第三节 甲状腺和甲状旁腺
一、甲状腺激素
甲状腺激素是由人体内最大的内分泌腺——甲状腺所分泌的。甲状腺内含有许多大小不等的圆形或椭圆形腺泡(也称滤泡),由单层的立方上皮细胞围成,腺泡腔内贮有胶质。胶质是腺泡上皮细胞的分泌物,主要成分为含有甲状腺激素的甲状腺球蛋白。腺泡上皮细胞是甲状腺激素合成与释放的部位,而腺泡腔的胶质是激素的贮存库。在甲状腺腺泡之间和腺泡上皮细胞之间有滤泡旁细胞,又称C细胞,分泌降钙素(CT)。
(一)甲状腺激素的合成与代谢
甲状腺激素包括四碘甲腺原氨酸(T4)和三碘甲腺原氨酸(T3)两种,都是酪氨酸的碘化物。其中,T4占甲状腺激素的90%左右,但其生物作用约占全部甲状腺激素作用的35%;T3含量较少,其生理作用约为T4的5倍,占甲状腺激素总作用的65%左右。合成甲状腺激素的主要原料是碘和甲状腺球蛋白。人每天从食物中摄取无机碘100~200μg,约有1/3进入甲状腺。腺泡上皮细胞分泌甲状腺球蛋白(TG)合成甲状腺激素。甲状腺激素的合成包括聚碘、I-的活化和酪氨酸碘化三个基本过程。20%的T4与T3在肝降解,形成葡萄糖醛酸或硫酸盐的代谢产物,经胆汁排入小肠,随粪排出;约80%的T4在外周组织脱碘酶的作用下,变为T3。T4脱碘变成T3,是T3的主要来源。
(二)甲状腺激素的生理作用
甲状腺激素的主要作用是促进物质与能量代谢,并促进生长和发育过程。其作用广泛、缓慢而持久。此外,在甲状腺功能紊乱时常常影响心血管、生殖、消化等系统的功能。
1.对代谢的影响
(1)促进能量代谢:甲状腺激素可使绝大多数组织的耗氧率、产热量和基础代谢率(BMR)增加。故甲状腺功能亢进患者基础代谢率增高,喜凉怕热,极易出汗;而甲状腺功能低下病人的基础代谢率降低,喜热恶寒。
(2)促进物质代谢:①蛋白质代谢:生理水平的甲状腺素可促进蛋白质的合成代谢。T4与T3分泌不足时,蛋白质合成减少,肌肉无力,但组织间的黏蛋白增多,可结合大量的正离子和水分子,引起黏液性水肿;T4与T3分泌过多时,则明显促进分解代谢,加速蛋白质分解,特别是加速骨骼肌的蛋白质分解,身体消瘦,肌肉萎缩、无力。②糖代谢:甲状腺激素具有促进糖的吸收,增加糖原分解,抑制糖原合成,并加强其他激素如肾上腺素、胰高血糖素等的升糖作用,故甲状腺功能亢进时,血糖常常升高,有时出现糖尿。③脂肪代谢:T4与T3既促进胆固醇的合成,又可通过肝加速胆固醇的降解,但分解的速度超过合成,所以甲状腺功能亢进患者血中胆固醇含量低于正常。甲状腺功能减退时,血浆胆固醇明显升高,易患动脉粥样硬化。甲状腺功能亢进时,由于对糖、蛋白质和脂肪的分解代谢增强,所以患者常感饥饿,但食欲旺盛且明显消瘦。
2.对生长与发育的影响
甲状腺激素是维持正常生长与发育不可缺少的激素,特别是对神经系统的发育分化和骨骼的生长尤为重要。甲状腺功能低下的儿童,表现为智力迟钝和身材矮小等特征,称为呆小症。值得提出的是,在胚胎期胎儿骨的生长并不需要甲状腺激素,所以患先天性甲状腺发育不全的胎儿,出生时身高可以基本正常,但脑的发育已经受到不同程度的影响,因此,在出生后数周至4个月后就会表现出明显的智力迟钝和长骨生长停滞。
3.对神经系统的影响
甲状腺激素不但影响中枢神经系统的发育,对已分化成熟的神经系统活动也具有兴奋作用。甲状腺功能亢进时,中枢神经系统的兴奋性增高,主要表现为注意力不易集中、过敏疑虑、多愁善感、喜怒失常、烦躁不安、睡眠不好而且多梦以及肌肉震颤等。甲状腺功能低下时,中枢神经系统兴奋性降低,出现记忆力减退、说话和行动迟缓、淡漠无情与终日思睡等症状。
4.对心血管系统的影响
甲状腺激素可使心率增快,心缩力增强,心输出量与心做功增加。甲状腺功能亢进患者表现心动过速,心肌可因过度耗竭而致心力衰竭,出现甲亢性心脏病。
此外,T3与T4对消化系统的功能及生殖功能等均有不同程度的影响。
(三)甲状腺功能的调节
甲状腺功能主要受下丘脑与腺垂体的调节,构成了下丘脑-垂体-甲状腺轴。此外,甲状腺还可进行一定程度的自身调节和神经调节(图11-3)。
图11-3 甲状腺激素分泌调节示意图
1.下丘脑-腺垂体-甲状腺功能轴
(1)促甲状腺激素(TSH)对甲状腺分泌的调节:腺垂体分泌的TSH是调节甲状腺功能的主要激素,其主要作用是促进甲状腺激素的合成与释放,并刺激甲状腺腺细胞增生、腺体增大。
(2)促甲状腺激素释放激素(TRH)对腺垂体的调节:腺垂体TSH分泌又受下丘脑TRH的调控。下丘脑TRH神经元接受神经系统其他部位传来的信息,把环境因素与TRH神经元活动联系起来,然后通过释放TRH调控腺垂体TSH的释放。例如,寒冷刺激的信息到达中枢神经系统,在传入下丘脑体温调节中枢的同时,还与其附近的TRH神经元发生联系,促使TRH释放增加,进而促进腺垂体释放TSH。另外,当机体受到应激刺激时,下丘脑可释放较多的生长抑素,抑制TRH的合成与释放,进而使腺垂体TSH的释放减少。
(3)甲状腺激素的反馈调节:血中游离的T4与T3浓度的升降,对腺垂体TSH的分泌起着经常性反馈调节作用。当血中T4与T3浓度增高时,抑制TSH分泌。关于甲状腺激素对下丘脑是否有反馈调节作用,实验结果很不一致,有待于进一步研究。
2.甲状腺的自身调节
甲状腺能根据机体碘的供应情况,调节自身对碘的摄取与合成甲状腺激素的能力,称为甲状腺的自身调节。血碘浓度增加时,最初甲状腺激素的合成有所增加,但碘量超过一定限度后,甲状腺激素的合成在维持一段高水平之后即明显下降。当血碘浓度超过1mmol/L时,甲状腺摄碘能力开始下降,若血碘浓度达到1Ommol/L时,甲状腺聚碘作用完全消失。这种过量的碘所产生的抗甲状腺聚碘作用,称为Wolff-Chaikoff效应。故临床上常用大剂量碘处理甲状腺危象和做手术前准备。过量的碘是否抑制碘运转的机制,尚不十分清楚。相反,当血在碘含量不足时,甲状腺可增强摄碘作用,并加强甲状腺激素的合成和甲状腺组织的增生。
3.自主神经对甲状腺活动的影响
交感神经兴奋可促进甲状腺激素的合成与释放,而胆碱能纤维兴奋则抑制甲状腺激素的分泌。
二、甲状旁腺激素(PTH)
甲状旁腺激素是由甲状旁腺主细胞合成和分泌的多肽激素。
(一)生理作用
PTH是调节血钙与血磷水平最重要的激素,主要有升高血钙和降低血磷含量的作用。其作用途径有:
1.对骨的作用
PTH动员骨钙人血,使血Ca2+浓度升高。其作用分为两个时相,即快速效应与延缓效应。快速效应是在PTH作用后数分钟发生,是将位于骨和骨细胞之间的骨液中钙转运至血液中。延缓效应在PTH作用后12~14h出现,通常要在几天或几周后方达高峰,这是由于PTH通过刺激破骨细胞活动增强而实现的。
2.对肾脏的作用
PTH促进肾远曲小管对钙的重吸收,使尿钙减少,血钙升高;抑制近曲小管对磷的重吸收,促进尿磷排出,血磷降低。
3.对肠道的作用
PTH激活肾1α-羟化酶,促进25-OH-D3转变为有活性的1,25-(OH)2-D3,通过1,25-(OH)2-D3转而影响肠对钙磷的吸收。所以,PTH促进肠道吸收钙的作用是间接的。
(二)分泌调节
1.血钙水平对PTH分泌的调节
PTH的分泌主要受血浆钙浓度变化的调节。血浆钙浓度轻微下降时,就可使甲状旁腺分泌PTH迅速增加。相反,血浆钙浓度升高时,PTH分泌减少。
2.其他影响因素
血磷升高可刺激PTH的分泌,这是由于血磷升高可使血钙降低,间接引起PTH的释放。血镁浓度降至较低时,可使PTH分泌减少。
三、降钙素(CT)
降钙素的主要作用是降低血钙和血磷,其主要靶器官是骨,抑制破骨细胞活动,减弱溶骨过程,增强成骨过程,使骨组织释放钙、磷减少,钙、磷沉积增加,并使血钙与血磷下降。降钙素能抑制肾小管对钙、磷、钠及氯的重吸收,使这些离子从尿中排出增多。此外,降钙素还可抑制小肠吸收钙和磷。
降钙素的分泌主要受血钙浓度的调节。当血钙浓度升高时,CT的分泌亦随之增加。降钙素与甲状旁腺激素对血钙的作用相反,共同调节血钙浓度的相对稳定。
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