciace tkání. Metamorfóza. Tvorba kostí. Růst vlasů. Rozvoj nervové tkáně a stimulace nervových procesů.

3. Posílení srdeční činnosti, zvýšení citlivosti srdce na vliv sympatiku.

Sympatický nervový systém zvyšuje činnost štítné žlázy, zatímco parasympatikus ji brzdí. Fyziologická hypofunkce štítné žlázy: ve spánku. Fyziologická hyperfunkce žlázy: během těhotenství a kojení. Hormony regulují zejména rychlost bazálního metabolismu, růst a diferenciaci tkání, metabolismus bílkovin, sacharidů a lipidů, metabolismus voda-elektrolyt, činnost centrálního nervového systému, zažívací trakt, krvetvorba, funkce kardiovaskulárního systému, potřeba vitamínů, odolnost organismu vůči infekcím.

V embryonálním období mají hormony štítné žlázy výjimečný vliv na formování hlavních mozkových struktur odpovědných za motorické funkce a intelektuální schopnosti člověka a také přispívají k dozrávání „kochley“ sluchového analyzátoru.

Ačkoli existují určité důkazy na podporu působení hormonů štítné žlázy na buněčném povrchu a na mitochondriální úrovni, předpokládá se, že většina biologických účinků hormonů štítné žlázy je zprostředkována interakcí T3 se specifickými receptory. Mechanismus účinku hormonů štítné žlázy je velmi podobný působení steroidních hormonů v tom, že se hormon váže na jaderný receptor, v důsledku čehož se mění transkripce specifických messengerových RNA.

Hormony štítné žlázy, stejně jako steroidní hormony, snadno difundují přes membránu lipidových buněk a jsou vázány intracelulárními proteiny. Podle jiných údajů hormony štítné žlázy nejprve interagují s receptorem na plazmatické membráně a teprve poté vstupují do cytoplazmy, kde jsou komplexovány s proteiny a tvoří intracelulární zásobu hormonů štítné žlázy. Biologický účinek zajišťuje hlavně T3, který se váže na cytoplazmatický receptor. Mechanismus účinku hormonů štítné žlázy ilustruje schéma na obrázku níže.

Rýže. Mechanismus účinku hormonů štítné žlázy

MB - buněčná membrána; P – membránový receptor; MN – jaderná membrána; RC – cytoplazmatický receptor; RN – jaderný receptor; ER – endoplazmatické retikulum; M – mitochondrie.

Cytoplazmatický komplex štítné žlázy nejprve disociuje a poté je T 3 přímo vázán jadernými receptory, které k němu mají vysokou afinitu. Kromě toho se v mitochondriích nacházejí také receptory s vysokou afinitou pro T3. Předpokládá se, že kalorigenní účinek hormony stimulující štítnou žlázu probíhá v mitochondriích generací nového ATP, k jehož tvorbě se využívá adenosindifosfát (ADP).

Hormony stimulující štítnou žlázu regulují syntézu proteinů na transkripční úrovni a jejich působení je detekováno po 12–24 hodinách, lze blokovat zavedení inhibitorů syntézy RNA. Kromě intracelulárního působení stimulují hormony štítné žlázy transport glukózy a aminokyselin přes buněčnou membránu, čímž přímo ovlivňují aktivitu některých enzymů v ní lokalizovaných.

Specifický účinek hormonů se tedy dostavuje až po kompenzaci odpovídajícím receptorem. Receptor po rozpoznání a navázání hormonu generuje fyzikální nebo chemické signály, které způsobují sekvenční řetězec postreceptorových interakcí, končících projevem specifického biologického účinku hormonu. Z toho vyplývá, že biologický účinek hormonu závisí nejen na jeho obsahu v krvi, ale také na počtu a funkčním stavu receptorů a také na úrovni fungování postreceptorového mechanismu.

Na rozdíl od receptorů steroidních hormonů, které nemohou být pevně ukotveny v jádře před vazbou hormonů (a proto se nacházejí v cytosolických frakcích po destrukci buňky), jsou receptory hormonů štítné žlázy těsně spojeny s kyselými nehistonovými jadernými proteiny. Vysoká hydrofobicita T 3 a T 4 je základem jejich působení prostřednictvím cytosolického mechanismu. Ukázalo se, že receptory hormonů štítné žlázy se nacházejí především v jádře a vytvořené komplexy hormon-receptor, interagující s DNA, mění funkční aktivitu některých částí genomu. Výsledkem působení T 3 je indukce transkripčních procesů a v důsledku toho biosyntéza proteinů. Tyto molekulární mechanismy jsou základem vlivu hormonů štítné žlázy na mnoho metabolických procesů v těle. V reakci na hormony štítné žlázy se zvyšuje počet receptorů, ale ne jejich afinita. Tento jaderný receptor pro hormony štítné žlázy má nízkou kapacitu (přibližně 1 pmol/mg DNA) a vysokou afinitu k T3 (asi 10 -10 M). Afinita receptoru k T4 je přibližně 15krát menší.

Hlavní metabolickou funkcí hormonů štítné žlázy je zvýšení příjmu kyslíku. Účinek je pozorován ve všech orgánech kromě mozku, retikuloendoteliálního systému a gonád. Speciální pozornost přitahují mitochondrie, ve kterých T4 způsobuje morfologické změny a rozpojuje oxidativní fosforylaci. Tyto účinky vyžadují velké množství hormonu a téměř jistě se nevyskytují za fyziologických podmínek. Hormony štítné žlázy indukují mitochondriální α-glycerofosfátdehydrogenázu, což může být způsobeno jejich vlivem na vychytávání O2.

Podle Edelmanovy hypotézy je většina energie využité buňkou využita k provozu pumpy Na + / K + - ATPázy. Hormony štítné žlázy zvyšují účinnost této pumpy zvýšením počtu jejích základních jednotek. Protože všechny buňky mají takovou pumpu a téměř každá z nich reaguje na hormony štítné žlázy, může být hlavním mechanismem účinku těchto hormonů zvýšená utilizace ATP as tím související zvýšení spotřeby kyslíku v procesu oxidativní fosforylace.

Hormony štítné žlázy, stejně jako steroidy, indukují syntézu proteinů aktivací mechanismu genové transkripce. Zřejmě právě toto je mechanismus, kterým T 3 zvyšuje celkovou syntézu bílkovin a zajišťuje pozitivní dusíkovou bilanci. Existuje spojení mezi dvěma skupinami hormonů, které ovlivňují růst: hormony štítné žlázy a růstové hormony. T 3 a glukokortikoidy zvyšují úroveň transkripce genu pro růstový hormon, čímž zvyšují jeho tvorbu. To vysvětluje klasické pozorování, že hypofýze zvířat s deficitem T3 postrádá růstový hormon. Velmi vysoké koncentrace T3 potlačují syntézu bílkovin a způsobují negativní dusíkovou bilanci.

Hormony štítné žlázy také interagují s nízkoafinitními vazebnými místy v cytoplazmě, která zjevně nejsou totožná s proteinem jaderného receptoru. Cytoplazmatická vazba může sloužit k udržení hormonů v blízkosti jejich skutečných receptorů. Hormony štítné žlázy jsou známy jako důležité modulátory vývojových procesů.

Vzhledem k tomu, že je to T 3, který provádí hlavní metabolické účinky na úrovni jádra a mitochondrií, a účinnost interakce T 3 s intracelulárním receptorovým aparátem závisí na řadě faktorů, změna vazebné aktivity hormonů buňky ve vztahu k T3 mohou ovlivnit účinnost transformace hormonálního signálu na biochemickou odpověď buňky. Je možné, že porucha schopnosti buňky vázat hormony štítné žlázy může hrát roli v patogenezi rakoviny štítné žlázy a tyreoiditidy.

Nnedostatek hormonů štítné žlázy

Těžký nedostatek hormonů štítné žlázy u dětí se nazývá kretinismus a je charakterizován opožděným růstem a duševním vývojem. Milníky vývoje dítěte, jako je sezení a chůze, jsou opožděny. Porucha lineárního růstu může vést k nanismu, který se vyznačuje neúměrně krátkými končetinami ve srovnání s trupem. Když se nedostatek hormonů štítné žlázy objeví v pozdějším dětství, mentální retardace je méně závažná a hlavní charakteristikou je porucha lineárního růstu. Výsledkem je, že dítě vypadá mladší, než je jeho chronologický věk. Vývoj epifýz je opožděn, takže kostní věk je menší než chronologický. Stáří.

Výskyt nedostatku hormonů štítné žlázy u dospělých je obvykle nenápadný; příznaky a symptomy se objevují postupně během měsíců nebo let. Časné příznaky nespecifické. Postupem času se zpomalují duševní procesy a motorická aktivita obecně. Ačkoli je pozorován určitý přírůstek hmotnosti, chuť k jídlu je obvykle snížena, takže těžká obezita je vzácná. Nesnášenlivost chladu může být prvním projevem nedostatku hormonů štítné žlázy, s individuálními stížnostmi na pocit chladu v místnosti, kde se ostatní cítí pohodlně. Ženy mohou pociťovat nepravidelnosti menstruace, přičemž silnější menstruace je častější než ukončení menstruace. Snížená clearance adrenálních androgenů může usnadnit tvorbu estrogenů mimo žlázy, což vede k anovulačním cyklům a neplodnosti. Při dlouhodobém a závažném nedostatku hormonů štítné žlázy dochází k hromadění mukopolysacharidů v podkožních tkáních a dalších orgánech, označované jako myxedém. Infiltrace dermis vede ke zhrubnutí rysů, periorbitálnímu edému a otokům paží a nohou nesouvisejícím s tlakem. Svalová tvrdost a bolestivost může být důsledkem svalového otoku jako časného projevu onemocnění. Opožděné svalové kontrakce a relaxace vedou k pomalým pohybům a opožděným šlachovým reflexům. Sníží se výdej i tepová frekvence, takže výkon srdce klesá. Srdce se může zvětšit a může se vyvinout perikardiální výpotek. Pleurální tekutina bohatá na bílkoviny a mukopolysacharidy se hromadí. Mentální retardace je charakterizována poruchou paměti, zpomalenou řečí, sníženou iniciativou a nakonec ospalostí. Při vystavení okolnímu prostředí se mírná hypotermie někdy rozvine v těžší hypotermii. Nakonec se v kombinaci s hypoventilací může vyvinout kóma.

Nadbytek hormonů štítné žlázy

Nejčasnějšími projevy nadbytku hormonů štítné žlázy jsou nervozita, vzrušivost nebo emoční nestabilita, bušení srdce, únava a nesnášenlivost tepla. Stejně jako nedostatek hormonů štítné žlázy se může tento nedostatek projevit jako nepohodlí v místnosti, kde se ostatní cítí dobře. Časté je zvýšené pocení.

Hubnutí, i přes normální nebo zvýšený příjem potravy, je jedním z nejčastějších projevů. Zvýšený příjem potravy může být někdy tak velký, že překoná hypermetabolický stav a vede k nárůstu hmotnosti. Většina pacientů tvrdí, že jejich zvýšený příjem kalorií se vyskytuje především ve formě sacharidů. U žen je menstruační krvácení snížené nebo chybí. Frekvence střevní peristaltiky za den se často zvyšuje, ale skutečný vodnatý průjem se objeví jen zřídka. Vnější znaky může zahrnovat teplou, vlhkou pokožku se sametovou texturou, často ve srovnání s kůží novorozenců; změny na nehtech zvané onycholýza, která zahrnuje oddělení nehtu od nehtového lůžka; slabost proximálních svalů, což často způsobuje pacientovi potíže při vstávání sezení nebo z pozice v podřepu. Vlasy mají dobrou strukturu, ale může dojít k jejich vypadávání. Během spánku přetrvává typická tachykardie, může se rozvinout síňová arytmie a městnavé srdeční selhání.



Přednáška 8.

Štítná žláza. Fyziologické účinky hormonů štítné žlázy.

1. Struktura. Embryogeneze.

5. Mechanismus účinku hormonů štítné žlázy.

1. Struktura. Embryogeneze.

Všichni obratlovci mají štítnou žlázu. U lidí se nachází v přední oblasti krku, mírně pod kricoidní chrupavkou hrtanu. Má tvar podkovy a skládá se ze tří hlavních částí: dvou bočních laloků a střední nepárové části - šíje.

Během procesu lidské embryogeneze se štítná žláza tvoří ve 3. týdnu nitroděložního vývoje. Již mezi 12. a 14. týdnem nitroděložního života je štítná žláza schopna vstřebávat a akumulovat jód. Mezi 15. a 19. týdnem začíná organická vazba jódu a syntéza hormonu tyroxinu. Štítná žláza tedy začíná fungovat u plodu dlouho před jeho narozením, její hormonální činnost je nezbytná pro plný vývoj plodu.

Tkáň štítné žlázy je rozdělena vrstvami pojivové tkáně na samostatné lalůčky. Hlavním prvkem jeho parenchymu jsou folikuly. stěnu každého folikulu tvoří thyrocyty – jednovrstvé epiteliální buňky, které produkují dva hormony štítné žlázy obsahující jód. V obdobích nízké funkční aktivity žlázy je epitel plochý, když se zvětšuje, stává se krychlovým až cylindrickým. Uvnitř folikulu obsahuje koloid - homogenní hmotu vylučovanou epitelem folikulu obsahující jód. Mezi folikuly je volná pojivová tkáň, ve které se vyskytují shluky epitelové buňky– interfolikulární ostrůvky, které slouží jako zdroj tvorby nových folikulů.

Ve stěně folikulů a v interfolikulárních ostrůvcích jsou speciální kulaté nebo oválné buňky, vyznačující se světle zbarvenou cytoplazmou („světelné“ buňky). Ke zvýšení aktivity těchto buněk dochází po prokrvení štítné žlázy roztoky s vysokým obsahem vápníku. „světelné“ buňky se podílejí na sekreci kalcitoninu, a proto se nazývají C-buňky nebo K-buňky (anglicky - kalcitonin nebo rusky kalcitonin). Během procesu evoluce určité množství „světelných“ buněk migrovalo do jiných žláz s vnitřní sekrecí – do příštítných tělísek a brzlíku.

Štítná žláza je v prokrvení na prvním místě v těle (gramem tkáně proteče za 1 minutu 5,6 ml krve, ledvinami pouze 1,5 ml), což svědčí o aktivní endokrinní funkci žlázy. Žláza je inervována sympatickými, parasympatickými a somatickými nervy. Mnoho sympatických nervových zakončení je přímo spojeno s folikuly, což vytváří podmínky pro jejich přímý vliv na sekreci hormonů štítné žlázy.

2. Hormony štítné žlázy a jejich tvorba.

Hormony štítné žlázy zahrnují dva jodované hormony (tyroxin a trijodtyronin) a tři peptidové hormony, které jsou členy rodiny kalcitoninu.

Tyroxin a trijodtyronin se tvoří ve folikulárních epiteliálních buňkách. Pro syntézu těchto hormonů je nutný stálý přísun anorganického jódu do těla, který člověk přijímá z potravy ve formě jodidů - jodid draselný a jodid sodný (v denní stravě - 100-200 mcg). Lidské tělo obsahuje 30-50 mg jódu, z toho asi 15 mg je ve štítné žláze.

Tvorba hormonů ve štítné žláze prochází následujícími fázemi:

1. Anorganický jód, který vstupuje do těla s jídlem, se vstřebává do krve a vstupuje do folikulů štítné žlázy, kde se koncentruje. Jejich jodidy se pak uvolňují enzymatickou oxidací za uvolnění elementárního jódu.

2. Jód se spojí s molekulou tyrosinu za vzniku monojodtyrosinu a dijodtyrosinu. Jodované tyrosiny pak oxidují, kondenzují a tvoří tyroxin a trijodtyrosin. Poměr syntetizovaného tyroxinu a trijodtyroninu je přibližně 4:1. Ústřední role v popsaných procesech patří k velkomolekulárnímu glykoproteinu tyreoglobulin , který zahrnuje aminokyselinové zbytky tyrosin a jod. Thyroglobulin je syntetizován epiteliálními buňkami folikulů a poté se hromadí v koloidu folikulární dutiny. Právě v jeho molekule dochází k procesům organické vazby jódu, tvorbě jodovaných tyrosinů a jejich kondenzaci. Biosyntéza tyroxinu a trijodtyroninu je tedy založena na kontinuální tvorbě tyreoglobulinu. Tento proces může částečně probíhat přímo v tyreocytech.

3. Hormony štítné žlázy se uvolňují z molekuly tyreoglobulinu a uvolňují se do krve. Toto stadium začíná vstupem koloidních kapének do epiteliálních buněk pinocytózou, po které dochází k proteolytickému štěpení molekuly tyreoglobulinu katepsiny v lysozomech epiteliálních buněk. V důsledku toho se uvolňuje tyroxin, trijodtyrosin a také mono- a dijodtyrosiny. Hormony pronikají do krve a iotyrosiny podléhají dejodaci.

Hlavním hormonem štítné žlázy cirkulujícím v krvi je tyroxin. Tyroxin je ve stavu vázaném na protein. U lidí je spojeno přibližně 75 % cirkulujícího tyroxinuα -globulin, 10-15% - s prealbuminem, malá množství - s albuminem. Toto spojení je reverzibilní. Trijoditonin se také váže na plazmatické bílkoviny, ale méně pevně, takže jeho fyziologický účinek se projevuje rychleji než tyroxin. Vazba na bílkoviny zabraňuje ztrátě hormonů štítné žlázy ledvinami.

Do buňky pronikají pouze volný tyroxin a trijodtyronin, které jsou fixovány specifickými proteiny. Metabolismus hormonů štítné žlázy probíhá v periferních tkáních, včetně jejich dejodace. V tomto případě se tyroxin částečně přeměňuje na biologicky aktivnější trijodtyronin. s úplnou dejodací, stejně jako destrukcí peptidového řetězce, jsou hormony zcela inaktivovány.

Tělo dospělého člověka potřebuje 100-300 mcg tyroxinu nebo 50-150 mcg trijodtyroninu denně. Hormony štítné žlázy se ničí poměrně pomalu: poločas tyroxinu je asi 4 dny a trijodironinu 45 hodin. Přebytečné hormony jsou zničeny nebo vyloučeny z těla. K metabolickému odbourávání hormonů dochází především v játrech. Navíc se má za to, že výsledné metabolity mají fyziologickou aktivitu. Je známo, že produkt deaminace tyroxinu silně stimuluje metamorfózu u obojživelníků (účinek u savců nebyl studován).

Odstranění tyroxinu a trijodtyroninu z těla předchází jejich konjugace s glukuronovou a sírovou kyselinou v játrech. Vzniklé glukuronidy a sulfoglukuronidy hormonů štítné žlázy přecházejí do žluči a s ní do střev. Malá část těchto konjugátů je hydrolyzována střevními enzymy a reabsorbována do krve. Některé hormony štítné žlázy jsou vylučovány ledvinami.

3. Regulace biosyntézy a sekrece hormonů štítné žlázy.

Hlavním regulátorem funkce folikulů štítné žlázy je thyrotropin (např. hormon vylučovaný přední hypofýzou). Pod vlivem thyrotropinu dochází k následujícím změnám:

1. Tyreocyty rostou (po odstranění hypofýzy se stávají plochými a po podání thyrotropinu kubické nebo válcovité);

2. Aktivuje biosyntézu threoidních hormonů v různých fázích:

Zvyšuje aktivní přenos jodidů z krve do folikulů žlázy v důsledku depolarizace buněčných membrán a zvýšené aktivity ATPázy;

Zvyšuje oxidaci jodidů, tvorbu jodothyroninů, syntézu tyreoglobulinu;

zvyšuje se pinocytóza thyroglobulinu a jeho migrace do lysozomů, jeho štěpení proteolytickými enzymy a uvolňování volného tyroxinu a trijodtyroninu do krve.

To vše vysvětluje, proč destrukce předního laloku hypofýzy vede k atrofii parenchymu štítné žlázy a hypotyreóze a proč nadměrná produkce tyreotropinu vede k rozvoji hypertyreózy.

Vztah mezi hypofýzou a štítnou žlázou probíhá na principu přímé a zpětné vazby.

Sekrece thyrotropinu je aktivována faktorem uvolňujícím tyreotropin (thyrotropin-releasing factor), produkovaným neurosekrečními elementy hypotalamu. V těle tedy funguje jediný systém: hormon uvolňující thyrotropin-thyrotropin-hormony štítné žlázy nebo systém hypotalamus-hypofýza-štítná žláza. Prostřednictvím hypotalamické oblasti mozku a hypofýzy jsou signály z centrálního nervového systému včetně jeho vyšších částí přenášeny do štítné žlázy. Tento mechanismus je základem akutního (někdy během 1-2 dnů) zvýšení funkční aktivity štítné žlázy po duševním traumatu u člověka.

Existuje také inverzní vztah mezi hormony štítné žlázy a thyrotropinem na jedné straně a hypotalamickými buňkami, které produkují hormon uvolňující thyrotropin, na straně druhé: zvýšená produkce hormonů štítné žlázy a thyrotropinu inhibuje tvorbu hormonu uvolňujícího thyrotropin.

Předpokládá se, že sympatické nervy stimulují sekreční aktivitu štítné žlázy a parasympatické nervy ji inhibují. Přímých důkazů je však málo. Existují důkazy o kontaktech mezi sympatickými nervovými zakončeními a folikulárním epitelem. Předpokládá se, že autonomní nervový systém pouze inervuje krevní cévy (denervace štítné žlázy neinterferuje s její reakcí na hormon stimulující štítnou žlázu).

4. Metody hodnocení funkční činnosti štítné žlázy.

1. Hodnocení funkčního stavu štítné žlázy na základě bazálního metabolismu. Metoda je založena na údajích, že hormony obsahující jód mohou zvýšit bazální metabolismus. Tato metoda je však nepřesná, neboť množství bazálního metabolismu může být ovlivněno jinými faktory (tonus autonomního nervového systému, hormonální aktivita jiných endokrinních žláz atd.).

2. Aplikace radioaktivního jódu. Podává se malá dávka radioaktivního jódu (1 až 5 μCi) a po 2 a 24 hodinách se stanoví příjem jódu štítnou žlázou (např. pomocí Geiger-Mullerova počítače). Při normální činnosti štítné žlázy je akumulace jódu v ní: za 2 hodiny - 7-12% a za 24 hodin - 20-29% podaného množství. Když jeho funkce klesá, odpovídající hodnoty jsou 1-2 a 2-4%, a když je jeho funkce zvýšena - 20-40 a 40-80%.

3. Stanovení množství jodu v plazmě vázaného na protein (PBI). U zdravých lidí SBI je 3,4-8 μg%, s tyreotoxikózou - více než 8,5 a s hypotyreózou - méně než 3 μg%.

4. Stanovení reaktivity štítné žlázy na thyrotropin: Nejprve se stanoví bazální koncentrace hormonů štítné žlázy v krevní plazmě (séru) a poté jejich obsah po podání thyrotropinu.

5. Fyziologický význam a mechanismy účinku hormonů štítné žlázy.

Tyroxin a trijodtyronin mají velmi široké spektrum účinků na tělesné funkce.

Růst a vývoj. Odstranění nebo oslabení štítné žlázy u dospělých pomáhá snížit sekreci hormonů štítné žlázy, což vede ke snížení bazálního metabolismu o 40–50 %. Kůže ztrácí pružnost, vlasová linie se ztenčuje a srdce se zpomaluje. Děti také zažívají zpoždění v růstu, vývoji a pubertě kostry. Tyroxin a trijodtyronin interagují s růstovým hormonem (somatotropní hormon). K rozvoji přispívá vrozená nevyvinutost nebo dokonce úplná absence štítné žlázy u člověka kretinismus . Kretinismus se projevuje porušením tělesných proporcí, zpomalením růstu, poklesem bazálního metabolismu, změnami stavu kožních tkání, nevyvinutím svalů, potlačením racionální činnosti, neplodností, srdeční slabostí atd. Povaha poruch v procesu diferenciace žláz v embryogenezi není dosud dostatečně objasněna. Příčinou rozvoje spontánního kretinismu u člověka může být i chronický nedostatek jodidu ve stravě. Hyperfunkce štítné žlázy má v lidském těle opačné změny.

Vliv at nervový systém . Při potlačení nebo vypnutí funkce štítné žlázy pro počáteční fáze K ontogenezi dochází k hlubokým dysfunkcím vyšších částí mozku: snížení podmíněné reflexní aktivity, snížení indikativních reakcí. Hypotyreóza vede ke změnám v jiných částech mozku a periferního nervového systému: snižuje se dráždivost nervových center, periferních ganglií a synapsí nervových orgánů. Předpokládá se, že tyto poruchy jsou založeny na výrazně sníženém stupni diferenciace nervové tkáně: zmenšení velikosti neuronů, inhibici vývoje nervových zakončení, inhibici sypapsogeneze, snížené myelinizaci nervů a syntéze proteinů v mozkové tkáni. Podle některých vědců je tyroxin nezbytný ke spuštění diferenciace nervových buněk. Nedostatek nebo nadbytek hormonů štítné žlázy v kritické období vývoj centrálního nervového systému způsobuje hluboké změny v různých částech mozku. Mohou být kompenzovány normalizací rovnováhy hormonů štítné žlázy pouze ve stejném období, ale ne později (u lidí v prvních 3-6 měsících). Po ukončení kritického období vývoje se výsledné změny v nervových buňkách stávají nevratnými.

Množství transportních proteinů v krevní plazmě již bylo stanoveno, ale relativní význam různých nosičů nebyl dosud objasněn a lze je nalézt v různých tkáních těla. Jakmile je hormon uvnitř buněčného jádra, váže se na svůj receptor a komplex hormon-receptor interaguje se specifickými sekvencemi DNA v regulátorech určitých genů. Komplex hormon-receptor tedy vazbou na DNA ovlivňuje genovou expresi, stimuluje nebo inhibuje transkripci určitých genů.

Abychom lépe pochopili, jak to funguje, podívejme se na příklad jednoho mechanismu, kterým hormony štítné žlázy zvyšují sílu srdečních kontrakcí. Kontraktilita myokardu závisí částečně na poměru různých typů myosinových proteinů v srdečním svalu. Hormony štítné žlázy stimulují transkripci některých genů pro myosin a inhibují transkripci jiných. Normálně by hormony měly působit tak, že změní poměr směrem k větší kontraktilitě myokardu.

Fyziologické účinky hormonů štítné žlázy

To se zatím nepodařilo prokázat, ale vědci považují za velmi pravděpodobné, že hormony štítné žlázy mohou ovlivnit naprosto všechny buňky těla. Přestože hormony štítné žlázy nejsou absolutně nezbytné pro udržení života, hrají klíčovou roli v mnoha fyziologických procesech, jako je vývoj, růst a metabolismus. a nedostatek hormonů štítné žlázy není slučitelný s normálním zdravím. Kromě toho bylo mnoho účinků hormonů štítné žlázy určeno studiem stavů spojených s nedostatkem nebo nadbytkem hormonů štítné žlázy.

• Metabolismus

Hormony štítné žlázy stimulují různé metabolické procesy ve většině tkání těla, což vede ke zvýšení bazální rychlosti metabolismu. Jedním z důsledků tohoto mechanismu je zvýšení produkce tepla tělem, což je zase považováno za výsledek zvýšené spotřeby kyslíku a zvýšené rychlosti hydrolýzy adenosintrifosfátu. Obrazně řečeno lze účinek hormonů štítné žlázy přirovnat k větru vanoucímu na doutnající uhlí. Některé příklady metabolických účinků hormonů štítné žlázy:

• Metabolismus lipidů

Zvýšené hladiny hormonů štítné žlázy stimulují to, co se nazývá mobilizace tuku. To vede ke zvýšené koncentraci mastné kyseliny v krevní plazmě. Hormony štítné žlázy také stimulují oxidaci mastných kyselin v mnoha tkáních. Konečně, plazmatické koncentrace cholesterolu a triglyceridů jsou nepřímo úměrné hladině hormonů štítné žlázy – jedné z diagnostická kritéria Hypotyreóza je zvýšení hladiny cholesterolu v krvi.

• Metabolismus sacharidů

Hormony štítné žlázy stimulují téměř všechny aspekty metabolismu sacharidů, včetně příjmu glukózy do buněk a urychlení glukoneogeneze a glykogenolýzy, které vytvářejí volnou glukózu.

Hormony štítné žlázy jsou naprosto nezbytné pro normální růst dětí a mladých zvířat, o čemž svědčí zpomalený růst pozorovaný u nedostatku hormonů štítné žlázy . Není divu, že vliv hormonů štítné žlázy na proces růstu úzce souvisí s působením růstového hormonu, což opět ukazuje, jak složité je lidské tělo a na jak mnoha faktorech závisí jeho zdraví.

• Rozvoj

Klasickým experimentem v endokrinologii bylo prokázání, že pulci zbavení hormonů štítné žlázy neprošli přirozenou metamorfózou na žáby. O mimořádném významu hormonů štítné žlázy pro savce svědčí fakt, že normální úroveň Tyto hormony jsou nezbytné pro vývoj mozku u plodu a novorozence.

Jiné efekty

Pravděpodobně neexistují orgány nebo tkáně, které by nebyly ovlivněny hormony štítné žlázy. Zde jsou jen některé z nejlépe prozkoumaných účinků hormonů štítné žlázy:

• Kardiovaskulární systém

Hormony štítné žlázy zvyšují ukazatele, jako je srdeční frekvence, kontraktilita myokardu a Srdeční výdej. Navíc podporují vazodilataci (uvolnění hladkého svalstva ve stěnách cév), což vede ke zvýšenému prokrvení mnoha orgánů.

• centrální nervový systém

Jak zvýšení, tak snížení koncentrace hormonů štítné žlázy v krvi vede ke změnám psychického stavu. Příliš málo hormonů a člověk se stává nepozorným, pasivnějším než obvykle. Nadbytek hormonů vede k úzkosti Úzkost - jak odlišit normalitu od patologie?

Hormony štítné žlázy tyroxin (T4) a trijodtyroxin (T3) ovlivňují intenzitu metabolismu a energie, zvyšují vstřebávání kyslíku buňkami a tkáněmi, stimulují odbourávání glykogenu, brzdí jeho syntézu, ovlivňují metabolismus tuků. Důležitý je zejména vliv hormonů štítné žlázy na kardiovaskulární systém. Zvýšením citlivosti receptorů kardiovaskulárního systému na katecholaminy zvyšují hormony štítné žlázy srdeční frekvenci a přispívají ke zvýšení krevní tlak. Hormony štítné žlázy jsou nezbytné pro normální vývoj a činnost centrálního nervového systému, jejich nedostatek vede ke vzniku kretinismu.
Thyrotoxin stimuluje metabolismus, urychluje biochemické reakce, působí na všechny orgány a udržuje normální tonus nervového systému. Hormon tyroxin ovlivňuje aktivitu adrenalinu a cholinesterázy, výměna vody, regulující reabsorpci tekutiny v renálních tubulech, ovlivňuje buněčnou permeabilitu, metabolismus bílkovin, tuků a sacharidů, úroveň oxidačních procesů v těle, bazální metabolismus a krvetvorbu.
Hormony štítné žlázy mají velký vliv na hormonální vývoj dítěte.
Pokud jsou deficitní, vrozená tyreotoxikóza má za následek malý vzrůst a opožděné zrání kostí. Kostní věk je zpravidla pomalejší než tělesný růst.
Hlavní účinek hormonů štítné žlázy se vyskytuje na úrovni chrupavky, tyroxin se navíc podílí i na mineralizaci kostí.

Fetální hormony štítné žlázy jsou produkovány štítnou žlázou. Mateřské hormony štítné žlázy neprocházejí placentou. V tomto ohledu je vývoj mozku a tvorba kostí u dětí s vrozenou atyreózou nebo hypotyreózou při narození zpomalen. Děti s atyreózou se však rodí s normální hmotností a výškou, což dává důvod se domnívat, že během intrauterinního růstu hormony štítné žlázy neovlivňují nárůst tělesné hmotnosti a výšky.
Hormony štítné žlázy určují postnatální růst a zejména kostní zrání. Fyziologické dávky způsobují růstový efekt pouze u atyreózy a hypotyreózy, ale ne u zdravých dětí. K tomuto účinku je také nutná normální hladina růstového hormonu. Při nedostatku růstového hormonu mohou hormony štítné žlázy korigovat pouze opožděné zrání kostí, nikoli však opožděný růst.
Reguluje sekreci hormonů štítné žlázy hormonem stimulujícím štítnou žlázu, který je syntetizován v předním laloku hypofýzy, jeho syntéza je řízena hormonem uvolňujícím thyrotropin (hormon hypotalamu). Ztráta funkce hypotalamu a hypofýzy vede k hypotyreóze a naopak nadměrná aktivita buněk hypofýzy stimulujících štítnou žlázu nebo přítomnost útvarů hypofýzy vylučujících tyreotropin vede k hyperfunkci štítné žlázy a rozvoji tyreotoxikózy.

Hormon hypofýzy stimulující štítnou žlázu vstupuje do štítné žlázy krevním řečištěm, váže se na speciální receptory umístěné na povrchu folikulárních buněk a stimuluje jejich biosyntetickou a sekreční aktivitu. Většina z tyroxin vstupující do krve tvoří komplex s určitými proteiny krevního séra, ale pouze volný hormon má biologickou aktivitu.
Trijodtyronin se váže na sérové ​​proteiny v menší míře než tyroxin. Funkční činnost štítné žlázy je stálá, klesá pouze v starý věk. V prepubertálním a pubertálním období je činnost štítné žlázy u dívek vyšší než u chlapců.
Při nadměrné produkci hormonů štítné žlázy může docházet k autoimunitním procesům, při kterých biosyntézu hormonů štítné žlázy a jejich nadměrnou produkci řídí nikoli hormon thyrotropin, ale protilátky stimulující štítnou žlázu. Posledně jmenované jsou součástí sérových imunoglobulinů. To vede k narušení imunologické rovnováhy v těle, deficitu T-lymfocytů, T-supresorů, které v těle plní funkci „imunologického dozoru“. V důsledku toho přežívají „zakázané“ klony T-lymfocytů, které jsou výsledkem mutací lymfoidních buněk nebo jejich prekurzorů T-chimér, které jsou citlivé na antigeny, interagují s B-lymfocyty, které se mění v plazmatické buňky schopné syntetizovat štítnou žlázu. stimulující protilátky.

Nejvíce prozkoumanými jsou dlouhodobě působící stimulátor štítné žlázy LATS a LATS-protector, které soutěží s thyrotropinem o vazbu na jeho receptory a mají podobný účinek jako tyreotropin. Stanoví se také protilátky, které mají izolovaný trofický účinek na štítnou žlázu. Nadměrná sekrece hormonů štítné žlázy zesiluje katabolické procesy v těle: rozklad bílkovin, glykogenolýzu, lipolýzu, rozklad a přeměnu cholesterolu.
V důsledku disimilace procesů aktivovaných štítnou žlázou se zvyšuje uvolňování draslíku a vody z tkání a jejich vylučování z těla, objevuje se nedostatek vitamínů a klesá tělesná hmotnost. Nadbytek hormonů štítné žlázy má zpočátku vzrušující účinek na centrální nervový systém a následně vede k oslabení inhibičních i excitačních procesů a vzniku psychické nestability. Přispívá k narušení energetického využití, snížení plastické a energetické zásoby myokardu a zvýšení citlivosti na sympatické vlivy katecholaminů.
Nedostatečná produkce hormonů hypofýzy a hypotalamu thyrotropinu a hormonu uvolňujícího thyrotropin vede k poklesu hladiny hormonů štítné žlázy v těle.

Nedostatek hormonů způsobuje narušení všech typů metabolismu:
1) protein - je narušena syntéza a rozklad proteinu;
2) metabolismus glykosaminoglykanu (myxidema);
3) sacharid – zpomalení vstřebávání glukózy;
4) lipidy – zvýšená hladina cholesterolu;
5) voda-sůl - zadržování vody v tkáních.
Inhibice oxidačních procesů se projevuje snížením bazálního metabolismu.