I этап – захват и включение йода в систему щитовидной железы. После поступления пищи в желудочно-кишечный тракт в кишечнике происходит отделение его от пищевых компонентов, после чего в виде йодидов (RI, Nal) он попадает в кровь. С кровеносным потоком они устремляются к щитовидной железе, ткань которой обладает уникальным свойством – выделять и захватывать данные химические соединения. Процесс совершается при любых условиях, хотя обычно концентрация йода в самой железе значительно превышает его содержание в крови.
II этап – организация элементарного йода. Для синтеза гормонов необходим только чистый, или элементарный йод, поэтому при поступлении в щитовидную железу йодиды подвергаются окислению с помощью специальных ферментов цитохромоксидазы и пероксидазы и превращаются в элементарный йод. Этот этап важен для деятельности всей эндокринной системы, так как процесс окисления йодидов стимулирует выработку гипофизом тиреотропного гормона.
III этап – йодизация и конденсация йода. Иодизация является начальной стадией образования гормонов щитовидной железы и предусматривает включение элементарного йода в аминокислоту тирозин. Если в нее включается 1 атом йода, синтезируется монойодтирозин (МИТ), а если 2 атома – дийодтирозин (ДИТ). Однако данные образования еще не обладают свойствами гормонов. Следующей стадией образования гормонов щитовидной железы является конденсация, то есть слияние молекулярных образований, полученных на предыдущей стадии. При этом образуются тиронины, наделенные свойствами гормонов. Комбинации могут быть следующими:
• конденсация двух молекул дийодтирозина продуцирует гормон тироксин (Т4, тетрайодтиронин);
• конденсация моноиодтирозина и дийодтирозина – выделение гормона трийодтиронина (Т3).
Одновременно с этим под воздействием специфических ферментов начинается процесс дейодирования, или отщепления от гормонально-неактивных дийодтирозина и моноиодтирозина молекулярного йода, который сразу же включается во внутренний иодообмен и используется для синтеза новых тиреодных гормонов.
Тиреоглобулин, содержащийся в коллоидной массе фолликулов, играет роль молекулы, в клетках которой осуществляется синтез и скапливается запас тиреоидных гормонов. Данный гликопротеид обладает высокой молекулярной массой и большими размерами, что препятствует его попаданию в кровь. Он сохраняется в щитовидной железе и может выделиться в кровоток только при нарушении клеточной целостности. Получается, что тиреоидные гормоны представляют собой не свободные субъединицы, а являются частью молекулы тиреоглобулина. После протеолитического расщепления происходит высвобождение тироксина и трийодтиронина, а затем – их включение в кровоток. Этот процесс сопровождается выделением элементарного йода, который используется для синтеза гормонов железы.
В норме в щитовидной железе содержатся около 200 мкг/г тироксина (Т4) и 15 мкг/г трийодтиронина (Т3). Секреция гормонов Т3 и Т4 осуществляется ежедневно, причем выделение Т3 составляет всего 9 мкг/г, а Т4 – до 90 мкг/г. Содержание гормонов в сыворотке крови в среднем составляет около 100 нмоль/л для Т4 и 1,8 нмоль/л для Т3. Оба гормона щитовидной железы, содержащие йод, действуют в одном направлении, но при этом трийодтиронин обладает более высокой биологической активностью.
Избыточное количество тиреоидных гормонов скапливается в молекулах тиреоглобулина и расходуется в зависимости от потребностей организма. Запас гормонов в норме рассчитан на 2-10 недель, что является уникальной особенностью щитовидной железы.
Биосинтез гормонов щитовидной железы регулируют и контролируют центральная нервная система, гипофиз и гипоталамус. Тиреотропный гормон передней доли гипофиза (ТТГ) контролирует продуцирование тироксина и трийодтиронина, оказывая воздействие на конденсацию (слияние) монойодтирозина и дийодтирозина и образование тиронинов. ТТГ и его ферменты способствуют расщеплению тиреоглобулина и выделению гормонов щитовидной железы в кровоток. Он активизирует рост эндокринной железы и ускоряет кровообращение. Гипофиз и щитовидная железа работают по принципу обратной связи, поэтому при повышенной концентрации тироксина и трийодтиронина в кровотоке выброс тиреотропного гормона гипофиза замедляется, а при пониженной – ускоряется.
Контроль деятельности передней доли гипофиза и щитовидной железы осуществляет гипоталамус – регулятор нейроэндокринной системы. Содержащийся в нем тиролиберин стимулирует и регулирует образование тиреотропного гормона гипофиза. Повышение или понижение уровня тиролиберина прямо связано с изменением концентрации тиреоидных гормонов в крови. При нарушении равновесия в системе "гипоталамус – гипофиз – тиреоид" возникают заболевания щитовидной железы.
Тиреоидной системе свойствен так называемый циркадный ритм. Концентрация тиреоидных гормонов щитовидной железы и выделение тиролиберина гипоталамусом максимальны в первой половине дня и минимальны во второй, а содержание тиреотропного гормона гипофиза, напротив, максимально вечером и ночью и минимально утром. Тиреоидная система подвержена сезонным колебаниям: концентрация трииодтиронина, тиреотропного гормона и реакция последнего на гормон гипоталамуса (тиролиберин) зимой повышаются, тогда как уровень тироксина остается стабильным.
Функции щитовидной железы
Основные функции щитовидной железы – синтез тироксина и трииодтиронина и осуществляемый ими йодобмен.
Тиреоидные гормоны стимулируют газо– и водообмен в организме, ускоряя поглощение кислорода и выделение углекислого газа, а также выделение воды тканями и клетками.
Гормоны участвуют в обмене белков, жиров и углеводов. При недостаточном поступлении в организм белка они активизируют его синтез, а в случае повышенного его поступления подавляют синтез и ускоряют распад белка. Тиреоидные гормоны обладают способностью замедлять всасывание углеводов из кишечника, уменьшать выделение сахара с мочой и нарушать синтез гликогена в печени. Недостаточность щитовидной железы или ее частичное удаление вызывает повышение уровня холестерина и липидов в крови. Экспериментально доказано, что развитие атеросклероза зависит от содержания тиреоидных гормонов в крови.
Тиреоидные гормоны оказывают влияние на важнейшие биологические процессы: рост, развитие организма, дифференцировку тканей, деятельность сердечно-сосудистой и нервной систем. Удаление щитовидной железы вызывает остановку роста, а ее недостаточность – карликовость и окостенение скелета. Она влияет на процесс регенерации (восстановления) тканей, ускоряя или замедляя этот процесс. В последнее время появились данные о влиянии гормонов на генетическую систему.
Кроме того, так как деятельность щитовидной железы регулируется центральной нервной системой и гипофизом, при ее удалении или недостаточности быстро развивается умственная отсталость и нарушается дифференцировка клеток мозга.
Причины, диагностика и заболевания щитовидной железы
Причины заболеваний щитовидной железы
По официальным данным Всемирной организации здравоохранения около 1,5 млрд человек на сегодняшний день страдают заболеваниями щитовидной железы. Получается, что патологии данного органа подвержен каждый 2-й житель Земли. В России нарушения в работе щитовидной железы встречаются у 1 из 20 человек. Причем, болезни поражают в основном женщин. Несмотря на успехи медицины в лечении эндокринных заболеваний, количество больных с каждым годом только увеличивается. Отчасти к этому приводят неблагоприятная экологическая обстановка, продукты питания, содержащие канцерогены и стрессы.
Основная причина появления заболеваний – недостаток йода, являющегося главным компонентом гормонов щитовидной железы. Его низкий уровень (в редких случаях его переизбыток) приводит к развитию йододефицитных состояний. Организму для поддержания гомеостаза и выработки гормонов необходимо регулярно пополнять запасы йода, сосредоточенные в щитовидной железе. Практически процесс должен осуществляться поступлением его из внешней среды, но окружающая нас биосфера характеризуется отсутствием данного химического элемента или его недостаточностью. Ученые установили, что после ледникового периода, когда наступило потепление, большая часть почвенного йода оказалась вымытой талыми водами и вынесена в гидросферу. На сегодняшний день Мировой океан является единственным природным источником йода, а жители прибрежных районов наименее подвержены йододефицитным заболеваниям.
Впервые на связь между развитием зоба и недостатком в организме йода указал в 1849 г. французский врач Ж. Прево. В 1850 г. французский химик А. Шатен доказал, что распространение зоба зависит от содержания данного микроэлемента в окружающей среде. Он проводил исследования в Пиренеях и Альпах и выяснил, что в горных селениях в воде и воздухе йод почти отсутствует, а жителей гор страдают кретинизмом и зобом. Ж. Прево и А. Шатен являются авторами так называемой теории йодной недостаточности, которая признана основной причиной заболеваний щитовидной железы.
Недостаток йода, подавляющий функцию гормона роста, приводит к задержке физического развития детей и подростков. Дефицит этого элемента во всех возрастных группах проявляется резким снижением умственного развития и появлением зоба. Более грозные последствия возникают при йодной недостаточности во время беременности: незначительное его количество в щитовидной железе приводит к нарушению ее функции. В результате этого возможны выкидыши, мертворождение и развитие необратимых патологий головного мозга плода.
Повышение уровня радиации в окружающей среде вызывает появление узлообразования и опухолей щитовидной железы, в том числе и злокачественных. Известно, что после аварии на Чернобыльской атомной станции численность таких заболеваний резко увеличилась.
Патологии эндокринной железы могут передаваться по наследству. Генетический фактор в сочетании с йодной недостаточностью в объектах внешней среды увеличивает риск развития заболеваний.
Фактором риска считается дисфункция гипоталамо-гипофизарного аппарата, регулирующего деятельность щитовидной железы. Нарушение секреции тиреотропного гормона, вырабатываемого гипофизом, вызывает изменение функции железы. Он может передавать сигнал об отклонениях в работе щитовидной железы в нервную систему, которая включает в процесс иммунную систему. Она при перенапряжении железы выделяет тиреоидные антигены (особые белковые вещества), обладающие способностью блокировать функцию щитовидной железы или производство гормонов. Таким образом, в организме запускается аутоиммунный процесс.
Ятрогенными факторами считаются гормональные препараты и операции на щитовидной железе. Использование в лечебных целях гормональных препаратов может вызвать рецидивы узлообразований и постепенное угасание деятельности щитовидной железы. Хирургическое вмешательство (удаление доли или узлов) не устраняет факта функциональной перенагрузки железы, поэтому в большинстве случаев узлообразование сохраняется.
Диагностика заболеваний щитовидной железы
Для своевременного выявления заболеваний щитовидной железы в современной медицине существует несколько методов диагностики: первичная диагностика, лабораторные и инструментальные методы исследования.
Первичная диагностика
Первичную диагностику проводит эндокринолог на основании жалоб больного, истории развития его заболевания, анамнеза и осмотра. Последний осуществляется с использованием различных диагностических приемов: пальпации (ощупывания), перкуссии (выстукивания) и аускультации (выслушивания с помощью стето– и фонендоскопа).
При пальпации долей и перешейка железы врач определяет размеры щитовидной железы, консистенцию и наличие узлообразований. Различают 5 степеней увеличения щитовидной железы.
Если визуально она не просматривается и не прощупывается, ее размеры оцениваются как нормальные, что соответствует нулевой степени увеличения железы.
I степень – железа не видна, но при пальпации определяется перешеек. Ее вес составляет 40–50 г.
II степень – контуры железы обрисовываются при глотании, а при пальпации определяются перешеек и доли. Вес железы составляет 50–70 г.
III степень – железа видна невооруженным глазом. Данному состоянию присвоен термин "толстая шея". Вес железы увеличивается до 90 г.
IV степень – железа выступает вперед и в стороны, а ее вес колеблется от 100 до 140 г.
V степень – размеры железы сильно увеличены, а ее вес превышает 1 кг.
Физикальный способ обследования щитовидной железы можно провести самостоятельно. Осмотр формы шеи проводят, стоя перед зеркалом. Необходимо обратить внимание на размеры шеи и наличие узлов, которые хорошо прощупываются при глотании. Если узел обнаружен, следует пристально рассмотреть кожу: обычно она приобретает синюшный оттенок, а на ней проявляется четкий рисунок расширенных кровеносных сосудов.
Лабораторные методы диагностики
Лабораторные исследования проводятся в 2 направлениях – для оценки функции щитовидной железы и определения аутоиммунного процесса в органе.
При обследовании больных с эндокринными заболеваниями обязательными являются общий и биохимический анализ крови и мочи. Выявленные при исследовании общего анализа крови пониженное содержание гемоглобина и эритроцитов и увеличение СОЭ (скорости оседания эритроцитов) могут быть признаками воспаления щитовидной железы (тиреоидита), если к данным симптомам добавляются болезненность органа или его увеличение. Повышенное содержание сахара в крови в сочетании с другими симптомами сигнализирует о возможном развитии токсического зоба.
Определение уровня тиреоидных гормонов в крови. Более ценные сведения при уточнении диагноза предоставляет биохимический анализ крови, который позволяет установить патологию функции щитовидной железы, определив уровень тиреоидных гормонов в крови, то есть тироксина, трийодтиронина железы и тиреотройного гормона, вырабатываемого гипофизом. Данный способ является основным лабораторным методом при оценке функции железы.
При повышенном содержании в крови тиреотропного гормона гипофиза и нормальных значениях гормонов щитовидной железы делают вывод о снижении функции органа и развитии субклинического (бессимптомного) гипотиреоза. Если повышение ТТГ сопровождается снижением уровней тироксина и трииодтиронина, фиксируют снижение функции органа и развитие манифестного (сопровождающего симптомами) гипотиреоза.
Пониженное содержание в крови гормона гипофиза и нормальные значения тиреоидных гормонов свидетельствуют об избыточной функции щитовидной железы и развитии субклинического тиреотоксикоза. Снижение уровня ТТГ и повышенное содержание в крови тироксина и трииодтиронина являются условиями, при которых развивается клинически развернутый тиреотоксикоз.
Иодопоглотительный тест. В некоторых случаях применяют йодопоглотительный тест, основанный на способности щитовидной железы захватывать и накапливать йод. Его проводят для оценки функции железы и интратиреоидного обмена йода. Исследование предусматривает прием внутрь радиойода, который из желудка пациента сначала попадает в кровь, затем частично оседает в щитовидной железе и в небольшом количестве выводится с мочой. Иод с молекулярной массой 131 принимают натощак. Оценка функции железы зависит от скорости, с которой щитовидная железа поглощает его, показателей максимального накопления его в железе и кривой исследования. Существуют критерии нормального поглощения организмом йода: через 2 часа после приема препарата он всасывается на 10–15 %, через 4 часа – на 15-20 %, через 24 часа – на 40 %, через 48 часов – на 50 %. В связи с этим исследование (радиометрию) проводят через определенные промежутки времени после приема радиойода – через 2, 4, 6, 24 и 48 часов. Полученные данные заносят в график и выстраивают кривую поглощения радиоактивного йода. Снижение функции щитовидной железы соответствует пониженной функции включения йода. В случае нарастания его включения функция железы считается повышенной.
Кривая поглощения йода представлена 3 вариантами:
• гипотиреоидная кривая, если для щитовидной железы характерно пониженное поглощение йода в установленные моменты исследования;
• гипертиреоидная кривая, если для щитовидной железы характерны повышенное поглощение через 2–4 часа после приема радиойода и последующее снижение захвата йода через 24–48 часов;
• кривая "йодной жажды", если для щитовидной железы характерно повышенное поглощение йода без последующего снижения в установленные моменты исследования.
Недостаток метода – высокая продолжительность исследования.
Тест на антитела. Для выявления аутоиммунного процесса в щитовидной железе используют тест на определение антител в крови. Аутоиммунные заболевания щитовидной железы могут вызвать антитела к тиреоглобулину, рецепторам ТТГ и тиреоидной пероксидазе.
Тиреоглобулин содержится в коллоидной массе тироцитов (клеток щитовидной железы) и является основой для синтеза тиреоидных гормонов. Антитела, связывая его, препятствуют синтезу гормонов щитовидной железы, вызывая снижение функции, что приводит к развитию гипотиреоза.
Тиреоидная пероксидаза – фермент, без которого невозможна секреция тиреоидных гормонов. Она катализирует процесс окисления йода и синтез гормонов. Антитела к ней замедляют процесс перехода йодида в активную форму и снижают уровень гормонов щитовидной железы.
В щитовидной железе ТТГ-рецепторы находятся на мембране клеток, поэтому они доступны антителам, стремящимся нарушить связывание тиреотропного гормона и рецепторов клеток щитовидной железы. Они отстраняют ТТГ, сами связываются с рецепторами тироцитов и стимулируют выработку гормонов. Поскольку антитела к ТТГ-рецепторам не обладают механизмом обратной связи, свойственной тиреотропному гормону, контроль над продуцированием тиреоидных гормонов не осуществляется, что вызывает гипертиреоидное состояние.
Инструментальные методы исследования
Инструментальные методы исследования позволяют выявить структурно-морфологические особенности эндокринного органа. По существу, это методы изучения ткани и анатомической структуры щитовидной железы с помощью различных приборов. К ним относятся ультразвуковое исследование (УЗИ), тонкоигольная аспирационная биопсия (ТИАБ или ТАБ), сцинтиграфия, компьютерная томография и обзорная рентгенография области железы.
Ультразвуковое исследование. Сравнительно поверхностное расположение железы и отсутствие в ней полостей создают возможность использовать этот простой и доступный метод исследования для наблюдения за динамикой ее развития и особенностями ее строения, а также для своевременного выявления узлов и кист. Ультразвуковое исследование позволяет вовремя обнаружить новообразования, имеющие незначительный диаметр, и принять меры для их удаления, поэтому при диагностике заболеваний щитовидной железы такое обследование является обязательным.
Для профилактики патологий эндокринного органа контрольное исследование можно проводить каждые 3 года. При повышенных физических и нервных перегрузках рекомендуется обследоваться через 5–6 месяцев. Пациентам с заболеваниями щитовидной железы по рекомендации лечащего врача УЗИ проводят 3–6 раз в год.