Bibliotecă NCBI. Un serviciu al Bibliotecii Naționale de Medicină, Institutele Naționale de Sănătate.

fiziologie

StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2020 ianuarie-.

StatPearls [Internet].

Yasaman Pirahanchi; Fadi Toro; Ishwarlal Jialal .

Autori

Afilieri

Ultima actualizare: 28 iunie 2020 .

Introducere

Hormonul stimulator al tiroidei, cunoscut și ca TSH, este un hormon glicoproteic produs de hipofiza anterioară. Este stimulul principal pentru producerea hormonului tiroidian de către glanda tiroidă. De asemenea, exercită efecte de creștere asupra celulelor foliculare tiroidiene, ducând la mărirea tiroidei. Axul hipotalamo-hipofizar reglează eliberarea TSH. Mai exact, neuronii din hipotalamus eliberează TRH sau hormon care eliberează tiroida, care stimulează tirotrofele hipofizei anterioare să secrete TSH. La rândul său, TSH stimulează celulele foliculare tiroidiene să elibereze hormoni tiroidieni sub formă de T3 sau T4. Triiodotironina sau T3 este forma activă a hormonului tiroidian. Deși reprezintă doar 20% din hormonul eliberat, majoritatea T3 provine din conversia periferică a T4 în T3. Tetraiodotironina, cunoscută și sub numele de tiroxină sau T4, constituie mai mult de 80% din hormonul secretat. Când este eliberat în circulație, acesta formează T3 prin procesul de de-iodare. T4 și T3 pot exercita apoi feedback negativ asupra hipofizei anterioare cu niveluri ridicate de T3/T4 care scad secreția de TSH și niveluri scăzute de T3/T4 crescând eliberarea de TSH. În această revizuire, discutăm fiziologia, biochimia și relevanța clinică a TSH. [1]

Probleme de îngrijorare

Boala tiroidiană primară se referă la problemele care apar din glanda tiroidă în sine. În schimb, boala tiroidiană secundară se referă la problemele centrale care apar din hipofiza anterioară care afectează indirect funcția tiroidiană. O problemă tiroidiană poate exista sub formă de hipertiroidism sau hipotiroidism. Hipertiroidismul apare atunci când există sinteză sau eliberare excesivă de hormoni tiroidieni. Hipotiroidismul, pe de altă parte, se întâmplă din cauza producției inadecvate de hormoni tiroidieni.

În hipertiroidismul primar, tiroida produce cantități mari de T3 și T4, care, prin inhibarea feedback-ului negativ, suprimă secreția de TSH din hipofiza anterioară. În hipotiroidismul primar, tiroida produce cantități insuficiente de T3 și T4, ceea ce duce la pierderea inhibării feedback-ului negativ și la creșterea producției de TSH din hipofiza anterioară. În hipertiroidismul secundar, hipofiza anterioară produce cantități mari de TSH, care, la rândul său, stimulează celulele foliculare tiroidiene să secrete hormoni tiroidieni în cantități excesive. Pe de altă parte, dacă hipofiza anterioară ar produce niveluri scăzute de TSH, lipsa stimulării celulelor foliculare tiroidiene determină scăderea nivelului T3 și T4, deci hipotiroidismul secundar.

TSH este primul test de screening pentru majoritatea pacienților cu suspiciune de problemă tiroidiană. Împreună, cu T3 și T4, ajută la evaluarea dacă boala tiroidiană este primară sau secundară. Testele funcției tiroidiene măsoară nivelurile de T3, T4 și TSH din sânge. Acestea sunt critice nu numai pentru diagnosticarea problemelor tiroidiene, ci și pentru diferențierea dintre o cauză primară și una secundară a bolii tiroidiene. O modificare a TSH care este paralelă cu modificările T3 și T4 indică o problemă secundară care provine din hipofiza anterioară. În schimb, o modificare TSH care urmează direcția opusă T3 și T4 sugerează o problemă în glanda tiroidă în sine. [2] [3] [4]

Celular

TSH este un hormon peptidic produs de hipofiza anterioară. Se compune din două lanțuri: un lanț alfa și un lanț beta. Are o masă moleculară de aproximativ 28.000 Da. Compoziția este foarte asemănătoare cu ceilalți hormoni glicoproteici produși de hipofiza anterioară. Hormonul luteinizant (LH), hormonul foliculostimulant (FSH) și gonadotropina corionică umană (HCG) seamănă foarte mult cu TSH. Mai exact, toate au aceeași subunitate alfa ca TSH, dar lanțuri beta diferite care conferă specificitate biologică. Deoarece TSH, LH, FSH și HCG împărtășesc aceeași subunitate alfa, toate funcționează prin același sistem de mesager secundar monofosfat ciclic de adenină (AMPc). Al doilea sistem de mesagerie cAMP implică conversia adenin monofosfatului (AMP) în cAMP. Pe lângă cAMP, TSH activează și cascada de semnalizare IP3. Al doilea sistem de mesagerie IP3 implică eliberarea de calciu din reticulul sarcoplasmatic. Ambele cascade AMPc și IP3/Ca2 + duc la efecte fiziologice în aval care îmbunătățesc sinteza hormonilor tiroidieni și creșterea glandei tiroide.

Sisteme de organe implicate

Funcţie

TSH se leagă și activează receptorul TSH (TSHR), care este un receptor cuplat cu proteina G (GPCR) de pe suprafața basolaterală a celulelor foliculare tiroidiene. TSHR este cuplat atât la proteinele Gs, cât și la Gq G, activând atât calea AMPc (prin Gsa), cât și cascadele de semnalizare a celui de-al doilea messenger fosfoinozitol/calciu (IP/Ca2 +; prin Gq). Calea G activează absorbția iodurii, secreția hormonului tiroidian și creșterea și diferențierea glandelor. Calea Gq este limitată de viteza pentru sinteza hormonală prin stimularea organizării iodurii. O creștere a mutației funcționale a receptorului TSH are ca rezultat hipertiroidism, în timp ce o pierdere a mutației funcționale duce la hipotiroidism.

Înțelegerea rolului TSH în stimularea secreției T3 și T4 necesită cunoașterea căii de sinteză a hormonilor tiroidieni. Cele două componente principale ale T3 și T4 sunt iodul și tirozina. Iodul (I2) se formează prin oxidarea iodurii (I-) după ce celulele foliculare tiroidiene preiau activ iodura (I-) din fluxul sanguin împotriva gradientului său de concentrație. Tirozina, pe de altă parte, provine din tiroglobulină, o proteină bogată în tirozină sintetizată de celulele foliculare tiroidiene. După absorbția și oxidarea iodurii, iodul leagă reziduurile de tirozină pe tiroglobulină pentru a forma monoiodotirozină (MIT) și diiodotirozină (DIT). Triiodotironina sau T3 se formează atunci când un MIT se amestecă cu DIT. La fel, cuplarea a două DIT creează tetraiodotironină (T4) sau tiroxină. Procesul de oxidare a iodurii, iodarea tiroglobulinei și a cuplării MIT și DIT este catalizat de o enzimă numită tiroperoxidază. TSH stimulează secreția de hormoni tiroidieni prin creșterea absorbției de iodură, sinteza tiroglobulinei și activitatea tiroperoxidazei. În plus, TSH crește și fluxul sanguin către glanda tiroidă și stimulează hipertrofia și hiperplazia celulelor foliculare tiroidiene pentru a exercita efecte de creștere asupra glandei tiroide. [6]

Mecanism

Axul hipotalamo-hipofizar reglează eliberarea TSH prin intermediul neuronilor hipotalamici care secretă hormonul de eliberare a tiroidei (TRH), un hormon care stimulează tirotrofele din hipofiza anterioară să secrete TSH. La rândul său, TSH stimulează celulele foliculare tiroidiene să elibereze tiroxină sau T4 (80%) și triiodotironină sau T3 (20%). Somatostatina, pe de altă parte, este un alt hormon produs de hipotalamus care inhibă eliberarea TSH din hipofiza anterioară. Când T4 intră în circulație, acesta devine T3 prin procesul de deiodare. T4 și T3 pot exercita apoi feedback negativ asupra nivelurilor de TSH (niveluri ridicate de T3/T4 scad eliberarea de TSH din hipofiza anterioară, în timp ce nivelurile scăzute de T3/T4 cresc eliberarea de TSH). T3 este inhibitorul predominant al secreției de TSH. Deoarece secreția TSH este atât de sensibilă la modificările minore ale T4 liber prin această buclă de feedback negativ, nivelurile anormale de TSH sunt detectate mai devreme decât cele ale T4 liber în hipotiroidism și hipertiroidism. Există o relație log-liniară între T3/T4 și TSH, iar modificările minore ale T3/T4 duc la modificări semnificative ale TSH.

Testare conexă

TSH este testul de screening de primă linie atât pentru hipotiroidism, cât și pentru hipertiroidism, deoarece modificările TSH apar mai devreme decât modificările T3/T4. Dacă valorile sunt în afara intervalului de la 0,4 la 4,5 miliunități pe litru (mU/L), ar trebui să urmeze măsurarea T3 și T4. Cu toate acestea, TSH este întotdeauna cel mai bun prim test, deoarece este mai fiabil decât nivelurile plasmatice T3/T4, care tind să fluctueze. În hipotiroidismul primar, nivelurile de TSH sunt crescute datorită pierderii inhibiției negative asupra hipofizei anterioare. În schimb, în ​​hipertiroidismul primar, nivelurile de TSH scad.

Un alt test relevant atunci când vine vorba de boala tiroidiană este imunoglobulina stimulatoare a tiroidei (STI). Testul este diagnostic pentru o afecțiune numită boala Grave. După cum sa discutat mai târziu, boala Grave este o boală autoimună caracterizată prin prezența autoanticorpilor în sânge care exercită efecte asemănătoare TSH. Anticorpii stimulează TSHR pe celulele foliculare tiroidiene ducând la sinteza și eliberarea necontrolată a hormonilor tiroidieni. Testul detectează prezența anticorpilor care stimulează tiroida (STI) în sânge. [7]

Fiziopatologie

Hipertiroidism

Hipertiroidismul este o afecțiune caracterizată prin secreția excesivă de hormoni tiroidieni. O varietate de afecțiuni medicale duc la hipertiroidism, inclusiv boala Graves, neoplasm tiroidian, adenoame tiroidiene, secreție de TSH în exces sau administrare exogenă de T3 sau T4. Simptomele hipertiroidismului includ creșterea ratei metabolice bazale, scăderea în greutate, apetitul crescut, transpirații, tremurături, sensibilitate la căldură, iritabilitate, diaree și insomnie. În hipertiroidismul primar, ca și în cazul unui adenom tiroidian, nivelurile de TSH tind să scadă datorită inhibării feedback-ului negativ exercitat pe hipofiza anterioară de T3 și T4. În hipertiroidismul secundar, ca și în cazul unei tumori secretoare de TSH sau TRH, cresc atât nivelurile de TSH, cât și cele de T3/T4. [8] [9]

Hipotiroidism

Hipotiroidismul apare atunci când glanda tiroidă nu reușește să producă hormon tiroidian în cantități suficiente. Cea mai frecventă cauză a hipotiroidismului este tiroidita Hashimoto, care este o afecțiune cauzată de autoanticorpi care atacă celulele foliculare tiroidiene ducând la scăderea sintezei hormonilor tiroidieni. Alte cauze frecvente ale hipotiroidismului includ radioterapia, chirurgia tiroidei, tratamentul excesiv cu medicamente anti-tiroidiene, hipotiroidismul congenital, deficitul de iod sau tumorile hipofizare. Simptomele hipotiroidismului includ scăderea ratei metabolice bazale, creșterea în greutate în ciuda scăderii poftei de mâncare, sensibilitate la frig, scăderea debitului cardiac, hipoventilație, letargie și încetineală mentală, pleoape căzute, mixedem, întârziere a creșterii, întârziere mintală la pacienții perinatali și gușă În hipotiroidismul primar, ca și în cazul tiroiditei Hashimoto, nivelurile de TSH cresc din cauza pierderii inhibării feedback-ului negativ. În hipotiroidismul secundar, ca și în cazul unei tumori benigne a glandei pituitare, nivelurile de TSH scad. Tratamentul pentru hipotiroidism include terapia de substituție a hormonilor tiroidieni. [10] [11] [12]

TSH și estrogen

Globulina care leagă tiroxina (TBG) leagă majoritatea T3/T4 din sânge. O mică porțiune de hormoni tiroidieni circulă liber în sânge și constituie forma activă fiziologic. Estrogenul mărește sinteza și scade clearance-ul globulinei care leagă tiroxina (TBG). Prin urmare, excesul de estrogen, precum sarcina sau utilizarea contraceptivelor orale, determină creșterea nivelului de TBG. O creștere a activității de legare (TBG crescută) scade inițial concentrația hormonului liber. Cu toate acestea, o axă hipotalamo-hipofizară-tiroidiană intactă normalizează rapid nivelul hormonilor liberi și restabilește homeostazia. Ca atare, nivelurile TSH și T3/T4 libere rămân normale în timp ce crește T3/T4 total. În schimb, pacienții cu hipotiroidism preexistent se bazează pe hormonul tiroidian exogen (levotiroxină) pentru a menține niveluri adecvate de T3/T4 libere. Ca atare, nu reușesc să răspundă în mod adecvat la o scădere a nivelului de hormoni tiroidieni liberi. Prin urmare, o creștere a TBG la acei pacienți ar provoca o scădere a T3/T4 liber. Pierderea inhibării feedback-ului negativ asupra hipofizei determină creșterea nivelului TSH. Acești pacienți necesită o creștere a dozei de levotiroxină pentru a menține eutiroidismul.

Semnificația clinică

Boala lui Grave

Boala Grave este o afecțiune autoimună care afectează cel mai frecvent femeile tinere cu vârsta sub patruzeci de ani. Semnul distinctiv al bolii este prezența autoanticorpilor care exercită efecte asemănătoare TSH, numiți anticorpi stimulatori tiroidieni (STI). STI-urile stimulează receptorii TSH de pe celulele foliculare tiroidiene ducând atât la hipertiroidism, cât și la mărirea glandei tiroide, deci un gușă. Pe măsură ce nivelurile T3/T4 cresc, TSH scade prin inhibarea feedback-ului negativ. Pe lângă semnele și simptomele clasice ale hipertiroidismului, boala Grave provoacă și oftalmopatie, care se manifestă sub formă de exoftalmie (ochi bombați), iritație a ochilor, vedere dublă și, eventual, pierderea vederii. Oftalmopatia lui Grave se întâmplă cel mai probabil din cauza legării STI-urilor de receptorii de pe țesuturile moi și mușchii din spatele ochilor. Aceasta inițiază o cascadă inflamatorie care determină apariția simptomelor oculare. [8]

Adenom hipofizar secretor de TSH

Un adenom hipofizar funcțional este o tumoare hipofizară care secretă hormoni activi. De obicei apare din celulele secretoare de prolactină, cunoscute și sub numele de lactotrofe. Poate apărea, de asemenea, din tirotrofi care secretă TSH, ducând la o creștere a nivelurilor de TSH. Adenoamele care secretă TSH sunt adesea macroadenoame care nu numai că produc cantități excesive de TSH, dar creează și efecte de masă asupra structurilor adiacente. Pacienții se plâng de obicei de simptome de compresie (dureri de cap, probleme de vedere), precum și de simptome de hipertiroidism. TSH ridicat determină mărirea glandei tiroide și pacienții dezvoltă de obicei un gușă. [13]

Adenom hipofizar nefuncțional

Un adenom hipofizar care nu funcționează apare de obicei din gonadotrofe (celule secretoare de gonadotropină). Gonadotrofele sănătoase secretă LH și FSH active, constând atât din subunități alfa, cât și din beta. În schimb, un adenom hipofizar care nu funcționează secretă o formă inactivă de gonadotropine care are lanțul alfa, dar nu are subunitatea beta activă. Simptomele nu apar de obicei până când tumora nu devine suficient de mare pentru a comprima structurile adiacente. Simptomele comune de compresie includ dureri de cap și probleme de vedere. În plus, masa mare ar putea comprima celulele hipofizare adiacente ducând la scăderea TSH, precum și a altor hormoni hipofizari. O scădere a nivelurilor de TSH poate duce la hipotiroidism dacă tumora nu este gestionată în mod adecvat. [14]