Tanulmányi célok
A szakasz végére Ön képes lesz:
- A pajzsmirigy elhelyezkedésének és anatómiájának leírása
- A trijódtironin és tiroxin szintézisének tárgyalása
- A pajzsmirigyhormonok szerepének magyarázata az alapanyagcsere szabályozásában
- A pajzsmirigy parafollikuláris sejtjei által termelt hormonok azonosítása
A pajzsmirigy parafollikuláris sejtjei
Pillangó-.alakú szerv, a pajzsmirigy a légcső előtt, közvetlenül a gége alatt helyezkedik el (1. ábra). A középső régiót, az úgynevezett isthmuszt, szárny alakú bal és jobb lebenyek szegélyezik. Mindegyik pajzsmirigylebenybe mellékpajzsmirigyek ágyazódnak be, elsősorban a hátsó felületükön. A pajzsmirigy szövetét főként pajzsmirigytüszők alkotják. A tüszők egy központi üregből állnak, amelyet egy kolloidnak nevezett ragacsos folyadék tölt ki. A hámtüszősejtek falával körülvett kolloid a pajzsmirigyhormon-termelés központja, és ez a termelés a hormonok alapvető és egyedülálló összetevőjétől, a jódtól függ.
1. ábra. A pajzsmirigy a nyakon helyezkedik el, ahol a légcső köré tekeredik. (a) A pajzsmirigy elülső nézete. (b) A pajzsmirigy hátsó nézete. (c) A mirigyszövetet elsősorban pajzsmirigytüszők alkotják. A nagyobb parafollikuláris sejtek gyakran a tüszősejtek mátrixában jelennek meg. LM × 1332. (A mikrográfot a Regents of University of Michigan Medical School bocsátotta rendelkezésre © 2012)
Pajzsmirigyhormonok szintézise és felszabadulása
A hormonok a kolloidban keletkeznek, amikor az ásványi jód atomjai egy glikoproteinhez, az úgynevezett tiroglobulinhoz kapcsolódnak, amelyet a tüszősejtek a kolloidba választanak ki. A következő lépések vázolják a hormonok felépülését:
- A TSH kötődése a pajzsmirigy tüszősejtjeiben lévő receptoraihoz arra készteti a sejteket, hogy aktívan szállítsák a jodidionokat (I-) a sejtmembránjukon keresztül, a véráramból a citoszolba. Ennek eredményeként a tüszősejtekben “csapdába esett” jodidionok koncentrációja többszöröse a véráramban lévő koncentrációnak.
- A jodidionok ezután a kolloidot határoló tüszősejtek lumenébe jutnak. Ott az ionok oxidáción mennek keresztül (negatív töltésű elektronjaik eltávolításra kerülnek). Két jodidion (2 I-) oxidációja jódot (I2) eredményez, amely a tüszősejtek membránján keresztül a kolloidba jut.
- A kolloidban a peroxidáz enzimek a jódot a tiroglobulinban lévő tirozin aminosavakhoz kötik, így két intermedier keletkezik: egy tirozin kapcsolódik egy jódhoz és egy tirozin két jódhoz. Amikor mindkét köztes anyagból egyet-egyet kovalens kötéssel összekapcsolnak, a keletkező vegyület a trijódtironin (T3), egy három jódot tartalmazó pajzsmirigyhormon. Sokkal gyakoribb, hogy a második közvetítő két példánya kötődik, így keletkezik a tetrajódtironin, más néven tiroxin (T4), egy négy jóddal rendelkező pajzsmirigyhormon.
Ezek a hormonok a pajzsmirigytüszők kolloidcentrumában maradnak, amíg a TSH nem serkenti a kolloid endocitózisát vissza a tüszősejtekbe. Ott a lizoszomális enzimek szétbontják a tiroglobulin-kolloidot, felszabadítva a szabad T3-at és T4-et, amelyek a tüszősejtek membránján keresztül diffundálnak és a véráramba jutnak.
A véráramban a keringő T3 és T4 kevesebb mint egy százaléka marad megkötetlenül. Ez a szabad T3 és T4 átjuthat a sejtmembránok lipid kettősrétegén és felvehető a sejtekbe. A keringő T3 és T4 fennmaradó 99 százaléka a tiroxin-kötő globulinoknak (TBG) nevezett speciális transzportfehérjékhez, albuminhoz vagy más plazmafehérjékhez kötődik. Ez a “csomagolás” megakadályozza a szabad diffúziójukat a testsejtekbe. Amikor a vér T3- és T4-szintje csökkenni kezd, a kötött T3 és T4 felszabadul ezekből a plazmafehérjékből, és könnyen átjut a célsejtek membránján. A T3 hatásosabb, mint a T4, és sok sejt a T4-et egy jódatom eltávolításával T3-á alakítja át.
A TH-szintézis szabályozása
A T3 és T4 felszabadulását a pajzsmirigyből a pajzsmirigy-stimuláló hormon (TSH) szabályozza. Amint a 2. ábrán látható, a T3 és T4 alacsony vérszintje stimulálja a tirotropin felszabadító hormon (TRH) felszabadulását a hipotalamuszból, ami a TSH szekrécióját váltja ki az elülső agyalapi mirigyből. A TSH viszont a pajzsmirigyet T3 és T4 kiválasztására serkenti. A TRH, TSH, T3 és T4 szintjét egy negatív visszacsatolási rendszer szabályozza, amelyben a T3 és T4 növekvő szintje csökkenti a TSH termelését és szekrécióját.
2. ábra. A pajzsmirigyhormonszint szabályozását egy klasszikus negatív visszacsatolási hurok szabályozza.
A pajzsmirigyhormonok működése
A pajzsmirigyhormonokat, a T3-at és a T4-et gyakran nevezik anyagcsere-hormonoknak, mivel szintjük befolyásolja a szervezet alapanyagcseréjét, a szervezet által nyugalmi állapotban felhasznált energia mennyiségét. Amikor a T3 és a T4 a mitokondriumokban található intracelluláris receptorokhoz kötődik, a tápanyaglebontás és az oxigén felhasználásának növekedését okozzák az ATP előállításához. Ezenkívül a T3 és a T4 beindítja a glükóz oxidációjában részt vevő gének átírását. Bár ezek a mechanizmusok több ATP előállítására késztetik a sejteket, a folyamat nem hatékony, és e reakciók melléktermékeként abnormálisan megnövekedett hőmennyiség szabadul fel. Ez az úgynevezett kalorigén hatás (kalor- = “hő”) megemeli a testhőmérsékletet.
A pajzsmirigyhormonok megfelelő szintje a fehérjeszintézishez, valamint a magzati és gyermekkori szövetek fejlődéséhez és növekedéséhez is szükséges. Különösen kritikusak az idegrendszer normális fejlődéséhez mind méhen belül, mind a korai gyermekkorban, és felnőttkorban is támogatják a neurológiai funkciókat. Mint korábban említettük, ezek a pajzsmirigyhormonok összetett kapcsolatban állnak a reproduktív hormonokkal, és hiányuk befolyásolhatja a libidót, a termékenységet és a reproduktív működés egyéb aspektusait. Végül a pajzsmirigyhormonok növelik a szervezet érzékenységét a mellékvesekéregből származó katekolaminokkal (adrenalin és noradrenalin) szemben, az erek receptorainak felszabályozása révén. Ha a T3 és T4 hormonok szintje túlzott, ez a hatás felgyorsítja a szívritmust, erősíti a szívverést és növeli a vérnyomást. Mivel a pajzsmirigyhormonok szabályozzák az anyagcserét, a hőtermelést, a fehérjeszintézist és számos más testfunkciót, a pajzsmirigyzavaroknak súlyos és széles körű következményei lehetnek.
A hormonháztartás zavarai
Jódhiány, hypothyreosis és hyperthyreosis
Amint fentebb tárgyaltuk, az étrendi jód szükséges a T3 és T4 szintéziséhez. A világ lakosságának nagy része számára azonban az élelmiszerek nem biztosítanak megfelelő mennyiséget ebből az ásványi anyagból, mivel a mennyiség az élelmiszer termesztését szolgáló talaj szintjétől, valamint az öntözéstől és a felhasznált műtrágyáktól függően változik. A tengeri halak és a garnélarákok általában magas szintekkel rendelkeznek, mivel a tengervízből származó jódot koncentrálják, de a tengerparttal nem rendelkező régiókban sok ember nem jut hozzá a tenger gyümölcseihez. Így az étrendi jód elsődleges forrása sok országban a jódozott só. A só jóddal való dúsítása 1924-ben kezdődött az Egyesült Államokban, és a világ legszegényebb országaiban a só jódozására irányuló nemzetközi erőfeszítések ma is folytatódnak.
A táplálkozási jódhiány a T3 és T4 szintézisének károsodását eredményezheti, ami számos súlyos rendellenességhez vezethet. Amikor a T3 és a T4 nem tud termelődni, a TSH egyre nagyobb mennyiségben választódik ki. E túlstimuláció következtében a pajzsmirigytüszőkben felhalmozódik a tiroglobulin, növelve azok kolloid lerakódását. A kolloid felhalmozódása növeli a pajzsmirigy teljes méretét, ezt az állapotot nevezzük strúmának (3. ábra). A strúma csak látható jele a hiánynak. A jódhiány egyéb rendellenességei közé tartozik a növekedési és fejlődési zavar, a csökkent termékenység, valamint a születés előtti és a csecsemőhalál. Ezenkívül a jódhiány világszerte a megelőzhető szellemi visszamaradottság elsődleges oka. Az újszülöttkori pajzsmirigy alulműködés (kretinizmus) kognitív hiányosságokkal, alacsony termettel és néha süketséggel és némasággal jellemezhető a terhesség alatt jódhiányos anyától született gyermekeknél és felnőtteknél.
3. ábra. Golyva (hitel: “Almazi”/Wikimedia Commons)
A világ jódozott sóhoz hozzáférő területein a táplálékhiány ritka. Ehelyett a pajzsmirigy gyulladása a gyakoribb oka a pajzsmirigyhormonok alacsony vérszintjének. A pajzsmirigy alulműködésnek nevezett állapotot alacsony anyagcsere, súlygyarapodás, hideg végtagok, székrekedés, csökkent libidó, menstruációs rendellenességek és csökkent szellemi aktivitás jellemzi.
A pajzsmirigy túlműködést – a pajzsmirigyhormonok kórosan magas vérszintjét – ezzel szemben gyakran agyalapi mirigy- vagy pajzsmirigydaganat okozza. Graves-kórban a pajzsmirigy túlműködését autoimmun reakció eredményezi, amelyben az antitestek túlstimulálják a pajzsmirigy tüszősejtjeit. A pajzsmirigy túlműködés fokozott anyagcserét, túlzott testmelegedést és izzadást, hasmenést, fogyást, remegést és fokozott szívritmust eredményezhet. A személy szeme kidülledhet (úgynevezett exophthalmus), mivel az antitestek gyulladást okoznak a szemüreg lágy szöveteiben. A személynél golyva is kialakulhat.
Calcitonin
A pajzsmirigy egy kalcitonin nevű hormont is kiválaszt, amelyet a parafollikuláris sejtek (más néven C-sejtek) termelnek, amelyek a különálló tüszők közötti szövetet fedik. A kalcitonin a vér kalciumszintjének emelkedésére válaszul szabadul fel. Úgy tűnik, hogy funkciója a vér kalciumkoncentrációjának csökkentésében van:
- Gátolja az oszteoklasztok, a csontsejtek aktivitását, amelyek a csontmátrix lebontásával kalciumot bocsátanak ki a keringésbe
- Elnöveli az oszteoblasztok aktivitását
- csökkenti a kalcium felszívódását a belekben
- növeli a kalciumveszteséget a vizelettel
Mégis, ezek a funkciók általában nem jelentősek a kalcium-homeosztázis fenntartásában, így a kalcitonin jelentősége nem teljesen érthető. A kalcitonin gyógyszerkészítményeket néha a csontritkulásban szenvedőknél az oszteoklasztok aktivitásának csökkentésére, az osteoartritiszben szenvedőknél pedig a porc lebomlásának mérséklésére írják fel. A pajzsmirigy által szekretált hormonokat az 1. táblázat foglalja össze.
| 1. táblázat. Pajzsmirigyhormonok | ||
|---|---|---|
| Társult hormonok | Kémiai osztály | Hatás |
| Thyroxin (T4), trijódtironin (T3) | Amin | Serkenti az alapanyagcserét |
| Kalcitonin | Peptid | csökkenti a vér Ca2+ szintjét |
A kalcium természetesen számos más biológiai folyamat szempontjából is kritikus. Számos jelátviteli útvonal második hírvivője, és elengedhetetlen az izomösszehúzódáshoz, az idegi impulzusok továbbításához és a véralvadáshoz. E szerepek ismeretében nem meglepő, hogy a vér kalciumszintjét az endokrin rendszer szorosan szabályozza. A szabályozásban részt vevő szervek a mellékpajzsmirigyek.
Kapiteli áttekintés
A pajzsmirigy egy pillangó alakú szerv, amely a nyakon, a légcső előtt helyezkedik el. Hormonjai szabályozzák az alapanyagcserét, az oxigénfelhasználást, a tápanyagcserét, az ATP-termelést és a kalcium-homeosztázist. Hozzájárulnak továbbá a fehérjeszintézishez és a testszövetek normális növekedéséhez és fejlődéséhez, beleértve az idegrendszer érését, és növelik a szervezet katekolaminokkal szembeni érzékenységét. A pajzsmirigy hormonokat, a trijódtironint (T3) és a tiroxint (T4) a pajzsmirigy termeli és választja ki az elülső agyalapi mirigyből származó pajzsmirigy-stimuláló hormon (TSH) hatására. Az aminosavból származó T3 és T4 hormonok szintéziséhez jódra van szükség. A táplálékkal bevitt jód elégtelen mennyisége strúmához, kretinizmushoz és számos más rendellenességhez vezethet.
Self Check
Válaszoljon az alábbi kérdés(ek)re, hogy lássa, mennyire érti az előző részben tárgyalt témákat.
Kritikus gondolkodási kérdések
- Magyarázza meg, hogy az anyai jódhiány miért vezethet neurológiai károsodáshoz a magzatnál.
- Meghatározza a pajzsmirigy túlműködést, és magyarázza meg, hogy annak egyik tünete miért a fogyás.
Glosszárium
kalcitonin: a pajzsmirigy parafollikuláris sejtjei (C-sejtek) által termelt és szekretált peptidhormon, amely a vér kalciumszintjének csökkentésében játszik szerepet
kolloid: a pajzsmirigytüszők központi üregében lévő viszkózus folyadék, amely a glikoprotein tiroglobulin
golyva: A pajzsmirigy megnagyobbodása akár jódhiány, akár pajzsmirigy túlműködés következtében
pajzsmirigy túlműködés: klinikailag kóros, emelkedett pajzsmirigyhormonszint a vérben; jellemző a fokozott anyagcsere, a test túlhevülése, izzadás, hasmenés, fogyás és a szívritmus emelkedése
hipotireózis: klinikailag kóros, alacsony pajzsmirigyhormonszint a vérben; alacsony anyagcsereráta, súlygyarapodás, hideg végtagok, székrekedés és csökkent szellemi aktivitás jellemzi
neonatális hipotireózis: kognitív deficittel, alacsony termettel és egyéb tünetekkel jellemezhető állapot olyan nőknél, akik a terhesség alatt jódhiányos állapotban voltak
pajzsmirigy:
tiroxin: (más néven tetrajódtironin, T4) aminosavból származó pajzsmirigyhormon, amely nagyobb mennyiségben fordul elő, de kevésbé hatékony, mint a T3, és gyakran a célsejtek alakítják át T3-á
trijódtironin: (más néven T3) aminosavból származó pajzsmirigyhormon, amely kevésbé gyakori, de hatásosabb, mint a T4
.