Ось гипоталамо-гипофиз-щитовидная железа

Ось гипоталамо -гипофиз-щитовидная железа ( ось ГПТ сокращенно , также известная как гомеостаз щитовидной железы или контроль тиреотропной обратной связи) является частью нейроэндокринной системы, ответственной за регуляцию обмена веществ , а также реагирует на стресс.

Как следует из названия, это зависит от гипоталамуса , гипофиза и щитовидной железы .

Гипоталамус ощущает низкие уровни циркулирующих гормонов щитовидной железы ( трийодтиронина (Т3) и тироксина (Т4)) и реагирует выбросом тиреотропин-рилизинг-гормона (ТРГ). ТРГ стимулирует переднюю долю гипофиза вырабатывать тиреотропный гормон (ТТГ). ТТГ, в свою очередь, стимулирует щитовидную железу вырабатывать гормоны щитовидной железы до тех пор, пока их уровень в крови не вернется к норме. Гормон щитовидной железы осуществляет контроль по принципу отрицательной обратной связи как над гипоталамусом, так и над передней долей гипофиза, контролируя, таким образом, высвобождение как ТРГ из гипоталамуса, так и ТТГ из передней доли гипофиза. ^{[ 2 ]}

Оси HPA и HPT представляют собой три пути , , HPG в которых гипоталамус и гипофиз управляют нейроэндокринной функцией.

Физиология

Гомеостаз щитовидной железы является результатом многопетлевой системы обратной связи , которая встречается практически у всех высших позвоночных . Правильная функция тиреотропной обратной связи необходима для роста , дифференциации , воспроизводства и интеллекта . Очень немногие животные (например, аксолотли и ленивцы ) имеют нарушенный гомеостаз щитовидной железы, который демонстрирует очень низкую заданную точку , которая, как предполагается, лежит в основе метаболических и онтогенетических аномалий этих животных.

Гипофиз секретирует тиротропин (ТТГ; тиреотропный гормон), который стимулирует щитовидную железу вырабатывать тироксин (Т4) и, в меньшей степени, трийодтиронин (Т3). Однако основная часть Т3 вырабатывается в периферических органах, например, в печени , жировой ткани , глии и скелетных мышцах путем дейодирования из циркулирующего Т4. Дейодирование контролируется многочисленными гормонами и нервными сигналами, включая ТТГ, вазопрессин и катехоламины .

Оба периферических гормона щитовидной железы (йодтиронины) ингибируют секрецию тиреотропина гипофизом ( отрицательная обратная связь ). В результате достигаются равновесные концентрации всех гормонов.

Секреция ТТГ также контролируется тиреотропин-рилизинг-гормоном (тиролиберином, ТРГ), секреция которого снова подавляется плазменными Т4 и Т3 в спинномозговой жидкости (длинная обратная связь, петля Фекете-Лехана). ^{[ 4 ]} Дополнительные петли обратной связи представляют собой ультракороткую обратную связь контроля секреции ТТГ (петля Броккена-Вирсинги-Пруммеля). ^{[ 5 ]} и линейные петли обратной связи, контролирующие связывание с белками плазмы .

Недавние исследования показали существование дополнительного мотива прямой связи, связывающего высвобождение ТТГ с активностью дейодиназы у людей. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} Существование этого шунта ТТГ-Т3 может объяснить, почему активность дейодиназы выше у пациентов с гипотиреозом и почему небольшая часть больных может получить пользу от заместительной терапии Т3. ^{[ 9 ]}

Конвергенция множественных афферентных сигналов при контроле высвобождения ТТГ, включая, помимо прочего, Т3, ^{[ 10 ]} цитокины ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]} и антитела к рецептору ТТГ ^{[ 13 ]} может быть причиной того, что соотношение между концентрацией свободного Т4 и уровнем ТТГ отклоняется. ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}^{[ 16 ]}^{[ 17 ]} из чистого логлинейного отношения, которое было предложено ранее. ^{[ 18 ]} Недавние исследования показывают, что грелин также играет роль в стимуляции производства Т4 и последующем подавлении ТТГ напрямую и посредством отрицательной обратной связи. ^{[ 19 ]}

Функциональные состояния тиреотропной обратной связи.

Эутиреоз : нормальная функция щитовидной железы.
Гипотиреоз : снижение функции щитовидной железы.
- первичный гипотиреоз: петля обратной связи прерывается из-за низкой секреторной способности щитовидной железы, например, после операции на щитовидной железе или в случае аутоиммунного тиреоидита.
- вторичный гипотиреоз: петля обратной связи прерывается на уровне гипофиза, например, при недостаточности передней доли гипофиза.
- третичный гипотиреоз: отсутствие стимуляции ТРГ, например, при гипоталамической недостаточности, синдроме Пикардта-Фалбуша или синдроме эутиреоидной болезни .
Гипертиреоз : неадекватно повышенная функция щитовидной железы.
- первичный гипертиреоз: неадекватная секреция гормонов щитовидной железы, например, при болезни Грейвса .
- вторичный гипертиреоз: редкое состояние, например, в случае ТТГ-продуцирующей аденомы гипофиза или частичной резистентности к гормонам щитовидной железы.
Тиреотоксикоз : избыточное снабжение гормонами щитовидной железы, например, в результате передозировки экзогенных добавок левотироксина.
Синдром низкого уровня Т3 и синдром высокого уровня Т3: последствия резкого гиподейодирования, например, при критическом заболевании на примере аллостаза 1 типа . ^{[ 20 ]} или гипердейодирование, как при аллостазе 2 типа , включая посттравматическое стрессовое расстройство . ^{[ 12 ]}
Резистентность к гормону щитовидной железы : петля обратной связи прерывается на уровне рецепторов гормонов щитовидной железы гипофиза.

Диагностика

Стандартные процедуры включают определение сывороточных уровней следующих гормонов:

ТТГ (тиреотропин, тиреотропный гормон)
Бесплатно Т4
Бесплатный Т3

следующие анализы В особых случаях могут потребоваться и процедуры:

Всего Т4
Всего Т3
ГТД
РЫНОЧНЫЙ тест
Секреторная способность щитовидной железы (СТ) ^{[ 21 ]}
Суммарная активность периферических дейодиназ (ГД) ^{[ 21 ]}
Индекс ТТГ (TSHI) ^{[ 22 ]}

См. также

Функциональные тесты щитовидной железы
Гипоталамус-гипофиз-надпочечниковая ось
Гипоталамус-гипофиз-гонадная ось
Гипоталамо-нейрогипофизарная система
SimThyr , бесплатное компьютерное моделирование гомеостаза щитовидной железы у человека.

Ссылки

^ Ссылки, использованные на обзорном рисунке, можно найти в статье с изображением в Commons: Ссылки .
^ Дитрих Дж.В., Ландграф Г., Фотиаду Э.Х. (2012). «ТТГ и тиреотропные агонисты: ключевые участники гомеостаза щитовидной железы» . Журнал исследований щитовидной железы . 2012 : 1–29. дои : 10.1155/2012/351864 . ПМЦ 3544290 . ПМИД 23365787 .
^ Ссылки, использованные на подробном рисунке, можно найти в статье с изображением в Commons: References .
^ Лечан, Рональд М.; Фекете, К. (2004). «Регуляция тиреотропин-рилизинг-гормона (ТРГ) с обратной связью: механизмы синдрома нетиреоидного заболевания». Журнал эндокринологических исследований . 27 (6 дополнений): 105–19. ПМИД 15481810 .
^ Пруммель М.Ф., Броккен Л.Дж., Вирсинга В.М. (2004). «Сверхкороткий цикл контроля секреции тиреотропина». Щитовидная железа . 14 (10): 825–9. дои : 10.1089/thy.2004.14.825 . ПМИД 15588378 .
^ Хёрманн Р., Мидгли Дж.Э., Джакобино А., Экл В.А., Валь Х.Г., Дитрих Дж.В., Лариш Р. (2014). «Гомеостатическое равновесие между свободными гормонами щитовидной железы и тиреотропином гипофиза модулируется различными факторами, включая возраст, индекс массы тела и лечение» . Клиническая эндокринология . 81 (6): 907–15. дои : 10.1111/cen.12527 . ПМИД 24953754 . S2CID 19341039 .
^ Дитрих, JW; Мидгли, Дж. Э.; Лариш, Р; Херманн, Р. (декабрь 2015 г.). «О крысах и людях: гомеостаз щитовидной железы у грызунов и человека» . Журнал «Диабет и эндокринология» . 3 (12): 932–933. дои : 10.1016/S2213-8587(15)00421-0 . ПМИД 26590684 .
^ Херманн, Р; Мидгли, Дж. Э.; Лариш, Р; Дитрих, JW (2015). «Гомеостатический контроль щитовидной железы и гипофиза: перспективы диагностики и лечения» . Границы эндокринологии . 6 : 177. дои : 10.3389/fendo.2015.00177 . ПМЦ 4653296 . ПМИД 26635726 .
^ Хёрманн Р., Мидгли Дж. Э., Лариш Р., Дитрих Дж. В. (2015). «Интеграция периферической и железистой регуляции продукции трийодтиронина тиреотропином у нелеченных и получающих тироксин субъектов» . Гормональные и метаболические исследования . 47 (9): 674–80. дои : 10.1055/s-0034-1398616 . ПМИД 25750078 . S2CID 9824656 .
^ Херманн, Р; Мидгли, ДЖЕМ; Дитрих, JW; Лариш, Р. (июнь 2017 г.). «Двойной контроль секреции тиреотропного гормона гипофизом с помощью тироксина и трийодтиронина у пациентов с атиреозом» . Терапевтические достижения в эндокринологии и обмене веществ . 8 (6): 83–95. дои : 10.1177/2042018817716401 . ПМК 5524252 . ПМИД 28794850 .
^ Флайерс, Э; Калсбек, А; Боелен, А. (ноябрь 2014 г.). «За фиксированной заданной точкой оси гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа» (PDF) . Европейский журнал эндокринологии . 171 (5): R197–208. doi : 10.1530/EJE-14-0285 . ПМИД 25005935 .
^ Jump up to: ^а ^б Хацитомарис, Апостол; Херманн, Рудольф; Мидгли, Джон Э.; Геринг, Штеффен; Урбан, Алин; Дитрих, Барбара; Абуд, Асяна; Кляйн, Харальд Х.; Дитрих, Йоханнес В. (20 июля 2017 г.). «Аллостаз щитовидной железы – адаптивные реакции контроля тиреотропной обратной связи на условия напряжения, стресса и программирования развития» . Границы эндокринологии . 8 : 163. дои : 10.3389/fendo.2017.00163 . ПМК 5517413 . ПМИД 28775711 .
^ Броккен Л.Дж., Вирсинга В.М., Пруммел М.Ф. (2003). «Аутоантитела к рецепторам тиреотропина связаны с продолжающейся супрессией тиреотропина у пациентов с эутиреоидной болезнью Грейвса, получающих лечение» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 88 (9): 4135–4138. дои : 10.1210/jc.2003-030430 . ПМИД 12970276 .
^ Хёрманн Р., Экл В., Хёрманн С., Лариш Р. (2010). «Сложная взаимосвязь между свободным тироксином и ТТГ в регуляции функции щитовидной железы» . Европейский журнал эндокринологии . 162 (6): 1123–9. дои : 10.1530/EJE-10-0106 . ПМИД 20299491 .
^ Кларк П.М., Холдер Р.Л., Хак С.М., Хоббс Ф.Д., Робертс Л.М., Франклин Дж.А. (2012). «Взаимосвязь между сывороточным ТТГ и свободным Т4 у пожилых людей». Журнал клинической патологии . 65 (5): 463–5. doi : 10.1136/jclinpath-2011-200433 . ПМИД 22287691 . S2CID 43886378 .
^ Хёрманн Р., Мидгли Дж. Э., Лариш Р., Дитрих Дж. В. (2012). «Является ли уровень ТТГ в гипофизе адекватным показателем гомеостаза, контролируемого гормонами щитовидной железы, во время лечения тироксином?» . Европейский журнал эндокринологии . 168 (2): 271–80. doi : 10.1530/EJE-12-0819 . ПМИД 23184912 .
^ Мидгли Дж. Э., Херманн Р., Лариш Р., Дитрих Дж. В. (2013). «Физиологические состояния и функциональная связь между тиреотропином и свободным тироксином при здоровье и заболеваниях щитовидной железы: данные in vivo и in silico предполагают иерархическую модель». Журнал клинической патологии . 66 (4): 335–42. doi : 10.1136/jclinpath-2012-201213 . ПМИД 23423518 . S2CID 46291947 .
^ Райхлин С., Утигер Р.Д. (1967). «Регуляция гипофизарно-тиреоидной оси у человека: связь концентрации ТТГ с концентрацией свободного и общего тироксина в плазме». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 27 (2): 251–5. doi : 10.1210/jcem-27-2-251 . ПМИД 4163614 .
^ Клюге М. и др. (2010). «Грелин влияет на ось гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа у людей за счет увеличения свободного тироксина и снижения ТТГ в плазме» . Европейский журнал эндокринологии . 162 (6): 1059–1065. дои : 10.1530/EJE-10-0094 . ПМИД 20423986 . S2CID 5237852 .
^ Лю С., Жэнь Дж., Чжао Ю., Хан Г., Хун З., Ян Д., Чэнь Дж., Гу Г., Ван Г., Ван Х., Фань С., Ли Дж. (2013). «Синдром нетиреоидного заболевания: далеко ли это от болезни Крона?». Журнал клинической гастроэнтерологии . 47 (2): 153–9. дои : 10.1097/MCG.0b013e318254ea8a . ПМИД 22874844 . S2CID 35344744 .
^ Jump up to: ^а ^б Дитрих, JW (2002). Схема управления гипофизом и щитовидной железой . Берлин, Германия: Logos-Verlag Berlin. ISBN 978-3-89722-850-4 . OCLC 50451543 . ОЛ 24586469М . 3897228505.
^ Джостел А., Райдер В.Д., Шалет С.М. (2009). «Использование функциональных тестов щитовидной железы в диагностике гипопитуитаризма: определение и оценка индекса ТТГ». Клиническая эндокринология . 71 (4): 529–34. дои : 10.1111/j.1365-2265.2009.03534.x . ПМИД 19226261 . S2CID 10827131 .

Дальнейшее чтение

Дитрих Дж.В., Теше А., Пикардт Ч.Р., Мицдорф У. (2004). «Управление тиреотропной обратной связью: свидетельства наличия дополнительной сверхкороткой петли обратной связи на основе фрактального анализа». Кибернетика и системы . 35 (4): 315–331. дои : 10.1080/01969720490443354 . S2CID 13421388 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Гауна С., ван ден Берге Г.Х., ван дер Лели Эй.Дж. (2005). «Функция гипофиза при тяжелых и опасных для жизни заболеваниях». Гипофиз . 8 (3–4): 213–217. дои : 10.1007/s11102-006-6043-3 . ПМИД 16508715 . S2CID 22305001 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Дитрих, Йоханнес В.; Мидгли, Джон Э.М.; Херманн, Рудольф (2018). Гомеостаз и аллостаз функции щитовидной железы . Лозанна: Frontiers Media SA. ISBN 9782889455706 .

[1] Ссылки, использованные на обзорном рисунке, можно найти в статье с изображением в Commons: Ссылки .

[2] Дитрих Дж.В., Ландграф Г., Фотиаду Э.Х. (2012). «ТТГ и тиреотропные агонисты: ключевые участники гомеостаза щитовидной железы» . Журнал исследований щитовидной железы . 2012 : 1–29. дои : 10.1155/2012/351864 . ПМЦ 3544290 . ПМИД 23365787 .

[3] Ссылки, использованные на подробном рисунке, можно найти в статье с изображением в Commons: References .

[LechanFekete2004-4] Лечан, Рональд М.; Фекете, К. (2004). «Регуляция тиреотропин-рилизинг-гормона (ТРГ) с обратной связью: механизмы синдрома нетиреоидного заболевания». Журнал эндокринологических исследований . 27 (6 дополнений): 105–19. ПМИД 15481810 .

[5] Пруммель М.Ф., Броккен Л.Дж., Вирсинга В.М. (2004). «Сверхкороткий цикл контроля секреции тиреотропина». Щитовидная железа . 14 (10): 825–9. дои : 10.1089/thy.2004.14.825 . ПМИД 15588378 .

[6] Хёрманн Р., Мидгли Дж.Э., Джакобино А., Экл В.А., Валь Х.Г., Дитрих Дж.В., Лариш Р. (2014). «Гомеостатическое равновесие между свободными гормонами щитовидной железы и тиреотропином гипофиза модулируется различными факторами, включая возраст, индекс массы тела и лечение» . Клиническая эндокринология . 81 (6): 907–15. дои : 10.1111/cen.12527 . ПМИД 24953754 . S2CID 19341039 .

[7] Дитрих, JW; Мидгли, Дж. Э.; Лариш, Р; Херманн, Р. (декабрь 2015 г.). «О крысах и людях: гомеостаз щитовидной железы у грызунов и человека» . Журнал «Диабет и эндокринология» . 3 (12): 932–933. дои : 10.1016/S2213-8587(15)00421-0 . ПМИД 26590684 .

[8] Херманн, Р; Мидгли, Дж. Э.; Лариш, Р; Дитрих, JW (2015). «Гомеостатический контроль щитовидной железы и гипофиза: перспективы диагностики и лечения» . Границы эндокринологии . 6 : 177. дои : 10.3389/fendo.2015.00177 . ПМЦ 4653296 . ПМИД 26635726 .

[9] Хёрманн Р., Мидгли Дж. Э., Лариш Р., Дитрих Дж. В. (2015). «Интеграция периферической и железистой регуляции продукции трийодтиронина тиреотропином у нелеченных и получающих тироксин субъектов» . Гормональные и метаболические исследования . 47 (9): 674–80. дои : 10.1055/s-0034-1398616 . ПМИД 25750078 . S2CID 9824656 .

[10] Херманн, Р; Мидгли, ДЖЕМ; Дитрих, JW; Лариш, Р. (июнь 2017 г.). «Двойной контроль секреции тиреотропного гормона гипофизом с помощью тироксина и трийодтиронина у пациентов с атиреозом» . Терапевтические достижения в эндокринологии и обмене веществ . 8 (6): 83–95. дои : 10.1177/2042018817716401 . ПМК 5524252 . ПМИД 28794850 .

[11] Флайерс, Э; Калсбек, А; Боелен, А. (ноябрь 2014 г.). «За фиксированной заданной точкой оси гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа» (PDF) . Европейский журнал эндокринологии . 171 (5): R197–208. doi : 10.1530/EJE-14-0285 . ПМИД 25005935 .

[Chatzitomaris_2017-12] Jump up to: ^а ^б Хацитомарис, Апостол; Херманн, Рудольф; Мидгли, Джон Э.; Геринг, Штеффен; Урбан, Алин; Дитрих, Барбара; Абуд, Асяна; Кляйн, Харальд Х.; Дитрих, Йоханнес В. (20 июля 2017 г.). «Аллостаз щитовидной железы – адаптивные реакции контроля тиреотропной обратной связи на условия напряжения, стресса и программирования развития» . Границы эндокринологии . 8 : 163. дои : 10.3389/fendo.2017.00163 . ПМК 5517413 . ПМИД 28775711 .

[13] Броккен Л.Дж., Вирсинга В.М., Пруммел М.Ф. (2003). «Аутоантитела к рецепторам тиреотропина связаны с продолжающейся супрессией тиреотропина у пациентов с эутиреоидной болезнью Грейвса, получающих лечение» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 88 (9): 4135–4138. дои : 10.1210/jc.2003-030430 . ПМИД 12970276 .

[14] Хёрманн Р., Экл В., Хёрманн С., Лариш Р. (2010). «Сложная взаимосвязь между свободным тироксином и ТТГ в регуляции функции щитовидной железы» . Европейский журнал эндокринологии . 162 (6): 1123–9. дои : 10.1530/EJE-10-0106 . ПМИД 20299491 .

[15] Кларк П.М., Холдер Р.Л., Хак С.М., Хоббс Ф.Д., Робертс Л.М., Франклин Дж.А. (2012). «Взаимосвязь между сывороточным ТТГ и свободным Т4 у пожилых людей». Журнал клинической патологии . 65 (5): 463–5. doi : 10.1136/jclinpath-2011-200433 . ПМИД 22287691 . S2CID 43886378 .

[16] Хёрманн Р., Мидгли Дж. Э., Лариш Р., Дитрих Дж. В. (2012). «Является ли уровень ТТГ в гипофизе адекватным показателем гомеостаза, контролируемого гормонами щитовидной железы, во время лечения тироксином?» . Европейский журнал эндокринологии . 168 (2): 271–80. doi : 10.1530/EJE-12-0819 . ПМИД 23184912 .

[17] Мидгли Дж. Э., Херманн Р., Лариш Р., Дитрих Дж. В. (2013). «Физиологические состояния и функциональная связь между тиреотропином и свободным тироксином при здоровье и заболеваниях щитовидной железы: данные in vivo и in silico предполагают иерархическую модель». Журнал клинической патологии . 66 (4): 335–42. doi : 10.1136/jclinpath-2012-201213 . ПМИД 23423518 . S2CID 46291947 .

[18] Райхлин С., Утигер Р.Д. (1967). «Регуляция гипофизарно-тиреоидной оси у человека: связь концентрации ТТГ с концентрацией свободного и общего тироксина в плазме». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 27 (2): 251–5. doi : 10.1210/jcem-27-2-251 . ПМИД 4163614 .

[19] Клюге М. и др. (2010). «Грелин влияет на ось гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа у людей за счет увеличения свободного тироксина и снижения ТТГ в плазме» . Европейский журнал эндокринологии . 162 (6): 1059–1065. дои : 10.1530/EJE-10-0094 . ПМИД 20423986 . S2CID 5237852 .

[20] Лю С., Жэнь Дж., Чжао Ю., Хан Г., Хун З., Ян Д., Чэнь Дж., Гу Г., Ван Г., Ван Х., Фань С., Ли Дж. (2013). «Синдром нетиреоидного заболевания: далеко ли это от болезни Крона?». Журнал клинической гастроэнтерологии . 47 (2): 153–9. дои : 10.1097/MCG.0b013e318254ea8a . ПМИД 22874844 . S2CID 35344744 .

[dietrich2002-21] Jump up to: ^а ^б Дитрих, JW (2002). Схема управления гипофизом и щитовидной железой . Берлин, Германия: Logos-Verlag Berlin. ISBN 978-3-89722-850-4 . OCLC 50451543 . ОЛ 24586469М . 3897228505.

[jostel2009-22] Джостел А., Райдер В.Д., Шалет С.М. (2009). «Использование функциональных тестов щитовидной железы в диагностике гипопитуитаризма: определение и оценка индекса ТТГ». Клиническая эндокринология . 71 (4): 529–34. дои : 10.1111/j.1365-2265.2009.03534.x . ПМИД 19226261 . S2CID 10827131 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

v т и Физиология эндокринной системы
Системы регулирования	Ось гипоталамо-гипофиз-щитовидная железа Гипоталамус-гипофиз-надпочечниковая ось Гипоталамус-гипофиз-гонадная ось Гипоталамус-гипофиз-соматотропная ось Ось гипоталамо-гипофиз-пролактин Гипоталамо-нейрогипофизарная система Ренин-ангиотензиновая система
Метаболизм	Регулирование уровня сахара в крови Метаболизм кальция
Поля	Нейроэндокринология Детская эндокринология Психонейроэндокринология Репродуктивная эндокринология и бесплодие
Другой	Эффект Вольфа-Чайкова / эффект Йода-Базедова Эффект Пламмера