Sinh lý nội tiết tuyến giáp

Đặc điểm giải phẫu và tổ chức học

Tuyến giáp nằm trước khí quản, dưới sụn giáp, nặng 20-25g, gồm 2 thùy, có eo ở giữa, cao 6cm, rộng 3cm, dày 2cm.

Cấu trúc gồm nhiều nang giáp, trong chứa đầy dịch keo, xen lẫn hệ thống mạch máu rất phong phú (1% lưu lượng tim), ở đây tổng hợp và dự  trữ hormon T3, T4.

Hình: Nang giáp.

Các nang giáp cấu tạo bởi những tế bào tuyến, đáy tiếp xúc với mao mạch, đỉnh tế bào tiếp xúc với dịch keo trong lòng nang.

Ngoài ra, cạnh các nang giáp, các tế bào cạnh nang bài tiết ra calcitonin là hormon tham gia chuyển hoá can-xi (hình 4).

Tổng hợp hormon giáp

Iod là chất chủ yếu cho sự tổng hợp hormon giáp. Quá trình tổng hợp hormon gồm 4 giai đoạn :

Bắt iod

Trong tuyến giáp, sự bắt iod phải có mặt của TSH. Nó tăng khi tuyến bị kích thích bởi TSH hay khi dự trữ hormon trong tuyến giáp giảm.

Iod huyết tương lưu hành trong máu dưới dạng iodure (I- ) đến từ các nguồn sau:

Từ thức ăn, trung bình 100 đến 300 microgram mỗi ngày

Từ  sự khử iod ở ngoại vi của hormon giáp

Cuối cùng iod được lấy từì sự khử iod của mono-iodotyrosine (MIT) và di-iodotyrosine (DIT) .

 Sự bắt iod của tuyến giáp sẽ giảm nếu như nguồn cung cấp vượt quá 4mg/ngày.

Sự bắt iod cần năng lượng, nhờ vào (bơm iod( với sự hoạt động của Na-K-ATPase, quá trình này có thể bị chặn lại bởi ouabain và perclorat, các chất này cạnh tranh với iod. Khi vào trong tế bào giáp, các iod này sẽ trộn lẫn với iodur được giải phóng sau khi bài tiết hormon giáp và nhanh chóng được sử dụng để tổng hợp phân tử hormon giáp mới. Ở tuyến giáp bình thường, bơm iod tập trung iod tại tuyến giáp gấp 30 lần trong máu. Ở  tuyến giáp tăng hoạt động, sự tập trung này có thể tăng đến gấp 250 lần.

Tổng hợp và dự trữ hormon giáp

Sự tổng hợp và dự trữ hormon giáp liên kết với thyroglobulin. Đây là chất cần thiết cho sự iod hóa và tạo nên dạng dự trữ  hormon giáp trước khi bài tiết ra ngoài.

Trong tế bào giáp, mạng nội bào tương và lưới golgi tổng hợp và bài tiết thyroglobulin vào dịch keo, là một glycoproteine trọng lượng phân tử 660.000, được mã hóa về mặt di truyền. Một phân tử thyroglobulin có 2 tiểu đơn vị với trọng lượng phân tử tương đương (330.000), nhưng trong dịch keo nó ở dạng không đồng nhất.

Oxy hoá iod: Bước đầu tiên của sự hình thành hormon giáp là oxy hóa I-- thành iodine (I2), đây là dạng có khả năng gắn với gốc amino acid tyrosin của phân tử thyroglobulin. Quá trình này có sự tham gia của men peroxydase và kèm theo nó là hydrogen peroxydase. Peroxydase khu trú ở cực đỉnh của tế bào giáp và sự oxy hóa iod xảy ra đúng vị trí mà ở đó thyroglobulin được tạo thành và đổ vào dịch keo. Khi hệ thống peroxydase bị cản hoặc do thiếu bẩm sinh thì tốc độ hình thành hormon giáp giảm xuống bằng 0.

Sự gắn iod vào tyrosin: Sự gắn iod vào phân tử thyroglobulin gọi là sự hữu cơ hóa thyroglobulin và gắn độ 1/6 gốc tyrosin trên phân tử thyroglobulin nhờ men iodinase. Đầu tiên, tyrosin được gắn với 1 và 2  iod để tạo thành MIT (T1) và DIT (T2). Tiếp đó trong vài phút, vài giờ hoặc vài ngày, các DIT ghép cặp để tạo thành thyroxin , một MIT ghép với một DIT để hình thành Tri-iodothyronin T3.

Như vậy, T3T4 được tạo thành, chính là dạng hormon tuyến giáp và vẫn gắn vào phân tử thyroglobulin ở dạng dự trữ.

Mỗi phân tử thyroglobulin chứa 1 đến 3 T4 và 14 thyroxin có 1 phân tử T3. Ở dạng này, hormon giáp dự trữ trong dịch keo đủ cung cấp cho cơ thể trong 2-3 tháng.

Quá trình hữu cơ hóa được tự điều hòa bởi lượng I-- hiện diện trong tế bào giáp: ở tuyến bị kích thích mạnh trước đó, hoặc do thiếu iod, hoặc do TSH ngoại sinh, hoặc nguồn iod quá thừa dẫún đến tăng nồng độ iod trong tế bào giáp. Điều này dẫn đến hai hậu quả : (i) hình thành iod bất hoạt (I3) gây cản trở tổng hợp hormon tuyến giáp (ii) lượng iod thừa sẽ cản trở thu nhận iod, tất nhiên dẫn đến giảm I- trong giáp và giảm lượng hormon giáp.

Tuy nhiên, sự cản trở tổng hợp hormon sẽ được giải tỏa sau một thời gian. Sự tự điều hòa trên được gọi là hiệu ứng Wolff - Chaikoff.

Sự di chuyển của hormon giáp

Quá trình này diễn ra ngược lại với sự thu nhận iod: từ dịch keo đi qua tế bào và từ cực đỉnh đến cực mạch máu. Bắt đầu bằng sự hình thành các chân giả ở các nhung mao phía màng đỉnh của tế bào giáp. Chúng sẽ lấy các giọt keo tạo nên một cái túi trong lòng nó, rồi kết hợp với các lysosom chứa enzym tiêu hóa. Proteinas là một trong số các enzym này, tiêu hóa phân tử thyroglobulin và phóng thích T3, T4 bằng cách cắt các dây nối peptid gắn hormon với phân tử protein này. Các hormon khuếch tán về cực mạch máu để đổ vào mao mạch xung quanh, một số đi vào ống bạch huyết.

Khoảng 3/4 tyrosin đã được iod hóa trong thyroglobulin vẫn ở dạng MIT và DIT. Cùng với sự phóng thích T3, T4, các dạng này cũng được phóng thích nhưng không được tiết vào máu, mà bị khử iod bởi men deiodinase. Chính những iod này quay trở lại trong tuyến để góp phần tạo hormon giáp mới.

Sự bài tiết hormon giáp

Độ 93% hormon được phóng thích từ  giáp là thyroxine (100nmol/24giờ) và chỉ hơn 7% là T3 (10 nmol/24giờ). Sau vài ngày phần lớn T4 bị khử iod để tạo thành T3. Cuối cùng hormon đến và hoạt động trên tổ chức chủ yếu là T3, có độ 35 microgram T3 được tạo nên mỗi ngày nhưng chúng không có hoạt tính và có thể bị phá hủy.

Hàm lượng T4 toàn bộ trong huyết tương trong khoảng 50-140 nmol/l và T3 là 1,2-3,4 nmol/l, phần lớn được kết hợp với protein huyết tương. T3,T4 tự do được đo trực tiếp bằng kỹ thuật miễn dịch phóng xạ, T4 tự do (f-T4) bằng 12 pmol/l, T3 tự do (f-T3) là 30pmol/l, đây chính là dạng hoạt động của hormon.

Chuyển hóa hormon giáp

Trong máu phần lớn T4 chuyển thành T3 và RT3 (reverse T3), T3 là hormon hoạt động trên tổ chức (80% do T4 chuyển sang, 20% do tuyến giáp tiết trực tiếp), có hoạt tính sinh học gấp 5 lần T4.

Sau khi tác dụng, hormon giáp bị khử iod trong gan, thận và nhiều mô khác, một số iod sẽ được tái hấp thu vào máu được sử dụng lại, một ít đào thải qua phân.

Tỷ lệ tái hấp thu và bài tiết còn lệ thuộc vào nguồn cung cấp iod. Ví dụ: mỗi ngày cơ thể thu nhận từ thức ăn, nước uống là 500(g iod, thì khoảng 120(g vào tuyến giáp và tuyến giáp sẽ dùng 80(g để tạo T3, T4, còn 40(g khuếch tán vào dịch ngoại bào. Sau đó T3, T4 bị khử iod, giải phóng 60(g. Tổng cộng mỗi ngày có khoảng 600(g iod trong cơ thể, 20( sẽ được tái hấp thu vào tuyến giáp, còn 80( đào thải theo nước tiểu. Định lượng iod trong nước tiểu biết được lượng iod thu nhập hàng ngày.

Tác dụng của hormon giáp

Tác dụng lên chuyển hóa tế bào

T4, T3 làm tăng tiêu thụ O2 ở hầu hết các mô trong cơ thể nên làm tăng chuyển hóa cơ sở (CHCS), ngoại trừ não, tinh hoàn, tử cung, lách, bạch huyết, tiền yên. CHCS có thể tăng từ 60-100% trên mức bình thường khi một lượng lớn hormon được bài tiết.

Tăng kích thước và số lượng ty lạp thể, do đó tăng ATP để cung cấp năng lượng cho các hoạt động chức năng của cơ thể.

Khi T3, T4 tăng quá cao (cường giáp), các ty lạp thể càng tăng hoạt động, năng lượng không tích lũy hết dưới dạng ATP mà thải ra dưới dạng nhiệt.

Hormon giáp có tác dụng hoạt hoá men Na+ -K+ -ATPase do đó làm tăng vận chuyển ion Na+ và K+ qua màng tế bào một số mô, quá trình này cần sử dụng năng lượng và tăng sinh nhiệt nên được coi đây là cơ chế làm tăng chuyển hoá của cơ thể.

Tác dụng trên sự tăng trưởng

Thể hiện rõ ở thời kỳ đang lớn của đứa trẻ, cùng với GH làm cơ thể phát triển. Đặc biệt có tác dụng phát triển bộ não thai nhi và những năm đầu sau sinh.

Tác dụng trên chuyển hóa 

Glucid: hormon giáp tác dụng hầu hết các giai đoạn của quá trình chuyển hoá glucid, bao gồm tăng thu nhận glucose ở ruột, tăng tạo đường mới, tăng phân hủy glycogen thành glucose ở gan, do đó gây tăng glucose máu nhưng chỉ tăng nhẹ.

Lipid: tăng thoái hóa lipid ở mô mỡ dự trữ, gây tăng nồng độ acid béo tự do huyết tương và tăng oxy hóa acid béo tự do ở mô để cho năng lượng. Giảm lượng cholesterol, phospholipid, triglycerid huyết tương, do đó người nhược năng tuyến giáp có thể có tình trạng xơ vữa động mạch.

Protid: ở liều sinh lý, T3,T4 làm tăng tổng hợp protein giúp cho sự phát triển và tăng trưởng cơ thể, nhưng ở liều cao, tác dụng dị hóa nổi bật, gây mất protein ở mô, vì vậy người bệnh cường giáp thường gầy.

Tác dụng trên chuyển hóa vitamin 

T3,T4 cần cho sự hấp thu vitamin B12 ở ruột và chuyển caroten thành vitamin A.

Tác dụng trên hệ thần kinh cơ

Hormon giáp thúc đẩy phát triển trí tuệ, liều cao gây hoạt bát, bồn chồn, kích thích;  nhược năng ở trẻ gây chậm phát triển về trí tuệ.

Hoạt hóa synap, làm ngắn thời gian dẫn truyền qua synap, do đó ở bệnh nhân cường giáp, thời gian phản xạ gân xương ngắn, đồng thời, tăng hoạt động các synap thần kinh ở vùng tủy chi phối trương lực cơ gây dấu hiệu run cơ.

Tác dụng lên tim mạch

Trên tim làm tăng số lượng (-receptor ở tim, do đó tim nhạy cảm với catecholamin nhiều hơn, làm nhịp tim nhanh.

Trên mạch máu: tăng chuyển hóa và tăng các sản phẩm chuyển hóa ở mô gây dãn mạch, làm tăng lưu lượng tim, có khi tăng trên 60% trong cường giáp và giảm chỉ còn 50% so với bình thường trong nhược năng giáp.

Tác dụng lên cơ quan sinh dục

Sự hoạt động bình thường của tuyến giáp cần thiết cho sự phát triển bình thường của bộ máy sinh dục. Ở nam giới, thiếu hormon giáp gây mất dục tính nhưng bài tiết nhiều có thể gây bất lực. Ở nữ giới, thiếu hormon giáp gây rong kinh, đa kinh nhưng thừa hormon gây ít kinh, vô kinh hoặc giảm dục tính.

Điều hòa bài tiết hormon giáp

Tuyến giáp được kiểm soát bởi TSH tiền yên, sự bài tiết TSH tăng dưới tác dụng của TRH và lạnh, giảm khi bị stress, nóng...T4,T3 tự do ức chế ngược sự bài tiết TSH, TSH bị điềìu khiển bởi TRH.

Trong điều kiện sinh lý, chỉ cần 55(g iod/ngày vào tuyến giáp, nếu sự cung cấp gia tăng (10 giọt Lugol chứa 60.000(g iod) xuất hiện sự giảm thu nhận iod hữu cơ, cũng như ức chế giải phóng hormon.

Các rối loạn chức năng giáp

Ưu năng tuyến giáp

Cường giáp hay gặp nhất là thể bệnh Graves (Basedow) tuyến phì đại và lồi mắt. Đây là bệnh tự miễn, cơ thể sản sinh kháng thể chống lại kháng nguyên tuyến giáp, kháng thể gắn vào receptor tiếp nhận TSH kích thích sự bài tiết hormon giáp, kháng thể này được gọi là TSI (Thyroid Stimulating Immunoglobulin). Nghiên cứu miễn dịch phóng xạ, cho thấy TSH giảm, có khi bằng 0. Ở phần lớn bệnh nhân, kháng thể kháng mô hố mắt  được tìm thấy trong máu.

Ngoài ra, cường giáp còn gặp trong u tuyến giáp, hiếm gặp hơn, nồng độ cao hormon giáp ức chế tuyến yên bài tiết TSH do đó phần còn lại của giáp hầu như không hoạt động. Tất cả những triệu chứng lâm sàng của cường giáp đều do tăng nồng độ T3,T4 trong máu.

Nhược năng giáp

Nguyên nhân tại tuyến giáp, tuyến yên hoặc vùng dưới đồi, thường gặp là suy giáp do tự miễn. Thường biểu hiện bằng hiện tượng viêm tuyến giáp sau đó tuyến giáp dần xơ hoá và giảm chức năng.

Hội chứng suy giáp do nhược năng tuyến giáp, giảm lượng thyroxin, bệnh nhân thường chậm chạp, nhịp tim chậm, ngủ nhiều...Có biểu hiện phù niêm là dạng phù do ứ động dưới da acid hyaluronic và chondrotin sulfat kèm với protein trong khoảng kẽ. Ngoài ra người suy giáp có thể bị xơ vữa động mạch do tăng nồng độ cholesterol máu, đặc biệt ở suy giáp thể phù niêm (Myxoedema).

Lùn giáp (chứng đần độn: Cretinisme): trẻ bị suy giáp ngay sau khi sinh, lùn, trí tuệ kém phát triển, lưỡi to. Nguyên nhân do mẹ thiếu iod lúc mang thai hoặc bất thường tuyến giáp bẩm sinh. Có thể điều trị ngay sau sinh.

Thiếu iod: khi sự hấp thu iod dưới 10(g/ngày, sự tổng hợp hormon giáp không đủ, TSH tăng, gây phì đại giáp: Bướu cổ địa phương. Giai đoạn đầu chức năng giáp còn bình thường, nhưng nếu không điều trị dần dần sẽ dẫn đến suy giáp.

Chủ trương cung cấp muối iod  được thực hiện ở nhiều nước và kết quả làm giảm tỷ lệ bướu cổ xuống rõ rệt. Ở nước ta, qua những cuộc điều tra ở vùng đồng bằng và ngay cả vùng ven biển cũng thiếu iod. Từ tháng 1 năm 1995 toàn dân được cung cấp muối iod.

Ngoài ra còn một số nguyên nhân khác ngăn cản tổng hợp hormon giáp (sắn, rau cải, thuốc lá...) gây Bướu cổ rải rác.

Thừa iod

Khi sự cung cấp iod quá mức qui định (> 400-1000 (g/ngày) kéo dài có thể gây những rối loạn chức năng giáp.

Hormon calcitonin

Do các tế bào cạnh nang bài tiết, chỉ chiếm 0,1% tuyến giáp. Đây là một polypeptid có 32 acid amin, trọng lượng phân tử 3400.

Tác dụng làm giảm nồng độ canxi huyết tương do làm giảm hoạt động của tế bào huỷ xương, tăng lắng đọng muối canxi ở xương và giảm hình thành các tế bào huỷ xương mới. Tác dụng trên quan trọng ở trẻ đang lớn nhằm đáp ứng với tốc độ thay đổi xương nhanh trong thời kỳ đang phát triển.

Sự bài tiết calcitonin được điều hoà bởi nồng độ ion Ca++ huyết tương. Sự tăng nồng độ ion Ca++ khoảng 10% thì bài tiết calcitonin tăng gấp 2-3 lần. Tuy nhiên tác dụng duy trì nồng độ canxi mạnh và kéo dài chủ yếu là tác dụng của parathormon.