Motýlek-orgán ve tvaru motýla, štítná žláza se nachází před průdušnicí, těsně pod hrtanem (obrázek 1). Mediální oblast, nazývaná istmus, je lemována křídlovitými levým a pravým lalokem. Každý z laloků štítné žlázy je osazen příštítnými tělísky, především na jejich zadní ploše. Tkáň štítné žlázy je tvořena převážně folikuly štítné žlázy. Folikuly jsou tvořeny centrální dutinou vyplněnou lepkavou tekutinou zvanou koloid. Koloid je obklopen stěnou z epitelových folikulárních buněk a je centrem produkce hormonů štítné žlázy, přičemž tato produkce je závislá na jejich základní a jedinečné složce: jódu.

Syntéza a uvolňování hormonů štítné žlázy

Hormony se vytvářejí v koloidu, když se atomy minerálu jódu navážou na glykoprotein zvaný tyreoglobulin, který je do koloidu vylučován folikulárními buňkami. Následující kroky nastiňují sestavení hormonů:

1. Vazba TSH na jeho receptory ve folikulárních buňkách štítné žlázy způsobí, že buňky aktivně transportují jodidové ionty (I-) přes svou buněčnou membránu z krevního řečiště do cytosolu. V důsledku toho je koncentrace jodidových iontů „uvězněných“ ve folikulárních buňkách mnohonásobně vyšší než koncentrace v krevním řečišti.
2. Jodidové ionty se pak přesouvají do lumen folikulárních buněk, které lemují koloid. Tam ionty podléhají oxidaci (jejich záporně nabité elektrony jsou odstraněny). Oxidací dvou jodidových iontů (2 I-) vzniká jód (I2), který prochází membránou folikulárních buněk do koloidu.
3. V koloidu enzymy peroxidázy spojují jód s tyrosinovými aminokyselinami v tyreoglobulinu za vzniku dvou meziproduktů: tyrosinu navázaného na jeden jód a tyrosinu navázaného na dva jody. Když se jeden z těchto meziproduktů spojí kovalentní vazbou, vznikne sloučenina trijodtyronin (T3), hormon štítné žlázy se třemi jody. Mnohem častěji se spojují dvě kopie druhého intermediátu, čímž vzniká tetrajodtyronin, známý také jako tyroxin (T4), hormon štítné žlázy se čtyřmi jody.

Tyto hormony zůstávají v koloidním centru folikulů štítné žlázy, dokud TSH nestimuluje endocytózu koloidu zpět do buněk folikulů. Tam lysozomální enzymy rozloží koloid tyreoglobulinu a uvolní volné T3 a T4, které difundují přes membránu folikulových buněk a dostávají se do krevního oběhu.

V krevním oběhu zůstává nevázáno méně než jedno procento cirkulujících T3 a T4. Tento volný T3 a T4 může procházet lipidovou dvojvrstvou buněčných membrán a být buňkami přijímán. Zbývajících 99 % cirkulujícího T3 a T4 je vázáno na specializované transportní proteiny zvané tyroxin-vázající globuliny (TBG), na albumin nebo na jiné plazmatické proteiny. Tento „obal“ brání jejich volné difúzi do tělesných buněk. Když hladina T3 a T4 v krvi začne klesat, vázané T3 a T4 se z těchto plazmatických proteinů uvolní a snadno procházejí membránou cílových buněk. T3 je účinnější než T4 a mnoho buněk přeměňuje T4 na T3 odstraněním atomu jódu.

Regulace syntézy TH

Uvolňování T3 a T4 ze štítné žlázy je regulováno hormonem stimulujícím štítnou žlázu (TSH). Jak je znázorněno na obrázku 2, nízké hladiny T3 a T4 v krvi stimulují uvolňování hormonu uvolňujícího tyreotropin (TRH) z hypotalamu, který spouští sekreci TSH z přední hypofýzy. TSH následně stimuluje štítnou žlázu k sekreci T3 a T4. Hladiny TRH, TSH, T3 a T4 jsou regulovány systémem negativní zpětné vazby, v němž zvyšující se hladiny T3 a T4 snižují produkci a sekreci TSH.

Funkce hormonů štítné žlázy

Hormony štítné žlázy, T3 a T4, jsou často označovány jako metabolické hormony, protože jejich hladiny ovlivňují bazální rychlost metabolismu, tedy množství energie spotřebované organismem v klidovém stavu. Když se T3 a T4 vážou na intracelulární receptory umístěné na mitochondriích, způsobují zvýšení odbourávání živin a využití kyslíku k produkci ATP. Kromě toho T3 a T4 iniciují transkripci genů podílejících se na oxidaci glukózy. Přestože tyto mechanismy podněcují buňky k větší produkci ATP, je tento proces neúčinný a jako vedlejší produkt těchto reakcí se uvolňuje abnormálně zvýšené množství tepla. Tento tzv. kalorigenní efekt (calor- = „teplo“) zvyšuje tělesnou teplotu.

Přiměřená hladina hormonů štítné žlázy je také nutná pro syntézu bílkovin a pro vývoj a růst tkání plodu a dětství. Zvláště důležité jsou pro normální vývoj nervového systému jak v děloze, tak v raném dětství a nadále podporují neurologické funkce i v dospělosti. Jak již bylo uvedeno dříve, tyto hormony štítné žlázy mají složitý vzájemný vztah s reprodukčními hormony a jejich nedostatek může ovlivnit libido, plodnost a další aspekty reprodukční funkce. A konečně hormony štítné žlázy zvyšují citlivost organismu na katecholaminy (adrenalin a noradrenalin) z dřeně nadledvinek upregulací receptorů v cévách. Při nadměrné hladině hormonů T3 a T4 tento účinek zrychluje srdeční frekvenci, posiluje srdeční tep a zvyšuje krevní tlak. Protože hormony štítné žlázy regulují metabolismus, produkci tepla, syntézu bílkovin a mnoho dalších tělesných funkcí, mohou mít poruchy štítné žlázy závažné a rozsáhlé následky.

Kalcitonin

Štítná žláza také vylučuje hormon zvaný kalcitonin, který je produkován parafolikulárními buňkami (nazývanými také C buňky), které hřebují tkáň mezi výraznými folikuly. Kalcitonin se uvolňuje v reakci na zvýšení hladiny vápníku v krvi. Zdá se, že má funkci při snižování koncentrace vápníku v krvi tím, že:

• Inhibuje aktivitu osteoklastů, kostních buněk, které uvolňují vápník do oběhu rozkladem kostní matrix
• Snižuje aktivitu osteoblastů
• Snižuje vstřebávání vápníku ve střevech
• Snižuje ztráty vápníku močí

Přesto, tyto funkce obvykle nejsou významné pro udržení homeostázy vápníku, takže význam kalcitoninu není zcela pochopen. Farmaceutické přípravky kalcitoninu jsou někdy předepisovány ke snížení aktivity osteoklastů u lidí s osteoporózou a ke snížení degradace chrupavky u lidí s osteoartrózou. Hormony vylučované štítnou žlázou jsou shrnuty v tabulce 1.

Tabulka 1. Hormony štítné žlázy
Sdružené hormony	Chemická třída	Účinek
Thyroxin (T4), trijodtyronin (T3)	Amin	Stimuluje bazální rychlost metabolismu
Kalcitonin	Peptid	Snižuje hladinu Ca2+ v krvi

Vápník je samozřejmě rozhodující pro mnoho dalších biologických procesů. Je druhým poslem v mnoha signálních drahách a je nezbytný pro svalovou kontrakci, přenos nervových impulzů a srážení krve. Vzhledem k těmto rolím není překvapivé, že hladina vápníku v krvi je přísně regulována endokrinním systémem. Orgány, které se na této regulaci podílejí, jsou příštítná tělíska.

Přehled kapitol

Štítná žláza je orgán motýlovitého tvaru umístěný na krku před průdušnicí. Její hormony regulují bazální metabolismus, využití kyslíku, metabolismus živin, produkci ATP a homeostázu vápníku. Přispívají také k syntéze bílkovin a normálnímu růstu a vývoji tělesných tkání, včetně dozrávání nervového systému, a zvyšují citlivost organismu na katecholaminy. Hormony štítné žlázy trijodtyronin (T3) a tyroxin (T4) jsou produkovány a vylučovány štítnou žlázou v reakci na hormon stimulující štítnou žlázu (TSH) z přední hypofýzy. Syntéza hormonů T3 a T4 odvozených od aminokyselin vyžaduje jód. Nedostatečné množství jódu ve stravě může vést ke vzniku strumy, kretenismu a mnoha dalším poruchám.

Samokontrola

Odpovězte na níže uvedené otázky, abyste zjistili, jak dobře rozumíte tématům probíraným v předchozí části.

Glosář

kalcitonin: peptidový hormon produkovaný a vylučovaný parafolikulárními buňkami (C buňky) štítné žlázy, který funguje tak, že snižuje hladinu vápníku v krvi

koloid: viskózní tekutina v centrální dutině folikulů štítné žlázy, obsahující glykoprotein tyreoglobulin

goiter: zvětšení štítné žlázy buď v důsledku nedostatku jódu, nebo hypertyreózy

hypertyreóza: klinicky abnormální, zvýšená hladina hormonů štítné žlázy v krvi; charakterizovaná zvýšenou rychlostí metabolismu, nadměrným tělesným teplem, pocením, průjmem, úbytkem hmotnosti a zvýšenou srdeční frekvencí

hypotyreóza: klinicky abnormální, nízká hladina hormonů štítné žlázy v krvi; charakterizovaná nízkou rychlostí metabolismu, přibýváním na váze, studenými končetinami, zácpou a sníženou duševní aktivitou

neonatální hypotyreóza: stav charakterizovaný kognitivním deficitem, malým vzrůstem a dalšími příznaky u osob narozených ženám, které měly během těhotenství nedostatek jódu

štítná žláza: (také tetrajodtyronin, T4) hormon štítné žlázy odvozený od aminokyselin, který je hojnější, ale méně účinný než T3 a často se v cílových buňkách přeměňuje na T3

trijodtyronin: (také T3) hormon štítné žlázy odvozený od aminokyselin, který je méně hojný, ale účinnější než T4

.