Een vlindervormig orgaan.gevormd orgaan, De schildklier bevindt zich anterieur aan de luchtpijp, juist onder het strottenhoofd (figuur 1). Het mediale gebied, de isthmus genoemd, wordt geflankeerd door vleugelvormige linker- en rechterkwabben. In elk van de schildklierlobben bevinden zich bijschildklierklieren, hoofdzakelijk aan hun achterste oppervlakken. Het weefsel van de schildklier bestaat voornamelijk uit schildklierfollikels. De follikels bestaan uit een centrale holte gevuld met een kleverige vloeistof, colloïd genaamd. De colloïd, omgeven door een wand van epitheliale follikelcellen, is het centrum van de schildklierhormoonproductie, en die productie is afhankelijk van het essentiële en unieke bestanddeel van het hormoon: jodium.

Synthese en afgifte van schildklierhormonen

Hormonen worden geproduceerd in de colloïde wanneer atomen van het mineraal jodium zich hechten aan een glycoproteïne, thyroglobuline genaamd, dat door de follikelcellen in de colloïde wordt uitgescheiden. De volgende stappen schetsen de opbouw van de hormonen:

1. Binding van TSH aan zijn receptoren in de follikelcellen van de schildklier veroorzaakt dat de cellen actief jodide-ionen (I-) over hun celmembraan transporteren, van de bloedbaan in het cytosol. Als gevolg hiervan is de concentratie van jodide-ionen die in de follikelcellen “gevangen” zitten, vele malen hoger dan de concentratie in de bloedbaan.
2. Jodide-ionen verplaatsen zich vervolgens naar het lumen van de follikelcellen die grenzen aan de colloïde. Daar ondergaan de ionen oxidatie (hun negatief geladen elektronen worden verwijderd). De oxidatie van twee jodide-ionen (2 I-) resulteert in jodium (I2), dat door het follikelcelmembraan naar de colloïde gaat.
3. In de colloïde koppelen peroxidase-enzymen het jodium aan de tyrosine-aminozuren in thyroglobuline om twee tussenproducten te produceren: een tyrosine verbonden aan één jodium en een tyrosine verbonden aan twee jodines. Wanneer één van elk van deze tussenproducten door covalente bindingen wordt verbonden, is de resulterende verbinding triiodothyronine (T3), een schildklierhormoon met drie jodinen. Veel vaker binden twee exemplaren van het tweede tussenproduct zich, waardoor tetraiodothyronine wordt gevormd, ook bekend als thyroxine (T4), een schildklierhormoon met vier jodinen.

Deze hormonen blijven in het colloïdcentrum van de schildklierfollikels totdat TSH endocytose van colloïd stimuleert terug in de follikelcellen. Daar breken lysosomale enzymen de thyroglobuline colloïde af, waarbij vrije T3 en T4 vrijkomen, die over het follikelcelmembraan diffunderen en in de bloedbaan terechtkomen.

In de bloedbaan blijft minder dan één procent van de circulerende T3 en T4 ongebonden. Dit vrije T3 en T4 kan de lipide bilaag van celmembranen passeren en door cellen worden opgenomen. De overige 99% van het circulerende T3 en T4 is gebonden aan gespecialiseerde transporteiwitten, thyroxine-bindende globulinen (TBG’s) genoemd, aan albumine of aan andere plasma-eiwitten. Deze “verpakking” voorkomt de vrije verspreiding in lichaamscellen. Wanneer de bloedspiegels van T3 en T4 beginnen te dalen, worden de gebonden T3 en T4 vrijgemaakt uit deze plasma-eiwitten en passeren ze gemakkelijk het membraan van de doelcellen. T3 is krachtiger dan T4, en veel cellen zetten T4 om in T3 door verwijdering van een jodiumatoom.

Regulatie van TH Synthese

De afgifte van T3 en T4 uit de schildklier wordt geregeld door schildklierstimulerend hormoon (TSH). Zoals blijkt uit figuur 2, stimuleren lage bloedspiegels van T3 en T4 de afgifte van thyrotropine-releasing hormoon (TRH) door de hypothalamus, die de secretie van TSH door de voorste hypofyse op gang brengt. TSH stimuleert op zijn beurt de schildklier om T3 en T4 af te scheiden. De niveaus van TRH, TSH, T3 en T4 worden gereguleerd door een negatief terugkoppelingssysteem waarbij stijgende niveaus van T3 en T4 de productie en secretie van TSH verminderen.

Functies van schildklierhormonen

De schildklierhormonen, T3 en T4, worden vaak metabolische hormonen genoemd omdat hun niveaus van invloed zijn op de basale stofwisselingssnelheid van het lichaam, de hoeveelheid energie die door het lichaam in rust wordt verbruikt. Wanneer T3 en T4 zich binden aan intracellulaire receptoren die zich op de mitochondriën bevinden, veroorzaken zij een toename van de afbraak van voedingsstoffen en het gebruik van zuurstof om ATP te produceren. Bovendien zetten T3 en T4 de transcriptie in gang van genen die betrokken zijn bij de oxidatie van glucose. Hoewel deze mechanismen de cellen ertoe aanzetten meer ATP te produceren, is dit proces inefficiënt en komt er abnormaal veel warmte vrij als bijproduct van deze reacties. Dit zogenaamde calorigene effect (calor- = “warmte”) doet de lichaamstemperatuur stijgen.

Adequate niveaus van schildklierhormonen zijn ook vereist voor de eiwitsynthese en voor de ontwikkeling en groei van foetale en kinderweefsels. Ze zijn vooral van cruciaal belang voor de normale ontwikkeling van het zenuwstelsel, zowel in de baarmoeder als in de vroege kinderjaren, en ze blijven de neurologische functie bij volwassenen ondersteunen. Zoals eerder opgemerkt, hebben deze schildklierhormonen een complexe onderlinge relatie met voortplantingshormonen, en tekorten kunnen het libido, de vruchtbaarheid en andere aspecten van de voortplantingsfunctie beïnvloeden. Ten slotte verhogen schildklierhormonen de gevoeligheid van het lichaam voor catecholamines (epinefrine en norepinefrine) uit de bijnier medulla door een upregulatie van receptoren in de bloedvaten. Wanneer de niveaus van de T3- en T4-hormonen te hoog zijn, versnelt dit effect de hartslag, versterkt het de hartslag en verhoogt het de bloeddruk. Omdat schildklierhormonen het metabolisme, de warmteproductie, de eiwitsynthese en vele andere lichaamsfuncties regelen, kunnen schildklieraandoeningen ernstige en wijdverbreide gevolgen hebben.

Calcitonine

De schildklier scheidt ook een hormoon af dat calcitonine wordt genoemd en dat wordt geproduceerd door de parafolliculaire cellen (ook wel C-cellen genoemd) die het weefsel tussen de afzonderlijke follikels bedekken. Calcitonine komt vrij als reactie op een stijging van het calciumgehalte in het bloed. Het schijnt een functie te hebben in het verlagen van bloedcalciumconcentraties door:

• Remming van de activiteit van osteoclasten, botcellen die calcium in de circulatie brengen door de botmatrix af te breken
• Vermindering van osteoblastische activiteit
• Vermindering van calciumabsorptie in de darmen
• Vermindering van calciumverlies in de urine

Hoewel, zijn deze functies meestal niet van belang voor het handhaven van de calciumhomeostase, zodat het belang van calcitonine niet helemaal wordt begrepen. Farmaceutische preparaten van calcitonine worden soms voorgeschreven om de activiteit van de osteoclasten bij mensen met osteoporose te verminderen en om de afbraak van kraakbeen bij mensen met osteoartritis te verminderen. De hormonen die door de schildklier worden afgescheiden, zijn samengevat in tabel 1.

Tabel 1. Schildklierhormonen
Bijbehorende hormonen	Chemische klasse	Effect
Thyroxine (T4), triiodothyronine (T3)	Amine	Stimuleert basale stofwisseling
Calcitonine	Peptide	Verlaagt Ca2+ niveaus in het bloed

Natuurlijk is calcium van cruciaal belang voor vele andere biologische processen. Het is een tweede boodschapper in vele signaaltransductieroutes en is essentieel voor spiersamentrekking, zenuwimpulsoverdracht en bloedstolling. Gezien deze rol is het niet verrassend dat het calciumgehalte in het bloed strak wordt geregeld door het endocriene systeem. De organen die bij de regulatie betrokken zijn, zijn de bijschildklieren.

Hoofdstukbespreking

De schildklier is een vlindervormig orgaan dat in de hals voor de luchtpijp ligt. Zijn hormonen regelen het basaal metabolisme, het zuurstofverbruik, het voedingsstofmetabolisme, de productie van ATP, en de calciumhomeostase. Zij dragen ook bij tot de eiwitsynthese en de normale groei en ontwikkeling van lichaamsweefsels, met inbegrip van de rijping van het zenuwstelsel, en zij verhogen de gevoeligheid van het lichaam voor catecholamines. De schildklierhormonen triiodothyronine (T3) en thyroxine (T4) worden door de schildklier geproduceerd en afgescheiden als reactie op het schildklierstimulerend hormoon (TSH) van de voorste hypofyse. Voor de synthese van de van aminozuren afgeleide T3- en T4-hormonen is jodium nodig. Onvoldoende jodium in de voeding kan leiden tot struma, cretinisme en vele andere aandoeningen.

Zelftest

Beantwoord de onderstaande vraag (vragen) om te zien hoe goed u de onderwerpen begrijpt die in het vorige deel zijn behandeld.