PHẪU THUẬT TUYẾN GIÁP VÀ TUYẾN CẬN GIÁP, ẤN BẢN THỨ 3. CHƯƠNG 3. SINH LÝ TUYẾN GIÁP VÀ XÉT NGHIỆM CHỨC NĂNG TUYẾN GIÁP

PHẪU THUẬT TUYẾN GIÁP VÀ TUYẾN CẬN GIÁP, ẤN BẢN THỨ 3
Chủ biên: Gregory W. Randolph MD FACS FACE – Nhà xuất bản Elsevier (2022)
Dịch và chú giải: Ths.Bs. Lê Đình Sáng 
Bản dịch vì mục đích phi lợi nhuận. Xuất bản trực tuyến duy nhất trên các website sachyhoc.com và yhoclamsang.net của THƯ VIỆN MEDIPHARM

CHƯƠNG 3. SINH LÝ TUYẾN GIÁP VÀ XÉT NGHIỆM CHỨC NĂNG TUYẾN GIÁP

Thyroid Physiology and Thyroid Function Testing
Angela M. Leung; Gregory A. Brent
Surgery of the Thyroid and Parathyroid Glands, 3, 26-38

SINH LÝ TUYẾN GIÁP

Tổng Hợp và Điều Hòa Hormone Tuyến Giáp

Đơn vị chức năng cơ bản của tuyến giáp là nang giáp (thyroid follicle). Nang giáp chứa một lớp tế bào nang giáp (thyroid follicular cells) tạo thành hình cầu bao quanh lòng nang, bên trong chứa đầy chất keo (colloid) dạng khối protein. Các tế bào nang giáp có tính phân cực; màng đỉnh (apical membrane) tiếp giáp với lòng nang chứa chất keo, và màng đáy bên (basolateral membrane) tiếp xúc với các mao mạch và hệ thống tuần hoàn (Hình 3.1).

Quá trình tổng hợp hormone tuyến giáp khởi phát khi hormone kích thích tuyến giáp (thyroid-stimulating hormone – TSH) gắn vào thụ thể TSH trên màng đáy bên. Sự gắn kết này kích hoạt adenylate cyclase và làm tăng nồng độ adenosine monophosphate vòng (cyclic adenosine monophosphate – cAMP) nội bào. Điều này khởi động chuỗi phản ứng dẫn đến tổng hợp và bài tiết hormone tuyến giáp, bao gồm vận chuyển iod, tổng hợp thyroglobulin, iod hóa thyroglobulin, và bài tiết các hormone tuyến giáp (xem Hình 3.1).

Sau khi TSH gắn vào thụ thể, bước đầu tiên trong con đường tổng hợp hormone là vận chuyển iod qua màng đáy bên, qua trung gian của kênh đồng vận chuyển Na+/I- (sodium/iodide symporter – NIS). NIS là một chất vận chuyển phụ thuộc natri, do đó iod chỉ được vận chuyển cùng với gradient natri đi vào trong tế bào; gradient này được duy trì bởi hoạt động của bơm Na-K-ATPase. Ion iod sau khi được vận chuyển sẽ gắn cộng hóa trị vào tiền chất glycoprotein hormone tuyến giáp là thyroglobulin, tại vị trí giao diện giữa màng đỉnh và lòng nang nhờ enzyme thyroperoxidase (TPO). Các phân tử tyrosine trong phân tử thyroglobulin sau đó được iod hóa để tạo thành monoiodotyrosine (MIT) và diiodotyrosine (DIT) (Hình 3.2). Quá trình gắn iod vào protein được gọi là sự hữu cơ hóa (organification).

Các hormone tuyến giáp có hoạt tính sinh học, L-thyroxine (T4) và triiodothyronine (T3), được hình thành bằng cách ghép cặp (coupling) hai phân tử DIT hoặc một phân tử DIT với một phân tử MIT, tương ứng, dưới tác dụng của enzyme TPO (xem Hình 3.2). T4 và T3 vẫn gắn với thyroglobulin và được dự trữ dưới dạng chất keo trong lòng nang, sẵn sàng giải phóng khi có sự kích thích của TSH. Ở những người khỏe mạnh và đủ iod, phần lớn hormone tuyến giáp trong chất keo được dự trữ dưới dạng T4, với một lượng nhỏ (khoảng 20%) dưới dạng T3.

Khi thụ thể TSH bị kích thích, một túi tế bào chất được hình thành để đưa chất keo vào tế bào nang thông qua quá trình ẩm bào (pinocytosis) (xem Hình 3.2). Các túi tế bào chất hòa màng với lysosome, tại đây các enzyme protease thủy phân các liên kết peptide của thyroglobulin để giải phóng T4 và T3 vào tế bào chất. Chất vận chuyển hormone tuyến giáp, monocarboxylate transporter 8 (MCT8), được biểu hiện tại tuyến giáp và đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển T4 và T3 ra khỏi tuyến giáp vào tuần hoàn. Lượng hormone tuyến giáp sản xuất thay đổi dao động trong khoảng từ 75 đến 250 mcg mỗi ngày.

Trong máu, khoảng 99,97% T4 và 99,7% T3 gắn với các protein gắn kết: globulin gắn thyroxine (thyroxine binding globulin – TBG), transthyretin (còn gọi là prealbumin), và albumin. Trong số đó, TBG có ái lực cao nhất với hormone tuyến giáp (gắn khoảng 75% cả T4 và T3 trong tuần hoàn) và là protein có ý nghĩa lâm sàng nhất. Transthyretin gắn khoảng 20% T4 lưu hành và dưới 5% T3. Albumin có ái lực thấp nhất với hormone tuyến giáp nhưng lại là protein dồi dào nhất và gắn 5% T4 cùng 20% T3. Nhìn chung, hầu hết các hormone tuyến giáp trong tuần hoàn đều ở trạng thái gắn kết và không có hoạt tính sinh học. Các hormone tuyến giáp tự do (free T4 và free T3) mới đi vào các tế bào đích. Ở một số mô như não và tuyến yên, các chất vận chuyển màng hormone tuyến giáp đặc hiệu là cần thiết cho sự hấp thu hormone, chủ yếu là MCT8. T3 gắn với ái lực lớn hơn nhiều vào các thụ thể hormone tuyến giáp và tồn tại trong thời gian dài hơn so với T4, nên được coi là hormone tuyến giáp hoạt động chính.

T4 được tổng hợp duy nhất bởi tuyến giáp, trong khi T3 được sản xuất chủ yếu ở các mô ngoại vi từ quá trình khử iod của T4 lưu hành. Chỉ khoảng 20% nhu cầu T3 hàng ngày được tổng hợp trực tiếp bởi tuyến giáp. Quá trình hoạt hóa T4 thành T3 đòi hỏi các enzyme 5′-deiodinase loại 1 (Dio1) và loại 2 (Dio2). Các enzyme này biểu hiện khác nhau, với Dio1 chủ yếu ở gan và Dio2 ở các mô cần sản xuất T3 tại chỗ như não, tuyến yên, cơ và mỡ nâu. Trong bối cảnh nồng độ T4 dao động, hoạt tính deiodinase được điều chỉnh để duy trì nồng độ T3 bình thường trong tuần hoàn và mô đích (Hình 3.3). Khi nồng độ T4 huyết thanh giảm, như trong suy giáp, Dio2 được hoạt hóa tại chỗ bởi quá trình khử ubiquitin hóa (deubiquitination), làm giảm sự thoái hóa Dio2, tăng hoạt tính Dio2 và thúc đẩy chuyển đổi T4 thành T3 có hoạt tính sinh học nhiều hơn. Nồng độ T3 huyết thanh bình thường được duy trì cho đến khi T4 huyết thanh trở nên rất thấp.

Chuyển hóa tuyến giáp chịu ảnh hưởng bởi bệnh tật và thuốc. Hoạt tính của Dio1 và nồng độ T3 tạo ra bị giảm trong tình trạng suy dinh dưỡng, bệnh nặng và do tác động của một số thuốc (ví dụ: thuốc chèn beta, ipodate, amiodarone, dexamethasone, propylthiouracil). Trong tình trạng đói ăn và bệnh cấp tính, sự biểu hiện của 5-deiodinase loại 3 (Dio3) tăng lên và chuyển đổi T4 và T3 có hoạt tính sinh học thành hai phân tử không có hoạt tính sinh học là reverse T3 (rT3) và 3,3′-diiodothyronine (T2).

T3 tự do gắn vào thụ thể hormone tuyến giáp trong nhân (nuclear thyroid hormone receptor) tại mô đích, thay đổi biểu hiện gen và điều hòa chức năng tế bào (Hình 3.4). Thụ thể nhân hormone tuyến giáp (THR) là một protein thuộc siêu họ các thụ thể gắn hormone steroid và giống steroid như retinoic acid, vitamin D và estrogen. Các THR điều hòa phần lớn các hoạt động sinh học của T3. Hai gen THR, alpha và beta, mã hóa bốn đồng phân THR (alpha 1, beta 1, beta 2, và beta 3). Hoạt động phiên mã của THR được điều hòa bởi sự gắn kết của T3, loại yếu tố đáp ứng hormone tuyến giáp (thyroid hormone response elements) nằm trên promoter của gen được điều hòa bởi T3, bởi sự biểu hiện phụ thuộc vào sự phát triển và mô của các đồng phân THR và bởi các đồng yếu tố nhân hoặc protein đồng điều hòa.

Cũng có những tác động ngoài gen của iodothyronine (T4) không qua trung gian THR trong nhân. Tác động tại màng sinh chất được trung gian bởi thụ thể integrin alpha-v beta 3 gắn T4 và kích hoạt ERK1/2, dẫn đến thay đổi vận chuyển ion qua màng, chẳng hạn như bộ trao đổi Na+/H+, và cũng tham gia vào các sự kiện tế bào quan trọng khác như tăng sinh tế bào.

Hình 3.1: Sơ đồ tế bào nang giáp. Các tế bào nang lót quanh nang giáp chứa chất keo, bao gồm cơ chất thyroglobulin để tổng hợp hormone tuyến giáp. Tế bào nang có tính phân cực, với màng đỉnh tiếp xúc với chất keo trong lòng nang, và màng đáy bên tiếp xúc với hệ tuần hoàn.

Hình 3.2: Tổng hợp Hormone Tuyến giáp trong Tế bào Nang giáp. 

Sinh Lý Tuyến Giáp Trong Thai Kỳ