Tarczyca jest narządem miąższowym pełniącym funkcję wewnątrzwydzielniczą – jest odpowiedzialna za syntezę i uwalnianie do krwioobiegu hormonów, czyli substancji mających zdolność oddziaływania na funkcje innych komórek organizmu.

Hormony tarczycy

Wśród głównych hormonów produkowanych przez tarczycę należy wymienić:

• tyroksynę (L-T4) – stanowi aż około 85% puli hormonów produkowanych przez tarczycę – posiada ona jednak znikomą aktywność biologiczną i w rzeczywistości należy traktować ją raczej jako prohormon, z którego to w kolejnym etapie może powstać trijodotyronina.
• trijodotyroninę (L-T3) – jest głównym hormonem tarczycowym przejawiającym aktywność biologiczną na poziomie komórek efektorowych w tkankach całego organizmu. Powstaje bezpośrednio w komórkach pęcherzykowych tarczycy lub poprzez odłączenie atomu jodu od cząsteczki tyroksyny.
• odwrotną trijodotyroninę (rL-T3) – powstaje w ilościach śladowych w procesie odłączenia atomu jodu z cząsteczki tyroksyny
• kalcytoninę – jest wytwarzana w komórkach przypęcherzykowych, nazywanych również komórkami C, wraz z parathormonem wytwarzanym przez sąsiadujące z tarczycą gruczoły przytarczyczne odpowiada przede wszystkim za regulację gospodarki wapniowo-fosforanowej

Synteza głównych hormonów tarczycowych

Właściwym miejscem syntezy głównych hormonów tarczycowych są komórki pęcherzykowe nazywane również tyreocytami lub, rzadziej, komórkami A. Są one wypełnione żelową substancją – tyreoglobuliną, która nie tylko bierze aktywny udział w produkcji hormonów, ale także odpowiada za ich magazynowanie.

Tyreoglobulina jest glikoproteiną, czyli białkiem produkowanym wyłącznie przez komórki pęcherzykowe tarczycy. Jej prawidłowe stężenie w surowicy zdrowego człowieka wynosi około 2-70 ng/ml.

W tyreoglobulinie zgromadzone są reszty tyrozynowe, czyli fragmenty tyrozyny (jednego z 20 podstawowych aminokwasów), do których to w obecności nadtlenku wodoru, przy udziale enzymu o nazwie peroksydaza tarczycowa, dołączane są aniony jodkowe (I-) – w ten sposób powstają monotyrozyna oraz dijodotyrozyna. Sprzęganie ze sobą monotyrozyn oraz dijodotyrozyn doprowadza ostatecznie do powstania trijodotyroniny (L-T3) oraz tyroksyny (L-T4).

Jak już wspomniano, przeważająca większość hormonów tarczycy stanowi tyroksyna, która to w kolejnym etapie może ulec przekształceniu do trijodotyroniny. Proces ten nazywany jest dejodynizacją i polega na odszczepieniu od cząsteczki tyroksyny atomu jodu przy udziale specyficznej grupy enzymów o zbiorowej nazwie dejodynazy.

W zależności od miejsca aktywności danego enzymu, wyróżniamy 3 rodzaje dejodynaz:

• D1 – obecna przede wszystkim w wątrobie, nerkach, sercu oraz mięśniach szkieletowych
• D2 – obecna w mózgu oraz tarczycy
• D3 – występuje w łożysku a jej funkcja polega na ochronie płodu przed szkodliwym oddziaływaniem nadmiaru hormonów tarczycowych poprzez ich unieczynnianie

W zależności od tego, z której pozycji usunięty zostanie atom jodu powstanie trijodotyronina (L-T3) bądź jej nieaktywna forma odwrotnej trijodotyroniny (rL-T3).

Metabolizm jodu

Do syntezy tyroksyny (którą można nazwać także tetrajodotyroniną) oraz trijodotyroniny niezbędna jest odpowiednia podaż jodu. Uważa się, że jod stanowi aż 65% masy cząsteczki tyroksyny oraz około 59% masy cząsteczki trijodotyroniny. Z tego powodu konieczne jest dostarczanie odpowiednich ilości jodu wraz z codzienną dietą – zalecana dzienna dawka jego spożycia wynosi dla osoby dorosłej 150 ug oraz 250 ug dla kobiety ciężarnej.

Jod dostarczany do organizmu wraz z pożywieniem jest wchłaniany w żołądku i jelicie cienkim – przedtem musi jednak ulec przekształceniu do tzw. anionu jodkowego (I-). W skrócie można wyjaśnić, że anion jest taką postacią substancji chemicznej, w której występuje nadmiar elektronów, czyli ładunku ujemnego – niektóre związki czy pierwiastki tylko w takiej formie mogą zostać przyswojone przez organizm.

Stężenie anionu jodkowego w surowicy nie przekracza 10 ug/l – większość jest wychwytywana przez tarczycę bądź usuwana przez nerki, a pozostała, niewielka część ulega przesunięciu do światła jelita grubego, wydaleniu wraz z potem lub w powietrzu wydychanym.

Prawidłowo funkcjonująca tarczyca jest w stanie w ciągu minuty wychwycić jod z 17 ml przepływającej przez gruczoł krwi. Komórki pęcherzykowe tarczycy posiadają zdolność aktywnego wychwytu jodu z otoczenia oraz magazynowania go – stężenie jodu w tyreocytach może być nawet do 50 razy wyższe niż w surowicy.

Wkrótce po wychwyceniu, wolne jony jodkowe (I-) są utleniane do bardziej aktywnej formy przez enzym o nazwie peroksydaza tarczycowa oraz – jak już wspomniano – dołączane do zawartych w tyreoglobulinie reszt tyrozynowych – powstają tzw. monotyrozyny (posiadające jeden wbudowany atom jodu) oraz dijodotyrozyny (z dwoma atomami jodu). To właśnie z nich w kolejnym etapie powstają tyroksyna (T-4) oraz trijodotyronina (T-3).

Polska jest krajem, w którym od połowy lat 90-tych obowiązuje profilaktyka jodowa określona Rozporządzeniem Ministra Zdrowia – polega ona na obowiązkowym jodowaniu soli kuchennej tak, aby na każdy 1 kg soli przypadało średnio 30 mg jodku potasu. Z drugiej jednak strony zalecenia WHO nakazują ograniczać dziennie spożycie soli do maksymalnie 5 g na dobę, co oznacza, że nie można założyć, aby sól była wystarczającym źródłem jodu. Pierwiastek ten należy dostarczać zatem spożywając produkty takie jak mleko, ziemniaki, truskawki, fasolka szparagowa, biała fasola, dorsz czy borówki amerykańskie.

Biologiczne funkcje hormonów tarczycy

Produkowane przez tarczycę hormony mają zdolność oddziaływania na niemal wszystkie układy narządowe ludzkiego organizmu. Warto przypomnieć, że aktywność hormonów tarczycy w tkankach obwodowych zależy głównie od obecności trijodotyroniny.

Hormony tarczycy silnie wpływają na przebieg procesów metabolicznych i energetycznych organizmu – stymulują termogenezę, czyli wytwarzanie ciepła oraz biorą udział w termoregulacji wpływając na wytwarzanie potu. Poprzez nasilenie metabolizmu aminokwasów, tłuszczów i węglowodanów przyczyniają się do wzrostu poziomu glikemii w organizmie. Pobudzając wymienione procesy, hormony tarczycy przyczyniają się do pobudzenia wielu różnorodnych układów enzymatycznych, co jest równoznaczne ze zwiększonym zużyciem tlenu przez komórki.

Hormony tarczycowe są niezbędne także dla prawidłowego rozwoju układu nerwowego – biorą one udział w stymulacji mielinizacji, czyli wytwarzaniu tłuszczowej osłonki wokół włókien nerwowych mózgu i rdzenia kręgowego oraz w tworzeniu dendrytów, czyli wypustek neuronów, dzięki którym komórki te pozostają w ciągłej komunikacji. Niedobór hormonów tarczycowych w okresie niemowlęcym lub życiu płodowym doprowadza do upośledzenia rozwoju umysłowego, które w przeszłości nazywane było kretynizmem.

Oddziałowując na układ krążenia hormony tarczycy doprowadzają do zwiększenia częstości pracy serca oraz podwyższenia wartości skurczowego ciśnienia tętniczego. Mogą także zwiększać objętość wyrzutową, czyli ilość krwi, która przy każdym skurczu przesuwana jest z lewej komory serca do aorty.

W obrębie układu kostnego, hormony tarczycy przyczyniają się do regulacji metabolizmu i wymiany tkanki kostnej.

Kalcytonina wraz z parathormonem oraz kalcytriolem, czyli aktywną postacią witaminy D3 bierze udział przede wszystkim w regulacji gospodarki wapniowo – fosforanowej.
Kalcytonina hamuje aktywność osteoklastów, czyli tzw. komórek kościogubnych, które mają zdolność „rozpuszczania” tkanki kostnej przez co przyczyniają się do wzrostu stężenia jonów wapnia oraz fosforanów w surowicy. Oddziałowując z kolei na kanaliki nerkowe kalcytonina, hamuje resorpcję zwrotną wapnia oraz fosforanów nasilając tym samym ich wydalanie z moczem.

Regulacja aktywności wydzielniczej tarczycy

Za wzrost, rozwój oraz aktywność wydzielniczą tarczycy odpowiedzialny jest hormon tyreotropowy, TSH (ang. Thyroid Stimulating Hormone, tyreotropina). Jest to hormon produkowany przez przedni płat przysadki mózgowej w zależności od stężenia hormonów tarczycowych – dostateczna ilość hormonów tarczycowych hamuje wydzielanie TSH natomiast ich niedobór zwiększa uwalnianie tyreotropiny (TSH), której to zadaniem jest pobudzić tarczycę do ich produkcji. Taki układ wzajemnej regulacji aktywności nazywamy ujemnym sprzężeniem zwrotnym.

Aktywność wydzielnicza tarczycy jest również zależna od układu współczulnego – stymulacja w warunkach stresu pobudza uwalnianie tyroksyny i trijodotyroniny dzięki temu, że zakończenia włókien adrenergicznych należących do układu współczulnego są połączone z tyreocytami.

Synteza kalcytoniny jest natomiast zależna i regulowana wyłącznie na podstawie aktualnego stężenia jonów wapnia w organizmie. W komórkach C tarczycy znajdują się receptory, które są wrażliwe na zmiany stężenia tego pierwiastka – wzrost stężenia jonów wapnia nasila uwalnianie kalcytoniny, natomiast obniżenie hamuje aktywność wydzielniczą komórek C.

Ocena aktywności wydzielniczej tarczycy

Stan, w którym to gruczoł tarczowy syntetyzuje i uwalnia do krwioobiegu odpowiednie ilości hormonów tarczycowych zapewniających homeostazę ustroju (czyli stan równowagi zachodzących w organizmie procesów biologicznych) określamy mianem eutyreozy. W stanie eutyreozy zarówno wartości stężenia hormonu tyreotropowego (TSH) jak i hormonów produkowanych przez tarczycę znajdują się w granicach normy.

Najbardziej powszechnym, wstępnym badaniem oceniającym pracę gruczołu tarczowego jest ocena stężenia hormonu tyreotropowego (TSH) oraz poziomu trijodotyroniny (fT3) i tyroksyny (fT4), gdzie ’’f’’ (ang. free) oznacza wolną frakcję hormonów tarczycy. W badaniach zastosowanie znajduje głównie pomiar niezwiązanych z białkami osocza, ’’wolnych’’ hormonów, co związane jest z tym, że trijodotyronina i tyroksyna w takiej postaci są aktywne metabolicznie, a ich stężenie w dokładniejszy sposób odzwierciedla gospodarkę hormonalną tarczycy.

W przypadku uzyskania wyników nieprawidłowych, diagnostykę należy najczęściej poszerzyć o wykonanie badania ultrasonograficznego w celu oceny struktury miąższu oraz wykrycia ewentualnych guzków.

W niektórych przypadkach lekarz może zadecydować o konieczności wykonania scyntygrafii. Badanie scyntygraficzne polega na wprowadzeniu do miąższu tarczycy związków chemicznych znakowanych radioizotopami – rejestracja ich rozpadu i graficzne przedstawienie ich rozmieszczenia pozwala na ocenę zarówno budowy (położenia, wielkości, struktury) jak i aktywności narządu.

W przypadku stwierdzenia obecności w miąższu tarczycy zmian ogniskowych nasuwających podejrzenie zmian nowotworowych, lekarz prowadzący może podjąć dodatkowo decyzję o konieczności wykonania tzw. biopsji aspiracyjnej cienkoigłowej (BAC). Jest to badanie, które polega na pobraniu za pomocą cienkiej igły komórek tarczycy i poddaniu ich ocenie mikroskopowej, czyli badaniu cytologicznemu. Jest ono wykonywane pod kontrolą ultrasonograficzną tak, aby uzyskać materiał bezpośrednio z podejrzanych zmian ogniskowych.

Bibliografia

1. A.Szczeklik pod redakcją P.Gajewskiego „Interna Szczeklika”, wyd.MP, Kraków 2017/2018
2. W.Zgliczyński „Wielka Interna – Endokrynologia”, wyd.Medical Tribune Polska, Warszawa 2012, wyd.I
3. W.Traczyk „Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej”, PZWL, Warszawa 2015
4. W.Sawiski „Histologia”, PZWL, Warszawa 2012, wyd.6
5. Rashmi Mullur, Yan-Yun Liu, Gregory A. Bren Thyroid Hormone Regulation of Metabolism Physiol Rev. 2014 Apr; 94(2): 355–382.
6. Rudolf Hoermann, John E. M. Midgley, Rolf Larisch, Johannes W. Dietrich Recent Advances in Thyroid Hormone Regulation: Toward a New Paradigm for Optimal Diagnosis and Treatment Front Endocrinol (Lausanne). 2017; 8: 364.
7. Arnold J. Felsenfeld Calcitonin, the forgotten hormone: does it deserve to be forgotten? Clinical Kidney Journal, Volume 8, Issue 2, 1 April 2015, Pages 180–187,