Функция и хормони на щитовидната жлеза

Щитовидната жлеза е орган с форма на пеперуда, който се намира отпред в основата на врата. Тя произвежда хормони, които контролират метаболизма, като го насочват към използване на енергия. Тези биологично активни вещества регулират и много други жизнено важни функции като дишане, сърдечен ритъм, функцията на централната и периферната нервна система, телесното тегло, мускулната сила, менструалните цикли, телесната температура, нивото на холестерола и още много други. Хормоните, които отделя щитовидната жлеза, са три:

1. Трийодтиронин или Т3
2. Тетрайодтиронин, наречен още тироксин или Т4
3. Калцитонин

За да се разбере функцията на щитовидната жлеза и начина, по който нейните клетки произвеждат хормони, е необходимо да се познава анатомията й.

Анатомия на щитовидната жлеза

Щитовидната жлеза е разположена в предната част на шията. Нейната маса е 20-30 грама и е една от най-големите ендокринни жлези. Жлезата е изградена от два лоба - ляв и десен, които са свързани по между си с тесен лоб, локализиран пред трахеята. Както другите ендокринни жлези, щитовидната жлеза е богато кръвоснабдена от горните и долните щитовидни артерии. Тя се инервира от симпатикови и парасимпатикови влакна. Функционалната единица на щитовидната жлеза е фоликулът, които представлява малко яйцевидно мехурче със стена, изградена от епителни клетки, наречени тироцити или фоликулни клетки. Щитовидната жлеза съдържа около 3 милиона фоликули. Тироцитите спадат към жлезистия епител и в тях се произвеждат два от основните хормони на щитовидната жлеза, а именно трийодтиронин и тироксин. Луменът на фоликулите е запълнен с колоид, който представлява богато на белтъци желеобразно вещество, чиято най-важна съставка в тиреоглобулинът. Формата на тироцитите се променя в зависимост от това какво количество хормони се секретират от жлезата - при усилена секреция те придобиват цилиндрична форма, а при слаба секреция формата им се променя в плоска. В структурата на щитовидната жлеза участва и още един вид клетки, разположени извън фоликулите, които секретират хормона калцитонин. Основните функции на щитовидната жлеза са:

1. Натрупване на йод
2. Синтез на тиреоглобулин
3. Синтез и освобождаване на щитовидни хормони
4. Синтез и освобождаване на калцитонин

Хормони на щитовидната жлеза

В щитовидната се жлеза се синтезират три хормона - тироксин (Т4), трийодтиронин (Т3) и калцитонин. Тези биологично активни съединения се получават от аминокиселината тирозин чрез свързване с йод. Разликата между Т3 и Т4 е съдържанието на йод в структурата им, като в Т3 се намират 3 атома йод, а при Т4 - 4 йодни атома. Между тях съществува и още една разлика - щитовидната жлеза секретира много повече Т4 в сравнение с Т3, като Т4 представлява около 90% от хормоналния продукт на жлезата. За да осъществят своите действия, тези два хормона трябва да се синтезират, да се секретират и да се транспортират до прицелните клетки. Процесите на образуването им могат да бъдат разделени на три етапа, като първият и третият се осъществяват в тироцитите, а вторият - на луменалната им повърхност. След като се синтезират, те напускат тироцитите в свободна форма и навлизат в капилярите, където обратимо се свързват с плазмени белтъци. Обратимото свързване е от ключово значение за осъществяване на действието на хормоните, тъй като те могат да въздействат на прицелните клетки в свободна форма. Когато те са свързани с белтъци, формират хормонален резерв.

Изображение: freepik.com

След като достигнат до прицелните клетки, те преминават през клетъчната мембрана чрез вторично активен транспорт. Когато попадне в цитозола, Т4 губи един от йодните си атоми и се превръща в Т3. След това хормоните влизат в ядрото и се свързват с ядрен тироиден рецептор, който представлява белтък, закрепен към ДНК, участващ в регулацията на генната транскрипция. Образуването на комплекс хормон-рецептор води до повлияване на генната транскрипция. Това е основният механизъм на действие на щитовидните хормони. Когато се свързват с ядрен рецептор, ефектът им настъпва след 12 часа и повече. Известни са и механизми на действие на щитовидните хормони, при които ефектът настъпва за няколко секунди или минути.

Физиологични действия на щитовидните хормони

Щитовидните хормони действат на почти всички клетки в организма. Те притежават многобройни и разнообразни ефекти, които могат да се систематизират по следния начин:

Общи ефекти - те включват повишаването на кислородната консумация и основната обмяна във всички тъкани, с изключение на мозъка, половите жлези, лимфните възли и слезката. Това се осъществява чрез увеличаване на броя и размера на митохондриите. Освен това се стимулира производството на протеини, като по този начин се възпрепятства образуването на високоенергийни съединения. Всичко това води до увеличаване на топлопродукцията.

• Ефекти върху сърдечно-съдовата система - щитовидните хормони водят до намаляване на периферното съдово съпротивление, увеличаване на обема на циркулиращата кръв и на честотата и силата на сърдечните съкращения. Всичко това води до увеличаване на минутния обем на сърцето, който е от ключово значение за осигуряване на адекватна доставка на кислород до всички тъкани.
• Ефекти върху нервната система - въпреки че щитовидните хормони не увеличават кислородната консумация в мозъка, те са необходими са нормалното развитие на ЦНС и в частност за развитието на мозъчната кора и на базалните ганглии по време на феталния период и в ранна детска възраст. Т3 и Т4 повлияват състоянието на будност, реактивността, запаметяването, обучението и емоционалния тонус.
• Роля на щитовидните хормони в нормалния растеж и развитие - това е една от най-основните функции на щитовидните хормони, защото те са от решаващо значение за нормалния растеж и развитие на костите, както и за костното ремоделиране.
• Взаимодействие с други ендокринни жлези - щитовидните хормони стимулират освобождаванетона растежен хормон от предния дял на хипофизата, но потискат отделянето на пролактин. Освен това те потискат секрецията на паратхормон и на калцитриол. Стимулират секрецията на кортизол. В допълнение те са от съществено значение за нормалния овариален цикъл, за овулацията, сперматогенезата и за нормалното протичане на бременността.

• Влияние на щитовидните хормони върху метаболизма - щитовидните хормони увеличават резорбцията на глюкоза в храносмилателната система и постъпването и в клетките. Те стимулират гликолизата (разграждането на глюкоза) и гликонеогенезата (образуването на глюкоза). Крайният резултат е повишаване на нивото на кръвната захар. Щитовидните хормони са основните контраинсуларни хормони. Те понижават плазмения холестерол. Необходими са и за нормалната обмяна на витамин А в организма.

Калцитонин

Парафоликулярните клетки на щитовидната жлеза произвеждат хормона калцитонин, който участва в регулацията на калциево-фосфатната обмяна заедно с паратхормона и витамин D3. Калцитонинът е полипептид, който представлява антагонист на паратхормона. Той оказва своите ефекти чрез свързването му с мембранни рецептори на плазмалемата на прицелните клетки (костна тъкан, бъбреци), които са свързани с G-протеини. Най-важният му ефект е потискането на остеокластната активност и понижаване на концентрацията на плазмения фосфат и калций.

Регулация на секрецията на щитовидни хормони

Отделянето на хормони от щитовидната жлеза е относително постоянно. Секрецията на Т3 и Т4 се регулира от тиреостимулиращия хормон, отделяни от хипоталамуса хормони и от някои периферни хормони. Тиреостимулиращият хормон (ТСХ) се отделя от аденохипофизата и регулира функцията на щитовидната жлеза. Неговите ефекти са свързани с цялостно уголемяване на размерите на жлезата, увеличаване на броя и размерите на тироцитите. Освен това ТСХ води до увеличаване на натрупването на йод, синтеза на тиреоглобулин. В регулацията на секрецията на Т3 и Т4 участва и някои хипоталамусни неврохормони - тиреолиберин, соматостатин и допамин.

Изображение: CFCF; slightly modified by Geo-Science-International, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Нарушения във функцията на щитовидната жлеза

Нарушенията във функцията на щитовидната жлеза са свързани с повишена или понижена секреция на щитовидните хормони. Хипертиреоидизмът е състояние, характеризиращо се с повишена активност на щитовидната жлеза. Повече информация за заболяването прочетете на: Тиреотоксикоза (Хипертиреодизъм) МКБ Е05

Изображение: https://www.myupchar.com/en, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Хипотиреоидизмът се характеризира с понижена функция на щитовидната жлеза. Ако се наблюдава по време на феталното развитие, води до тежки нарушения - кретенизъм. При възрастните хипотироидизмът води до микседем. Повече информация за заболяването прочетете на: Други видове хипотиреоидизъм МКБ Е03.

Заглавно изображение: Wikimedia Commons