الغدة الدرقية Thyroid gland

التركيب التشريحي:

تعتبر الغدة الدرقية من الغدد الصم الهامة داخل الجسم نظراً لوظيفتها الحيوية وتخضع إفرازاتها مباشرة لتنظيم كل من الجسم تحت السريري (TRH) والفص الأمامي للنخامية (TSH) فيما يسمى بالعلاقة المحورية ما بين الجسم تحت السريري والنخامية والدرقية (Hypothalamo – Htpophyseal – Thyroid Axis) التي تنظم إفراز هرموني الدرقية الرئيسيين الثايروكسين (Thyroxine, T4) والثايرونين ثلاثي اليود (Triiodothyronine, T3).

تتواجد الغدة الدرقية في الحيوانات الفقارية على جانبي القصبة الهوائية حيث تنشأ من أرضية البلعوم على شكل بروز نسيجي مكونة زوجاً من الفصوص الغدية. تتزود الغدة الدرقية بتغذية دموية على حسب نشاطها بالإضافة إلى اتصالها المباشر بالأعصاب الودية.

تتكون الغدة الدرقية من خلايا متخصصة تسمى بالحوصلات (Follicles) محاطة بطبقة من الخلايا الطلائية مكعبة الشكل وممتلأه، بسائل بروتيني (Colloid).

عندما تكون الحوصلات في حالة غير نشطة ينشأ هذا السائل ويتمدد ويزداد الحوصلات وتنبسط الخلايا المحيطة بها. أما في حالة نشاطها، فإن حجم الحوصلات يصغر ويتغير شكل الخلايا من المكعب إلى العمودي.

بالإضافة إلى الأنسجة الدرقية المتخصصة في إفراز هرمونات الدرقية تحتوي الغدة الدرقية أيضاً على أنسجة أخرى تسمى بخلايا تفرز هرمون الكالسيتونين  (Calcitonine, CT) وكذلك الغدة جار الدرقية التي تفرز هرمون جار الدرقية (Parathyroid Hormone, PTH) كلاهما لهما علاقة بتنظيم مستوى الكالسيوم في الدم .

ترتكز الوظائف التي تقوم بها الغدة الدرقية بشكل أساسي على التمايز ونمو الجسم وتنظيم الأيض القاعدي (Basal Metabolism, BM) وذلك من خلال إفراز الهرمونات الدرقية اللازمة لتحفيز عملية توليد الطاقة داخل الخلايا وبالتالي فهي تسمى بهرمونات الطاقة (Caloregenic  Hormones). اهم هذه الهرمونات:

1ــ هرمون الثايروكسين (L – 3' , 5', 3,5, Tetraiodo Thyronine) ويرمز له (L-T4).

2- هرمون الثايرونين ثلاثي اليود (L – 3', 5, 3 Tri – iodothyronine) ويرمز له (L-T3).

تصنيع هرمونات الدرقية:

تقوم حوصلات الغدة الدرقية بتصنيع هرمونين اساسين هما الثايروكسين والثايرونين ثلاثي اليود بالإضافة إلى عدد من الجزيئات الهرمونية الاخرى (metabolites) من خلال 3 مراحل اساسية يمكن توضيحها كالتالي:

أ) استخلاص اليود من الدم (مضخة اليود):

في العادة يتحصل الحيوان على اليود من الغذاء الذي يتناوله ولكن نظراً لكفاءة الكلية في التخلص من جزيئات اليود فإن نسبة كبيرة من اليود الممتص من الأمعاء الدقيقة تجد طريقها إلى الكلية بينما الجزء المتبقي من اليود ينتقل عكس تركيزه إلى النسيج الدرقي في شكل يوديد (iodide) وذلك بسبب وجود  مصيدة اليود على الغشاء البلازمي (مضخة اليود). ينتقل اليود بعد ذلك داخل التجويف السيتوبلازمي ملتصقاً مع البروتين الرابط له.

في الحالات الطبيعية  يبلغ معدل تركيز اليود داخل الخلايا الدرقية مقارنة بالدم بحوالي (1:25 – 20) وقد تصل هذه النسبة في حالات نقص اليود في الجسم أو الزيادة المفرطة في (TSH) إلى حوال  (1:300).

تقوم الغدة الدرقية بتجميع جزيئات اليود (T2) لأجل ربطها بجزيئات الحامض الأميني الثايروسين (Tyr) كخطوة لتصنيع هرمونات الدرقية وذلك في وجود التأثير المباشر لهرمون (TSH) وذلك كتالي:

بالرغم من أن هرمون T3 يتم تصنيعه انزيميا بهذه الطريقة إلا أن الجزء الاكبر منه يتم الحصول عليه من تحويل T4 إلى T3 بغد إزالة جزئ من اليود في عدد من الأنسجة كالكلية والكبد.

ب) تصنيع البروتين الرابط لهرمونات الدرقية (Thyroglobulin – TG):

يعتبر بروتين الثايروجلوبيولين (TG) المصدر الرئيسي للحامض الأميني الثايروسين، (كما سبق شرحه) حيث تحدث عملية تأيد لحامض الثايروكسين داخل الخلايا الدرقية هرمونات الدرقية (T3 , T4) من خلال تجميعه وربطه مع البروتين الرابط لهرمونات الدرقية (TG) شكل (23). يحتوي هذا البروتين على جزيئات من السكر تقدر بحوالي 10% من الوزن الكلي للمركب، ويبلغ وزنه الجزئي حوالي (660000) ويحتوي أيضاً على حوالي 30 من بقايا الحامض الأميني الثايروسين. فقط 4 إلى 8 من هذه البقايا الأمينية هي التي تدخل في عملية تصنيع هرمونات الدرقية. يتم تصنيع البروتين الرابط داخل الخلايا الدرقية ثم يحال إلى تجويف الحوصلات عن طريق قذف الحبيبات البروتينية المحتوية على هذا البروتين مرتبطاً مع الهرمونات الدرقية ويبقى مخزناً بداخلها إلى حين الحاجة إلى إفرازه.

ج) إطلاق هرمونات الدرقية من البروتين الرابط لها وآلية نقلها في الدم:

عندما يحتاج الجسم إلى هرمونات الدرقية يتخلص البروتين الرابط من الهرمونات العالقة به بواسطة الانزيمات المحللة الموجودة الليزوزومات. يتم إطلاق هذه الهرمونات جره داخل الدورة الدموية حيث يرتبط الجزء الأكبر منها بواسطة بروتينات البلازما والبعض من الثايروسين المتأيد يبقي كمخزون احتياطي داخل الخلايا الدرقية للاستفادة منه في تصنيع المزيد من هرمونات الدرقية. حوال 90% من الهرمونات الدرقية التي يتم تحريرها داخل الدورة الدموية في صورة هرمون الثايروكسين (T4)، بينما فقط 10% في صورة هرمون الثايرونين ثلاثي اليود (T3). عند وصول هرمونات الدرقية إلى الدم  يتم ربطها مع بروتينات البلازما بمعدل حوالي 2/3 مع البروتين الرابط للثايروكسين (Thyroxine – binding Globulin TBG) وحوالي 1/4 بالألبومين الرابط للثايروكسين (Thyroxine binding pre-albumin TBPA) وحوالي 1/10 لبروتين الألبومين (Albumin).

يختلف هرمون الثايروكسين (T4) عن هرمون الثايرونين ثلاثي اليود (T3) من حيث ارتباطهما مع هذه البروتينات. حوالي 75% من الثايروكسين الموجود في الدم يرتبط مع (TBG) وحوالي 15 – 10% مع (TBPA) مع ارتباط نسبة بسيطة منه مع الألبومين بينما الجزء المتبقي (وهو قليل) يبقى حراً داخل الدورة الدموية.

بينما هرمون الثايرونين ثلاثي اليود (T3) نجد أنه يرتبط بنسبة بسيطة وسهلة الانفكاك مع هذه البروتينات مقارنة بالثايروكسين وبالتالي فإن معظم هرمون الثايرونين ثلاثي اليود يوجد حراً داخل الدم ويؤثر مباشرة على الأنسجة المستهدفة وبالتالي فإن الجزيئات الحرة هي التي تحمل الوظيفة الحيوية المباشرة له.

شكل 1:تصنيع البروتين الرابط لهرمونات الدرقية وهرمونات الدرقية T3,T4.

بالإضافة إلى الثايروكسين (T4) والثايرونين ثلاثي اليود (T3) هناك مركبات مشتقة أخرى ها علاقة وهي:

1- D – Thyroxine (D-T4) : هرمون يشابه L – T4 في التركيب الكيميائي إلا أن نشاطه في تنظيم الأيض القاعدي لا يتعدى 10% من نشاط (L-T4)  ولكنه أنشط من L-T4 بحوالي 5 أضعاف في تخفيض مستوى الكوليسترول في الدم.

2- Tetraiodo thyroacetic Acid (Tetrac) و Tri – iodothyroacetic Acid (triac): كلاهما لا يمثل  أكثر من 9% من نشاط L-T4 في تنظيم الأيض القاعدي ولكن تأثيرهما على تخفيض كوليسترول الدم يقدر بحوالي 5.2 مرة من تأثير  L-T4.

3- Reverse – T3 (r-T3): هرمون يشابه L-T3 إلا ان جزئ اليود يأخذ الموقع 5 على الحلقة بدلاً من 3 وهو فسيولوجياً غير نشط مقارنة بهرمون L-T3.

وظيفة هرمونات الدرقية:

نظراً للوظيفة المتميزة لهرمونات الدرقية في توليد الطاقة داخل الخلايا وعلاقتها بأيض المكونات الغذائية فإن تأثيرها على الجسم (عدا الدماغ والشبكية والطحال والخصيتان والرئتان) يأخذ طابع النمط الشمولي (طويل الأمد) وينعكس ذلك في دورها الملحوظ في عملية تمايز الخلايا وتطورها ونموها وكذلك عملية الأيض القاعدي.

الوظائف الرئيسية للهرمونات الدرقية:

1) تنظيم الأيض القاعدي (Basal Metabolism) وذلك من خلال زيادة معدل الإنتاج الحراري. وهي العملية التي تستوجب زيادة في معدل الأكسجين المستخدم من معظم الأنسجة النشطة. تسمى هذه الوظيفة بالأثر الحراري للهرمون (Caloregenic Effect). يمكن القيام بهذه الوظيفة من خلال إحدى هاتين النظريتين:

أ)  التأثير المباشر على الميتوكوندريا لتحفيز الانزيمات اللازمة لإنجاز الأكسدة الفوسفورية لتوليد الطاقة في وجود الأكسجين من خلال دورة كريس (Krebs's cycle).

ب) التأثير المباشر على توصيف المورث (DNA) داخل النواة للحصول على (RNA) اللازم لتحفيز تصنيع البروتين أو ربما الانزيمات التي تحتاجها الميتوكوندريا لإتمام عملية تخليق الطاقة هوائياً.

2- زيادة إفراز هرمونات الدرقية يعمل على هدم الدهن وزيادة تركيز الأحماض الدهنية في الدم بالإضافة إلى أنها تساعد على اكسدة الاحماض الدهنية في عديد الانسجة.

عادة ما يرتبط مستوى الكوليسترول والجلسيردات  الثلاثية في الدم عكسياً بمستوى هرمونات الدرقية وبهذا فأن حالة القصور في إفراز هرمونات الدرقية (Hypothyroidism) عادة ما تكون مصحوبة بالارتفاع في مستوى الكوليسترول في البلازما.

3- تدخل هرمونات الدرقية تقريباً في كل العمليات الحيوية المتعلقة بأيض السكريات في الجسم بما فيها الإسراع في امتصاص الجلوكوز الناجم عن أثر الأنسولين إلى داخل الخلايا، وكذلك زيادة عملية تصنيع الجلوكوز (Gluconeogenesis) وتحليل الجلايكوجين (glycogenolysis) لأجل زيادة تركيز الجلوكوز في الدم.

4- تساهم هرمونات الدرقية بشكل أساسي في عملية نمو الجسم خلال المراحل المبكرة من العمر بتحفيزها تصنيع البروتين من خلال أثر الهرمونات المباشر على توصيف DNA إلى RNA الذي يقوم بدوره في تنشيط تصنيع البروتين من الشبكة الاندوبلازمية الخشنة.

5- تلعب هرمونات الدرقية دوراً هاماً في تنظيم الجهاز الوعائي القلبي "Cardio Vascular System" حيث تعمل على زيادة معدل نبضات القلب وتقلصه ، وزيادة مقدرة الاوعية الدموية على الأتساع لأجل زيادة حجم الدم المتدفق إلى أنسجة الجسم.

6- يؤثر مستوى هرمونات الدرقية بشكل مباشر على وظيفة الجهاز العصبي. يؤدي الانخفاض المفرط في تركيز الهرمونات إلى الشعور بالتخلف العقلي بينما الزيادة المفرطة تزيد من تهيج الجهاز العصبي وإثارته.

7- التركيز الاعتيادي لهرمونات الدرقية يحافظ على النشاط التناسلي وتحسين الخصوبة بينما الانخفاض في تركيزها يؤدي إلى خلل في الكفاءة التناسلية.

8- بالإضافة إلى ذلك نجد أن هناك تأثير لهرمونات الدرقية على وظيفة العضلات والغدد الصم الاخرى والقناة الهضمية والجهاز التنفسي وغيرها.

آلية عمل هرمون الدرقية:

تؤدي هرمونات الدرقية عمليها كالهرمونات الدهني وذلك من خلال دخولها مباشرة إلى السيتوبلازم لترتبط بالمستقبل الخاص بها (أو ربما على النواة) حيث تسبب في إحداث توصيف DNA للحصول على m-RNA اللازم لتحفيز تصنيع الإنزيمات لإتمام وظيفة الهرمونات المتعلقة بتوليد الطاقة أو الأيض القاعدي بما فيها أيض البروتين والدهن والسكريات، أيضاً ربما تخليق نوع من البروتينات اللازمة لتحفيز نمو وتطور خلايا الجسم خلال المراحل المبكرة من العصر.

آلية تنظيم إفراز هرمونات الدرقية:

1- العلاقة المحورية بين الجسم تحت السريري والفص الأمامي للنخامية والدرقية:

تعتبر هذه الآلية من أهم ما ينظم إفراز هرمونات الدرقية من خلال التغذية الاسترجاعية (الإيجابية او السلبية) على مستوى الجسم تحت السريري أو على النخامية لزيادة أو تقليل إفراز TRH و TSH على حسب تركيز هرمونات الدرقية في الدم. الزيادة في هرمون T4 أو T3 تؤثر سلباً على إفراز TRH وبالتالي على TSH أو ربما يكون التأثير مباشرة على النخامية لتخفيض مستوى TSH. الانخفاض في كلا الهرمونين يؤثر إيجاباً على مستوى الجسم تحت السريري أو مستوى النخامية (شكل 2).

تنظيم إفراز هرمونات الدرقية يتطلب وجود توازن مستمر بين معدل الإفراز ومعدل الاستخدام لهذه الهرمونات. ومن خلال هذه العلاقة فإن هرمون TSH يعتبر العامل المحدد والمباشر في تنظيم إفراز هرمونات الدرقية.

2- الإجهاد الحراري:

من أهم العوامل التي لوحظ أنها تعمل على زيادة إفراز TRH و TSH وهرمونات الدرقية هي الانخفاض في درجة حرارة الجو أو تعرض الحيوان للبرودة الشديدة وذلك بسبب احتياج الجسم إلى زيادة معدل الانتاج الحراري لمقاومة هذا الاجهاد. بينما الارتفاع في حرارة الجو (الاجهاد بسبب الحرارة المرتفعة) يعمل على تخفيض مستوى هرمونات الدرقية (على المدى الطويل) وذلك بسبب احتياج الحيوان لتخفيض انتاج الطاقة وزيادة التخلص منها.

شكل 2: الاسترجاع الإيجابي (انخفاض مستوى T4، T3) (والسلبي) زيادة مستوى T3 T4 على TRH و  TSH.

3- نقص عنصر اليود:

عندما ينخفض مستوى اليود بسبب انخفاضه في العليقة أو بسبب عدم مقدرة الغدة الاستفادة منه فإن ذلك يؤدي إلى انخفاض تصنيع T4 وبالتالي تسعى النخامية لإفراز المزيد من TSH لمحاولة تعويض النقص في تصنيع T4. الاستمرار في إفراز "TSH" بجهد الحوصلات الدرقية بسبب عدم وجود اليود مسبباً زيادة في عدد وحجن الخلايا الدرقية مع زيادة تدفق الدم مؤدياً إلى تضخم الغدة الدرقية وظهور أعراض ما يسمى "بالجويتر" (Goiter) الذي يتميز بانتفاخ ظاهري ملحوظ في الواجهة الأمامية للرقبة وبروز العينين.

4- أسباب أخرى:

(1) إزالة الدرقية:

في كثيرة من الأحيان تزال الغدة الدرقية كإجراء اضطراري ربما بسبب إتلاف خلاياها أو إصابتها باليود المشع. إذا حدثت هذه الحالة فإنها عادة ما تكون مصحوبة بالأعراض التالية:

* انخفاض معدل الأيض القاعدي بمقدار 30% عن الاعتيادي.

* انخفاض معدل نبضات القلب.

* تخلف في النمو وتضخم في الحجم.

* انخفاض معدل الاكل.

* انخفاض مستوى البروتين في الكبد والكليتين.

* انخفاض مستوى بروتينات البلازما وزيادة الدهن والكوليسترول والجلايكوجين.

* انخفاض الكفاءة التناسلية.

* تخلف النوم الدهني والعقلي في المراحل المبكرة  من العمر.

 (2) ضمور او قصور في وظيفة الغدة الدرقية Hypothyroidism:

وهي ما يعرف بالإصابة بمرض (الخزب) Myxedema أو Cull's disease كما في هرمون (TSH).

(3) الإفراط في إفراز الدرقية (Hyperthyroidism):

وهو ما يعرف بالتسمم الدرقي (Thyrotoxicosis) أو (Grave's disease) كما في هرمون (TSH).

 (4) المركبات المثبطة لإفراز هرمونات الدرقية (Giotrogens):

في بعض الحالات المرضية أو الكلينكية، أو تناول بعض الأغذية تصاب الغدة الدرقية بانخفاض شديد في إفرازاتها وذلك بسبب عدد من المركبات الكيميائية المستخدمة التي قد تتداخل مع آلية الأيض القاعدي من خلال الأثر السلبي الذي تحرزه على عملية وتحرير هرمونات الدرقية وربما يحدث أيضاً على مستوى الخلايا المستهدفة. تقسم المركبات الكيميائية المثبطة لإفراز الدرقية على حسب تأثيرها إلى:

أ) مركبات تمنع دخول اليود إلى الخلية الدرقية ومن أمثلتها:  Thyiocynates Perchlorates

ب) مركبات تمنع تصنيع الثايروكسين (تأيد التايروسين) ومن أمثلتها  : Thiouracil, Methimazal.

ج)  مركبات تحدث إتلاف لأنسجة الدرقية كاستخدام جرعات مركزة من اليود المشع.

د) حقن الحيوان بجرعات مركزة من اليود (100 ضعف من التركيز العادي).

بالإضافة إلى ذلك هناك عدد من الخضروات تحتوي على مثبطات لوظيفة الدرقية كالفجل والكرنب تسمى (Progoitrin) إلا أن تناولها بالكميات الاعتيادية لا ينجم عنها آثار سلبية على وظيفة الغدة الدرقية.

تأيض الهرمونات الدرقية:

تعتبر هرمونات الغدة الدرقية من الهرمونات طويلة العمر بعد إفرازها من الغدة حيث يبلغ t1/2 لهرمون الثايروكسين حوالي 6 أيام بينما الثايرونين ثلاثي اليود حوالي 2-1 يوم مقارنة بالهرمونات البروتينية التي لا يتعدى عمرها دقائق. بعد الانتهاء من وظيفتها يتم التخلص منها كما يلي:

1) اختزال اليود: يمكن لعديد من الأنسجة أن تقوم باختزال اليود من هرمونات الدرقية وجعلها خاملة وغير نشطة.

2) تقوم الكبد بربط هرمونات الدرقية T3، T4 بحامض الجلوكورونيك (glucoronic Acid ) وبدرجة أقل بالكبريتات (Sulfates). حيث يقوم بالتخلص من بعضها عن طريق  العصارة الصفراوية والبعض يعاد امتصاصه ثانية وما تبقى يجد طريقه إلى البرار أو البول أو ربما يجد طريقه إلى الخلايا الثديية ليخرج مع الحليب.

المصدر

القماطي ، احمد المجدوب (2005) . الغدد الصم وهرموناتها . كلية الزراعة . جامعة الفاتح .