Патофизиология щитовидной железы

 

Щитовидная железа секретирует тиреоидные гормоны (Т₄ – тироксин, или тетрайодтиронин, Т₃ – трийодтиронин) и кальцитонин. Около 90% тиреоидных гормонов секретируется в виде тироксина и 10% – в виде трийодтиронина. Большая часть тироксина в тканях превращается в трийодтиронин, который более активен (в 4 раза), чем тироксин, но содержится в крови более короткий промежуток времени.

В щитовидной железе тиреоидные гормоны образуются в результате йодирования тирозина и находятся в фолликулярном коллоиде в связи с молекулой тиреоглобулина. Базальная мембрана тиреоидных клеток имеет специфическую способность перекачивать йод внутрь клеток. При выходе в кровь Т₃ и Т₄ соединяются с тироксинсвязывающим глобулином (около 80%) и альбумином. Вследствие высокой аффинности связывающих (транспортных) белков к тиреоидным гормонам, особенно к тироксину, гормоны освобождаются в тканях очень медленно. При поступлении в клетки оба гормона вновь связываются с внутриклеточными протеинами и образуют резерв. Они используются медленно в течение нескольких дней или недель. Эффекты Т₃ развиваются в 4 раза быстрее эффектов тироксина с латентным периодом 6-12 часов и максимумом клеточной активности на 2-3 день. Почти весь тироксин дейодируется, превращаясь в трийодтиронин, который имеет более высокую аффинность к внутриклеточным рецепторам. При связывании с тиреоидным гормоном рецепторы становятся активными и инициируют процесс транскрипции с последующей трансляцией РНК на цитоплазматические рибосомы и синтезом сотен новых типов протеинов, обладающих энзиматическими и другими функциями (структурные, транспортные протеины).

Активными метаболитами тиреоидных гормонов в тканях являются тетрайодпропионовая, тетрайодуксусная и трийодтироуксусная кислоты.

Схема взаимодействий в гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системе иллюстрируется рис. 13.

Как видно из рисунка, секреция ТТГ стимулируется ТРГ из гипоталамуса и тормозится соматостатином (в меньшей степени допамином).

Гипоталамические факторы, таким образом, взаимодействуют на уровне гипофиза и определяют скорость секреции.

Тиреоидные гормоны действуют на гипоталамус, чтобы стимулировать секрецию соматостатина (этот стимулирующий эффект действует как негативный сигнал на гипофиз). Эффект тиреоидных гормонов на секрецию ТРГ не определен точно.

В конечном итоге в гипоталамусе T₄ также превращается в T₃, и это превращение может играть роль в механизме обратной связи.

 

Рис. 13. Схема взаимодействий в гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси. Условные обозначения как на рис. 5.

Основные эффекты тиреоидных гормонов

Метаболическое действие

Влияние тиреоидных гормонов на образование энергии – калоригенное действие. Тиреоидные гормоны усиливают метаболизм почти во всех тканях тела. Механизмы данного действия следующие.

1. Один из главных механизмов – увеличение числа и активности митохондрий → увеличение скорости образования АТФ.

2. Влияние на активный транспорт ионов через клеточные мембраны: повышение активности Na⁺–K⁺–АТФ-азы → повышение скорости транспорта ионов натрия и калия через мембраны клеток некоторых тканей → усиленный метаболизм и продукция тепла.

В случае высоких концентраций тиреоидных гормонов наблюдается набухание митохондрий и разобщение окисления и фосфорилирования с уменьшением синтеза АТФ и потерей больших количеств тепла.

Набухание митохондрий – следствие повышения проницаемости их мембраны, что считается ведущим механизмом токсического действия тиреоидных гормонов.

 

Влияние на обмен белков. В физиологических концентрациях тиреоидные гормоны стимулируют синтез белков, но в больших количествах вследствие увеличения скорости метаболизма, тиреоидные гормоны усиливают распад белка, и больные имеют отрицательный азотистый баланс. Катаболизм белков ведет к потере массы мышц и протеинов костной ткани с развитием гиперкальциемии, гиперкальциурии и остеопороза.

 

Влияние на обмен углеводов. По влиянию на обмен углеводов тиреоидные гормоны являются диабетогенными – вызывающими гипергликемию.

Механизмы развития гипергликемии:

· увеличение всасывания глюкозы в кишечнике;

· стимуляция гликогенолиза и глюконеогенеза;

· усиление инактивации инсулина (активация инсулиназы в печени);

· потенциирование гликогенолитического действия адреналина.

 

Влияние на жировой обмен. Тиреоидные гормоны снижают уровень холестерина в сыворотке крови.

Механизмы:

· увеличенное образование рецепторов к липопротеидам низкой плотности, поэтому при гипертиреозе уровень холестерина низкий или нормальный, при гипотиреозе – высокий;

· мобилизация жирных кислот из жировой ткани, усиление липолитического действия гормона роста и адреналина.

·

Влияние на обмен витаминов. Тиреоидные гормоны необходимы для синтеза витамина А из каротина, поэтому при гипотиреозе – желтое окрашивание кожи из-за избытка каротина.

 

Влияние на минеральный обмен: усиливают выведение через почки натрия и калия и способствуют мобилизации внутриклеточной и внеклеточной воды.

Морфокинетическое действие

1. Тиреоидные гормоны имеют общее и специфическое влияние на рост. У человека этот эффект проявляется главным образом на растущих детях. При гипотиреозе рост запаздывает. Следует подчеркнуть, что гормон роста может осуществлять полное влияние на рост скелета только в присутствии достаточного количества тиреоидных гормонов.

 

2. Важный эффект – содействие росту и развитию мозга плода и в течение первых нескольких лет постнатальной жизни. Без достаточной секреции тиреоидных гормонов рост и созревание мозга значительно задерживается, и ребенок остается психически неполноценным на всю жизнь (кретинизм).

 

Механизмы задержки психического развития:

· дефект развития синапсов;

· дефект миелинизации в мозге;

· нарушение белкового синтеза.

Если лечение кретинизма не начато как можно раньше после рождения, психическое отставание сохранится.

 

Дефицит тиреоидных гормонов в последующей жизни (микседема) сопровождается угнетением психических функций. Больной становится психически замедленным, забывчивым, рефлексы замедляются: увеличение латентного периода коленного рефлекса – обычный клинический признак гипотиреоидизма.

При гипертиреозе активация ЦНС может быть обусловлена потенциацией эффектов катехоламинов, стимулирующих ретикулярную активирующую систему мозга.

 

3. Тиреоидные гормоны необходимы для развития и функционирования половых желез. Гипотиреоз матери во время беременности и лактации обусловливает дефекты развития половых желез плода. Тиреоэктомия приводит к прерыванию беременности.

 

4. Тиреоидные гормоны влияют на строение и функции кожи и ее придатков. У животных они вызывают линьку, смену оперения и развитие его характерной окраски, у млекопитающих способствуют развитию волосяного покрова.

 

 

Патология щитовидной железы

Особенностью проявлений патологии щитовидной железы является определяемое визуально увеличение ее размеров с нарушением или без нарушения функции, так называемый "зоб". Зоб – диффузное или фокусное (местное) увеличение железы. В зависимости от причин и механизмов развития различают несколько видов зобов.

 

1. Физиологический зоб. Это – умеренное диффузное увеличение железы, вызванное ростом потребности в ее гормонах. Такое состояние возникает при беременности, лактации, в период полового созревания, а также при продолжительном действии холода при пребывании в условиях низких температур.

Функциональная лабильность щитовидной железы отражается в транзиторной гиперплазии эпителия. Когда стресс заканчивается, наступает инволюция. Недостаток нормального баланса между гиперплазией и инволюцией может продуцировать большие или меньшие отклонения от обычного гистологического паттерна.

 

2. Эндемический (простой) зоб. Возникает при дефиците йода в пище в течение длительного времени. Обычно встречается у людей, живущих в горах далеко от моря, когда дождевые осадки вымывают йод из почвы. Вода, а также овощи, выросшие в этой области, будут характеризоваться дефицитом йода. Ситуация является эндемической, поэтому зоб тоже называется эндемическим. Размер может быть очень большим, но без нарушения функции.

Это – проблема общественного здоровья, которая может быть решена путем йодирования столовой соли, растительного масла и др.

 

3. Наследственный дефект любого из ферментов, связанного с синтезом тиреоидных гормонов. Недостаточность этих ферментов может вести к нарушениям поглощения йода железой, его органификации, соединения тирозина с йодом и дейодирования. В результате сниженное содержание тиреоидных гормонов ведет к повышенной продукции ТТГ, который вызывает гипертрофию и гиперплазию железы. Развивается кретинизм. Патогенез развития зоба при кретинизме представлен на рис. 14.

 

4. Экзофтальмический зоб (болезнь Грейвса), при котором гипертиреоидизм ассоциируется с диффузным увеличением щитовидной железы и экзофтальмом. Поэтому широко принятое название этого заболевания – диффузный тиреотоксический зоб (ДТЗ).