А НАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Щитовидная железа (ЩЖ) является первой функционально активной эндокринной железой, формирующейся в процессе эмбриогенеза. Ее медиальный зачаток, из которого формируются тиреоциты фолликулов, образуется из срединного выпячивания вентральной стенки глотки между первой и второй парами глоточных карманов. Два латеральных зачатка ЩЖ являются производными четвертой пары глоточных карманов и нервного гребня. Закладка ЩЖ происходит уже на 16–17-й день внутриутробного развития в виде скопления энтодермальных клеток у корня языка, и к 7-й неделе гестационного периода достигает своей окончательной локализации в области шеи. При нарушении процесса опускания ЩЖ возникают многочисленные аномалии. Зачаток железы или его часть может остановиться в любой точке на пути от языка до уровня 2–6 колец трахеи. Если процесс опускания своевременно не прекратится, то ЩЖ может переместиться ниже уровня ее обычного расположения. В результате отделения от основного зачатка какой-либо части железы иногда возникают добавочные ЩЖ в самых разнообразных органах (стенка сердца, перикард и др.) как следствие тесного контакта зачатка ЩЖ с другими органами на ранних стадиях эмбриогенеза. С 14-й недели эмбрионального развития начинается продукция фетальных тиреоидных гормонов. К моменту рождения ЩЖ функционально активна и структурно дифференцирована.

ЩЖ покрывает фиброзная капсула, от которой вглубь органа отходят соединительнотканные перегородки, образующие строму органа. В них содержатся сосуды и нервы. Разделение паренхимы на дольки неполное, поэтому железа псевдодольчатая. Структурной и функциональной единицей ЩЖ является фолликул, стенки которого состоят из одного слоя эпителиальных клеток — тиреоцитов (фолликулярные клетки, или А-клетки).

В первые две недели после рождения фолликулы интенсивно развиваются, к 6 месяцам они хорошо развиты по всей железе, к году достигают 100 мкм в диаметре. В период полового созревания усиливается рост паренхимы и стромы железы, повышается ее активность, фолликулы приобретают неправильную форму. Их форма и размеры также зависят от функционального состояния ЩЖ, диаметр колеблется от 15 до 500 мкм. При повышенной функции ЩЖ фолликулярные клетки имеют цилиндрическую форму, при гипофункции они уплощаются. Просвет фолликулов заполняет коллоид, представляющий гомогенную вязкую жидкость. Его основную массу составляет тиреоглобулин. Различают незрелый (нейодированный или частично йодированный) и зрелый (полностью йодированный) коллоид. Синтез тиреоглобулина и тиреоидных гормонов осуществляется тиреоцитами.

В паренхиме железы, кроме А-клеток, находятся В- и С-клетки. В-клетки (клетки Ашкенази–Гюртля) крупнее тиреоцитов, в их цитоплазме обнаружены биогенные амины, в том числе серотонин. В-клетки впервые появляются в возрасте 14–16 лет, в большом количестве они встречаются в 50– 60 лет. Парафолликулярные клетки, или С-клетки, в составе фолликулов расположены, как правило, одиночно. В отличие от тиреоцитов, С-клетки не способны поглощать йод. Они вырабатывают кальцитонин — гормон, способствующийснижениюкальциявкровипутемвключенияеговкостнуюткань.

Каждый фолликул окружен густой сетью капилляров, в просвет которых секретируются гормоны ЩЖ.

Б ИОСИНТЕЗ И РЕГУЛЯЦИЯ ГОРМОНОВ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Основной функцией ЩЖ является синтез гормонов: тироксина (Т 4 ) и 3,5,3’-трийодтиронина (Т 3 ). Исходными продуктами биосинтеза служат аминокислота тирозин и йод. Суточная потребность в йоде, в зависимости от возраста, составляет 90–200 мкг. Биосинтез тиреоидных гормонов происходит в несколько этапов.

1-й этап — захват и накопление йода в тиреоцитах ЩЖ. Йод поступает в организм, в основном, через желудочно-кишечный тракт с пищей и водой и всасывается в виде йодидов, которые с током крови достигают ЩЖ. Ткань ЩЖ обладает сродством к йоду, она способна его захватывать против электрохимического и концентрационного градиентов благодаря действию системы активного транспорта и Na + /K + -АТФ-азы в базальной мембране тиреоцитов. Анионы тиоционат, перхлорат и пертехнетат конкурентно ингибируют транспорт йода в ЩЖ. Концентрация свободного йода в тиреоцитах в 30–40 раз выше, чем в плазме крови.

2-й этап — окисление йодида до молекулярного йода внутри тиреоцита. Этот этап происходит с помощью фермента тиреопероксидазы (ТПО) и перекиси водорода (Н 2 О 2 ) в качестве акцептора электронов. ТПО непосредственно связана с мембраной тиреоцита. Процесс контролируется тиреотропным гормоном (ТТГ).

3-й этап — органификация йода. Молекулярная форма йода высокоактивна, йод быстро связывается с молекулой аминокислоты тирозина, содержащейся в тиреоглобулине. Йодирование тиреоглобулина происходит на поверхности раздела клетка–коллоид, примыкающего к апикальной мембране. При связывании йода с одной молекулой тирозина образуется 3-монойодтирозин (МЙТ), с двумя молекулами — 3,5-дийодтирозин (ДЙТ), которые продолжают оставаться связанными с тиреоглобулином.

4-й этап — окислительная конденсация. Под влиянием окислительных ферментов из двух молекул дийодтирозина образуется тироксин (тетрайодтиронин), из монойодтирозина и дийодтирозина — трийодтиронин. Биологически активными являются лишь L-формы (L-изомеры) гормонов ЩЖ.

Процесс образования Т 4 и Т 3 происходит в тиреоците на молекуле тиреоглобулина, затем Т 4 и Т 3 перемещаются в просвет фолликула, где и накапливаются. Количество тиреоидных гормонов, депонированных в ЩЖ, таково, что их хватит для поддержания состояния эутиреоза более месяца.

5-й этап — секреция, или высвобождение, гормонов в кровь. При снижении уровня тиреоидных гормонов в крови (по принципу обратной связи) увеличивается выделение аденогипофизом ТТГ. Последний связывается с рецепторами ЩЖ, активирует аденилатциклазу, в результате чего увеличивается количество цАМФ, активируется транспорт тиреоглобулина (с содержащимися в нем Т 3 и Т 4 ) из просвета фолликула к лизосомам тиреоцита, где под влиянием протеолитических ферментов осуществляется протеолиз тиреоглобулина с выделением Т 3 и Т 4 , диффундирующих через базальную мембрану тиреоцита в кровеносные капилляры. При этом высвобождается небольшое количество тиреоглобулина. Остатки МЙТ и ДЙТ, не вступившие ранее в реакцию конденсации, под действием фермента деойдиназы дейодируются с выделением свободного йода в плазму тиреоцита и вновь используются для синтеза тиреоидных гормонов. При дефекте дейодиназы происходит избыточная потеря йода в виде МЙТ и ДЙТ с мочой. В отличие от дейодиназ периферических тканей этот фермент не действует на Т 4 и Т 3 .

Тироксин является основным из гормонов, продуцируемых ЩЖ, однако трийодтиронин в 3–4 раза метаболически активнее, чем Т 4 . Лишь 20 % Т 3 , циркулирующего в крови, секретируется ЩЖ, остальные 80 % образуются в результате дейодирования Т 4 под влиянием фермента 5’-дейодиназы в печени, почках и других периферических тканях. В ЩЖ также содержится 5’-дейодиназа, активность которой возрастает при йодном дефиците, что способствует увеличению образования в таких условиях гормона (Т 3 ) с более высокой метаболической активностью.

На долю Т 3 приходится большая часть физиологического действия тиреоидных гормонов. Количество Т 4 больше, чем Т 3 , но Т 4 слабо связывается с ядерными рецепторами, и его физиологическое действие преимущественно опосредовано превращением в Т 3 , в связи с этим тироксин часто называют прогормоном трийодтиронина. Наряду с Т 3 (3,5,3’- трийодтиронин) при дейодировании Т 4 5’-дейодиназой α -кольца образуется неактивный реверсивный Т 3 (3,3’,5’-трийодтиронин, рТ 3 ).

Циркулирующие в крови гормоны ЩЖ (Т 3 , Т 4 ) прочно связаны с тироксинсвязывающими белками, в основном с тироксинсвязывающим глобулином (ТСГ) 75–80 %, причем тироксин связывается более прочно; меньшее значение имеют тироксинсвязывающий преальбумин (ТСПА) 15 %, альбумин 5–10 %, семейство апопротеинов, иммуноглобулины. Тироксинсвязывающие белки создают внежелезистое депо тиреоидных гормонов, тем самым обеспечивается возможность постоянной доставки

гормонов ко всем тканям в зависимости от их потребности. При многих патологических состояниях концентрация или связывающая способность ТСГ нарушаются. Их показатели следует принимать во внимание при интерпретации уровней Т 4 и Т 3 . В норме содержание в плазме крови Т 4 составляет около 8 мкг/л (103 нмоль/л), а Т 3 — около 0,15 мкг/л (2,3 нмоль/л). Из этого общего количества в свободном виде в крови циркулируют лишь 0,04 % Т 4 и 0,4 % Т 3 . Однако именно свободная фракция гормонов обусловливает присущие им физиологические эффекты.

Регуляция функции ЩЖ осуществляется на трех уровнях: гипоталамическом, гипофизарном и тиреоидном. Главным фактором регуляции функции ЩЖ является ТТГ гликопротеин, продуцируемый и секретируемый передней долей гипофиза. Его действие на секрецию тиреоидных гормонов опосредовано активацией аденилатциклазы в клетках ЩЖ. Выработку ТТГ стимулирует тиреолиберин, который синтезируется гипоталамусом и секретируется в гипофиз. Секрецию тиреолиберина тормозит гормон гипоталамуса — соматостатин, которыйтакжеугнетаетпродукциютиреотропина.

В случае сниженной продукции тиреоидных гормонов по принципу обратной связи в крови повышаются уровни ТТГ и тиреолиберина. Избыток одного из них приводит к гипертрофии и гиперплазии клеток ЩЖ, повышенному захвату ими йода и увеличению синтеза тиреоидных гормонов. Повышенный уровень тиреоидных гормонов, соответственно, тормозит продукцию ТТГ. Кроме этого, существует аутокринная регуляция ЩЖ, которая определяется уровнем йода в крови. Если йода мало, то ЩЖ активно его захватывает, и наоборот.

Дальнейший контроль уровня циркулирующих гормонов ЩЖ осуществляется на периферии. При многих заболеваниях, не связанных с ЩЖ, снижена экстратиреоидная продукция Т 3 . Активность тироксин-5’- дейодиназы тормозит также ряд факторов: голодание, хроническое недоедание, острые заболевания, гипертермия и прием некоторых лекарственных веществ. Концентрация Т 3 может быть значительно сниженной при нормальных уровнях Т 4 и ТТГ.