ما هي الغدة الدرقية؟ وكيف تعمل؟
تعتبر الغُدّة الدرقية من الغدد الصمّ الهامة داخل الجسم؛ نظراً لوظيفتها الحيوية. وتخضع إفرازاتها مباشرةً لتنظيم كل من تحت السريري (TRH)، والفصّ الأمامي للنخامية (TSH) فيما يسمى بالعلاقة المحورية ما بين الجسم تحت السريري والنخامية الدرقية Hypothalamo - Hypophyseal - thyroid axis التي تنظم إفراز هرمونيّ الدرقية الرئيسيين: الثايروكسين T4، والثيرونين ثلاثي اليود T3.
تتواجد الغدّة الدرقية في الحيوانات الفقارية على جانبي القصبة الهوائية، حيث تنشأ من أرضية البلعوم على شكل بروز نسيجي مكونة زوجاً من الفصوص الغديّة. تتزود الغدّة الدرقية بتغذية دموية على حسب نشاطها بالإضافة إلى الاتصال المباشر بالأعصاب الوديّة.
تتكون الغدّة الدرقية من خلايا متخصصة تسمى بالحوصلات Follicles محاطة بطبقة من الخلايا الطلائية مكعبة الشكل وممتلئة بسائل بروتيني Colloid.
عندما تكون الحوصلات في حالة غير نشطة ينشأ هذا السائل ويتمدد ويزداد حجم 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) كلاهما لهما علاقة بتنظيم مستوى الكالسيوم في الدم.
ترتكز الوظائف التي تقوم بها الغدة الدرقية بشكل أساسي على التمايز الخلوي ونمو الجسم وتنظيم الأيض القاعدي (Basal Metabolism) وذلك من خلال إفراز الهرمونات الدرقية اللازمة لتحفيز عملية توليد الطاقة داخل الخلايا وبالتالي فهي تسمی بهرمونات الطاقة Caloregenic Hormones. وأهم هذه الهرمونات:
1.هرمون الثايروكسين (tetraiodo Thyronine) ويرمز له T4.
2.هرمون الثايرونين ثلاثي اليود (Tri - iodothyroxine) ويرمز له T3.
كيف يتم تصنيع هورمونات الغدة الدرقية؟
تقوم حوصلات الغدة الدرقية بتصنيع هرمونين أساسين هما الثايروكسين والثايرونين ثلاثي اليود بالإضافة إلى عدد من الجزيئات الهرمونية الأخرى (metabolites) من خلال ثلاث مراحل أساسية يمكن توضيحها كالتالي:
أ. استخلاص اليود من الدم (مضخة اليود):
في العادة يتحصل الحيوان على اليود من الغذاء الذي يتناوله ولكن نظرة 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 عکس 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 (20 - 1:25) وقد تصل هذه النسبة في حالات نقص اليود في الجسم أو الزيادة المفرطة في (TSH) إلى حوالي (300: 1).
تقوم الغدة الدرقية بتجميع جزئيات اليود لأجل ربطها بجزيئات الحامض الاميني الثايروسين (Tyr) كخطوة لتصنيع هرمونات الدرقية وذلك بوجود التأثير المباشر لهرمون (TSH).
بالرغم من أن هرمون T3 يتم تصنيعه إنزیمیاً، إلا أن الجزء الأكبر منه يتم الحصول عليه من تحويل T4 إلى T3 بعد إزالة جزيء من اليود في عدد من الأنسجة الكلية والكبد.
ب. تصنيع البروتين الرابط لهرمونات الدرقية (Thyroglobulins - TG):
يعتبر بروتين الثايروجلوبيولين (TG) المصدر الرئيسي للحامض الأميني الثايروسين، حيث تحدث عملية تأيد لحامض الثايروسين داخل الخلايا الدرقية لتصنيع هرمونات الدرقية (T3 , T4) من خلال تجميعه وربطه مع البروتين الرابط لهرمونات الدرقية (TG). 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 مخزوناً 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 بالليزوزومات. يتم إطلاق هذه الهرمونات حرة داخل الدورة الدموية حيث يرتبط الجزء الأكبر منها بواسطة بروتينات البلازما والبعض من التايروسين المتأيد يبقي كمخزون احتياطي داخل الخلايا الدرقية للاستفادة منه في تصنيع المزيد من هرمونات الدرقية. حوالي 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 TBPA، وحوالي 1/10 لبروتين الألبومین (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 10 - 15٪ 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.
بالإضافة إلى الثايروكسين (T4) والثايرونين ثلاثي اليود (T3) هناك مرکبات مشتقة أخرى لها علاقة وهي:
1. D - Thyroxine:
هرمون يشابه T4 في التركيب الكيميائي إلا أن نشاطه في تنظيم الأيض القاعدي لا
يتعدى 10% من نشاط T4 ولكنه أنشط من T4 بحوالي 5 أضعاف في تخفيض مستوى الكوليسترول
في الدم.
2. Tri-iodothyroacetic acid (triac) و Tetra - iodothyroacetic acid (tetrac):
كلاهما لا يمثل أكثر من 9٪ من نشاط التايروسين في تنظيم الأيض القاعدي ولكن تأثيرهما على تخفيض كوليسترول الدم يقدر بحوالي 5.3 مرة من تأثير التيروسين.
3.(Reverse - T3 (r - T3:
هرمون يشابه L-T3 وهو فسيولوجياً غير نشط مقارنة بهرمون L - T3.
ما هي وظائف الهورمونات الدرقية؟
نظراً للوظيفة المتميزة لهرمونات الدرقية في توليد الطاقة داخل الخلايا وعلاقتها بأيض المكونات الغذائية، فإن تأثيرها على الجسم (عدا الدماغ والشبكية والطحال والخصيتين والرئتين) يأخذ طابع النمط الشمولي طويل الأمد. وينعكس ذلك في دورها الملحوظ في عملية تمايز الخلايا وتطورها ونموها وكذلك عملية الأيض القاعدي. ويمكن تلخيص الوظائف الرئيسية للهرمونات الدرقية بما يلي:
1. تنظيم الأيض القاعدي (Basal Metabolism) وذلك من خلال زيادة معدل الإنتاج الحراري. وهي العملية التي تستوجب زيادة في معدل الأوكسجين 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 الأوكسجين من خلال دورة کربس (Krebs 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 تخلیق الطاقة هوائية.
2.زيادة إفراز هرمونات الدرقية يعمل على هدم الدهن وزيادة تركيز الأحماض الدهنية في الدم بالإضافة إلى أنها تساعد على أكسدة الأحماض الدهنية في عديد الأنسجة. عادة ما يرتبط مستوى الكوليسترول والجلسیرات الثلاثية في الدم عكسياً بمستوى هرمونات الدرقية وبهذا فأن حالة القصور في إفراز هرمونات الدرقية (Hypothyroidism) عادة ما يكون مصحوباً بالإرتفاع في مستوى الكوليسترول في البلازما.
3. تدخل هرمونات الدرقية تقريباً في كل العمليات الحيوية المتعلقة بأيض السكريات في الجسم بما فيها الإسراع في إمتصاص الجلوكوز الناجم عن أثر الأنسولين إلى داخل الخلايا، وكذلك زيادة عملية تصنيع الجلوكوز (gluconeogensis) 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 حيث تعمل على زيادة معدل نبضات القلب وتقلصه، وزيادة مقدرة الأوعية الدموية على الاتساع؛ لأجل زيادة حجم الدم المتدفق إلى أنسجة الجسم.
6.يؤثر مستوى هرمونات الدرقية بشكل مباشر على وظيفة الجهاز العصبي. يؤدي الإنخفاض 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 الأخرى والقناة الهضمية والجهاز التنفسي وغيرها.
ما هي الآلية التي تعمل بها الهورمونات الدرقية؟
تؤدي هرمونات الدرقية عملها كالهرمونات الدهنية، وذلك من خلال دخولها مباشرة إلى السيتوبلازم لترتبط بالمستقبل الخاص بها (أو ربما على النواة) حيث تسبب في إحداث توصیف DNA للحصول على m-RNA اللازم لتحفيز تصنيع الإنزيمات اللازمة لإتمام وظيفة الهرمونات المتعلقة بتوليد الطاقة أو الأيض القاعدي بما فيها أيض البروتين والدهن والسكريات. وربما تخليق نوع من البروتينات اللازمة لتحفيز نمو وتطور خلايا الجسم خلال المراحل المبكرة من العمر.
كيف يتم تنظيم إفراز الهورمونات 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 أو السلبية) على مستوى الجسم تحت السريري أو على النخامية لزيادة أو تقليل إفراز TRH وTSH 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 مباشراً على النخامية لتخفيض مستوى TSH.
الانخفاض في كلا الهرمونين يؤثر إيجاباً على مستوى الجسم تحت السريري أو مستوى النخامية.
تنظيم إفراز هرمونات الدرقية يتطلب وجود توازن مستمر بين 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 وTSH وهرمونات الدرقية هي الإنخفاض في درجة حرارة الجو أو التعرض للبرودة الشديدة وذلك بسبب احتياج الجسم إلى زيادة معدل الإنتاج الحراري لمقاومة هذا الإجهاد. بينما الارتفاع في حرارة الجو (الإجهاد بسبب الحرارة المرتفعة) يعمل على تخفيض مستوى هرمونات الدرقية (على المدى الطويل) وذلك بسبب احتياج الجسم لتخفيض إنتاج الطاقة وزيادة التخلص منها.
3.نقص عنصر اليود:
عندما ينخفض مستوى اليود بسبب انخفاضه في العليقة أو بسبب عدم مقدرة الغدة الاستفادة منه، فإن ذلك يؤدي إلى انخفاض التصنيع وبالتالي تسعى النخامية لإفراز المزيد من TSH لمحاولة تعويض النقص في تصنيع T4. يؤدي الاستمرار في إفراز " TSH " إلى إجهاد الحوصلات الدرقية بسبب عدم وجود اليود مسببة زيادة في عدد وحجم الخلايا الدرقية مع زيادة تدفق الدم مؤدية إلى تضخم الغدة الدرقية وظهور أعراض ما يسمى بالجويتر (Goiter) الذي يتميز بانتفاخ ظاهري ملحوظ في الواجهة الأمامية للرقبة وبروز العينين.
4- أسباب أخرى:
أ.إزالة الدرقية: في كثير من الأحيان تزال الغدة الدرقية كإجراء اضطراري ربما بسبب إتلاف خلاياها أو إصابتها باليود المشع وهذه الحالة عادة ما تكون مصحوبة بالأعراض التالية:
⁃ انخفاض معدل الأيض القاعدي بمقدار 30٪.
⁃ انخفاض معدل نبضات القلب.
⁃ تخلف في النمو وتضخم في الحجم.
⁃ انخفاض معدل الأكل.
⁃ انخفاض مستوى البروتين في الكبد والكليتين.
⁃ انخفاض مستوى بروتينات البلازما وزيادة الدهن والكوليسترول والجلايكوجين.
⁃ انخفاض الكفاءة التناسلية.
⁃ تخلف النمو الدهني والعقلي في المراحل المبكرة من العمر.
ب.ضمور أو قصور في وظيفة الغدة الدرقية Hypothyroidism: وهي ما يعرف بالإصابة بمرض (الخزب) Myxcdema أو Cullis disease كما في هرمون (TSH).
ج.الإفراط في إفراز الدرقية (Hyperthyroidism): وهو ما يعرف بالتسمم الدرقي (Thyrotoxicosis) أو (Grave's disease) كما في هرمون (TSH).
د. المركبات المثبطة لإفراز هرمونات الدرقية (Giotrogens): في بعض الحالات المرضية أو السريرية 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 تخليق وتحرير هرمونات الدرقية وربما يحدث أيضاً على مستوى الخلايا المستهدفة. تقسم المركبات الكيميائية المثبطة لإفراز الدرقية على حسب تأثيرها إلى:
1.مركبات تمنع دخول اليود إلى الخلية الدرقية ومن أمثلتها: الثايوسينيت بيركلوريد (Thyiocynates Perchlorates)
2.مركبات تمنع تصنيع الثايروكسين (تأيد التايروسين) ومن أمثلتها: ميثيمازال Methimazal، ثيوراسيل Thiouracil.
3.مركبات تحدث إتلاف الأنسجة الدرقية كأستخدام جرعات مركزة من اليود المشع.
4.حقن الحيوان بجرعات مركزة من اليود (100 ضعف من التركيز العادي).
بالإضافة إلى ذلك هناك عدد من الخضروات تحتوي على مثبطات الوظيفة الدرقية كالفجل والكرنب تسمی (Progoitrin) إلا أن تناولها بالكميات الاعتيادية لا يؤدي إلى آثار سلبية على وظيفة الغدة الدرقية.
شما هو مصير الهورمونات الدرقية؟ وكيف يتخلص الجسم منها؟
تعتبر هرمونات الغدة الدرقية من الهرمونات طويلة العمر بعد إفرازها من الغدة حيث يبلغ نصف العمر الزمني لهرمون الثايروكسين حوالي 6 أيام بينما الثايرونين ثلاثي اليود حوالي 1-2 يوم مقارنة بالهرمونات البروتينية التي لا يتعدى عمرها دقائق.
بعد الانتهاء من وظيفتها يتم التخلص من الهورمونات الدرقية منها كما يلي:
1. اختزال اليود: يمكن لعديد من الأنسجة أن تقوم باختزال اليود من هرمونات الدرقية وجعلها خاملة وغير نشطة.
2.يقوم الكبد بربط هرمونات الدرقية T3 ،T4 بحمض الجلوكورونيك (glucoronic Acid) وبدرجة أقل بالكبريتات (Sulfates). حيث يقوم بالتخلص من بعضها عن طريق العصارة الصفراوية والبعض يعاد
امتصاصه ثانية وما تبقي يجد طريقه إلى البراز أو البول.
المصدر:
*الغدد الصم وهرموناتها، أ.د. أحمد المجدوب القماطي، جامعة الفاتح - ليبيا، 2005، ص 127 - 139.
كتابة : هيا سليم