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Darstellung der Schilddrüsenfunktion

Von

Jerome M. Hershman

, MD, MS, David Geffen School of Medicine at UCLA

Inhalt zuletzt geändert Apr 2018
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Quellen zum Thema

Die Schilddrüse, die sich an der Vorderseite des Halses direkt unter dem Krikoid befindet, besteht aus 2 Lappen, die über einen Isthmus miteinander verbunden sind. Follikuläre Zellen innerhalb der Drüse produzieren die 2 wichtigen Schilddrüsenhormone

  • Tetraiodothyronine (Thyroxin, T4)

  • Trijodthyronin (T3)

Diese Hormone wirken in Zellen nahezu aller Gewebe des Körpers, indem sie an Rezeptoren der Zellkerne binden und so die Expression einer ganzen Reihe von Genen beeinflussen. Schilddrüsenhormone werden beim Fetus und beim Neugeborenen für eine normale Entwicklung von Gehirn- und Körpergewebe benötigt und regulieren bei Menschen jedes Alters den Stoffwechsel von Proteinen, Kohlenhydraten und Fetten.

T3 ist die aktive Form des Hormons, die an die an den Rezeptor im Zellkern bindet, T4 hat nur minimale hormonelle Aktivität. T4 ist die wesentlich beständigere Form, kann in den meisten Geweben zu T3 umgewandelt werden und dient somit als Reservoir für T3. Eine dritte Form von Schilddrüsenhormon, reverses T3 (rT3), zeigt keine metabolische Aktivität. Die Spiegel von rT3 steigen bei bestimmten (Anmerkung der Redaktion: schweren) Krankheiten an.

Parafollikuläre Zellen (C-Zellen) sezernieren das Hormon Calcitonin, welches im Falle einer Hyperkalzämie ausgeschüttet wird und die Serumkalziumspiegel absinken lässt ( Übersicht zu Störungen der Kalziumkonzentration : Regulation des Kalziummetabolismus).

Synthese und Freisetzung von Schilddrüsenhormonen

Zur Synthese von Schilddrüsenhormonen wird Jod gebraucht ( Synthese von Schilddrüsenhormonen). Jod, welches als Jodid mit der Nahrung aufgenommen wird, wird von der Schilddrüse in den Follikelzellen aktiv konzentriert und durch die thyreoidale Peroxidase in organisches Jod überführt (Organifizierung). Die follikulären Zellen umgeben einen Raum, der mit Kolloid gefüllt ist, welches aus Thyreoglobulin besteht, einem Glykoprotein, das in seiner Matrix Tyrosin enthält. Tyrosin wird bei Kontakt mit der Membran der follikulären Zellen an einer (Monojodtyrosin) oder zwei (Dijodtyrosin) Stellen jodiert, und dann werden jeweils 2 Moleküle miteinander verbunden. So entstehen die beiden Schilddrüsenhormone (Dijodtyrosin + Dijodtyrosin T4 ; Dijodtyrosin + Monojodtyrosin T3).

Synthese von Schilddrüsenhormonen

Synthese von Schilddrüsenhormonen

T3 und T4 bleiben innerhalb des Follikels im Thyreoglobulin gespeichert, bis die follikuläre Zelle Thyreoglobulin als Kolloidtropfen aufnimmt. Im Inneren der follikulären Schilddrüsenzelle werden T3 and T4 vom Thyreoglobulin abgespalten.

Freies T3 und T4 werden dann in den Blutkreislauf abgegeben, wo sie für den Transport an Serumproteine gebunden werden. Das primäre Transportprotein ist das thyroxinbindende Globulin (TBG), das eine hohe Affinität, aber eine geringe Kapazität für T3 und T4 aufweist. TBG bindet normalerweise 75% des zur Bindung zur Verfügung stehenden Schilddrüsenhormons.

Die anderen Bindungsproteine sind Thyroxin-bindendes Präalbumin (Transthyretin), welches eine hohe Affinität zu, aber eine geringe Kapazität für T4 hat, und Albumin, welches eine geringe Affinität zu, aber eine hohe Kapazität für T3 und T4 hat.

Ungefähr 0,3% des gesamten Serum-T3 und 0,03% des gesamten Serum-T4 liegen als freies Hormon im Gleichgewicht mit gebundenem Hormon vor. Nur freies T3 und T4 kann in der Peripherie wirksam werden.

Alle Abläufe, die für die Entstehung und Freisetzung von T3 und T4 notwendig sind, werden von Thyreoidea-stimulierendem Hormon (TSH), welches aus hypophysären thyreotropen Zellen sezerniert wird, überwacht. Die TSH-Sekretion wird über einen negativen Feedbackmechanismus in der Hypophyse kontrolliert: Erhöhte Spiegel von freiem T4 und T3 inhibieren die TSH-Synthese und -Sekretion, während abfallende Spiegel die TSH-Sekretion erhöhen. Die TSH-Sekretion wird auch durch Thyreotropin-releasing-Hormon (TRH), welches im Hypothalamus gebildet wird, beeinflusst. Die genauen Mechanismen, die die TRH-Synthese und -Freisetzung regulieren, sind unklar. Man weiß jedoch, dass ein negatives Feedback durch Schilddrüsenhormone die TRH-Synthese verhindert.

Der größte Anteil des zirkulierenden T3 wird außerhalb der Schilddrüse durch Monodejodination aus T4 gebildet. Nur ein Fünftel des zirkulierenden T3 wird direkt von der Schilddrüse sezerniert.

Laboruntersuchungen der Schilddrüsenfunktion

Bestimmung des TSH-Wertes

TSH ist der empfindlichste Parameter zur Abklärung der Schilddrüsenfunktion (siehe Tabelle: Ergebnisse von Schilddrüsenfunktionstests in verschiedenen klinischen Situationen). Normale Ergebnisse schließen eine Hyperthyreose oder Hypothyreose mit hoher Wahrscheinlichkeit aus, außer bei Patienten mit einer zentralen Hypothyreose aufgrund einer Erkrankung im Hypothalamus oder der Hypophyse oder sehr selten bei Patienten mit einer hypophysären Resistenz auf Schilddrüsenhormone. Serum-TSH kann bei kritisch kranken Patienten falsch-niedrig sein. Über die Serum-TSH-Werte zeigt sich eine subklinische Schilddrüsenüberfunktion (niedriges Serum-TSH) und eine subklinische Schilddrüsenunterfunktion (erhöhtes Serum-TSH). In beiden Fällen sind die Werte für Serum-T4, freies T4, Serum-T3 und freies T3 normal.

Tabelle
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Ergebnisse von Schilddrüsenfunktionstests in verschiedenen klinischen Situationen

Physiologischer Zustand

Serum-TSH

freies T4

Serum-T3

24-stündige Aufnahme von Radiojod

Hyperthyreose

Unbehandelt

Niedrig*

Groß

Groß

Groß

T3-Toxikose

niedrig

Normal

Groß

Normal oder Hoch

Hypothyreose

Primär, unbehandelt

Groß

niedrig

Niedrig oder normal

Niedrig oder normal

Folge einer Hypophysenerkrankung

Niedrig oder normal

niedrig

Niedrig oder normal

Niedrig oder normal

Euthyreose

Patient nimmt Jod ein

Normal

Normal

Normal

niedrig

Patient nimmt exogene Schilddrüsenhormone ein

Normal

Normal bei Patienten mit Einnahme von T4, niedrig bei Patienten mit Einnahme von T3

Hoch bei Patienten mit Einnahme von T3, normal bei Patienten mit Einnahme von T4

niedrig

Patient nimmt Östrogene ein

Normal

Normal

Groß

Normal

Low-T3-/Low-T4-Syndrom ("Euthyroid Sick Syndrom")

Normal, niedrig oder hoch

Normal oder niedrig

niedrig

Normal

*TSH ist niedrig bei Schilddrüsenüberfunktion, außer in dem seltenen Fall, wenn die Hyperthyreose durch einen TSH-sezernierenden Hypophysentumor oder eine hypophysäre Resistenz gegen Schilddrüsenhormon bedingt ist.

T3= Trijodthyronin; T4= Thyroxin, TSH = Schilddrüsen-stimulierendes Hormon.

T 4 -Messung

Gesamt-T4 beinhaltet sowohl das gebundene als auch das freie Hormon. Veränderungen der Konzentrationen der Schilddrüsenhormon-bindenden Serumproteine verursachen korrespondierende Veränderungen in der Gesamt-T4-Konzentration, auch wenn die Spiegel des physiologischen freien T4 nicht verändert sind. So kann ein Patient klinisch und physiologisch gesund sein, aber pathologische Werte der Gesamt-T4-Konzentration aufweisen. Freies T4 im Serum kann (Anmerkung der Redaktion: und sollte) direkt gemessen werden, womit man die Fallstricke bei der Interpretation der Gesamt-T4 -Konzentration vermeiden kann.

Freies-T4 -Index ist ein berechneter Wert, der die Gesamt-T4-Konzentration um die Veränderungen, die durch unterschiedliche Werte für Schilddrüsenhormon-bindende Serumproteine bedingt sind, korrigiert und so eine Abschätzung des freien T4 erlaubt, wenn das Gesamt-T4 bestimmt wird. Das Schilddrüsenhormonbindungverhältnis oder die In-vitro-T3-Aufnahme wird verwendet, um die Proteinbindung abzuschätzen. Der Index für freies T4 ist leicht zu erhalten und korreliert gut mit der direkten Messung von freiem T4.

T 3 -Messung

Gesamtserum-T3 und freies T3 können ebenfalls gemessen werden. Da die Bindung von T3 an TBG sehr stark ist (obwohl sie 10-mal schwächer ist als die Bindung von T4 an TBG), werden die Gesamtserum-T3 -Spiegel sowohl durch Veränderungen der Serum-TBG-Spiegel als auch durch Medikamente, die die Bindung an TBG beeinflussen, verändert. Die Spiegel für freiesT3 im Serum werden mit Hilfe der gleichen direkten und indirekten Methoden (Freies-T3-Index), wie sie für T4 beschrieben wurden, bestimmt.

Thyroxin-bindendes Globulin

Auch TBG kann gemessen werden. Es ist erhöht in der Schwangerschaft, unter oraler Östrogentherapie oder Verwendung oraler Kontrazeptiva und in der akuten Phase einer infektiösen Hepatitis. TBG kann infolge X-chromosomaler Varianten erhöht oder vermindert (familiärer TBG-Exzess oder -Mangel) sein. Es wird am häufigsten verringert durch Krankheiten, die die hepatische Proteinsynthese reduzieren, durch die Verwendung von anabolen Steroiden und durch die übermäßige Anwendung von Kortikosteroiden. Hohe Dosen bestimmter Medikamente, wie z. B. Phenytoin oder Acetylsalicylsäure und ihrer Derivate, verdrängen T4 von seiner Bindungsstelle an TBG, was zu einer scheinbaren Erniedrigung der Gesamtserumwerte von T4 führt.

Autoantikörper gegen Thyreoperoxidase

Autoantikörper gegen thyreoidale Peroxidase sind bei fast allen Patienten mit einer Hashimoto-Thyreoiditis (einige von ihnen besitzen auch Antikörper gegen Thyreoglobulin) und bei den meisten Patienten mit einem Morbus Basedow nachweisbar. Diese Antikörper gelten als Marker einer Autoimmunkrankheit, verursachen diese aber höchstwahrscheinlich nicht. Antikörper gegen den TSH-Rezeptor an der thyreoidalen Follikelzelle sind verantwortlich für die Hyperthyreose beim Morbus Basedow. Antikörper gegen T4 und T3 können sehr selten bei Patienten mit einer Autoimmunkrankheit der Schilddrüse gefunden werden und können die Messungen von T4 und T3beeinflussen.

Thyroglobulin

Die Schilddrüse ist die einzige Quelle für Thyreoglobulin, welches im Serum gesunder Menschen sehr einfach nachweisbar und normalerweise bei Patienten mit toxischer und nichttoxischer Struma erhöht ist. Im Allgemeinen wird die Bestimmung von Serumthyreoglobulin bei der Überwachung von Patienten mit einem differenzierten Schilddrüsenkarzinom nach totaler Thyreoidektomie (mit oder ohne 131I-Ablation) verwendet. Normale oder erhöhte Serumthyreoglobulinwerte zeigen residuales normales oder funktionell aktives tumoröses Schilddrüsengewebe bei Patienten, die TSH-suppressive Dosen von l-Thyroxine erhalten oder nach Entzug von l-Thyroxin. Das Vorhandensein von Antikörpern gegen Thyreoglobulin beeinflusst die Thyreoglobulinbestimmung.

Untersuchung auf Schilddrüsenfunktionsstörung

Für alle Männer 65 und für alle Frauen 35 wird ein Screening alle 5 Jahre empfohlen, bei dem die Serum-TSH-Werte gemessen werden. Nephrogenic Diabetes insipidus (Nierenresistenz gegenüber Vasopressin) Liegen Risikofaktoren für Erkrankungen der Schilddrüse vor, sollte das Serum-TSH öfter überprüft werden. Ein Screening für Hypothyreose ist genauso kostengünstig wie das Screening für Bluthochdruck, Hypercholesterinämie, und Brustkrebs. Dieser Einzeltest ist sehr empfindlich und spezifisch zur Diagnose oder zum Ausschluss zweier weit verbreiteter und schwerer Erkrankungen (Hypothyreose und Hyperthyreose), die beide effektiv behandelt werden können. Aufgrund der hohen Inzidenz der Hypothyreose bei Älteren, ist ein Screening auf jährlicher Basis für Personen, die > 70 Jahre sind, angemessen.

Radioaktive Jodaufnahme und Bildgebung

Die Aufnahme von radioaktivem Jod kann ebenfalls gemessen werden. Eine geringe Menge Radiojod wird oral oder i.v. gegeben. Mit Hilfe eines Scanners wird die Menge an Radiojod bestimmt, die von der Schilddrüse aufgenommen wurde. Das optimale radioaktive Jodisotop wäre 123I, welches den Patienten nur einer minimalen Strahlung aussetzt (deutlich weniger als 131I). Die thyreoidale Aufnahme von 123I ist stark von der vorausgegangenen Jodzufuhr abhängig und niedrig bei Patienten, die übermäßig Jod aufgenommen haben.

Dieser Test ist wertvoll bei der Unterscheidung der verschiedenen Ursachen einer Hyperthyreose (hohe Aufnahme beim Morbus Basedow, niedrige Aufnahme bei einer Thyreoiditis, Anmerkung der Redaktion: in dieser Indikation ist die vermehrte/verminderte Vaskularisation der Schilddrüse in der Farbdopplersonographie mindestens gleichwertig) und unabdingbar zur Diagnostik der funktionellen Autonomie. Er kann hilfreich bei der Dosisfindung einer 131I-Therapie zur Behandlung einer Hyperthyreose sein.

Nach der Applikation des Radioisotops wird eine Szintigraphie durchgeführt (mit Radiojod oder Technetium-99m-Pertechnetat), um eine graphische Darstellung der intrathyreoidalen Nuklidverteilung zu erhalten. Foci mit erhöhter (heiß, hyperfunktionell) oder erniedrigter (kalt, hypofunktionell) Aufnahme dienen der Differenzialdiagnose thyreoidaler Knoten (Schilddrüsenkarzinome kommen bei < 1% heißer Knoten vor im Vergleich zu 10–20% bei kalten Knoten).

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