Патофизиология щитовидной железы

Щитовидная железа секретирует йодсодержащие гормоны ( трийодтиронин-Т₃ и тироксин-Т₄) и пептидный гормон кальцитонин.

Кальцитонин (тиреокальцитонин) вырабатывают светлые клетки щитовидной железы. Функциональный антогонист кальцитонина- паратиреокрин (паратиреоидный гормон, ПТГ) синтезируется в главных клетках паращитовидных желез.

Йодсодержащие гормоны вырабатывают эпителиальные клетки стенки фолликулов. Фолликулярные клетки щитовидной железы и секретируемые ими гормоны относятся к системе «гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа» .

Гипертиреоз

Причины и механизм развития

1. В основе заболевания могут лежать нарушения центральной регуляции функций щитовидной железы.

В клинике отчетливо прослеживается "психический фактор" - связь тиреотоксикоза с эмоциональным напряжением, стрессовыми ситуациями, невротическими состояниями.

У 15-20% больных выявляются инфекционные и вирусные пораже­ния диэнцефальной области.

Большую частоту тиреотоксикозов у женщин связывают с физио­логическими повышениями возбудимости гипоталамуса в менструаль­ном периоде, как бы природно-обусловленную нестабильность этого отдела нервной системы.

В то время как в норме образование тиреолиберина регули­руется по принципу обратной связи (подавляется избытком тиреоидных гормонов в крови), при возбуждении гипоталамуса секреция этого пептида происходит непрерывно, что приводит к постоянной стимуляции аденогипофиза (выделению ТТГ) и щитовидной железы.

2. Активация секреторных процессов в щитовидной железе мо­жет происходить первично, независимо от регуляторных воздействий. Это наблюдается, например, при гормонально активных опухолях же­лезы, когда патологические тиреоциты как бы выходят из-под контроля нормальных регуляторных факторов. При гипертиреозе всег­да необходимо исключить онкологическое поражение железы ("Узло­ватый зоб").

3. В настоящее время обнаружен аутоиммунный механизм стиму­ляции тиреоцитов. В организме больных вырабатываются антитела против мембранных рецепторов к тиреотропину.

Как известно, секреция тиреотропина при наличии в крови достаточных количеств тироксина подавляется, и щитовидная железа перестает на какое-то время вырабатывать тироксин. Что касается антител, то их накопление от содержания тиреоидных гормонов практически не зависит, и избыточная стимуляция железы происхо­дит непрерывно.

4. Определенную роль может играть также нарушение метаболиз­ма тиреоидных гормонов в периферических тканях, например, в пече­ни при ее заболеваниях.

Патогенез нарушений жизнедеятельности

Классическая клиническая триада при базедовой болезни это: зоб, пучеглазие и тахикардия.

Важнейшее звено в патогенезе гипертиреоза - повышение актив­ности симпато-адреналовой системы, синергизм тиреоидных гормонов и катехоламинов. Тироксин подавляет эффективность моноаминооксидазы (инактивацию катехоламинов) и снижает синтез ацетилхолина.

Метаболические нарушения

Энергетический обмен.

У больного повышен так называемый основной обмен (тепловые потери организма за единицу времени, выраженные в калориях).

Тироксин разобщает окисление и окислительное фосфорилирование. (В последнее время некоторые исследователи высказывают сомне­ния в первичности и непосредственности этого эффекта). В резуль­тате снижается биосинтез АТФ, создается постоянный энергетический дефицит в организме больного.

Такие больные чрезвычайно чувствительны к гипоксии любого типа.

Компенсаторно потребность в О₂ и его поглощение значительно повышаются.

Энергия окисления, неаккумулированная в форме АТФ, рассеи­вается в виде тепла. У больных постоянно наблюдается субфебрильное повышение температуры тела.

Углеводный обмен.

Типичны гипергликемия и снижение толерантности к углеводам. Это обусловлено повышением катехоламиновых эффектов, мобилизацией глюкозы из гепатоцитов и других клеток.

Клетки обедневают гликогеном, несмотря на высокий уровень глюкозы в крови.

Может также усиливаться глюконеогенез.

Резко повышается всасывание углеводов в кишечнике.

Потребление глюкозы в клетке повышено как в метаболических процессах с участием О₂, так и в бескислородных реакциях.

Однако, как уже указывалось выше, вследствие разобщения окисления и фосфорилировання организм испытывает постоянный энер­гетический дефицит, несмотря на повышенное потребление энергоно­сителей.

Гипергликемия может повлечь за собой перегрузку и функцио­нальное истощение клеток поджелудочной железы и понижение секреции инсулина.

Жировой обмен.

Больные худощавы. Наблюдается высокий уровень липолиза, мобилизация жира из депо. Уровень жира в крови повышен (гиперлипемия). В мобилизации жира большую роль играет повышение тонуса симпатических нервных окончаний.

В тяжелых случаях значительно повышен уровень кетокислот крови (гиперкетонемия) и развивается метаболический кетоацидоз.

Уровень холестерина в крови снижен (гипохолестеринемия): хотя его биосинтез повышен, но активный распад и выведение с желчью усиливаются еще в большей степени.

Белковый обмен.

Тироксин в физиологических количествах необходим для нор­мального биосинтеза белка (пермиссивное действие в отношении СТГ), особенно в детском возрасте.

Однако, когда его слишком много, преобладание получает катаболизм, распад белка, уменьшается мышечная масса, нарастает азотемия, азотистый баланс становятся отрицательным.

Можно думать, что эти явления связаны с повышением актив­ности клеточных протеаз и подавлением ингибиторов ферментов протеолиза.

Как известно, при травматических операциях на щитовидной железе иногда развивается тиреотоксический шок за счет резкой активации ферментов протеолиза. На кафедрах патофизиологии и общей хирургии Крымского государственного медицинского университета показано, что предварительное введение ингибиторов ферментов протеолиза предупреждает развитие тиреотоксического шока.

Водный обмен.

Наблюдается повышенное образование воды в организме вслед­ствие усиления окислительных процессов.

Жидкость в большом количестве выводится из организма выды­хаемым воздухом (гипервентиляция), путем увеличения диуреза, и особенно, в связи с повышенным потоотделением.

Полиурия обусловлена повышением клубочковой фильтрации и снижением реабсорбции Nа⁺, К⁺и воды:

а) вследствие прямого действия гормонов на эпителий каналь­цев;

б) вследствие энергетического дефицита, блокирующего дейст­вие мембранных транспортных систем эпителиоцитов канальцев,

Центральная нервная система

Постоянно повышенный тонус симпато-адреналовой системы обусловливает высокую нервную возбудимость, напряженность, эмоциональную неуравновешенность. Характерна обидчивость, плаксивость, повышенная конфликтность.

В более тяжелых случаях скачка, разорванность мыслей, не­последовательность высказываний и поступков, ослабление памяти. У женщин эти проявления обостряются в период менструального цикла и беременности ("сочная" щитовидная железа беременных).

Энергетический дефицит приводит к тому, что нервные клетки быстро истощаются, больные крайне утомляемы, их работоспособ­ность и продуктивность очень низкие.

Сердечно-сосудистая система

Тироксин стимулирует активность сердца и резистивных сосу­дов. Кроме того, он потенцирует сердечно-сосудистые эффекты катехоламинов. Это проявляется классическими для базедовой бо­лезни:

- тахикардией;

- увеличением сердечного выброса (иногда до 10-12 литров);

- транзиторной артериальной гипертензией.

Однако, все это происходит на фоне энергетического дефици­та (втом числе и сердечной мышцы - мало АТФ, креатинфосфата) и повышенной потребности в О₂ (катехоламиновый эффект).

Кроме того, при тахикардии сокращается суммарное время диастолы в сердечном цикле (см. ниже "Патология ССС"). В таких условиях сердечная мышца быстро выходит из строя, развиваются: ионный дисбаланс, повреждение мембран кардиомиоцитов, формирует­ся миокардиодистрофия и сердечная недостаточность.

При подготовке операций на щитовидной железе необходимо во избежание послеоперационного шока специально "готовить" сердечную мышцу.

В запущенных случаях плохое состояние сердца не позволяет производить операцию на щитовидной железе.

Желудочно-кишечный тракт

Для органов пищеварения характерна высокая функциональная активность. Возможно это компенсация, обусловленная большими затратами энергоносителей и энергетическим дефицитом.

Пищеварительные соки выделяются в больших количествах.

Перистальтика ЖКТ активируется.

Характерно повышенное всасывание в кишечнике большинства компонентов пищевых веществ.

Достаточно часто у таких больных наблюдается диарея.

Кровь и кроветворение

Часто наблюдается усиление эритропоэза, содержание эритро­цитов в крови может превышать нормальные цифры.

Растет количество лимфоцитов в периферической крови - имеет место лимфоцитоз.

Может развиться гиперплазия лимфатических органов, в том числе вилочковой железы.

Скелетные мышцы

Как уже говорилось, их масса у таких больных мала, а работоспособность из-за дефицита АТФ очень низкая. Больные не способны работать длительное время, очень быстро наступает физиче­ское утомление.

Пучеглазие (экзофтальм)

Этот синдром обусловлен не столько тиреоидными гормонами, сколько избытком тиреотропина (описан - "экзофтальмический фактор" очень близкий, возможно идентичный, тиреотропину).

На начальных стадиях заболевания глазное яблоко смещается вследствие сокращения мышц в заглазничном пространстве.

Затем вследствие застойных явлений в ретробульбарном пространстве происходит разрастание соединительной и жировой ткани, накопление мукопротеидов и мукополисахаридов, и смещение глазных яблок становится необратимым.

Гипотиреоз

(в тяжелой форме - микседема)

Причины и механизм развитаия:

Таковые могут быть весьма разнообразными:

1. На уровне центральных регуляторных механизмов гипофунк­ция щитовидной железы может возникнуть вследствие общего недоразвития ЦНС, в том числе гипоталамических центров (недостаточ­ная выработка тиреолиберина и ТТГ).

2. На уровне собственно железы:

а) неудачное хирургическое вмешательство;

б)наследственные дефекты, например дефицит галогентрансферазы, фермента, ответственного за включение йода в тиреоидиные гормоны.

в) недостаточное поступление йода в организм из окружающей среды, например, эндемический кретинизм в карстовых (богатых известковыми породами) местностях;

г) радиационное поражение (Чернобыль), когда в организм в больших количествах проникает радиоактивный I₂ и накапливается в тканях железы. Неквалифицированная рентгено- и радиотерапия;

д) нерациональное применение тиреостатических медикаментов (тиоурацил и др.);

е) иммунологическая патология; поражение аутоантителами по цитотоксическому-цитолитическсму типам или инфильтрация аутоагрессивными Т-лимфоцитами - зоб Хашимото.

3. На уровне мембранных рецепторов к гормонам. Очень редко встречающееся наследственное недоразвитие специфических рецепторов к тиреотропину.

Патогенез нарушений жизнедеятельности

Изменения в организме при гипотиреозе во многом прямо противоположны тем, которые наблюдаются при тиреотоксикозе.

Интенсивность всех направлений обмена веществ значительно

понижается.

Снижена активность нервной системы, вплоть до тяжелейших форм умственной недостаточности, если функции щитовидной железы отсутствуют с раннего детства.

Страдает развитие не только головного мозга, но и всего остального организма. Характерны: очень малый рост (тиреоидный нанизм), кривые и короткие конечности с поздним появлением ядер окостенения, запаздывание прорезывания зубов, относительно боль­шой череп, одутловатое, бессмысленное лицо, большой язык, не умещающийся во рту, половое недоразвитие (нарушение цикла, пол­ная или частичная импотенция у взрослых больных), сухая (сниже­ние секреции потовых и сальных желез), дистрофичная, шелушащая­ся кожа, ломкость костей, выпадение волос на теле, иногда на го­лове.

Типичны отечность и разрастание соединительной ткани лица и шеи - слизистый отек - микседема.

Метаболические нарушения

Энергетический обмен.

Основной обмен снижен. Снижены: потребность в О₂ , выработ­ка АТФ и тепла.

Температура тела ниже нормы. Больные постоянно зябнут.

Углеводный обмен.

Характерны гипогликемия и повышение толерантности к углево­дам. Мобилизация гликогена снижена, в клетках (например, в гепатоцитах) он содержится в больших количествах вследствие снижения реакции на катехоламины.Замедлено всасывание моносахаридов в кишечнике.

Жировой обмен.

Больные склонны к ожирению. Интенсивность липолиза снижена (низкая реакция на катехоламины), жир накапливается в жировых депо и равномерно распределяется по всей подкожной клетчатке (в отличие от других эндокринопатий, приводящих к скоплению жира в определенных частях тела).

Однако, содержание кетоновых тел в крови может быть повы­шено, т.к. их утилизация в тканях снижена в еще болышей степени, чем их продукция.

Развивается гиперхолестеринемия. Хотя синтез холестерина и снижается, его распад снижен в большей степени.

Белковый обмен.

Снижаются: интенсивность анаболических процессов, содержа­ние РНК, включение аминокислот (метионина) в состав клеточных белков.

На единицу веса тела доля белка падает, а доля липидов повы­шается.

Замедляется рост ("тиреоидный нанизм").

В подкожной соединительной ткани накапливается особо гидро­фильный мукопротеид, обуславливающий задежку жидкости - форми­руются отеки.

Нарушаются процессы регенерации - плохо заживают ранения.

Развивается иммунодефицит.

Водный обмен.

Вследствие задержки Nа⁺ и воды, а также накопления в коже высокогидрофильных мукопротеидов формируется гипергидратация, проявляющаяся характерным отеком - микседемой.

Центральная нервная система

В детском возрасте задерживается формирование головного моз­га, в зрелом развиваются дегенеративные изменения в нейронах.

Замедляются нервные реакции, страдает память, способность к обучению и общению с окружающими.

В тяжелых случаях имеют место крайние формы слабоумия, в легких - так называемый флегматический темперамент.

Сердечно-сосудистая система

Для гипотиреоза характерны:

- Низкий тонус резистивных сосудов, медленный пульс, малый сердечный выброс, низкое артериальное давление;

- Низкое энергообеспечение кардиомиоцитов, их слабая реакция на симпатическую стимуляцию и катехоламивы.

- В тяжелых случаях - пропитывание сердечной мышцы мукоидными веществами.

- Коронарный атеросклероз в относительно молодом возрасте, ранние инфаркты миокарда.

Кровь и кроветворение

Недостаточность тиреоидных гормонов угнетает эритропоэз, развивается гипопластическая анемия.

Количество лейкоцитов и тромбоцитов также снижено.

Для лейкоцитарной формулы характерны эозинофилия и относительный лимфоцитоз.

Снижаются резистентность и иммунологическая реактивность организма (иммунодефицит и недостаточное количество АТФ). Боль­ные теряют способность давать адекватную лихорадочную реакцию при инфекционных заболеваниях.

Особенно ярко проявляется их неустойчивость к вирусным заболеваниям и туберкулезу.

Аллергические заболевания при снижении функции щитовидной железы напротив нетипичные.

Эндемический зоб

В местностях, где в организм с водой и пищей попадает недо­статочно йода (это чаще всего горные карстовые и глубоко конти­нентальные регионы), развивается зобная болезнь.

Низкое содержание тироксина в крови (как следствие недоста­точного йодирования в тиреоцитах) растормаживает секрецию тиреотропина в аденогипофизе.

Тиреотропин, стимулируя тиреоциты, приводит к разрастанию ткани щитовидной железы.

На начальных этапах это имеет компенсаторный характер и не сопровождается проявлениями гипотиреоза (эутиреоидный зоб) или даже влечет за собой симптоматику гипертиреоза (гипертиреоидный зоб).

Однако, если йода мало, развиваются явления микседемы, а в тяжелых случаях - кретинизма.

Профилактическое употребление йода предотвращает развитие эндемического зоба.

Нарушения обмена кальция при болезнях

щитовидной железы.

Щитовидная железа вырабатывает не содержащий йода низкомоле­кулярный пептид - тиреокальцитонин, являющийся антагонистом гор­мона паращитовидных желез и понижающий содержание кальция и фосфа­тов в крови. Этот эффект обусловлен тем, что тиреокальцитонин бло­кирует мобилизацию кальция из костей и поступление его в кровь. Щитовидная железа, возможно, может включаться в патогенез синдро­мов, сопровождающихся нарушениями кальциевого обмена и патологией костной ткани.

Предполагают, что избыточная секреция тиреокальцитонина лежит в основе так называемого ложного гипопаратареоза, заболева­ния, при котором наблюдается гипокальциемия, поражение костей и другие нарушения фосфорно-кальциевого обмена, а изменения в паращитовидных железах выявить не удается.