Внутренняя секреция щитовидной железы

Щитовидная железа состоит из железистых фолликулов и парафолликулярной тка­ни. Фолликулы наполнены полужидким коллоидом, обладающим высокой гормональной активностью. Стенки фолликулов состоят из железистого эпителия. Железа богато снаб­жена кровеносными и лимфатическими сосудами. Количество крови, протекающей через щитовидную железу за минуту, в 3-7 раз превышает массу самой железы.

Недостаточность функции щитовидной железы (гипотиреоз), появившаяся у чело­века в детском возрасте, приводит к развитию кретинизма, характеризующегося задерж­кой роста, нарушением пропорций тела, задержкой полового и интеллектуального раз­вития. Для внешнего облика кретина характерны открытый рот и постоянно высунутый язык, так как язык при этом резко увеличен и не помещается в полости рта, что затруд­няет глотание и дыхание.

При недостаточности функции щитовидной железы у взрослого развивается микседема. Основной обмен снижается на 30-40%. Масса тела повышается вследствие увеличения количества тканевой жидкости.

В межклеточных пространствах органов и тканей растет количество муцина и аль­буминов вследствие нарушения белкового обмена. Белки повышают онкотическое давле­ние тканевой жидкости, что приводит к задержке воды в тканях, особенно в подкожной клетчатке. Развивается слизистый отек тканей («микседема» в переводе с латинского означает «слизистый отек»). Возникает медлительность мышления и речи, апатия, одут­ловатость лица и тела, нарушение половых функций (у женщин — прекращение мен­струаций), снижение температуры тела.

В местностях, где почва (а вместе с тем питьевая вода и пища, как растительная, так и животная) бедна йодом, наблюдаются многочисленные случаи недостаточности функ­ции щитовидной железы со значительным разрастанием ее ткани, образующим так назы­ваемый зоб. При этом щитовидная железа гипертрофирована, количество фолликулов в ней увеличено, однако продукция гормона снижена. Это наблюдается преимущественно в горных районах. Во многих из них зоб является эндемическим заболеванием (энде­мии — заболевания, постоянно наблюдающиеся в той или иной местности).

В СССР эндемический зоб встречался в некоторых районах Урала, Кавказа, Тянь-Шаня и Памира. Его распространенность значительно сократилась благодаря тому, что в этих районах к обычной поваренной соли или питьевой воде добавляют небольшие коли­чества йодида калия.

В 60-х годах прошлого столетия было описано заболевание, характерными призна­ками которого являются увеличение щитовидной железы (зоб), пучеглазие, увеличение частоты сердечных сокращений, чрезвычайная раздражительность, повышение основ­ного обмена и температуры тела, увеличенное потребление пищи и вместе с тем похуда­ние. Сухожильные рефлексы усилены, иногда наблюдается мышечное дрожание. Больные отличаются живостью, непоседливостью, а иногда несдержанностью поведения.

Базедова болезнь — результат гипертиреоза, т. е. избыточной продукции гормонов щитовидной железы и увеличения их содержания в крови до концентраций, вызывающих токсические явления. Поэтому данное заболевание называется также тиреотоксикозом.

Гормоны щитовидной железы.

В ткани щитовидной железы содержится йод, который входит в состав гормонов, образуемых фолликулами этой железы. Характерной особенностью клеток этой железы является их способность поглощать йод, так что его концентрация внутри клеток в 300 раз выше, чем в плазме крови.

Поступление йода внутрь клетки против концентрационного градиента возможно благодаря особому механизму — «йодному насосу», локализующемуся в мембране клет­ки и требующему для своей работы значительной затраты энергии. Источником энергии активного транспорта ионов йода является аденозинтрифосфорная кислота. Предпола­гается, что йод вступает в обратимые соединения с какими-то веществами, находящимися на клеточной мембране и выполняющими роль переносчиков йода. При недостатке йода, необходимого для синтеза гормонов щитовидной железы, ткань железы разрастается — возникает зоб.

В железе синтезируются йодированные соединения: монойодтирозин и дийодтирозин. Они образуют в клетках фолликулов железы комплексное соединение с белком — тиреоглобулин, который может сохраняться в фолликулах в течение нескольких месяцев. При его гидролизе протеазой, вырабатываемой клетками железы, освобождаются ак­тивные гормоны — трийодтиронин и тетрайодтиронин или тироксин. Трийодтиронин и тироксин переходят в кровь, где связываются с белками плазмы крови тироксинсвязывающим глобулином (ТСГ), тироксинсвязывающим преальбумином (ТСПА) и альбуми­ном, являющимися переносчиками гормонов. В тканях эти комплексы расщепляются, освобождая тироксин и трийодтиронин.

Содержание в плазме крови тироксина, не связанного с белками, составляет всего около 0,1% всего количества этого гормона в крови. Однако именно не связанный с белками тироксин оказывает свое физиологическое действие. Связанный же с белками тироксин является резервом, из которого по мере уменьшения содержания в крови сво­бодного тироксина, освобождаются новые его активные порции.

Трийодтиронин физиологически более активен, чем тироксин, количество его в плаз­ме крови в 20 раз меньше.

Характерное действие гормонов щитовидной железы — усиление энергетического обмена — при введении тироксина начинается через 24 ч и достигает максимума через 12 дней. При введении трийодтиронина повышение энергетического обмена начинается через 6-12 ч. Если же вводится трийодтироуксусная кислота, повышение об­мена начинается немедленно. На этом основании полагают, что активным началом, действующим на обмен веществ, является трийодтироуксусная кислота. Ее образование в тканях из трийодтиронина происходит быстрее, чем из тироксина.

Тироксин, трийодтиронин, трийодтироуксусная кислота и некоторые другие йодиро­ванные соединения, образуемые щитовидной железой, резко усиливают окислительные процессы. В наибольшей мере активизируются окислительные процессы в митохондриях, что ведет к усилению энергетического обмена клетки.

Значительно увеличивается основной обмен. Растет потребление кислорода и выде­ление углекислоты. Организм становится чувствительным к недостатку кислорода; он плохо переносит пребывание на больших высотах.

Теплообразование значительно превосходит норму. Большая затрата энергии при работе приводит к быстро возникающему утомлению.

Тироксин усиливает расходование углеводов, жиров и белков. Возникает похудание и интенсивное потребление тканями глюкозы из крови. Убыль глюкозы из крови воз­мещается ее пополнением за счет усиленного распада гликогена в печени и мышцах. Усиленное расходование жиров при введении тироксина ведет к уменьшению дыхатель­ного коэффициента до 0,75 (т. е. приближает его к дыхательному коэффициенту, харак­терному для окисления жира). Интенсивное расходование белков приводит к увеличе­нию количества азота в моче и дезаминирования аминокислот в печени.

Действие гормона осуществляется путем непосредственной стимуляции процессов митохондриального окисления при снижении его эффективности, в результате чего обра­зование АТФ может снижаться (разобщение дыхания и фосфорилирования).

Гормоны щитовидной железы ускоряют развитие организма. Йодосодержащие гор­моны щитовидной железы оказывают стимулирующее влияние на ЦНС. При многоднев­ном введении собакам больших доз тироксина животные становятся беспокойными, часто вздрагивают; сухожильные (например, коленный) рефлексы усиливаются, появляется дрожание (тремор) конечностей, особенно если конечность вытянута и не имеет опоры. Йодосодержащие гормоны щитовидной железы накапливаются в структурах ретикуляр­ной формации ствола мозга в больших количествах, чем в других отделах ЦНС, и, повышая ее тонус, оказывают, таким образом, активирующее влияние на кору больших полушарий мозга.

Тирокальцитонин.

Кроме йодсодержащих гормонов, в щитовидной железе образует­ся тирокальцитонин, снижающий содержание кальция в крови. Под влиянием тирокальцитонина угнетается функция остеокластов, разрушающих костную ткань, и активирует­ся функция остеобластов, способствующих образованию костной ткани и поглощению ионов Са²⁺ из крови. Тирокальцитонин — гормон, сберегающий кальций в организме.

Местом образования тирокальцитонина являются парафолликулярные клетки, рас­положенные вне железистых фолликулов щитовидной железы и отличающиеся по своему эмбриогенезу. Обнаружены видовые различия тирокальцитонина человека и животных.

Внутренняя секреция околощитовидных желез.

У человека имеются четыре околощитовидные железы, две из которых расположены на задней поверхности щитовидной железы и две — у нижнего полюса, а иногда в ее ткани. Общая масса всех четырех паращитовидных желез у человека составляет всего лишь 100 мг.

Изменения, возникающие в организме при недостаточной и избыточной функции околощитовидных желез. Через несколько дней после удаления данных желез у собак возникают постепенно усиливающиеся и учащающиеся приступы судорог скелетной мус­кулатуры (паратиреопривная тетания).

Отсутствие паращитовидных желез приводит к смерти, причиной которой являются судороги дыхательных мышц. Судорожные припадки после удаления околощитовидных желез обусловлены нарушением состояния ЦНС. После перерезки двигательных нервов судороги денервированных мышц не возни­кают.

Паратиреопривная тетания развива­ется вследствие понижения уровня кальция в крови и спинномозговой жидкости. Введе­ние солей кальция таким животным преду­преждает развитие тетании. При тетании на­рушаются также функции печени; в крови обнаруживается токсичный карбаминовокислый аммоний.

При недостаточности внутрисекретор­ной функции околощитовидных желез у че­ловека (гипопаратиреоз) вследствие паде­ния уровня кальция в крови резко повышает­ся возбудимость ЦНС и возникают приступы судорог. При скрытой тетании, возникающей при легкой недостаточности околощитовид­ных желез, судороги мышц лица и рук появ­ляются только при надавливании на нерв, иннервирующий эти мышцы.

У детей с врожденной недостаточностью паращитовидных желез содержание каль­ция в крови снижено, нарушен рост костей, зубов и волос, наблюдаются длительные сокращения мышечных групп (предплечья, грудной клетки, глотки и др ).

Избыточная функция (гиперпаратиреоз) околощитовидных желез наблюдается довольно редко, например при опухоли околощитовидной железы. При этом содержа­ние кальция в крови увеличено, а количество неорганического фосфата уменьшено. Раз­вивается остеопороз, т. е. разрушение костной ткани, мышечная слабость (вынуждающая больного постоянно лежать), боли в спине, ногах и руках. Своевременное удаление опухоли восстанавливает нормальное состояние.

Околощитовидные железы продуцируют паратгормон. При недостатке паратгормона понижается, а при избытке повышается содержание кальция в крови. Одновременно в первом случае увеличивается содержание в крови фосфатов и уменьшается их выделе­ние с мочой, а во втором случае — понижается количество фосфатов в крови и повыша­ется их выделение с мочой. Паратгормон активирует функцию остеокластов, разруша­ющих костную ткань.

В организме паратгормон вызывает разрушение костной ткани с выходом из нее ионов кальция (вследствие чего и повышается их концентрация в крови). Паратгормон усиливает всасывание кальция в кишечнике и процессы его реабсорбции в канальцах почки. Все это ведет к значительному нарастанию уровня кальция в крови (вместо нор­мальных 9-11 мг% до 18 мг% и выше). Одновременно снижается концентрация не­органических фосфатов в крови и увеличивается их выделение с мочой.

В норме концентрация ионов Са²⁺ в плазме крови поддерживается на постоянном уровне, являясь одним из наиболее точно регулируемых параметров внутренней среды. Падение уровня кальция в крови, омывающей железу, приводит к усилению секреции паратгормона и, следовательно, к увеличению поступления кальция в кровь из его кост­ных депо. Наоборот, повышение содержания этого электролита в крови, омывающей паращитовидные железы, непосредственно угнетает выделение паратгормона (и усиливает образование тирокальцитонина), в результате чего количество кальция в крови сни­жается. Таким образом, между содержанием кальция в крови и внутренней секрецией околощитовидных желез (и парафолликулярных клеток щитовидной железы) имеется непосредственная двусторонняя связь: смещение концентрации кальция в омывающей их крови вызывает изменения секреции тирокальцитонина и паратгормона, а последние регулируют содержание кальция в крови.

Указанные реакции железы на изменение содержания Са²⁺ в крови не опосредованы какими-либо нервными или гуморальными механизмами. Они являются прямыми и воз­никают не только в целом организме, но и при перфузии изолированной железы кровью, содержащей большее или меньшее по сравнению с нормой количество кальция.