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甲状腺功能概述

作者: Jerome M. Hershman, MD

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甲状腺位于颈部前方环状软骨之下,由通过峡部相连的左右两叶构成。甲状腺内的滤泡细胞产生两种主要的甲状腺激素:四碘甲状腺原氨酸(甲状腺素,T4)和三碘甲状腺氨酸(T3)。这些激素作用于机体中每一种组织细胞,和细胞中的核受体结合,改变许许多多基因产物的表达。胎儿和新生儿期脑部和躯体组织的正常发育需要甲状腺激素,人一生中蛋白质、碳水化合物和脂肪代谢的调节也离不开甲状腺激素。

T3的激素活性最高,T4的活性很低。但T4的半寿期要比T3长得多,能在大多数组织中转化为T3,因而是T3的储备。甲状腺激素的第3种形式是反T3(rT3),没有代谢活性;在某些疾病中rT3水平增高。

此外,滤泡旁细胞(C细胞)分泌降钙素,在血钙增高时释放使血钙降低( 血钙异常 : 钙代谢的调节)。

甲状腺激素的合成与释放

甲状腺激素的合成需要碘(见 甲状腺激素的合成.)。碘以碘化物的形式从食物和饮水中摄入机体,由甲状腺浓集并在滤泡细胞中由甲状腺过氧化物酶转化为有机碘(有机化)。滤泡细胞围绕于充满胶质的滤泡周围,该胶质由甲状腺球蛋白,一种含酪氨酸的糖蛋白组成。与滤泡细胞膜相接触的酪氨酸在1或2个位置上碘化(一碘酪氨酸或二碘酪氨酸),然后偶联形成2种甲状腺激素(二碘酪氨酸+二碘酪氨酸T4;二碘酪氨酸+一碘酪氨酸T3)。

甲状腺激素的合成.

在滤泡中T3和T4仍和甲状腺球蛋白结合,直至甲状腺滤泡细胞将含有甲状腺球蛋白的胶质小滴摄入细胞内后,T3和T4才和甲状腺球蛋白分离。然后游离T3和T4被释放进入血流,和血清中载运蛋白,主要是甲状腺素结合球蛋白(TBG)相结合,后者与T3和T4的亲和力高但结合容量低。正常情况下,约75%与载运蛋白结合的甲状腺激素由TBG运送。其他结合蛋白有甲状腺素结合前白蛋白(transthyretin),它与T4的亲和力高但结合容量低,还有白蛋白,后者与T3和T4的亲和力低但结合容量大。约0.3%的血清总T3和0.03%的血清总T4为游离形式,并与结合的甲状腺激素保持平衡。只有游离T3、T4能作用于周围组织。

T3和T4的合成与释放受垂体促甲状腺细胞分泌的促甲状腺素(TSH)控制。TSH的分泌受垂体负反馈机制控制:游离T4和T3水平增高时,TSH合成和分泌减少;反之则TSH分泌增多。TSH的分泌也受到下丘脑合成的促甲状腺素释放激素(TRH)的影响。虽然来自甲状腺激素的负反馈起一定作用,但调节TRH合成和释放的确切机制还不清楚。

血循环中的T3大部分在甲状腺以外的组织中由T4脱去一个碘而生成,只有1/5从甲状腺直接分泌。

甲状腺功能的实验室检查

TSH测定是确定甲状腺功能有无障碍的最好方法(见 各种不同临床情况下的甲状腺功能实验室检查结果)。除了少数罕见病例如垂体对甲状腺激素有抵抗,或是下丘脑和(或)垂体病变引起的中枢性甲状腺功能减退外,TSH正常基本上可排除甲状腺功能亢进或减退。在危重患者中血清TSH可假性降低。血清TSH水平也可用于确定亚临床甲状腺功能亢进(TSH降低)和亚临床甲状腺功能减退(TSH增高),在上述二种情况中,血清T4、游离T4、T3和游离T3均正常。

各种不同临床情况下的甲状腺功能实验室检查结果

生理状况

血清TSH

血清游离T4

血清T3

24小时放射性碘摄取

甲状腺功能亢进

未治疗

降低

增高

增高

增高

T3中毒症

降低

正常

增高

正常或增高

原发性甲状腺功能减退

未治疗

增高

降低

降低或正常

降低或正常

继发于垂体病变的甲状腺功能减退

降低或正常

降低

降低或正常

降低或正常

甲状腺功能正常

使用碘

正常

正常

正常

降低

使用外源性甲状腺激素

正常

T4正常,T3降低

T3增高,T4正常

降低

使用雌激素

正常

正常

增高

正常

甲状腺功能正常性病态综合征

正常,降低或增高

正常或降低

降低

正常

T3=三碘甲腺原氨酸;T4=甲状腺素;TSH=促甲状腺素。

血清总T4测定包括了结合和游离两部分。如果血清甲状腺激素结合蛋白的水平有变化,即使有生理活性的游离T4水平不变,血清总T4也会出现相应变化。因此,患者可能在生理上正常,但血清总T4不正常。可以直接测定血清游离T4以避免在解释总T4水平时出现错误。

游离甲状腺素指数(游离T4指数)是一个通过计算得出的数值,它可校正血清甲状腺激素结合蛋白数量变化对总T4的影响,因而可通过总T4测定来估计游离T4的水平。甲状腺激素结合率或T3树脂摄取可用来估计与蛋白质结合的激素的比例。游离T4指数测算较易,与游离T4直接测定有较好的可比性。

血清总T3和游离T3也可测定。由于T3与TBG结合紧密(虽然比T4差10倍),因此血清TBG的变化,以及能改变TBG结合力的药物都会影响血清总T3水平。血清游离T3水平可用直接法和间接法测定(游离T3指数),方法同上文中用于T4者,主要用于诊断甲状腺毒症。

TBG测定方法已经建立;妊娠、雌激素治疗或口服避孕药、以及传染性肝炎急性期时TBG均会增高。一种X连锁的遗传病也可使之增高。造成TBG下降的最常见原因是合成代谢性质的类固醇和过量的皮质类固醇。某些药物如苯妥英和阿司匹林及其衍生物在大剂量使用时,可将与TBG结合的T4置换下来,使血清总T4假性降低。

甲状腺过氧化物酶的自体抗体存在于几乎所有桥本甲状腺炎患者(其中有些还有甲状腺球蛋白自体抗体)及大多数Graves病患者体内。这些自体抗体是自身免疫疾病的标志,但并不一定致病。然而,一种直接针对甲状腺滤泡细胞TSH受体的自体抗体可引起Graves病患者甲状腺功能亢进。自身免疫性甲状腺疾病患者体内可发现抗T4和T3的抗体,可影响T4和T3的测定,但很少有临床意义。

甲状腺是甲状腺球蛋白合成的唯一部位,后者在正常血清中很易测出,在毒性或非毒性甲状腺肿患者中常增高。血清甲状腺球蛋白测定主要用于评估因甲状腺已分化癌而行甲状腺次全切或全切(加用或未用131I放疗)患者术后的状况。对于术后正在服用抑制TSH分泌剂量的l-甲状腺素或已停服的患者,血清甲状腺球蛋白水平正常或增高说明仍有正常或癌变的甲状腺组织残留。但是,甲状腺球蛋白抗体可能影响其测定结果。

放射性碘摄取试验用于测定甲状腺对碘的吸收率。给患者口服或静脉注射微量放射性碘;然后用扫描仪测定甲状腺对放射性碘的摄取量。在放射性碘的同位素中,以123I为佳,因患者受到的辐射量最小(大大少于131I)。甲状腺对123I的摄取可因患者平时的碘摄入量而有很大变化,如患者摄入过大量碘,123I的摄取率会降低。

这一试验可用于甲状腺功能亢进的鉴别诊断(摄取率增高见于Graves病,降低见于甲状腺炎— 甲状腺功能亢进 : 诊断)。也有助于计算治疗甲状腺功能亢进时所需的131I用量。

给予放射性碘或99mTc过锝酸盐后进行闪烁照相,可得到表示同位素摄取情况的图像。局灶性的摄取增多(热点)或减少(冷点)有助于鉴别癌变的可能部位(甲状腺癌在热结节中<1%,在冷结节中为10%~20%)。

筛查

对于所有男性65岁,或女性35岁,应每5年筛查血TSH。对于有甲状腺疾病危险因素者,TSH检测应更频繁。甲状腺功能减退症筛查的卫生经济学意义不亚于高血压、高胆固醇血症,以及乳腺癌筛查。测定TSH诊断或排除甲减/甲亢具有高度的敏感性与特异性。一经发现,甲减与甲亢均可得到有效控制。鉴于老年人中甲减高发,年龄>70岁者应每年筛查TSH。

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