本节讲授内容 第三节 甲状腺内分泌
重点 1.甲状腺激素的作用 2.甲状腺功能的调节 熟悉 甲状腺激素的合成
第三节 甲状腺内分泌 一、甲状腺激素及其代谢 合成 储存 分泌 运输 降解
(一)甲状腺激素(thyroid hormones,TH) 主要有: 四碘甲腺原氨酸(T4): 90% 三碘甲腺原氨酸(T3): 9% 逆-三碘甲腺原氨酸(rT3): 1% 分泌量最大的TH是:T4
活性比较 ① rT3无活性 ② T3的活性约为T4的5倍 ③ 80%的T4在外周组织中脱碘 45%形成T3 55%形成rT3 结论:作用最重要的TH是—T3
(二)甲状腺激素的合成与分泌 1.甲状腺激素合成的条件 ⑴基本原料:碘、甲状腺球蛋白(TG) ⑵酶:甲状腺过氧化物酶(TPO) 其受TSH调节 抑制物—硫脲类药物 TPO:由甲状腺滤泡细胞合成 氧化剂为过氧化氢(H2O2)。
(1)聚碘 碘捕获:滤泡上皮细胞能通过 主动转运机制选择性 摄取和聚集碘 第一步:I-从血液进入滤泡细胞 第二步:I-从滤泡细胞进入滤泡腔 2.甲状腺激素的合成过程 滤泡聚碘 酪氨酸碘化 碘化酪氨酸缩合
第一步:I-从血液进入滤泡细胞 机制:继发性主动转运 1I-:2Na+同向转运体, 其活性受TSH调节 第二步:I-从滤泡细胞进入滤泡腔 机制:顺电—化学梯度被动转运
(2)碘化:活化碘取代酪氨酸 残基苯环上的H。
①碘的活化 部位:腺泡上皮细胞与腺泡腔的交界处 条件:在过氧化酶的作用下完成 结果:I-的活化是酪氨酸碘化 的先决条件 TPO I- IO
②酪氨酸碘化: TPO TPO
总结: 酪氨酸碘化即活化碘(IO)在TPO作用 下,取代TG的酪氨酸残基中的H 一碘酪氨酸残基(MIT) 二碘酪氨酸残基(DIT) 生成:
(3)缩合 TPO
总结:碘化酪氨酸缩合 MIT 原料: DIT 酶: TPO 产物:甲状腺激素(TH) DIT + DIT T4 DIT + MIT T3 DIT + MIT rT3
3.甲状腺激素的分泌 滤泡腔含有多种含碘化酪氨酸的TG TSH 吞饮 滤泡细胞中的胶质小滴 蛋白 水解酶 T3 (10%)、 T4(90%)
硫脲类:甲基硫氧嘧啶和丙基硫氧嘧啶 咪唑类:甲巯咪唑(他巴唑)和卡比马唑 (甲亢平) 作用 机制 血液中碘化物 甲状腺细胞 滤泡腔胶质 摄入 甲状腺细胞 过氧 化物酶 活性碘 TG上的酪氨酸残基 MIT DIT T3 T4 滤泡腔胶质 蛋白 水解酶 血 液 作用 机制 外周组织 脱碘酶 2~3周症状缓解,1~3月基础代谢率恢复正常 硫脲类:甲基硫氧嘧啶和丙基硫氧嘧啶 咪唑类:甲巯咪唑(他巴唑)和卡比马唑 (甲亢平) 抑制
(三)甲状腺激素的运输与降解 1.运输:游离型、结合型 与TH结合的血浆蛋白: ①甲状腺素结合球蛋白: TH的75% ②甲状腺素结合前蛋白 ③白蛋白
2.降解 半衰期:T4 6~7天、T3 1天 部位:肝、肾、骨骼肌等外周组织。 T4的活化脱碘:80%T4 脱碘酶 T3(约占45%)+rT3(55%) (血液中87%T3由此途径产生)
二、甲状腺激素的作用 (一)甲状腺激素细胞作用机制 (二)甲状腺激素的生理作用 1.促进生长发育 (1)作用: 促进组织分化、生长与发育,尤其 是对脑、长骨作用最为明显 即:胎儿和新生儿脑发育关键激素
呆小症:胎儿、新生儿时期,甲状腺激素 缺乏→脑发育明显障碍、智力 低下、身材矮小→呆小症 (cretinism,克汀病)
(2)机制: ①作用于脑组织: 促进N元增殖、分化、突起、 突触形成 促进胶质细胞生长和髓鞘形成 诱导神经生长因子和某些酶的合成 促进N元骨架的发育
②作用于骨组织: 与GH协同作用,调控幼年期生长发育 促进长骨骨化中心发育、成熟 使软骨骨化,促进牙齿的生长 T3和糖皮质激素→GH基因转录↑ →GH↑ TH提高机体对IGF-1的反应性
2.调节新陈代谢 (1)增强能量代谢:加速机体绝大多数 细胞的能量代谢,使机体耗氧 量和产热量增加(产热效应) 基础代谢率(BMR)升高。 如:1mgT4→机体产热增加4200kJ, BMR增加28%
机制: ① T3激活线粒体内的解耦联蛋白,使能量 不能转为ATP,只能以热量的形式释放 ②促进钠钾泵活动,耗能↑ ③促进生化反应中,同一反应途径中的 合成酶与分解酶的活性,能量消耗↑ ④促使线粒体增多增大,加速其氧化 磷酸化过程;
病例: 甲状腺功能亢进: ①怕热喜凉、易出汗、体温偏高、不能很好的适应环境温度变化。 ②基础代谢率升高 +60%~+80%。 甲状腺功能减退: ①喜温怕冷、体温偏低、不能很好的适应环境温度变化。 ②基础代谢率降低 -30%~-50%。
(2)调节物质代谢 ①糖代谢 Ⅰ降低血糖:A TH增加外周组织利用糖 B 促进糖原的合成 Ⅱ升高血糖 A 促进小肠粘膜对糖的吸收 B 促进糖原分解 C 促进糖异生;↑肾上腺素、胰高 血糖素、皮质醇和GH的生糖作用 病例:甲亢餐后血糖↑→随后很快↓
②脂类代谢 Ⅰ促进脂肪合成与分解,加速代谢速率 Ⅱ促进胆固醇的合成与降解(主)。 病例: 甲状腺功能亢进: ①脂肪代谢增强,总体脂减少,消瘦。 ②胆固醇↓ 甲状腺功能减退: ①脂肪合成与分解均降低,总体脂比例升高。 ②胆固醇 ↑
③蛋白质代谢 Ⅰ无特异性地加强基础蛋白质合成, 表现为氮的正平衡 Ⅱ生理剂量促进蛋白质合成:促进DNA 和mRNA生成及蛋白质合成,有 利于机体生长发育。 Ⅲ大剂量抑制蛋白质合成,且促进 外周组织(尤骨骼肌)蛋白质 的分解
病例: 甲状腺功能亢进: 骨骼肌蛋白质分解增加,消瘦无力,尿氮增加,呈负氮平衡;骨骼蛋白质分解,血钙升高,尿钙增加,骨质疏松 甲状腺功能减退: 骨骼肌蛋白质合成减少,消瘦无力;组织间隙中粘蛋白增多(粘液性水肿)。
3.影响器官系统的功能 ①神经系统:↑CNS兴奋性 易化儿茶酚胺效应→ 交感神经系统兴奋↑ 病例: 甲状腺功能亢进: 多愁善感、喜怒无常、注意力不易集中、睡眠差且多梦,肌肉纤颤等;突眼征 甲状腺功能减退: 记忆力减退、行动迟缓、淡漠无情、终日嗜睡。
②心血管:心率↑,心缩力↑, 心输出量↑ 机制:提高受体数量亲和力 病例: 甲状腺功能亢进: 心动过速,心肌肥大,晚期心力衰竭。 甲状腺功能减退: 脉搏缓慢、心动过缓、心音低弱、心输出量低(常为正常的一半)
③其他作用: 对胰岛、甲状旁腺、肾上腺皮质 的分泌都有一定影响; 影响生殖系统功能。
三、甲状腺功能的调节 (一)下丘脑-腺垂体-甲状腺轴调节系统 1.下丘脑(TRH)对腺垂体(TSH)的调节 下丘脑TRH 腺垂体TSH细胞膜上的特异受体 TSH的合成、释放↑
2.TSH对甲状腺的作用 (1)维持甲状腺滤细胞的生长发育: 滤泡增多,腺体增大;供血增多 (2)促进TH的合成与分泌 ①促进钠-碘同向转运体的生成 →促进聚碘 ②促进TPO活性→促进碘的活化、 酪氨酸碘化、碘化酪氨酸缩合
③刺激TG基因转录→促进TG生成 ④刺激滤泡细胞吞饮滤泡腔中含 有TH的TG→促进TH分泌 ⑤促进TG水解酶的活性→促进 T3、T4的水解→促进TH分泌
3.甲状腺激素的反馈调节 T3、T4(游离)浓度↑→TRH↓、TSH↓ (1)对腺垂体的负反馈调节作用 ①降低垂体对TRH的敏感性(为主) ②诱导垂体产生抑制性蛋白质 ③TH作用于TSH细胞核内的T3受体, 抑制TSH亚单位基因转录 (2)对下丘脑TRH神经元有负反馈抑制作用
甲状腺功能的调节 负 反 馈 促 进 负 反 馈 促 进
(二)甲状腺的自身调节 概念:甲状腺根据血碘水平调节其自身 摄碘及合成甲状腺激素的能力。 意义:根据从食物中摄取碘的量调整甲 状腺摄碘能力、合成TH能力, 避免TH合成、分泌量的波动。
1.血碘水平升高:分三阶段 (1)血碘浓度↑(<1mmol/L)→诱导TH 合成→TH↑; (2)血碘浓度继续↑→(>1mmol/L)抑制 聚碘、TH合成、(>10mmol/L )分泌 →TH↓ 。 碘阻滞效应(wolff chaikoff effect): 过量碘抗甲状腺效应。 临床:用碘剂进行甲亢术前准备
(3)血碘浓度↑持续一段时间→TH合成 重新↑(碘阻滞效应的“脱逸现象”) 2.血碘水平下降: 血碘浓度↓→甲状腺碘捕获↑、TH合成 过程↑→TH↑ 为什么缺碘会引起甲状腺肿大? 为什么甲亢患者手术前可给与2-3周 的碘剂作为术前准备?
(三)甲状腺功能的神经及免疫调控 1.神经调节:交感神经促进甲状腺分泌 副交感抑制甲状腺分泌 2.免疫调节:TSH受体抗体 (B淋巴细胞分泌) ①阻断TSH受体→TH分泌↓→甲状腺 功能低下 (萎缩性甲状腺炎) ②激活TSH受体→TH分泌↑→甲状腺 功能亢进 (Grave病)
甲状腺功能亢进症 系指由多种病因导致甲状腺激素分泌过多引起的临床综合征。 病因: 一.甲状腺性甲亢 弥漫性毒性甲状腺肿(Graves病) 二.垂体性甲亢 三.肿瘤相关性甲亢 四.其它非甲状腺功能亢进症
Graves病病因和发病机制 甲状腺兴奋性抗体与TSH受体结合 后促进甲状腺激素合成及分泌增加
病理 甲状腺呈不同程度的弥漫性肿大,甲状腺滤泡上皮细胞增生,呈高柱状或立方状,滤泡腔内胶质减少或消失,有不同程度的淋巴浸润,T细胞为主。 浸润性突眼者的眶后组织中有脂肪细胞浸润,纤维组织增生,大量粘多糖和糖胺聚糖沉积,透明质酸增多,淋巴细胞和浆细胞浸润和眼肌病变。 胫前粘液性水肿者局部可见粘蛋白样透明质酸沉积,肥大细胞、巨噬细胞和成纤维细胞浸润。
临床表现 甲状腺激素增多表现 甲状腺肿 眼征 胫前黏液性水肿
甲状腺激素增多表现 高代谢综合征 精神神经系统 心血管系统 消化系统 运动系统 生殖系统
甲状腺肿大 大多数患者有程度不同的甲状腺肿大,弥漫性、对称性、质地不等、无压痛;有时甲状腺上下极可触及震颤、闻及血管杂音。
眼征 1.单纯性突眼: 交感兴奋及TH的B肾上腺素能样作用致眼外肌和提上睑肌张力增高有关
眼征 2.浸润性突眼: 因眶内软组织肿胀、增生和眼肌明显病变
胫前黏液性水肿 胫前黏液性水肿者局部可见粘蛋白样 透明质酸沉积,肥大细胞、巨噬细胞 和成纤维细胞浸润。
实验室及其他检查 血清甲状腺激素测定 TSH测定 免疫放射法(IRMA) 免疫化学发光法(ICMA) 131I摄取率(Thyroid 131I uptake) TRH兴奋试验
治疗 一般治疗 甲状腺功能亢进的治疗 药物治疗 放射性碘治疗 手术治疗
药物治疗 硫脲类:甲基硫氧嘧啶和丙基硫氧嘧啶 咪唑类:甲巯咪唑(他巴唑)和卡比马唑(甲亢平) 作用 机制 T4 血液中碘化物 甲状腺细胞 外周组织 作用 机制 T4 脱碘酶 抑制 血液中碘化物 甲状腺细胞 滤泡腔胶质 活性碘 过氧 化物酶 MIT DIT 过氧 化物酶 摄入 T3 T4 蛋白 水解酶 T3 T4 TG上的酪氨酸残基 DIT 血 液 2~3周症状缓解,1~3月基础代谢率恢复正常
放射性131I治疗: 甲状腺能高度摄取和浓集碘,131I释放出β射线,射程2mm。局部破坏甲状腺滤泡上皮而减少TH分泌,抑制甲状腺内淋巴细胞抗体生成
其他药物的治疗 β受体阻滞剂 主要用于甲亢所致心动过速 复方碘液 减少甲状腺充血 阻滞TH释放 抑制TH合成 抑制外周T4向T3转换 2-3周内有效 继后甲亢加重 仅适用甲状腺危象及术前准备
腺垂体 下丘脑 TRH TSH 大量I- 激素合成 小量I- 血液中碘化物 摄入 甲状腺细胞 过氧 化物酶 活性碘 TG上的酪氨酸残基 MIT DIT T3 T4 滤泡腔胶质 蛋白 水解酶 血液 腺垂体 下丘脑 TRH TSH 碘剂作用示意图 外周组织 脱碘酶 大量I- 促进甲状腺 激素合成 小量I-
手术治疗 适应证: 中重度甲亢,长期服药无效或停药复发或不能坚持服药者; 甲状腺肿大显著,有压迫症状; 胸骨后甲状腺肿; 结节性甲状腺肿伴甲亢。
手术治疗 禁忌证: 伴严重浸润性突眼; 合并严重心肝肾疾病,不能耐受手术 妊娠前3月或6月以后;
甲亢危象 诱因:感染、手术、同位素治疗、创伤、心梗、严重药物反应和其它应激状态。 临床表现:原有甲亢症状加重,出现高热、心动过速(140-240次/分)房颤、房扑、烦燥、呼吸促、大汗、厌食、恶心、呕吐、腹泻;严重可休克、昏迷;部分有心衰、肺水肿。
甲亢危象的处理 针对诱因治疗 抑制甲状腺激素治疗:首次PTU600mg口服或鼻饲,以后200mg每6小时1次,症状缓解后改为一般治疗量。 抑制甲状腺激素释放:服PTU1小时后加用复方碘口服液5滴,每8小时1次或碘化钠1克加糖盐点滴24小时,病情好转减量,一般使用3-7日。
甲亢危象的处理 如果对碘剂过敏可用碳酸锂0.5-1.5g/d,分3次服,连用数天。 心得安20-40mg,每6-8小时口服1次,或1mg加生理盐水20-30ml缓慢静推。 氢化可的松50-100mg加5-10%的葡萄糖250ml静滴,每6-8小时一次。
甲亢危象的处理 降低和清除血浆甲状腺激素:腹透、血透或血浆置换。 降温:物理降温,避免应用阿司匹林等以免增加游离激素水平。 抗感染和其它对症支持治疗