Структура та функції гіпоталамо-гіпофізарно-тиреоїдної системи - Студопедія
Глава 1 ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ
Тиреоїдна система організму є однією з провідних систем, що визначають функціональний стан організму в нормі та при патології.
Щитовидна залоза (glandula thyroidea)- це непарний орган, що знаходиться в передній області шиї на рівні горла і верхнього відділу трахеї. Складається з правої та лівої частки та перешийка. Заліза має фіброзну капсулу, від якої в глибину тканини відходять сполучнотканинні перегородки - трабекули, що розділяють залозу на часточки, що складаються з фолікулів. Усередині стінка фолікулів вистелена епітеліальними клітинами кубічної форми. Усередині порожнини фолікула знаходиться густа речовина — колоїд, яка містить тиреоїдний гормон [5].
Функція щитовидної залози (ЩЗ) регулюється переважно тиреотропним гормоном (ТТГ) – глікопротеїном, що виділяється гіпофізом. У нормі регуляція тиреоїдної функції багато в чому залежить від факторів, що регулюють синтез та секрецію ТТГ. До останніх відносяться тиреотропін-рилізинг-гормон (ТРГ), а також рівень циркулюючих тиреоїдних гормонів, які за принципом «зворотного зв'язку» впливають на продукцію ТТГ. Таким чином, на продукцію ТТГ, з одного боку, стимулює вплив ТРГ, а з іншого – супресивний ефект гормонів ЩЗ [6].
Результатом динамічної взаємодії цих двох домінуючих впливів на секрецію ТТГ є досить стабільна концентрація ТТГ у крові. Наявність такого тонкого регуляторного механізму дозволяє говорити про те, що виявлення аномального рівня ТТГ у крові в переважній більшості випадків свідчить про порушення функції ЩЗ. Розуміння процесу регулювання секреції ТТГ лежить в основі як нормальної фізіології ЩЗ, такта патофізіології тиреоїдних захворювань
Загальна схема регуляції секреції ТТГ відповідає моделі, наведеній на малюнку 1. Як уже зазначалося, пептидергічні нейрони в преоптичній ділянці гіпоталамуса синтезують і виділяють у комірну систему гіпофіза тиреотропін-рилізинг гормон (ТРГ). Визначення рівня ТТГ у крові протягом добових циклів сон — неспання показує, що ТРГ, подібно до інших рилізинг-факторів, епізодично секретується як вдень, так і вночі, але пік вмісту ТТГ припадає на годинник, що безпосередньо передує сну. Потім протягом ночі його рівень знижується, що свідчить про появу під час сну інгібіторних впливів на секрецію ТРГ [7].
Гіпоталамо-гіпофізарно-тиреоїдна система є функціональною суперсистемою, що працює за принципом зворотних зв'язків. Основною ланкою механізму зворотного зв'язку є зміна чутливості клітин аденогіпофіза до дії ТРГ, що стимулює, в залежності від концентрації тиреоїдних гормонів.
Малюнок 1. Схема регуляції гіпоталамо-гіпофізарно-тиреоїдної системи
Рівень тиреоїдних гормонів у периферичних тканинах визначає вироблення гіпоталамічного тиреоліберину, який у свою чергу регулює біосинтез та звільнення до портальної системи гіпофіза тиреотропного гормону (ТТГ) [7].
Розвиток гіпоталамо-гіпофізарного контролю функції щитовидної залози у людини відбувається в період між 20 та 30-ми тижнями антенатального розвитку та у першому місяці постнатального життя. В основі регуляції секреції ТТГ лежить механізм негативного та позитивного зворотного зв'язку: високі концентрації вільних Т4 та ТЗ інгібують, а низькі – стимулюють його викид. Необхідно пам'ятати, що в аденогіпофізі дейодування Т4 з утворенням ТЗ відбувається значнобільш інтенсивно, ніж у периферичних тканинах. Тому рівень ТТГ, який визначається в крові, не зазнає миттєвих змін при призначенні того чи іншого лікарського препарату, а спостерігається лише через деякий час.
ТТГ є глікопротеїдом з молекулярною масою 28 000, що складається з двох субодиниць - альфа і бета. Період напіврозпаду ТТГ становить 40-60 хвилин. Біологічна активність ТТГ здійснюється його бета-субодиницею. ТТГ має пряму дію на щитовидну залозу. Однією із причин зміни секреції тиреоїдних гормонів внаслідок порушення центральних регуляторних механізмів є підвищена чи знижена секреція ТТГ [8].
На поверхні мембран тиреоцитів присутні специфічні для альфа-субодиниці ТТГ рецептори. Під дією ТТГ утворюється циклічний моноамінофосфат, що запускає каскад фосфорилювання ряду білкових субстратів, що призводить до реалізації біологічного ефекту ТТГ - синтез гормонів щитовидної залози.
Принцип зворотної аферентації або принцип зворотних зв'язків у гіпоталамо-гіпофізарно-тиреоїдній системі лежить в основі дослідження функціонального стану щитовидної залози в нормі та при різних захворюваннях. Знання цього принципу необхідне корекції проведеної терапії. Наприклад, видалення щитовидної залози або застосування тиреостатичних препаратів супроводжується збільшенням вмісту ТТГ у крові. Відповідно до цього при первинному гіпотиреозі у людей спостерігається підвищений рівень ТТГ, а нормалізація рівня тиреоїдних гормонів супроводжується зниженням ТТГ. Також, незрозуміла роль ТТГ у виникненні нетоксичного вузлового зоба [9].
Довгий час вважалося, що розвиток зоба залежить від секреції ТТГ, однак останнім часом було встановлено, що рівень ТТГ привузловому зобі найчастіше не змінено і у хворих, особливо у віці старше 50 років, має місце ТТГ-незалежна реакція на тиреоліберин. Причину відсутності реакції ТТГ на тиреоліберин при вузловому еутиреоїдному вузловому зобі не з'ясовано. Можна припускати, що еутиреоїдний стан у таких хворих підтримується секрецією ТЗ, а це впливає на стан системи зворотного зв'язку.
З віком секреторна функція щитовидної залози знижується. Вікове зменшення середньодобової концентрації загального Т4 у крові та її вільної фракції у чоловіків настає раніше, ніж у жінок. Разом з тим, на введення тиреоліберину зберігається адекватна реакція щитовидної залози, що свідчить про інтактність гіпоталамо-гіпофізарно-тиреоїдних зв'язків, а також достатність функціональних резервів залози. Контроль регуляції тиреоїдної функції здійснюється і на рівні щитовидної залози. Йодна недостатність призводить до гіперсекреції ТТГ, а тиреоїдні гормони можуть пригнічувати функцію щитовидної залози незалежно від гіпоталамусу та гіпофізу. Крім центральних, гіпоталамо-гіпофізарних механізмів регуляції функції щитовидної залози існує периферична регуляторна система, що впливає на секрецію тиреоїдних гормонів. Основна роль у цій системі належить тиреостимулюючим імуноглобулінам. Дія імуноглобулінів полягає у збільшенні поглинання йоду щитовидною залозою, прискоренням вивільнення тиреоїдних гормонів та індукції гістологічних змін у тканині щитовидної залози, що не відрізняються від дії ТТГ [10].
Основними та необхідними компонентами синтезу тиреоїдних гормонів - тироксину (Т4) і трийодтироніну (ТЗ) є йод, що надходить в адекватних кількостях у щитовидну залозу, та амінокислота тирозин. Йод надходить в організм із харчовими продуктами.Фізіологічне споживання йоду людиною становить 150-200 мкг на добу. Йод, що всмоктався з кишечника, у вигляді йодидів досягає за допомогою кровоносної системи щитовидної залози і активно проникає через базальну мембрану в фолікулярні клітини проти градієнта концентрації. Йодід зазнає стадії окислення, у результаті перетворюється на молекулярний йод. Молекулярний йод з'єднується з тиреоглобуліном і у вільній формі залишається лише 1-2% йоду.
На малюнку 2 показано будову деяких біологічно важливих йодованих сполук.
Рисунок 2. Тирозин та деякі його похідні
Організація йоду відбувається у тиреоцитах, куди тиреоглобулін проникає через колоїд. Саме там здійснюється органічне зв'язування йоду з послідовним утворенням монойодтирозину (МІТ) та дійодтирозину (ДІТ).
В результаті окислювальної конденсації двох молекул ДІТ із втратою одного аланінового ланцюга утворюється тироксин. Утворення трийодтироніну відбувається в результаті з'єднання молекул ДІТ і МІТ також із втратою одного аланінового ланцюга.
Секреція тиреоїдних гормонів починається з резорбції колоїду під впливом протеолітичних ферментів. В результаті протеолізу звільняються МІТ, ДІТ, Т4 та ТЗ. МІТ і ДІТ піддаються зворотному дейодування і йод, що вивільняється в результаті цього, знову використовується в синтезі тиреоїдних гормонів.
У кровотік переважно надходять ТЗ і Т4 і циркулюють там у пов'язаній транспортними білками формі. Щитовидна залоза секретує в 10-20 разів більше Т4 ніж ТЗ, проте ТЗ активніше Т4 за своєю дією в 5 разів. Період напіввиведення Т4 з організму становить 6-7 днів, причому близько 40% тироксину метаболізується з утворенням ТЗ та реверсивного (неактивного) ТЗ. Період напіврозпаду ТЗ дорівнює 1-2 дням.
На периферії дейодування піддаються як Т4 так і ТЗ утворенням тетрайодтиропропіонової, тетрайодтірооцтової та трийодтірооцтової кислот. Ці речовини мають дуже слабкий метаболічний ефект.
Хоча природа фактора, що інгібує секрецію тиреотропіну, остаточно не з'ясована, деякі дані вказують на те, що цю фізіологічну функцію може виконувати соматостатин. Показано, що щури, пасивно імунізовані антисироваткою до соматостатину, підвищують як базальний рівень ТТГ, так і його реакцію на введення ТРГ. Це свідчить про можливість тонічного контролю секреції ТРГ із боку соматостатину. Крім того, пригнічення секреції ТТГ дофаміном і підвищення її після введення метоклопраміду (блокуючого ефекти дофаміну) вказують на фізіологічну роль дофаміну як фактора, що інгібує секрецію ТТГ. Подібно до того, що відбувається при гальмуванні секреції пролактину, дофамін, ймовірно, безпосередньо впливає на клітини гіпофіза [11].
Основну інгібуючу дію на секрецію ТТГ має підвищена концентрація тиреоїдних гормонів у крові. Механізм цієї дії полягає в тому, що через певний лаг-період, протягом якого може відбуватися синтез білка, гіпофізарні тиреотрофи набувають резистентності до стимулюючої дії ТРГ. В даний час вважають, що гальмівна дія тиреоїдних гормонів за принципом зворотного зв'язку здійснюється в основному на гіпофізарному рівні, хоча виявлення зв'язувальних ділянок для трііод-тироніну (Т3) в гіпоталамусі не дозволяє заперечувати регуляторного впливу тиреоїдних гормонів і на секрецію ТРГ.
Реакція гіпофіза на ТРГ модулюється іншими гормонами. Естрогени підвищують чутливість тиреотрофів до ТРГ та посилюють секреторну реакцію ТТГ на цей фактор.
Глюкокортикоїди та гормон росту пригнічують реакцію тиреотрофів на ТРГ. Моноамінергічна нервова регуляція ТРГ-секретуючих нейронів вивчена не настільки докладно, як щодо інших пептидергічних нейронів, але відомі супрагіпоталамічні фактори, що впливають на секрецію ТРГ - сон, низька температура і неспецифічний стрес - діють, мабуть, через засіб. допомогою різних нейромедіаторів. Найбільш важливим медіатором, що стимулює секрецію ТРГ, є, ймовірно, норадреналін, що діє через α-рецептори.
Як зазначалося, ТРГ - потужний стимулятор секреції як ТТГ, а й пролактину. Справді, його застосовують посилення секреції молока, якщо в жінки ослаблена реакція на грудне вигодовування дитини. У той самий час ТРГ може бути ПРЛ-рилизинг-фактором, оскільки існують умови, у яких секреція ТТГ і ПРЛ відбувається по-різному.
Відкриття ТРГ - першого очищеного, ідентифікованого та синтезованого гіпоталамічного фактора in vitro - було подією в біології. Наступна розробка високочутливих методів визначення цього трипептиду дозволила встановити, що, хоча концентрація ТРГ в гіпоталамусі дуже велика, більше 80% його міститься в позагіпоталамічних відділах мозку.
Великі кількості ТРГ виявлено епіфізі. Очевидно, позагіпоталамічний ТРГ синтезується там, де виявляється; принаймні, він зберігається в інших відділах мозку після руйнування ТРГ-продукуючих нейронів гіпоталамуса.
Стимуляція секреції ТТГ спочатку не пов'язана з активацією синтезу білка, але тривалий вплив ТРГ нарешті якимось чином призводить до підвищення синтезу ТТГ (рисунок 3).
Функція ТРГ поза гіпоталамусом невідома; повідомлялосяпро вплив цього трипептиду на поведінкові реакції та електрофізіологічні процеси в нервовій системі. Механізм дії ТРГ на тиреотрофи включає зв'язування його зі специфічними рецепторами та стимуляцію секреції ТТГ шляхом збільшення концентрації Са2+ у цитозолі.
Рисунок 3. Ієрархічна схема регулювання секреції
Ймовірно, як інші посередники в цьому процесі беруть участь продукти перетворення поліфосфатидилінозитолу, судячи з того, що додавання ТРГ до клітин гіпофіза (лінія GH3) призводить до підвищення в них концентрації діацилгліцеролу. Щоправда, досі не доведено, що тиреотрофи реагують на ТРГ так само, як клітини GH3 [12].
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: