Щитовидная железа. Фундаментальные аспекты. Кубарко А.И.. Фундаментальные аспекты щитовиднаяжелезафундаментальные аспекты
 Скачать 21.52 Mb.
|
|
ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ Нарушение функции щитовидной железы является одной из наиболее распространенных форм патологии, встречающихся в клинической практике. В связи со стертостью клинических проявлений некоторых заболеваний щитовидной железы, грамотный клиницист должен уметь безошибочно выбрать, какое диагностическое исследование (или исследования) наиболее подходит для подтверждения, уточнения диагноза либо исключения заболевания. В настоящее время, в эру развития совершенных диагностических и лечебных средств, врач может быть в некотором затруднении при проведении рационального выбора среди арсенала доступных тестов. Цель данной главы - описание доступных в настоящее время диагностических исследований функции щитовидной железы (см. табл. 8.1) и обсуждение их применения в клинической практике Определение концентрации в крови тиреоидных гормонов и других йодированных соединений и оценка их транспорта Определение общей концентрации Т и Т в сыворотке крови и оценка их свободных фракций уже довольно давно стали наиболее распространенными диагностическими методами в тиреоидологии, повсеместно используемыми для оценки тиреоид-зависимого (т.е. обусловленного влиянием тиреоидных гормонов) уровня активности метаболических процессов. Этот подход был разработан в результате использования простых, чувствительных и специфических методов измерения концентрации йодтиронинов, а также в связи с отсутствием специальных методов определения in vivo непосредственных метаболических эффектов гормонов щитовидной железы. Его преимущества состоят в необходимости лишь небольшого количества пробы крови для проведения теста и большом числе измеряемых параметров, а также в доступности и легкости проведения, что позволяет выполнить исследование в лаборатории в обычный рабочий день. Щитовидная железа является основным источником всех йодсодержащих биологически активных соединений или их предшественников. Химическая структура некоторых из них приведена в главе 2, анормальные концентрации в сыворотке крови указаны в табл. 8.2. Следует отметить, что концентрация каждого вещества зависит не только от синтезированного и секретированного щитовидной железой в системный кровоток количества, но также от специфического сродства соединения к белкам-переносчикам, распределения в тканях, скорости деградации и, наконец, выделения Исследование функции щитовидной железы Табл. 8.1. Наиболее часто используемые в клинической практике диагностические исследования щитовидной железы. Исследования in Определение концентрации общего тироксина (ТОТ Определение концентрации общего трийодтиронина (ТОТ Определение концентрации свободного тироксина (СвТ 4 ) Определение концентрации свободного трийодтиронина (СвТ 3 ) 1 Определение индекса свободного тироксина/трийодтиронина (СвТ 4 И, СвТ 3 И) Определение концентрации реверсивного трийодтиронина (рТ 3 ) 1 Определение концентрации тиреотропного гормона (ТТГ) Иммунологические исследования при отдельных заболеваниях Определение концентрации антител к микросомальному антигену Определение концентрации аутоантител к тиреоглобулину (АТА) Определение концентрации тиреостимулирующих антител (TsAb) Определение концентрации аутоантител к Т и Т 31 Определение концентрации тиреоглобулина Определение концентрации кальцитонина Исследования in Исследование поглощения радиоактивного йода Тест с тиротропин-рилизинг гормоном Конкурентный тест с перхлорат- ионом 2 Тест супрессии с трийодтиронином 2 1 в клинической практике используется весьма редко в современной клинике практически не используется, хотя доступен Главные продукты, секретируемые щитовидной железой в системный кровоток, - тироксин (Т, затем в убывающем количестве - трийодтиронин (Т) и реверсивный трийодтиронин (рТ 3 ). Тироксин и трийодтиронин в наибольшей степени проявляют биологическую активность in vivo, в том числе при экзогенном введении. Они синтезируются и депонируются в коллоиде фолликулов щитовидной железы как часть белковой молекулы тиреоглобулина, который затем гидролизуется с освобождением йодтиронинов (причем Т враз больше, чем Т. При нормальных условиях только незначительные количества тиреоглобулина попадают в циркуляцию в молярном отношении они составляют наименьшее количество йодсодержащих компонентов сыворотки крови. Исключая Т, тиреоглобулин и Исследование функции щитовидной железы 221 небольшое количество дийодтирозина (ДИТ) и монойодтирозина (МИТ), абсолютное большинство всех других йодсодержащих компонентов сыворотки крови вырабатываются преимущественно экстратиреоидными тканями в процессе последовательного дейодирования Т. Альтернативный путь метаболизма Т, включающий дезаминирование и/или декарбоксилирование при сохранении в фенильных циклах атомов йода, приводит к образованию тетрайодтироуксусной кислоты (Тетрак или Т 4 К) и 3,5,3'- трийодтироуксусной кислоты (Триак или Т 3 К). Циркулирующий в крови йодированный альбумин образуется в результате неферментативного йодирования плазменного альбумина в щитовидной железе. Табл. 8.2. Йодсодержащие компоненты сыворотки здорового человека. Название З,5,З',5'- тетрайодтиронин 3,5,3'-трийодтиронин 3,3',5'-трийодтиронин (обратный Т 3 ) 3,5-дийодтиронин 3,3'-дийодтиронин 3'5'-дийодтиронин З'-монойодтиронин 3-монойодтиронин 3,5,3',5'-тетрайод- тироуксусная кислота 3,5,3-трийодтиро- уксусная кислота 3,5-дийодтирозин 3-момойодтирозин Тиреоглобулин Сокра- щение Т 4 Т 3 рТ 3 Т Т 3'5'-Т 2 З'-Т 1 3-T 1 Т 4 А Т 3 А ДИТ МИТ Tg Mr, Да 651 651 525 525 525 399 399 748 622 433 307 660• 10 Нормальная концентрация в сыворотке крови 1 нг/дл 5,000-12,000 80-190 14-30 0,20-0,75 2 1-8 2 1,5-9,0 2 0,8-4,0 <0,5-7,5 <8-80 1,6-3 1-23 90-390 <100-2,500 3 пмоль/л 84,000- 154,000 1,200-2,900 220-400 3,8-14 10-150 30-170 15-100 <13-190 <105-800 28-45 23-530 2,900- 12,700 Примечания Концентрации йодтиронинов в сыворотке крови при эутиреоидном статусе отличаются значительной индивидуальной вариабельностью. Поэтому для стандартизации показателей применяется расчет доверительных границ нормы при 95% достоверности Гауссовского распределения Показатель характеризуется значительным снижением в пожилом возрасте Возможна ошибка при определении концентрации (как правило, завышение истинных значений) вследствие перекрестного реагирования сродственными соединениями. Небольшие количества йодсодержащих белков могут образовываться в периферических тканях или сыворотке посредством Исследование функции щитовидной железы ковалентного связывания Т или Т с растворимыми белками. Хотя физиологическая функция циркулирующих йодсодержащих соединений внетиреоидного происхождения (иных, нежели тиреоидные гормоны), остается неизвестной, определение изменений их концентраций иногда может иметь определенную диагностическую ценность. Измерение общей концентрации тиреоидных гормонов в сыворотке. Йодометрия Атомы йода являются интегральной частью молекул тиреоидных гормонов, составляя в них до 65% от общей массы, и поэтому неудивительно, что определение содержания йода в сыворотке крови было первым методом, применявшимся уже почти 50 лет назад для идентификации и количественного определения тиреоидных гормонов. Измерение содержания белок-связанного йода было самым ранним методом, использовавшимся для оценки концентрации тиреоидных гормонов в сыворотке. С помощью данного теста определяется общее количество йода, связанного с белковой фракцией плазмы, в которой до 90% приходится на долю Т. Попытки определить уровень тиреоидных гормонов с большей точностью и с меньшим влиянием негормональных йодсодержащих веществ привели к разработке метода экстракции йода бутанолом и очистки Т методом колоночной хроматографии. При экстракции йода бутанолом последовательная экстракция подкисленным бутанолом и промывание щелочным раствором приводят к изоляции йодтиронинов. Измерение Т 4 колоночным методом позволяет определить содержание йода в йодтиронинах после их экстракции из сыворотки посредством ионообменной колоночной хроматографии. Однако, в последующем все химические методы измерения концентрации тиреоидных гормонов в плазме были заменены радиоиммунными исследованиями, применение которых исключает влияние со стороны даже небольших количеств негормональных йодсодержащих веществ. Йодометрия используется для измерения содержания йода в тиреоглобулине при отдельных клинических состояниях, таких как врожденные дефекты гормонообразования, когда предполагается патология процессов органификации йодида и, следовательно, продукции и секреции йодсодержащих гормонов. Методы радиоиммунного анализа Присутствующие в норме йодсодержащие компоненты сыворотки легко определяются методами радиоиммунного анализа (РИА). Его принцип состоит в оценке скорости реакции конкурентного взаимодействия измеряемого лиганда (S) и его меченого (обычно изотопом аналога (S*), которые выступает в качестве антигенов, со специфическими антителами - иммуноглобулинами класса присутствующими в антисыворотке (антитела - АТ. Антисыворотка может быть поликлональной или содержать моноклональные IgG. Исследование функции щитовидной железы 223 Реакция подчиняется закону равновесия масс. Так, в состоянии равновесия, концентрация S*, связанного св форме комплекса АТ, обратно пропорциональна концентрации S, формирующего комплекс AT-S при условии, что концентрации AT и S* постоянны + (S) = AT-S + Определение уровня радиоактивности пробили свободного (не связавшегося с антителами) S* проводится после их разделения посредством преципитации комплекса антитело-антиген или адсорбции свободного лиганда на индифферентном носителе. Иногда РИА проводится с антителами, фиксированными на твердом носителе, реагирующими си в растворе. Добавление известного количества проводится для построения стандартной кривой, описывающей стехиометрическую взаимосвязь между концентрациями AT-S* и S. Эта кривая может быть преобразована впрямую линию в результате математических операций. Отрицательные пробы содержат свободный, ноне содержат специфических антител кили избыточного количества S. Чувствительность метода зависит от аффинности антител и специфических свойств S*. При оптимальных условиях чувствительность метода позволяет определить концентрацию лиганда порядка 1 пг. Эффективная продукция антител требует презентации антигенов - йодированных аминокислот, посредством конъюгации с альбумином или с какими-либо другими белковыми молекулами или частицами. При проведении определения концентрации йодированные аминокислоты должны быть освобождены от связи с сывороточными связывающими протеинами, главным образом тироксинсвязывающим глобулином (ТСГл), так как константы сродства к транспортным белкам часто эквивалентны константам связывания с иммуноглобулинами. Метод исследования включает экстракцию, конкурентное замещение определяемых аминокислот и инактивацию ТСГл. В идеальном случае, конкурирующие за места связывания соединения должны замещать йодированные аминокислоты в ТСГл, но незначительно или вообще не вмешиваться в протекание специфической иммунной реакции. Метод радиоиммунного анализа позволяет проводить измерения в образцах цельной необработанной сыворотки. Хотя влияния негормональных йодсодержащих компонентов практически не наблюдается, определенное перекрестное реагирование между связанными, присутствующими в сыворотке в норме другими йодированными аминокислотами, все же существует. Таким образом, проведение валидного исследования требует отбора антител, которые обладают незначительной перекрестной реактивностью или вообще ее не имеют. Это особенно важно, когда концентрация измеряемого вещества ниже, чем концентрация перекрестно реагирующих синергистов. Связывание с иммуноглобулинами редко позволяет дифференцировать L- и изомеры йодтиронинов, но это не имеет существенного значения при клинической оценке. Иногда у некоторых Исследование функции щитовидной железы пациентов в системной циркуляции присутствуют также антитела к йодтиронинам, что влияет на проводимый РИА в неэкстрагированных образцах сыворотки. В зависимости от метода, применяемого для разделения связанного и свободного лиганда, получаемые результаты могут быть либо заниженными либо завышенными в присутствии таких антител. Широкий выбор коммерческих наборов для проведения подобных исследований доступен для большинства методов РИА, что делает его приемлемым для всех медицинских центров. Модификации методов РИА позволяют производить измерение содержания Т в небольших образцах сухих капель крови на фильтровальной бумаге, что нашло применение в скрининге неонатального гипотиреоидизма. Первые методы, разработанные для измерения содержания йодированных аминокислот, использующие только что описанный принцип, не включали использование антител. Нативный сывороточный протеин, ТСГл, использовался вместо антител для измерения уровня Т 4 в экстрагированной сыворотке. Этот метод оценки конкурентного связывания с белками был постепенно вытеснен методами РИА. Другие методы Другая группа методов базируется на принципе радиоконкурентного анализа, ноне предусматривает использование радиоактивных соединений. Эти методы, основанные на использовании лиганда, связанного с ферментом, призваны заменить методы РИА. Лиганд, конъюгированный с ферментом, конкурирует с определяемым соединением за места связывания с антителом. Количественная оценка проводится спектрофотометрически посредством оценки оптической плотности растворов, которая изменяется после добавления субстрата ферментативной реакции. Разработаны как гомогенные (технология ферментативно усиленного иммуноанализа, EMIT), таки гетерогенные (ферментативный анализ с использованием иммуносорбентов, ELISA) методы определения концентрации Т. При методах гомогенного анализа не требуется разделения связанной и свободной фракций лиганда, так как оно обеспечивается автоматически. Один из подобных методов использует фермент малатдегидрогеназу, который неактивен в связанной с Т форме. Фермент активируется, при связывании комплекса Т 4 -фермент с Т- специфическим антителом. Существуют другие модификации, в которых активный Т связывается с другими ферментами, такими как пероксидаза или щелочная фосфатаза. Другие нерадиоизотопные иммунные методы используют флюоресценцию для определения меченых лигандов и радиальную диффузию в агарозном геле для разделения антитела и лиганда на твердом носителе. Несколько других методов, отличных от йодометрии, радиоконкурентного анализа и ферментативного иммунологического анализа, разработано для измерения содержания Т и Т в сыворотке и Исследование функции щитовидной железы 225 других биологических материалах. Они включают газожидкостную хроматографию, нейтронную активацию и двойное изотопное определение производных тиреоидных гормонов. Однако, в настоящее время эта группа методов используется исключительно в исследовательских целях. Модифицированная версия жидкостной хроматографии позволяет различать D- и изомеры йодтиронинов. Общий тироксин сыворотки Со времени разработки вначале годов Chopra и сотр. высокоспецифичных и чувствительных радиоиммунологических методов оценки уровня циркулирующего тироксина, радиоиммунный анализ остается стандартным методом измерения уровня общего сывороточного Т, хотя неизотопные методы анализа также нередко используются. Описанные выше методы, ни один из которых не используется сегодня, включали определение связанного с белком йода, метод экстракции йода бутанолом и измерение Т колоночным методом или метод конкурентного связывания с белком. Определение уровня общего сывороточного Т является одним из наиболее распространенных тестов и довольно часто используется для скрининга метаболического статуса, зависимого от функции тиреоидных гормонов. В норме концентрация общего тироксина (ОТ) у взрослых находится в пределах 5-12 мкг мл (64-154 нмоль/л). Хотя измерение ОТ отражает функциональный статус щитовидной железы, большое количество факторов может влиять на ОТ уровень без изменения уровня основного обмена. Наиболее часто встречающийся из них - это изменение концентрации тироксинсвязывающего глобулина (ТСГл). Высокие или низкие концентрации ТСГл с соответственным увеличением или снижением ОТ концентрации не влияют на уровень основного обмена, Повышенная концентрация эстрогенов при беременности или применение препаратов эстрогенов - наиболее распространенные причины значительного повышения сывороточного ОТ при сохранении эутиреоидизма. Сывороточный уровень ОТ фактически неопределим у плода до второго триместра беременности. Затем его уровень быстро повышается, достигая верхних значений нормы взрослых людей в течение последнего триместра. Дальнейшее резкое, но преходящее повышение возникает в течение нескольких часов после родов. Уровень ОТ остается выше, чему взрослых до летнего возраста, а последующие, связанные с возрастом, изменения минимальны и неоднозначны. В клинической практике одинаковые нормальные уровни ОТ 4 приложимы к лицам обоего пола и всех возрастных категорий старше 6-лет. Описаны небольшие сезонные колебания и изменения, связанные с изменениями географической локализации места жительства (большая высота над уровнем моря, действием холода и тепла. Различают ритмические колебания уровня сывороточного ОТ х типов Исследование функции щитовидной железы колебания, связанные с изменениями положения тела и истинные циркадные колебания. Постуральные колебания концентрации тироксинсвязывающих белков не изменяют концентрацию свободного Т 4 Хотя низкие уровни сывороточного ОТ обычно связаны с гипотиреоидизмом, а высокие - с тиреотоксикозом, необходимо помнить, что уровень ОТ не всегда соответствует концентрации свободного Т, который представляет собой метаболически активную фракцию (см. ниже. Концентрация ОТ в сыворотке может изменяться посредством нескольких независимых механизмов (1) увеличение или уменьшение поступления Т, что наблюдается в большинстве случаев тиреотоксикоза и гипотиреоидизма, соответственно (2) изменения, обусловленные изолированными нарушениями связывания Т с сывороточными белками и (3) компенсаторные изменения концентрации сывороточного ОТ, обусловленные высокими или низкими уровнями Т. Состояния, связанные с изменениями сывороточного ОТ и их влияние на метаболический статус пациента перечислены в табл. Табл. 8.3. Состояния, связанные с изменениями в сывороточной концентрации общего Т и их связь с метаболическим статусом. Метаболический статус Тиреотоксический Сывороточная концентрация общего Т 4 Высокая Гипертиреоидизм (все причины, включая болезнь Грейвса, болезнь Пламмера, токсическую аденому щитовидной железы, раннюю стадию подост- рого тиреоидита) Повышенный выброс в кровь тиреоидных гормонов (ранняя стадия подост- рого тиреоидита, транзиторный тиреотоксикоз) Избыток экзогенного или эктопически продуцируемого Т 4 (истинный тиреотоксикоз, струма яичника) Преимущественн Низкая Большие количества Т 3 (первичный тиреотоксикоз) Нормальная Низкий уровень ТСГл (врожденный или приобретенный) Т 3 -тиреотоксикоз (при отсутствии лечения или возобновляющийся более часто встречающиеся в йоддефицитных областях Лекарства, конкурирующие с Т 4 за связывание с сывороточными белками (сходное состояние наблюдается при эутиреоидизме с низким уровнем ОТ 4 ) Исследование функции щитовидной железы |