Щитовидная железа. Паращитовидные железы октябрь, 2012
Молодая девушка с болезнью Грейвса (Базедова болезнь): • Экзофтальм • Увеличение железы
Увеличенная щитовидная железа при гипертиреозе
Выраженный экзофтальм при болезни Грейвса (Базедова болезнь)
28 -летняя женщина с эндемическим кретинизмом: • • • больная ее отец здоровый мужчина
Эндемический кретинизм – 1: 4000 новорожденных
Гипотиреоз у взрослого человека: • одутловатое лицо • истонченные волосы, • апатия Распространенность в России • женщины -19: 1000 • мужчины – 1: 1000
Щитовидная железа Тиреоидные гормоны и их роль в регуляции обмена веществ и энергии, функций органов, роста и развития организма. Кальцитонин, его роль в регуляции обмена кальция и фосфора. Регуляция деятельности щитовидной железы. Околощитовидная железа и ее роль в регуляции гомеостаза кальция и фосфора. Примерная программа по нормальной физиологии МЗ РФ, 2006
Экзаменационные вопросы 1. Тиреоидные (йодсодержащие) гормоны щитовидной железы. a) Синтез и секреция йодсодержащих тиреоидных гормонов b) Регуляция синтеза и секреции тиреоидных гормонов c) Механизмы клеточных эффектов йодсодержащих гормонов d) Биологические эффекты гормонов 2. Гормоны, регулирующие обмен кальция в организме (кальцитонин, паратгормон, кальцитриол).
Гомоны щитовидной железы • Оптимизация метаболизма – регуляция липидного и угелводного обмена – нормальный рост и созревание • При недостатке гормонов – задержка умственного и физического развития • у детей – кретинизм и карликовость – снижение устойчивости к холоду • Избыточная секреция – потеря веса, нервозность, тахикардия, тремор, избыточная теплопродукция • Регуляция ТТГ (гипофиз) и ТРГ (гипоталамус) • У млекопитающий – также продукция кальтонина – кальций-понижающий гормон.
соматостатин тиролиберин ТТГ Захват иода Синтез гормонов секреция Метаболизм, рост, созревание и пр.
1. ТИРЕОИДНЫЕ (ЙОДСОДЕРЖАЩИЕ) ГОРМОНЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
1. 1. Синтез и секреция тиреоидных (йодсодержащих) гормонов щитовидной железы. Isthmus «Щитовидная» от thyreos (greek) – щит Расположение: впереди глотки, около щитовидного хряща Размер: наиболее крупная железа (15 -25 г) Анатомия: • две доли соединены перешейком, • хорошо васкуляризована
Гормоны щитовидной железы • Йодированные гормоны – производные тирозина – трийодитиронины (Т 3 и р. Т 3) , тетраиодтиронин/тироксин (Т 4) • нейодированный гормон белково-пептидной группы – (Тиро)кальцитонин
Структурная единица щитовидной железы – фолликул: – слой эпителиальных – коллоид – тиреоглобулин (140 молекул тирозина), – [J-] в железе в 30 раз ≥ чем в крови, – 20% абсорбированного в кишечнике (100 - 200 мкг/c) - в железу, – тиреоидный синтез – присоединение йода к тирозину.
• Основные источники йода: - морепродукты, овощи, фрукты, ягоды, орехи, молочные продукты: • Суточная норма йода - от 80 до 150 мкг в день для взрослых (1 мкг на 1 кг массы тела человека) и от 125 до 150 мкг для беременных и кормящих женщин соответственно.
Синтез и секреция йодсодержащих гормонов Тиреоглобулин – белок – матрица для – синтеза тиреоидных гормонов, – внутрижелезистого депонирования гормонов, – их дозированного высвобождения. • синтез в ЭР • упаковка в везикулы в аппарате Гольджи тироцитов, • экзоцитоз тиреоглобулина с пероксидазой в коллоид ,
• Диетический йод (I-) – поступает в фолл. клетки (Na+/I- транспортер) – покидает клетку через апикальную часть (I-/Cl- ) • В полости фолликула – йод окисляется в йодин пероксидазой и включается в бензольное кольцо тирозиновых остатков тиреоглобулина – органификация йода - образование МИТ, ДИТ, – зрелый тироглобулин содержит МИТ, ДИТ, Т 4 и Т 3
• При участии пероксидазы реакция конденсации – образуются тетрайодтиронин - Т 4, трийодтиронин Т 3, реверсивный трийодтиронин , p. T 3 • В норме у взрослого человека процентное распределение йодированных соединений составляет: – МИТ - 23%; – ДИТ - 33%; – Т 4 - 35%; – Т 3 - 7% и – р. Т 3 - следовые количества.
Таким образом, • иодиды поступающие из крови, при участии тиреопероксидазы йодируют остатки тирозина в тиреоглобулине с образованием моно- и дийодпроизводных тирозина (МИТ, ДИТ). • далее этот же фермент конденсирует часть МИТ и ДИТ до йодтиронинов, при этом доля трийодтиронина (Т 3) и тетрайодтиронина (тироксин, Т 4) составляет около 30% от всех йодпроизводных
• Зрелый тироглобулин (содержит МИТ, ДИТ, Т 4, Т 3, р. Т 3) путем эндоцитоза (пиноцитоз) вновь поступает в фолликулярные клетки – протеолиз тиреоглобулина стимулируется ТСГ – выделяется часть молекул – МИТ и ДИТ вновь поступают в синтетический пул, Т 3 и Т 4 выходят через базолатеральную мембрану в кровь
Na/Cl антипорт Na/I насос симпорт
I-/Cl-
• Т 4 (80 -100 мкг/сутки, ≈93%) и Т 3 (5 мкг/сутки, ≈7%) секретируются в кровь. – Т 3 – активная форма (в 5 раз выше аффинн. к рецепторам) – Т 4 – конвертируется в Т 3 прежде, чем окажет физиологическое действие. • 22 -25 мкг р. Т 3 - результат дейодирования Т 4 в тканях по 5'-углеродному атому - неактивен • До 99% тироидных гормонов связываются с тироидсвязывающим глобулином (ТСГ), также с альбумином – транспортная форма в крови (депо гормона). • Биологическим эффектом обладает только свободный гормон.
• Период полураспада Т 4 в плазме в 4 -5 раз > чем. Т 3 (7: 1 -1. 5 дня) • метаболизм йодтиронинов – полное дейодирование, дезаминирование или декарбоксилирование, – йодированные продукты • конъюгируются в печени с глюкуроновой или серной кислотами , • секретируются с жёлчью, в кишечнике вновь всасываются, • дейодируются в почках и выделяются с мочой
1. 2. Регуляция синтеза и секреции • Активируют процессы: – тиреотропный гормон на этапах • поглощения йода, • синтеза тиреоглобулина, • эндоцитоза и • секреции Т 3 и Т 4 в кровь. • уменьшают – тироксин и трийодтиронин (по механизму обратной отрицательной связи), – высокие концентрации йода в крови (бесконтрольный прием препаратов KI ). Механизм действия • Цитозольный.
Роль тиреотропного (тиреостимулируюшего) гормона Строение • гликопротеин из α- и β субъединиц Синтез - в базофильных тиреотрофах гипофиза Регуляция синтеза и секреции • Активируют: тиреолиберин, охлаждение; ↑ в вечернее время суток. • Уменьшают: соматостатин, Т 3 и Т 4). Механизм действия • Аденилатциклазный (связанный с ингибированием GI-белка) и • кальций-фосфолипидный механизм. Мишени и эффекты • щитовидная железа – стимулирует васкуляризацию щитовидной железы, – стимулирует рост и пролиферацию тиреоидных клеток, – повышает захват йода и его включение в тиреоглобулин, – активирует все стадии образования трийодтиронина и тироксина. • повышает синтез белков, фосфолипидов и нуклеиновых кислот,
1. 3. Механизмы клеточных эффектов йодсодержащих гормонов 1. Тироидные гормоны - в клетку-мишень в результате энергозависимого процесса. 2. В клетке Т 4 → Т 3. Далее: гормон + рецептор 4. Г-р-комплекс – 1. Геномные эффекты (ядерные рецепторы) 2. Негеномные эффекты (мембранные, цитоплазматические, митохондриальные рецепторы)
Рецепторы к йодсодержащим гормонам
4 функциональных домена рецептора к тироидным гормонам
Рецепторы к тиреоидным гормонам • ядерные • активируются при связывании с тиреоидным гормоном • 3 формы рецептора • TR-α 1 - широко распространен и особенно выражена экспрессия в сердечной и скелетной мышцах • TR-β 1 экспрессируется преимущественно в мозгу, печени и почках • TR-β 2 - экспрессируется преимущественно в гипоталамусе и гипофизе
• Гипоталамогипофизарнотироидная ось, тканевое распределение тироидных рецепторов TRs и преобладающие изоформы, определяющие селективность тканеймишеней к Т 3 • T 3 и T 4 – отр. обратная связь с ТТГ и ТР, через TRβ. • Голубой цвет – много. TR, • Зеленый - преобладает TRβ; желтый – преобладает TRα 1
• Геномные эффекты - медленные эффекты – Ядерные рецепторы • активация или угнетение транскрипции • Негеномные эффекты – быстрые эффекты – Во многих тканях ( жировой, сердце, гипофизе) – – изоформы TR к тироидным Г. – Прогестиновые мембранные Р – изоформы внутриклеточных Р к стероидным Г. - ER 46, mt. RXR, mt. PPAR, p 28 and p 46, – Локализация действия Г. : клеточная мембрана, цитоплазма, органеллы – Вторичные мессенджеры [Ca 2+]I, ц. АМФ или протеинкиназы – Регуляция ионных каналов, окислительного фосфорилирования, транскрипции митохондриальных генов
Т 3 и TR – ядерные и митохондриальные эффекты • На мембране - деиодиназа (D 3) - Т 4 и Т 3→ T 2 и р. Т 3 • В цитоплазме T 4 деиодиназа D 2 (на СР) • В ядре T 3 + TR → серия реакций → индукция транскрипции • В митохондриях 3, 5 -T 2 активирует цитохром Va (Cyto-c Va)→ усиление окислительного фосфорилирования • В цитопл. T 3 + TRα → импорт в митохондрию – аденин нуклеотид транслоказой → быстрый термогенный эффект. – митохондриальный фактор транскрипции
Предполагаемый механизм действия тироидных Г. Через мембранный рецептор • Т 3 и Т 4 + G-связанный рецептор→ активация – протеинкиназы С (PKC) → фосфолипаза D (PLD) – фосфолипазы С (PLC) – Цамф – PKA ↓ 1) негеномные эффекты 2) геномные эффекты 1)активация MAPK (митозактивирующая киназа) 2)активация сигналинговых путей трансдукции и трнаскрипции - STAT (signal transducer and activators of transcription)
1. 4. Биологические эффекты тиреоидных гормонов Тиреоидные гормоны оказывают разнообразное влияние на процессы жизнедеятельности • • созревание и дифференцировка тканей, рост тела в длину, метаболизм, неврологические функции, функция СНС (АНС), скелетные мышцы, система кровообращения, репродуктивные процессы.
Внутриклеточные эффекты м. РНК ↑синтеза белка, гормонов ↑митохондрий ↑дыхат. Ферментов ↑Na/K АТФаза ↑другие ферменты ↓ ↑ПО 2, уровня метаболизма эффекты
Метаболические процессы • • • повышение уровня основного обмена на 60 -100%, повышение абсорбции глюкозы в ЖКТр, увеличение потребления тканями глюкозы, СЖК, белков, мобилизация жиров из жировой ткани, повышение расхода витаминов. При нарушении синтеза и секреции гормонов • изменение катаболизма холестерола в печени – (↑ХС при гипотиреозе, ↓ХС при гипертиреозе), • ↑катаболизма сократительных белков мышц при гипертиреоидизме – мышечная слабость, • витаминная недостаточность при гипертиреозе
Сердечно-сосудистая и дыхательная функция • рост потребления кислорода, • вазодилатация, • ↑ сердечного выброса (пермиссивный эффект через КА), • ↑ вентиляции, • незначительное влияние на АД (пермиссивный эффект через КА)
Желудочно-кишечный тракт • усиление моторики и секреции, – возможность развития диарреи при гиперфункции железы, • повышение аппетита и потребления пищи, • снижение массы тела даже при повышении потребления калорий
Нейромышечные и нейрональные эффекты • Влияние на нейрональный контроль мышечного сокращения и тонуса – небольшое повышение уровня гормонов – повышение мощности сокращений скелетных мышц, – при гипертиреозе – мышечный тремор (возможно из-за повышения чувствительности спинальных синапсов), • У детей – влияние на процессы развития мозга, • При гипертиреозе - нервозность, возбудимость, тревожность, трудности с засыпанием, • Гипертиреоз – повышение активности СНС: тахикардия, сердцебиение, потливость, тремор, тревожность, диаррея,
Влияние на процессы гемостаза: • рост фибринолитической активности крови, • снижение процессов синтеза факторов свертывания, • увеличение количества простагландинов – – угнетение агрегационных и адгезивных свойств тромбоцитов • →ухудшение процессов гемостаза
Гипофункция: • во внутриутробном и раннем постнатальном периодах – кретинизм, задержка роста, • у взрослых – микседема Гиперфункция: • у детей – – • • вначале ускорение роста, но раннее закрытие зон роста → рост ниже нормы, повышенная возбудимость НС, тревожность, раздражительность, повышенная утомляемость, усиление обмена, разобщение окисления и фосфорилирования (истощение запасов макроэргических соединений – АТФ, КФ), снижение массы тела
Регуляция функций железы: • Возбуждение ретикулярной формации ствола мозга – – • выработка тиролиберина гипоталамусом – ↑ТТГ гипофиза – ↑тиреоидных гормонов щитовидной железы, ВНС: – – симпатический отдел повышает активность железы, парасимпатический – снижает гормонообразование, • У детей – активность железы выше, • В период полового созревания: – – эстрогены –стимулируют, прогестерон – тормозит секрецию гормонов железы
Гипоталамогипофизарнотиреоидная ось 1. Синтез и секреция тиролиберина 2. Индукция синтеза и секреции тиротропина 3. Секреция Т 3 и Т 4 4. Эффект на органах мишенях 5. По механизму отр. обратной связи торможение секреции гипофиза 6. То же - гипоталамуса
А. Радиоактивный йод захватывается в течение 48 часов как в норме, так и при патологии. В. Сканнирование железы после введения J 123 B A
Тиреоидит Хашимото • Аутоиммунное заболевание – антитела против тиреоглобулина или тироидной пероксидазы • Низкая продукция тироидных гормонов (и высокий уровень циркулирующего ТСГ • Деструкция железы
2. ГОРМОНЫ, РЕГУЛИРУЮЩИЕ ОБМЕН КАЛЬЦИЯ В ОРГАНИЗМЕ (КАЛЬЦИТОНИН, ПАРАТГОРМОН, КАЛЬЦИТРИОЛ).
Гормоны щитовидной железы. Тирокальцитонин (кальцитонин, КТ) • • • Полипептид. Вырабатывается парафолликулярными Склетками (0, 1%). Регуляция кальцийфосфорного обмена: – антагонист паратгормона (ПТГ). Защищает организм от избытка Са++ • ↑КТ -↓Са++ в плазме • Уменьшает реабсорбцию Са++ в почках (↑ фосфаты), • снижает всасывание Са++ в кишечнике (↑фосфатов), • увеличивает захват Са++ костной (↑активность остеобластов) и мышечной тканями.
Регуляция баланса активности остеобластов и остеокластов – стимулирует активность остеобластов – тормозит активность остеокластов и процессы резорбции кости. Понижает содержание Са и фосфата в плазме крови – за счёт усиления захвата кальция и фосфата остеобластами
Регуляция секреции: – уровнем Са++ в крови • ↑Са++ в плазме → дегрануляция С-клеток → ↑секреции тирокальцитонина путем экзоцитоза →↑ уровня гормона в крови – снижение активности остеокластов » снижение уровня резорбции костной ткани » снижение Са++ в плазме. – секрецией гастрина приеме пищи, богатой Са++ • увеличение секреции тирокальцитонина
Паращитовидные железы
глотка (вид сзади) Паращитовидные железы – 2 пары на задней поверхности щитовидной железы (могут быть погружены в нее) Каждая размером около 3 -8 х 2 -5 мм. щитовидная железа паращитовидные железы Секретируют паратиреоидный гормон (паратгормон – ПТГ - полипептид) в ответ на гипокальциемию. пищевод ПТГ повышает уровень Са++ в крови Органы-мишени для ПТГ • костная ткань • почки • кишечник трахея
• Действие ПТГ на костную ткань – активация остеокластов • деминерализация кости и • повышение уровня кальция и фосфора в плазме крови • Действие ПТГ на почки – активация D 3 – ↑ реабсорбцию Са++ в канальцах – ↓ реабсорбцию фосфатов, • гиперкальциемия и фосфатурия • Роль в активации витамина D – витамин D 1) в коже под влиянием УФИ и 2) с пищей – ПТГ активирует кальцитриол в печени и почках • Действие ПТГ в кишечнике – ↑ образование кальцийсвязывающего белка в стенке кишечника, • способствует обратному всасыванию кальция и развитию гиперкальциемии. – прямое влияние самого паратирина на кишечную стенку весьма незначительно.
Регуляция секреции паратирина и тиреокальцитонина по типу отрицательной обратной связи уровнем Са в плазме крови – при ↓ Са в плазме - ↑секреция паратирина и ↓тиреокальцитонина • в физиологических условиях может наблюдаться при – беременности, лактации, сниженном содержании кальция в принимаемой пище. – при ↑Са в плазме крови → ↓ секреции паратирина и ↑тиреокальцитонина • имеет большое значение у детей и лиц молодого возраста (формирование костного скелета) • тиреокальцитонин определяет абсорбцию Са из плазмы крови и его включение в структуру костной ткани.
Гипопаратиреоидизм паратироидэктомия → гипокальциемия → тетанические судороги: – т. к. резко усиливается нервно-мышечная возбудимость • действие даже незначительных по силе внешних раздражителей приводит к сокращению мышц. – снижение сократимости миокарда, – сердечная блокада 1 степени, – проблемы ЦНС, включая раздражительность и психозы, – кишечная мальабсорбция, – низкие концентрации Са в плазме и высокие фосфора.
Гиперпродукция паратирина • деминерализация и резорбция костной ткани – развитие остеопороза • резко ↑ Са плазмы крови – усиливается склонность к камнеобразованию в органах мочеполовой системы • гиперкальциемия – развитие выраженных нарушений электрической стабильности сердца, – образование язв в пищеварительном тракте, • в результате стимуляции Са 2+ выработки гастрина и соляной кислоты в желудке.
Витамин D: • два жирорастворимых соединения стероидной структуры – эргокальциферол (витамин D 2) и – холекальциферол (витамин D 3), • провитамин D 2 – эргостерин, относящийся к соединениям растительного происхождения • провитамин D 3 – 7 -дегидрохолестерин (содержится в коже некоторых животных и человека).
Витамин D: • 80 % - синтез в коже из провитамина D 3 (7 -дегидрохолестерин) – при воздействии УФ-излучения с длиной волны 290 - 320 нм • далее транспорт витамин D-связывающим а 1 -глобулином в печень • в печень также поступает всосавшийся в начальном отделе тонкого кишечника витамин D из пищи • в печени D гидроксилируется → - 25 -гидроксивитамин D 3, или кальцифедиол → кровью в почки – в эпителии канальцев почек еще раз гидроксилируется • образуется наиболее активный метаболит витамина D - 1, 25 дигидровитамин D 3, или кальцитриол – катализатором является паратгормон • активность ПТГ ↑ при ↓ в плазме крови содержания ионов кальция и фосфора, т. е. при гипокальциемии и/или гипофосфатемии. – помимо кальцитриола в проксимальных извитых канальцах почек образуется 24, 25 -дигидровитамин D 3, или секальцифедиол, • по биологической активности уступает кальцитриолу.
Первичный гиперпаратироидизм – – высокие уровни сывороточного Са, как результат деминерализации кости, повышение ЖКабсорбции и почечной реабсорбции, симптомы заболевания: • • камни в почках, остеопороз, ЖКТр- нарушения – язвы, тошнота, запоры, мышечная слабость, снижение мышечного тонуса, депрессия, сонливость, слабость, нарушение мышления. полиурия, высокие уровни концентрации кальция в плазме, низкие концентрации фосфора
Дефицит витамина Д – гипокальциемия и гипомагниемия, – снижение гастроинтестинального всасывания Са и фосфатов, – стимуляция секреции ПТГ – повышение почечного клиренса для фосфата (усиление потери сывороточного фосфора), – повышение деминерилизации кости ( хондродистрофия, или деформирующий рахит у детей, остеомаляция – возникает у взрослых, т. е. после окончания процесса роста кости), – вторичное повышение ПТГ – остеопороз (потеря костной ткани, включая остеоид и минералы).
Паращитовидные железы: синтез паратгормона Кровь: паратгормон Почки и печень: синтез из витамина Д гормона кальцитриола почки, реабсорбция: ↑ Са++, ↓фосфатов кровь: ↑ Са++, ↓фосфатов Кости: мобилизация Са++, фосфатов в кровь ↓кальцитриол кости: мобилизация Са++ Кишечник: ↑Са++, ↑фосфаты Общий результат: ↑ Са++
кость 99% общего Са большая часть в виде комплекса кальция фосфата (гидроксиапатиты) интерстициальная жидкость 0. 1% общего Са большая часть свободного Са++ 1. 5 м. М плазма <0. 5% общего кальция ½ свободного Са++ ½ протеинсвязанного Са++ 2. 5 м. М 1% общего кальция Са++ и протеинсвязанный Са++ внеклеточная жидкость
Концентрация паратгормона в плазме кальцитонин Кальций плазмы (мг/дл Концентрация кальцитонина в плазме ПТГ
Скачать презентацию Щитовидная железа. Паращитовидные железы октябрь, 2012 Молодая
3Щитовидная железа.ppt