Щитовидная железа, расположенная на передней поверхности шеи сразу под перстневидным хрящом, состоит из 2 соединенных перешейком долей. Фолликулярные клетки щитовидной железы вырабатывают 2 основных тиреоидных гормона:
Тетрайодтиронин (тироксин, T4)
Трийодтиронин (T3)
Эти гормоны действуют практически на все ткани организма, присоединяясь к ядерным рецепторам и меняя экспрессию многих генных продуктов. Тиреоидные гормоны необходимы для нормального развития головного мозга и соматических тканей у плода и новорожденного и в любом возрасте гормоны щитовидной железы регулируют белковый, углеводный и жировой обмен.
T4 имеет минимальную гормональную активность, но его длительный период полувыведения (8 дней) служит резервуаром или прогормоном для T3. T4 превращается (в большинстве тканей) в T3, активную форму, которая связывается с ядерными рецепторами, и в реверсивный T3 (rT3), неактивную форму тиреоидного гормона без метаболической активности. Уровень rT3 при некоторых заболеваниях повышается.
Парафолликулярные клетки (С-клетки) щитовидной железы секретируют гормон кальцитонин, который высвобождается в ответ на гиперкальциемию и снижает уровень кальция в сыворотке (см. Регуляция метаболизма кальция).
Синтез и секреция тиреоидных гормонов
Синтез тиреоидных гормонов требует присутствия йода (см. рисунок Синтез тиреоидных гормонов). Йод, попадающий в организм с пищей и водой в виде йодида, активно концентрируется щитовидной железой и в фолликулярных клетках под действием тиреоидной пероксидазы превращается в органический йод (органификация). Фолликулярные клетки окружают пространство (фолликул), заполненное коллоидом, который состоит из тиреоглобулина – гликопротеина, содержащего в своем составе тирозин в своей матрице. Тирозин, контактируя с мембраной фолликулярных клеток, йодируется с образованием 1 (монойодтирозин) или 2 (дийодтирозин) продуктов, затем распадается на несколько частей, образовывая 2 формы тиреоидных гормонов.
Дийодтирозин + дийодтирозин → T4
Дийодтирозин + монойодтирозин → T3
Синтез тиреоидных гормонов
T3 и T4 остаются в составе молекул тиреоглобулина внутри фолликула до тех пор, пока фолликулярные клетки не начнут поглощать тиреоглобулин в виде коллоидных капель. В фолликулярных клетках происходит выщепление T3 и T4 из тиреоглобулина.
Свободные T3 и T4 затем высвобождаются в кровоток, где связываются с транспортными сывороточными белками. Первичным транспортным белком является тироксинсвязывающий глобулин (ТБГ), который обладает высокой аффинностью к T3 и T4, но при этом низкой связывающей способностью. В норме ТСГ транспортирует около 75% связанных тиреоидных гормонов.
К другим связывающим белкам относятся
Тироксинсвязывающий преальбумин (транстиретин), который обладает высокой аффинностью к T4, но при этом низкой связывающей способностью.
Альбумин, который имеет низкое сродство, но высокую функциональную активность в отношении T3 и T4
Около 0,3% от общего сывороточного T3 и 0,03% от общего сывороточного T4 являются свободными и находятся в равновесии со связанными гормонами. Только свободный T3 и свободный T4 могут воздействовать на периферические ткани.
Все реакции синтеза и секреции T3 и T4 контролируются тиреотропным гормоном (ТТГ), который секретируется тиреотрофными клетками гипофиза. Секреция ТТГ гипофизом контролируется механизмом отрицательной обратной связи: повышенный уровень свободных T4 и T3 тормозит синтез и секрецию ТТГ, тогда как сниженный их уровень стимулирует секрецию этого гипофизарного гормона. На секрецию ТТГ влияет также тиреотропин-рилизинг гормон (ТРГ), который синтезируется в гипоталамусе. Точные механизмы регуляции синтеза и секреции ТРГ неизвестны, но тиреоидные гормоны по механизму обратной связи ингибируют его синтез.
Большая часть циркулирующего Т3 вырабатывается вне щитовидной железы в периферических тканях путем монодейодирования Т4. Лишь 1/5 количества T3 непосредственно секретируется щитовидной железой.
Лабораторные методы оценки функции щитовидной железы
Измерение уровня тиреотропного гормона (ТТГ)
Наиболее надежным способом выявления дисфункции щитовидной железы является определение уровня ТТГ (см. таблицу Результаты тестов для определения функции щитовидной железы в различных клинических ситуациях). Нормальные уровни ТТГ исключают гипертиреоз или гипотиреоз, за исключением пациентов с центральным гипотиреозом, вызванным заболеванием гипоталамуса или гипофиза, или редких пациентов с резистентностью гипофиза к гормонам щитовидной железы. Сывороточный ТТГ может быть ложно низким у очень больных людей, особенно у пациентов, получающих глюкокортикоиды или допамин (см. Синдром эутиреоидной болезни).
Изменения уровня ТТГ в сыворотке крови при наличии нормального уровня T4, свободного T4, сывороточного T3 и свободного T3 определяют синдромы: субклинический гипертиреоз (низкий уровень ТТГ в сыворотке) и субклинический гипотиреоз (повышенный уровень сывороточного ТТГ).
Результаты тестов для определения функции щитовидной железы в различных клинических ситуациях
Физиологическое состояние | Содержание ТТГ в сыворотке крови | Содержание свободного T4 в сыворотке крови | Содержание T3 в сыворотке крови | Поглощение радиоактивного йода за 24 часа |
|---|---|---|---|---|
Не получали лечения | Низкий* | Высокий | Высокий | Высокий |
T3 токсикоз | Низкий | Норма | Высокий | Нормальный или высокий |
Первичный нелеченный | Высокий | Низкий | Низкий или нормальный | Низкий или нормальный |
Вторичный по отношению к заболеванию гипофиза | Низкий или нормальный | Низкий | Низкий или нормальный | Низкий или нормальный |
Эутиреоз | ||||
Пациент, принимающий йод | Норма | Норма | Норма | Низкий |
Пациент, принимающий экзогенный тиреоидный гормон | Нормальный или сниженный | Нормальный у пациента, принимающего T4, низкий у пациента, принимающего T3 | Высокий у пациента, принимающего T3, нормальный у пациента, принимающего T4 | Низкий |
Пациент, принимающий эстроген | Норма | Норма | Высокий | Норма |
Нормальный, низкий или высокий | Нормальный или сниженный | Низкий | Норма | |
* У пациентов с гипертиреозом уровень ТТГ низкий, за исключением тех редких случаев, когда причиной болезни является ТТГ-секретирующая аденома гипофиза или резистентность гипофиза к нормальному ингибированию гормонами щитовидной железы. | ||||
T3 = трийодтиронин; T4 = тироксин; ТТГ = тиреостимулирующий гормон. | ||||
Измерение тироксина (T4)
Уровень общего T4 в сыворотке отражает суммарное содержание связанного и свободного гормона. Изменения уровней сывороточных белков, связывающих гормоны щитовидной железы (ТСГ или альбумин), вызывают соответствующие изменения в общем уровне Т4, хотя уровни физиологически активного свободного Т4 не изменяются. Таким образом, пациент может иметь физиологически нормальный уровень свободного Т4, но иметь аномальный уровень общего Т4 в сыворотке. Прямое определение содержания свободного T4 позволяет избежать ошибок в интерпретации повышения общего уровня T4.
Расчет индекса свободного T4 является расчётной величиной и вносит в показатели общего T4 поправку на различное содержание ТГ-связывающих белков в сыворотке и, таким образом, дает возможность оценить уровень свободного T4 при имеющихся показателях общего T4. Для оценки связывания тиреоидных гормонов с белками сыворотки используют показатель поглощения T4. Индекс свободного T4 определять легче, и он хорошо согласуется с результатами прямого определения уровня свободного T4.
Определение уровня трийодтиронина (T3)
Также можно определить уровни общего T3 и свободного T3. Поскольку T3 прочно связывается с ТСГ (хотя и в 10 раз слабее, чем T4), общее содержание в сыворотке T3 зависит от колебаний уровня ТСГ и от действия веществ, меняющих связывание гормона с этим белком. Уровни свободного T3 в сыворотке измеряют с помощью тех же самых прямых и косвенных методов (индекс свободного T3), применимых для T4, и используются в основном при исследовании тиреотоксикоза.
Тироксин-связывающий глобулин (ТСГ)
Уровень ТСГ может быть определен. Его концентрация повышена при беременности, при лечении эстрогенами или приеме эстроген-прогестиновых оральных контрацептивов и в острой фазе инфекционного гепатита. Уровень ТСГ также может быть повышен за счет Х-сцепленной мутации в гене, кодирующем ТСГ. Его снижение чаще всего регистрируется при заболеваниях, сопровождающихся нарушением синтеза белка в печени, при использовании анаболических стероидов, нефротическом синдроме и передозировке кортикостероидов. Большие дозы некоторых лекарственных средств (например, фенитоина, аспирина и их производных) вытесняют T4 из связи с ТСГ, что создает ложное впечатление о снижении уровня общего T4 в сыворотке.
Аутоантитела к тиреоидной пероксидазе
Аутоантитела к тиреоидной пероксидазе присутствуют почти у всех больных с тиреоидитом Хасимото (у некоторых из них определяются и антитела к тиреоглобулину), а также у большинства больных с болезнью Грейвса. Эти аутоантитела служат маркерами аутоиммунного процесса, но, по всей вероятности, не являются причиной заболевания. Однако аутоантитела, направленные против рецептора тиреотропного гормона (тиреотропного иммуноглобулина [TТИ]) на фолликулярных клетках щитовидной железы, ответственны за развитие гипертиреоза при болезни Грейвса. В сыворотке больных с аутоиммунными заболеваниями щитовидной железы могут присутствовать и антитела к T4 и T3; они влияют на результаты определения уровней T4 и T3, но редко имеют клиническое значение.
Тиреоглобулин
Щитовидная железа является единственным источником тиреоглобулина, который легко обнаруживается в сыворотке крови здоровых людей и обычно повышен у пациентов с нетоксическим или токсичным (продуцирующим гормоны щитовидной железы и вызывающим симптоматический гипертиреоз) зобом. Основное применение показателей определения уровня тиреоглобулина в сыворотке крови состоит в выявлении дифференцированного рака щитовидной железы у пациентов после субтотатьной или полной тиреоидэктомии (с абляцией или без йодом-131). Нормальные или повышенные величины тиреоглобулина в сыворотке крови указывают на наличие остаточной нормальной или раковой ткани щитовидной железы у пациентов, получающих дозы левотироксина, подавляющие ТТГ, или после отмены левотироксина. Присутствие антител к тиреоглобулину мешает его точному определению.
Обследование на предмет дисфункции щитовидной железы
Во многих штатах и странах всем новорожденным рекомендуется проводить скрининг заболеваний щитовидной железы для выявления врожденного гипотиреоза, который при отсутствии лечения может нарушить нормальное развитие (1).
Рутинный скрининг для бессимптомных взрослых, включая беременных женщин, без известных факторов риска для заболевания щитовидной железы не рекомендуется из-за недостаточных данных о его пользе (2). У пациентов с факторами риска следует измерять уровень ТТГ в сыворотке крови, и это лучший тест для выявления как гипертиреоза, так и гипотиреоза.
Из-за повышенной распространенности субклинического гипотиреоза (определяемого как повышенный уровень ТТГ в сыворотке, но нормальный уровень Т4) среди пожилых людей, некоторые авторитетные специалисты рекомендуют проводить ежегодный скрининг для лиц > в возрасте 70 лет, хотя и было показано, что уровень ТТГ в сыворотке увеличивается с возрастом, не указывая на заболевание. Такое увеличение привело к тому, что до 40% пациентов получали избыточное лечение (3), поэтому неясно, имеет ли какую-либо пользу лечение пожилых людей, у которых был выявлен субклинический гипотиреоз.
Ссылки на скрининг
1. Rose SR, Wassner AJ, Wintergerst KA, et al. Congenital Hypothyroidism: Screening and Management. Pediatrics 2023;151(1):e2022060420. doi:10.1542/peds.2022-060420
2. Thyroid Disease in Pregnancy: ACOG Practice Bulletin, Number 223. Obstet Gynecol 2020;135(6):e261-e274. doi:10.1097/AOG.0000000000003893
3. Somwaru LL, Arnold AM, Joshi N, Fried LP, Cappola AR. High frequency of and factors associated with thyroid hormone over-replacement and under-replacement in men and women aged 65 and over. J Clin Endocrinol Metab 2009;94(4):1342-1345. doi:10.1210/jc.2008-1696
Исследование захвата и отображения радиоактивного йода щитовидной железой
Измеряют также поглощение щитовидной железой радиоактивного йода. Следовые дозы радиойода вводят внутрь или внутривенно, а затем с помощью сканера определяют его количество, поглощенное щитовидной железой. Преимущественно используют изотоп йод-123, который создает минимальную лучевую нагрузку (гораздо меньшую, чем йод-131). Поглощение йода-123 щитовидной железой сильно зависит от приема йода и у пациентов, потребляющих избыток йода, резко снижено.
Это исследование имеет значение в дифференциальной диагностике гипертиреоза (высокое поглощение при болезни Грейвса, низкое при тиреоидите). Оно помогает также рассчитать дозы йода-131, необходимые для лечения гипертиреоза.
После введения радиоактивного изотопа (радиойода или 99m-технеция пертехнетата) с помощью визуализации при использовании сцинтилляционной камеры можно получить графическое изображение поглощения изотопа. Обнаружение участков повышенного («горячие» узлы) или сниженного («холодные» узлы) поглощения способствует выявлению возможного ракового поражения (рак присутствует менее, чем в 1% «горячих» узлов и в 10–20% «холодных»).
