TİROİD HORMONLARI FİZYOLOJİSİ Prof. Dr. Fadıl Özyener Fizyoloji Anabilim Dalı Dersin amacı ve öğrenim hedefleri Tiroid hormonlarının (TH); yapımı ve salgılanması açıklamak, organizmadaki genel ve özel fizyolojik etkilerini sınıflamak, salgı düzenlenmesini gözden geçirmek, normalden az veya çok olmasının sonuçlarını değerlendirmektir. Tiroid hormonlarının (TH) yapım, depolanma ve salgılanması 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. İyodür tutulması (İyot pompası) Tiroglobülin (TGB) sentezi İyodürün oksidasyonu Tirozinin iyodasyonu T1 ve T2’nin kenetlenmesi (“coupling”) Kolloidin sindirimi TH sekresyonu TH kanda taşınması 1: iyodür pompası I tiroid hücresinde ikincil etkin taşıma mekanizması ile 25-30 kat yoğunlaştırılır (mak 250 kat). Günlük iyodun (100- 120 mgr) 1/5’i tiroid bezi tarafından tutulduktan sonra kalanı böbreklerden atılır. Yılda 50 mg I gereklidir. Tükrük bezleri, mide mukozası, plasenta, gözün silyer cismi, koroid pleksus ve meme bezleri de derişim farkına karşı iyodür taşır. 2: tiroglobülin (TGB) sentezlenmesi Tiroid hücrelerinin endoplazmik retikulumunda sentezlenir ve golgi aparatusunda son şekli verilir. TGB molekülünün içerdiği amino asitlerden tirozin en önemlisidir. 2Na+-1I- simportır (NIS), pendrin 3: iyodürün oksidasyonu İYODÜR İYODA okside edilir. Hücre zarının hemen dışında yerleşik olan hidrojen peroksidaz, HPO, enzimi tarafından I- I0 veya I2 + e HPO sistemi engellenmişse veya kalıtımsal olarak yoksa TH salgısı da gerçekleşemez. 4: tirozinin iyodasyonu İyodun TGB’deki tirozine bağlaması monoiyodotirozin ve diiyodotirozin oluşur (MIT/T1 ve DIT/T2). Okside iyodin molekuler biçimde de tirozin ile doğrudan, fakat çok yavaş bağlanır. Oysa iyodinaz enzimi bu tepkimeyi son derece süratli hale getirir. 5: T1 ve T2’nin kenetlenmesi TPO TPO Normalde, iyotlu bileşiklerin ortalaması %23 MIT, %33 DIT, %35 T4 ve %7 T3 şeklindedir. 6: kolloidin pinositoz ve sindirimi Tiroid bezi hücreleri apikal yüzeylerinden kolloide yalancı ayaklar (södopotlar) uzatarak pinositik veziküller oluştururlar. 7: Tiroid Hormon (TH) salgılanması deiyodinaz T1, T2 Kana salınan TH: % 90-93’ü tiroksin (T4) % 7-10’u T3’tür. (Ancak birkaç gün içinde T4’ün ~ yarısı T3’e dönüşür.) 8: kan ile hücrelere taşınması Tiroid H bağlayan plazma proteinleri Protein Plz. kons. (mg/dl) T4 (%) T3 (%) Tiroksin-bağlayan globulin (TBG) 2 67 46 Transtiretin (TTR, tiroksin-bağlayan pre-albumin) 15 20 1 Albumin 3500 13 53 T4’ün vücutta dağılımı Tiroid almaçları (TR) ve genleri a reseptör gen (TRa1,TRa2): 17. kromozom üzerinde b reseptör gen (TRb1, TRb2): 3. kromozom üzerinde TRa1, TRa2 ve TRb1 yaygın olarak tüm hücrelerde; TRb2 ise sadece beyinde bulunur. TRa2 T3 hormonunu bağlamaz. Tiroid hormonların etki düzeneği TH etkisi yavaş başlar uzun sürer. T4 T3 Latent dönem 2-3 gün 6-12 saat Maksimum etki 10-12 gün 2-3 gün Yarı ömür ~15 gün ~4 gün Tiroid hormonların genel etkileri Hemen bütün hücrelerde enzimlerin, yapısal/taşıyıcı proteinlerin ve benzerlerinin etkinlik ve derişiminde artışa yol açar. Tiroid hormonları (TH) mitokondri sayısı ve etkinliğini önemli oranda artırır. Na+- K+ ATPaz enziminin etkinliğini uyararak iyonların hücre zarından aktif taşınmasını hızlandırır ve artırır. Çoğu endokrin bezde salgı hızını . Net sonuç bazal metabolizma hızının (BMH) artmasıdır. TH büyüme ve gelişme üzerine genel ve özel etkileri vardır. Fetal hayatta ve doğum sonrası ilk yıllarda sinir sisteminin büyüme ve gelişmesindeki rolleri çok önemlidir. Pübertede büyüme ve gelişmenin “optimal” olması için gereklidirler (normal cinsel gelişim ve doğurganlık için). Tiroid hormonların metabolik (özel) etkileri Protein sentez hızında yükselme olurken uzun dönemde protein yıkımında da artış görülür. Karbonhidrat metabolizmasında hücrelerin glikozu alması, glikolizis, glikoneojenezis ve bağırsaktan glikoz emilimi artar. Vitaminlere gereksinimi arttırır. Lipidleri yağ dokudan mobilize ederek plazmada serbest yağ asidi miktarını yükseltirken hücrelerde oksidasyonu . Plazmada kolesterol, fosfolipid ve trigliserid miktarlarını . Kolesterolün safra salgısı içersinde atılımını indüklerler. THnın kalp üzerine etkisi T3 miyositler üzerine doğrudan etkilidir. Ayrıca katekolaminler ve sempatik sinir sistemi üzerinden de katkıda bulunur. Kalp atım hızını arttırır. Kalp atım gücü artar, ancak yüksek hormon düzeylerinde . Kan akımı ve kalp debisi . TH ve solunum sistemi O2 alınması ve CO2 atılması yükseldiği için solunumun derinliği ve hızı artar. Sonuçta dakika ventilasyonu çoğalır, ancak PaO2 ve PaCO2 normal sınırlardadır. Eritropoetin salgısı da uyarıldığından hematokrit hafifçe yükselmiştir. (Bu düzenlemeler, toplam O2 taşıma yeteneğinin çoğaltılması amacıyladır.) T4 ve T3’ün yıkımı Karaciğer, böbrek ve diğer dokular iyodotironin deiyodinaz Tip I : karaciğer, böbrek Tip II : beyin, hipofiz, kahverengi yağ dokusu Tip III: plasenta, beyin TİROİD HORMON SALGISININ DÜZENLENMESİ Kan TH düzeyi azalırsa TRH salgısı artar TSH (tirotiropin) yükselir Tiroid bezinden TH salgısı artar TRH'un etki mekanizması Hipofiz hücresi bazal zarındaki reseptörlerine bağlanır ve fosforilaz “ikincil haberci” sistemi uyarılır çok miktarda fosforilaz C üretilir bir dizi tepkime sonrası TSH salgısında artma TSH'un etki mekanizması Tiroid hücre bazal zarındaki reseptörlerine bağlanır ; adenil siklaz etkinleşir hücre içinde cAMP yapımı protein kinaz etkinleşir hücre içinde ilgili fosforilasyon basamakları başlar Tiroid Hormon salgısında artma TSH (tirotiropin) etkileri TSH artışından sonra dakikalar içinde TGB’nin proteolizi; T3, T4 ve iyodotirozinlerin yapımı; tiroglobülinin kolloide salgılanması ve kolloid pinositozu artar. Daha sonra iyodür tutulması, HPO etkinliği artarken, kan akımı da hızlanır. TH AZ SALGILANMASI (Hipotirodizm) Primer hipotiroidizm Sekonder hipotiroidizm Primer hipotiroidizm Gelişimsel ve kalıtsal anomaliler Otoimmun tiroiditis (Hashimoto hst.) Diyetteki iyot eksikliğine bağlı endemik kolloid guatr Ameliyat sonrası (post-op) Sekonder hipotiroidizm Hipofizer veya hipotalamik patoloji sonucu gelişebilir. Hipotiroidik insanlarda Deri kalın, kuru ve sarımsı (karotenemi), saçlar seyrek Ses boğuk, kısık ve yavaş Zihinsel etkinlik ve bellek zayıf, bazı hastalarda ağır zihinsel belirtiler Plazma kolesterolü yüksek Bazal metabolizma hızı –40, –50 Miksödem: Erişkin hipotiroidizm sendromuna genellikle genellikle, özgün deri değişikliklerini belirtmek için miksödem adı verilir. Guatr Tiroid bezinin büyümesi Kretenizm: doğuştan hipotiroidili çocuklar Hipotalamus–hipofiz–tiroid ekseninin herhangi bir noktasındaki doğumsal anomali kretenizme yol açabilir. Fiziksel ve mental gelişme geriliği son derece belirgindir. Özellikle doğumdan sonraki ilk aylarda aşırı büyük, adeta ağızdan dışarı taşan dil uyarıcı olmalıdır. Tanı: Fizik muayene ve anamnez Kan TH, TGB, TSH ve TRH düzeyleri Ultrasonografi, Sintigrafi, MR İnce İğne Aspirasyon Biyopsisi (öz.nodül varsa) Tedavi: Çoğunlukla sentetik T4; Endemik guatrda iyot; Gerekiyorsa kemateropatik, cerrahi ve/veya radyolojik yaklaşım ile yapılır. Tedavi: öncesi ve sonrası TH FAZLA SALGILANMASI (Hipertirodizm) Tiroide ait sebepler Tiroid dışı sebepler Tiroide ait sebepler Basedow-Graves hastalığı, soliter toksik adenom, toksik multinoduler guatr, tiroiditler Tiroid dışı sebepler Eksojen TH verilmesi (iyatrojenik hipertiroidi), ektopik tiroid dokusu, TSH/TRH salgılayan tümörler Basedow-Graves hastalığı Kanda TSH benzeri maddeler (büyük bir olasılıkla otoimmün olarak gelişen immunoglobulin yapıda antikorlar, tiroid stimulan immunoglobulin -TSİ) T3 ve T4 salgısında büyük artış TSH salgısı çok az Tirotoksikozda bulgu ve belirtiler Kilo kaybı ( iştaha rağmen) Sıcağa dayanıksızlık, nabız basıncının artması, çarpıntı Sıcak ve yumuşak deri Eksoftalmi (göz kürelerinin dışa fırlaması) Kas kasılması üzerine olumsuz etki (kas güçsüzlüğü) Ellerde ince tremor (kas tonüsünü kontrol eden sinapslardaki hiperaktiviteden dolayı olduğu düşünülmekte) BM hızında %10- 100 artış Bol terleme, MSS üzerine etki ile aşırı sinirlilik ve endişe Tanı: Fizik muayene ve anamnez Kan TH, TGB, TSH ve TRH düzeyleri Ultrasonografi, Sintigrafi, MR İnce iğne aspirasyon biyopsisi (öz.nodül varsa) Tedavi: Radyoaktif iyot (ABD ve Kanada’da baskın seçenek) Anti-tiroid ilaçlar Sempatolitik ilaçlar; Cerrahi (kısmi veya tam), Kematöropatik ve radyoaktif müdahale Kaynaklar http://tip.uludag.edu.tr/fizyoloji/ders-notlari.php Review of Medical Physiology. Ed:Ganong WF, 2010. Berne&Levy Physiology, Ed.Koeppen BM and Stanton BA, Mosby Elsevier, 6th edition,2010 Vander İnsan Fizyolojisi, Eds: Widmaier EP, Raff H ve Strang KT; Çev Ed: Demirgören S, 2010. Textbook of Medical Physiology. Eds: Guyton AC., Hall JE. Elsevier Saunders, 11th Edition 2006. Principles of Anatomy and Physiology.Eds:Tortora G.J & Grabowski, 9th Ed John Wiley & Sons Inc., 2000 000