Thyroid hormone synthesis and physiology
ต่อมไทรอยด์สร้าง T4 เป็นหลัก ส่วน T3 ประมาณ 80%
เกิดจากการเปลี่ยน T4 ในเนื้อเยื่อส่วนปลาย โดย T3 เป็นฮอร์โมนหลักที่จับ
nuclear receptor การควบคุมจึงมีทั้งระดับ TRH–TSH–thyroid axis และการปรับ metabolism ภายในแต่ละเนื้อเยื่อ
1. โครงสร้างและแหล่งสะสมฮอร์โมน
ต่อมไทรอยด์ประกอบด้วย follicles
บุด้วย follicular cells ล้อมรอบ colloid ซึ่งมี thyroglobulin (Tg) เป็นองค์ประกอบหลัก
เป็นทั้งโครงสำหรับสังเคราะห์และแหล่งเก็บ T4/T3
- เมื่อถูกกระตุ้น: เซลล์สูงขึ้นเป็น columnar และ
colloid ลดลง
- เมื่อถูกกด: เซลล์แบนและ colloid สะสม
- ฮอร์โมนที่เก็บในต่อมและจับโปรตีนในเลือดเป็น reserve และ buffer ช่วยให้ฮอร์โมนพร้อมใช้อย่างต่อเนื่อง
2. ขั้นตอนการสร้างและหลั่ง T4/T3
|
ขั้นตอน |
กลไกสำคัญ |
|
1. Iodide trapping |
นำ iodide จากเลือดเข้า follicular cell ผ่าน sodium–iodide
symporter (NIS) ที่ basolateral membrane |
|
2. Apical transport |
ส่ง iodide ไปยังด้าน colloid ผ่าน pendrin |
|
3. Oxidation และ
organification |
Thyroid peroxidase (TPO) + H₂O₂
ช่วยให้ iodine จับ tyrosine บน Tg → MIT
และ DIT |
|
4. Coupling |
TPO ช่วยรวม DIT
+ DIT → T4 และ MIT + DIT →
T3 |
|
5. Storage |
เก็บ T4/T3 ที่ยังเป็นส่วนหนึ่งของ Tg ใน colloid |
|
6. Release |
Endocytosis ของ colloid
→ lysosomal proteolysis ของ Tg → ปล่อย T4/T3 เข้ากระแสเลือด |
|
7. Iodide recycling |
MIT/DIT ที่เหลือถูก
deiodinate เพื่อนำ iodide กลับมาใช้ |
จุดจำ: TPO ทำหน้าที่ทั้ง organification และ coupling ส่วน NIS ทำหน้าที่นำ iodide
เข้าสู่เซลล์
3. ความแตกต่างระหว่าง T4, T3 และ
rT3
|
ลักษณะ |
T4 |
T3 |
Reverse T3 — rT3 |
|
แหล่งสร้าง |
ต่อมไทรอยด์ทั้งหมด |
ประมาณ 20% จากต่อม และ 80% จาก peripheral conversion |
เกือบทั้งหมดจาก peripheral
conversion ของ T4 |
|
การสร้างต่อวัน |
80–100 mcg |
30–40 mcg |
30–40 mcg |
|
บทบาท |
Prohormone เป็นหลัก |
ฮอร์โมนหลักที่ออกฤทธิ์ผ่าน
nuclear receptor |
ไม่มีฤทธิ์ thyroid
hormone แบบ T3 |
|
การกำจัด |
ช้า ประมาณ 10%/วัน |
เร็ว ประมาณ 75%/วัน |
เร็วกว่า T3 |
- Outer-ring
deiodination: T4 →
T3 เป็นการเพิ่ม biological activity
- Inner-ring
deiodination: T4 →
rT3 เป็นการ inactivate
- ระดับ T3 สามารถเปลี่ยนได้จาก peripheral
metabolism แม้การหลั่งจากต่อมไทรอยด์ไม่ได้เปลี่ยนตาม
4. Deiodinases: ตัวกำหนดฮอร์โมนที่เนื้อเยื่อได้รับ
Deiodinases เป็น selenoproteins
|
Enzyme |
ตำแหน่งเด่น |
หน้าที่/ลักษณะสำคัญ |
|
D1 — type I |
ตับ ไต ไทรอยด์ |
สร้าง T3 และกำจัด rT3; ถูกยับยั้งโดย PTU |
|
D2 — type II |
สมอง pituitary
กล้ามเนื้อ ผิวหนัง รก |
เปลี่ยน T4 → T3 เพื่อใช้ภายในเซลล์และส่งเข้าสู่เลือด;
ไม่ถูกยับยั้งโดย PTU |
|
D3 — type III |
หลายเนื้อเยื่อ |
Inactivate ฮอร์โมน:
T4 → rT3
และ T3 →
T2; ถูกกระตุ้นโดย hypoxia |
ปัจจัยลด T4 → T3 ผ่าน
D1: starvation, nonthyroidal illness, PTU, glucocorticoids และ β-blockers
บางชนิด/ขนาด
ความสำคัญ: ระดับฮอร์โมนในเลือดไม่ได้สะท้อน
intracellular T3 ของทุกอวัยวะโดยตรง
เพราะแต่ละเนื้อเยื่อควบคุมการสร้างและสลาย T3 ต่างกัน
5. การขนส่งในเลือดและเข้าสู่เซลล์
ฮอร์โมนส่วนใหญ่จับกับ TBG, transthyretin และ albumin
- T4 จับโปรตีนมากกว่า 99.95%; free ประมาณ 0.02%
- T3 จับโปรตีนประมาณ 99.5%; free ประมาณ 0.5%
- TBG เป็น binding protein หลัก ของทั้ง T4 และ T3
เมื่อ binding proteins เปลี่ยน:
total T4/T3 อาจเปลี่ยนชัดเจน แต่ในภาวะสมดุล free hormones อาจยังปกติ จึงไม่ควรตีความ
total hormone ผิดปกติว่าเป็น thyroid dysfunction โดยอัตโนมัติ
ฮอร์โมนเข้าสู่เซลล์ผ่าน transporters เช่น MCT8 และ MCT10 และ T4 สามารถเปลี่ยนเป็น T3 ภายในเซลล์ได้
การกลายพันธุ์ของ MCT8 ทำให้เกิด Allan–Herndon–Dudley
syndrome ซึ่งมีความผิดปกติทางระบบประสาทรุนแรง
6. กลไกการออกฤทธิ์
T3 จับ nuclear thyroid hormone receptors → เปลี่ยน gene transcription
- Receptors
มีชนิด TRα
และ TRβ
และกระจายต่างกันตามเนื้อเยื่อ
- Nuclear
receptor จับ T3 ได้ดีกว่า T4 มาก จึงถือว่า T4 เป็น prohormone เป็นหลัก
- การตอบสนองขึ้นกับทั้งปริมาณ receptor, local T3 และ transcription-regulating factors
- มี nongenomic effects ด้วย เช่น T4
จับ membrane integrin αvβ3
แล้วกระตุ้น MAPK–ERK pathway
7. การควบคุมผ่าน hypothalamic–pituitary–thyroid
axis
Hypothalamic TRH → pituitary TSH → thyroid T4/T3
T4/T3 ย้อนกลับไปยับยั้งทั้ง TRH และ TSH โดยระบบไวต่อการเปลี่ยนแปลงฮอร์โมนเพียงเล็กน้อย
TSH
- สร้างจาก anterior pituitary thyrotrophs
- มี α-subunit
ร่วมแบบเดียวกับ LH, FSH และ hCG;
β-subunit กำหนดความจำเพาะ
- จับ TSH receptor →
กระตุ้น cAMP และ phospholipase
C pathways
- กระตุ้นทุกขั้นตอนของการสร้างและหลั่งฮอร์โมน รวมทั้ง thyroid
hypertrophy และ hyperplasia
- หลั่งเป็นจังหวะและสูงขึ้นช่วงค่ำถึงกลางคืน
TRH
- กระตุ้นการสร้างและหลั่ง TSH รวมถึง glycosylation
ซึ่งมีผลต่อ biological activity
- กระตุ้น prolactin ได้ด้วย
8. ประเด็นสำคัญต่อการแปลผล TFT
- Nonthyroidal
illness: T3 ต่ำอาจเกิดจาก peripheral
metabolism เปลี่ยน โดย TSH ไม่จำเป็นต้องสูงตาม
จึงไม่เท่ากับ primary hypothyroidism
- Dopamine,
glucocorticoids และ somatostatin กด TSH ได้ ต้องพิจารณายาที่ผู้ป่วยได้รับ
โดยเฉพาะใน ICU
- TSH ตอบสนองช้ากว่าการเปลี่ยนระดับ T4/T3 จึงอาจยังไม่สะท้อนสมดุลใหม่ทันทีหลังเปลี่ยนฮอร์โมน
- Binding protein
ผิดปกติ ทำให้ total hormone เปลี่ยนได้โดยไม่มี thyroid
dysfunction
- การเปลี่ยน T4 →
T3 ในเนื้อเยื่อเป็นพื้นฐานที่ทำให้ levothyroxine สามารถเป็นแหล่ง T3 ให้ร่างกายได้
9. Iodine
ปริมาณที่แนะนำตามเกณฑ์ National Academy
of Medicine ซึ่งอ้างในเอกสาร:
|
กลุ่ม |
Iodine ต่อวัน |
|
เด็ก 1–8 ปี |
90 mcg |
|
เด็ก 9–13 ปี |
120 mcg |
|
วัยรุ่นและผู้ใหญ่ |
150 mcg |
|
หญิงตั้งครรภ์ |
220 mcg |
|
หญิงให้นมบุตร |
290 mcg |
Iodine deficiency รุนแรงในทารกและทารกในครรภ์ส่งผลต่อพัฒนาการสมองและการเจริญเติบโต ส่วนแหล่งอาหารสำคัญ ได้แก่ อาหารทะเล สาหร่าย
ผลิตภัณฑ์นม และเกลือเสริมไอโอดีน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น