ANATOMIE DER SCHILDDRÜSE
Die Schilddrüse
liegt mit ihren beiden durch den Isthmus verbundenen Lappen beiderseits
des Schildknorpels und unterhalb des Ringknorpels.
Im Laufe der
Embryonalentwicklung wandert Schilddrüsengewebe zweizipfelig vom Foramen
coecum am Zungengrund nach kaudal an Zungenbein und Kehlkopfknorpeln
vorbei an die endgültige Lage. Der Ductus Thyreoglossus (ein enger
Gang, durch den die Drüsenanlage mit dem Boden des Schlunddarms verbunden
ist) bildet sich später wieder zurück, allerdings kann versprengtes
Schilddrüsengewebe überall auf dem Weg der Wanderung persistieren (Ductus
Thyreoglossuszyste; typischerweise in der Medianen). Häufig zieht noch
ein Lobus pyramidalis vom Isthmus nach kranial. Die Nebenschilddrüsen
lagern sich in der Embryonalentwicklung an die dorsale Wand der beiden
Schilddrüsenlappen an, und wandern mit nach kaudal. Gelegentlich sind sie
in die Organkapsel eingeschlossen.
Nach
Abschluss der Wanderung liegt der Nervus laryngeus recurrens den unteren
Polen der beiden Schilddrüsenlappen an. Das für den Fetus zur
Hormonsynthese essentielle Spurenelement Jod wird diaplazentar übertragen,
falls notwendig können auch mütterliche Schilddrüsenhormone die
Plazentaschranke passieren.
Im
Unterschied zu den anderen Hormondrüsen ist die Schilddrüse eine
Follikeldrüse (Stapeldrüse), die ihre Produkte extrazellulär in mit
Kolloid gefüllten Follikeln ablagert. Zwischen den die Follikel
bildenden Thyreozyten liegen die parafollikulären Zellen (C-Zellen), die
das Hormon Kalzitonin produzieren.
Normales
Schilddrüsenvolumen: < 18 ml bei Frauen, < 25 ml bei Männern.
PHYSIOLOGIE
DER SCHILDDRÜSE
Hormonproduktion
Die
Thyreozyten produzieren - gesteuert vom hypothalamisch - hypophysären
Regelkreis (Abb. 2) - das Prohormon T4 (Tetrajodthyronin) und das
biologisch aktive Hormon T3 (Trijodthyronin). Diese werden an das
Glykoprotein Thyreoglobulin gebunden und im Kolloid der Follikel
gestapelt; für die Synthese der Schilddrüsenhormone ist das
Spurenelement Jod essentiell.
Die
einzelnen Schritte der Schilddrüsenhormonsythese im Detail:
o Der Na+/J-
Symporter nimmt aktiv Jodid aus dem Blut in die Thyreozyten auf (Jodination).
o Die
Schilddrüsenperoxydase (TPO) katalysiert die Oxydation des Jodids zu Jod
und den Einbau ins Thyreoglobulin an der apikalen Zellmembran.
o Durch
Exozytose werden die beiden ans Thyreoglobulin gebundenen Hormonvorläufer
Monojodthyrosin und Dijodthyrosin ins Follikellumen abgegeben. Aus zwei
Molekülen Dijodthyrosin entsteht
das (zu diesem Zeitpunkt noch immer ans Thyreoglobulin gebundene) Schilddrüsenhormon
T4. T3 kann durch Koppelung von Monojodthyrosin und Dijodthyrosin, oder
auch durch Dejodinierung von T4 in T3 entstehen. So entsteht auch das
biologisch inaktive reverse-T3. Die abhängig vom Jodangebot
unterschiedlich jodierten Thyreoglobulinmoleküle werden nun im Follikel
gespeichert.
Auch die
Ausschüttung von T3 und T4 wird vom TSH stimuliert: Die ans
Thyreoglobulin des Kolloids gebundenen Schilddrüsenhormone werden durch
Endozytose wieder in die Thyreozyten aufgenommen und enzymatisch zerlegt;
anschliessend werden T4 und T3 ins Blut abgegeben.
T3 und T4 im Organismus
Das Verhältnis
von T3 und T4 im Plasma beträgt 1:100. Das kurzlebige T3 ist wesentlich
wirksamer als T4 und das biologisch aktive Hormon, während T4 mit seiner
Halbwertszeit von 8 Tagen vor allem als ein Depot dient, welches das benötigte
T3 bereitstellt. Das im Blut zirkulierende T3 stammt nur zu 20% aus der
Schilddrüse, der weit grössere Anteil entsteht extrathyroidal durch
Jodabspaltung von T4.
Die Typ I
5’Dejodinase katalysiert als wichtigstes Enzym die Umwandlung von T4 in
T3 in Organen wie Schilddrüse, Leber und Niere, zusätzlich dazu
existieren neben weiteren Dejodinasen auch noch andere Stoffwechselwege.
Die
Transportproteine
Nur das
freie T3 und das freie T4 wirken an den Zellen; weit über 99% der
Schilddrüsenhormone sind jedoch an Transportproteine gebunden. Das
wichtigste Transportprotein ist das TBG (Thyroxin Bindendes Globulin); die
Affinität der Schilddrüsenhormone zu Transthyretin und Albumin ist
geringer. Durch diese Proteinbindung hat T4 eine biologische Halbwertszeit
im Blut von 8 Tagen. Die Gesamthormonkonzentration wird bei intaktem
hypothalamisch-hypophysärem Regelkreis durch die Konzentration und
Zusammensetzung der Transportproteine bestimmt, um die Menge der freien
Hormone konstant zu halten. Bei Bestimmung der gebundenen Hormone muss
daher unbedingt der Status der Bindungsproteine beurteilt werden, um die
Schilddrüsenfunktionslage richtig beurteilen zu können.
Häufigster Pittfall: Erhöhtes TT4 und erhöhtes TT3 bei normalem TSH bei
Einnahme der „Pille“. Die freien Hormone sind bei diesen Patientinnen
normal.
Wirkung
der Schilddrüsenhormone auf den Stoffwechsel
Das freie T3
(und zu einem weit geringeren Anteil auch das freie T4) hat eine direkte
Wirkung an Rezeptoren im Zellkern, die nicht-nukleären Effekte sind wohl
sekundär. T3 hat eine 10fach höhere
Stoffwechselwirkung als T4. Nur die freien Hormone
sind biologisch wirksam.
o Steigerung
von Sauerstoffverbrauch, Energieumsatz, und Wärmeproduktion
o Beschleunigung der Kohlenhydrataufnahme, Steigerung der Glukoneogenese
o Verstärkte Freisetzung körpereigener Fettbestände, Beschleunigung von
Cholesterinauf- und abbaus
o Förderung der Proteinsynthese
o Aktivierung von Osteoblasten und Osteoklasten
o Steigerung der Myokardkontraktilität, Herabsetzung des peripheren Gefäßwiderstandes,
gesteigerte Erregbarkeit des Erregungsleitungssystems
o Unentbehrlich für Wachstum und Reifung von Skelett, Gehirn und
Muskulatur
Schilddrüse
und Insulin: In der Hyperthyreose steigt der Insulinbedarf (Insulinsenitivität,
aber auch Insulinabbau sind gesteigert)
Hypothalamisch-hypophysärer Regelkreis
Das im
Hypothalamus ausgeschüttete TRH (Thyreotropin Releasing Hormon) regt die
Hypophyse zu einer verstärkten Ausschüttung von TSH an, was wiederum zu
einer gesteigerten Bildung von T3 und T4 führt. In Hypothalamus und
Hypophyse wird je nach Konzentration der freien Schilddrüsenhormone im
Blut die Bildung von TRH und TSH gehemmt oder angeregt (Abb. 2).
Neben diesem
Regelkreis modulieren auch die durch Jod beeinflusste intrathyroidale
Autoregulation und lokal in der Schilddrüse gebildete Wachstumsfakuren
und Zytokine die Ausschüttung der Schilddrüsenhormone.
TSH ist der
empfindlichste Parameter zur Detektion einer Schilddrüsenfunktionsstörung,
hinkt aber dem freien Schilddrüsenhormonen gut 10 Tage hinterher. Daher
Achtung bei der Interpetation des TSH Wertes bei thyreostatisch
behandelten Patienten bzw. anderen Konstellationen, bei denen es zu
raschen Änderungen der Hormonwerte kommt.