Статьи

04 февраля 2014

Преимущество в определении свободных фракций тиреоидных гормонов перед их общими концентрациями в сыворотке крови

Справочник заведующего КДЛ \ №10 октябрь 2013г.

Лобачевская Т.В.

Ассистент кафедры клинической лабораторной диагностики с курсом молекулярной медицины СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова, директор по клинической работе клинико-диагностической лаборатории «Глобус Мед», СПб, к.м.н.

 

  Определение общей концентрации Т4 и Т3 в сыворотке крови и оценка их свободных фракций уже довольно давно стали наиболее распространенными диагностическими методами в тиреоидологии. Почему же современная эндокринология делает акцент на исследование свободных фракций Т3 и Т4, как более информативных маркеров?  Для того, чтобы на основании результатов лабораторных тестов сделать верное заключение о функциональной активности щитовидной железы в целом, врач должен представлять себе не только конечный результат в виде некого отклонения от референсного интервала, скажем, например, концентраций Т3 и Т4 и уровня ТТГ, но и понимать общие механизмы жизнедеятельности этого эндокринного органа. 

   Щитовидная железа – самый крупный эндокринный орган, масса которого у взрослых людей составляет в норме 15 – 20 г. Более того, эта железа обладает просто поразительной способностью к увеличению. При так называемом зобе масса патологически разросшейся щитовидной железы может достичь нескольких сотен граммов.

   Для продукции достаточного количества тиреоидных гормонов необходимо поступление в организм экзогенного йода в достаточном количестве (60 ­– 75 мкг/сутки). Для транспортировки йода продуцируется специальный гликопротеин – тиреоглобулин (ТГ).

Специфические остатки тирозина в составе ТГ йодируются на поверхности апикальных мембран тиреоцитов, образуя монойод- и дийодтирозины. Тиреопероксидаза катализирует связывание друг с другом двух или одной молекулы ДЙТ и одной молекулы МЙТ, что приводит к продукции Т4 и Т3 соответственно [4, 7, 8].

   Основная функция щитовидной железы – продукция такого количества тиреоидных гормонов, которое необходимо для адекватного удовлетворения потребности в них периферических тканей организма.

   Щитовидная железа в какой-то степени уникальный орган внутренней секреции, поскольку способна хранить большое количество готовых тиреоидных гормонов, высвобождая их в кровь очень медленно. В среднем за сутки высвобождается не более 1% имеющегося запаса Т3 и Т4. Все этапы синтеза и высвобождения тиреоидных гормонов стимулируются ТТГ, который секретируется в гипофизе. ТТГ повышает синтез гормонов Т4 и Т3 и их выделение в кровь. Кроме того, этот регуляторный гормон способствует росту и увеличению числа клеток щитовидной железы. Количество синтезируемого гипофизом ТТГ тоже, в свою очередь, подвержено регуляции со стороны гормона гипоталамуса – тиреотропин-рилизинг-гормона ТРГ.

  Предполагается, что основным действующим гормоном является Т3, а тироксин является его предшественником – прогормоном, обеспечивающим постоянный запас гормона в малоактивной форме. Т4 связывается с рецепторами клеток-мишеней со сродством в 10 раз более слабым, чем Т3, т.е. преобладающей метаболически активной формой гормона действительно является Т3. Доказательством того, что Т4 скорее служит прогормоном Т3 являются исследования с применением радиологического метода, показавшие, что 80% циркулирующего в крови Т3 являются продуктами дейодирования Т4, а 20% непосредственно образуются в щитовидной железе. Из 42 нмоль трийодтиронина, образующегося в организме в сутки, лишь 5% образуется непосредственно в щитовидной железе, 95% образуется из тироксина [8, 10].

   Трийодтиронин не единственный продукт дейодирования тироксина. Кроме него образуется реверсивный (обратный) трийодтиронин (рТ3), который является практически неактивным агентом и образуется в относительно больших количествах при некоторых хронических болезнях, при углеводном голодании у плодов. В норме 34% Т4 дейодируется до Т3, 42% до рТ3, а оставшиеся 24% непосредственно участвуют в регуляции обменных процессов, разрушаются и экскретируются. Содержание рТ3 резко повышается при состояниях, когда необходимо сберечь энергию или предохранить организм от перегревания (при голодании, повышении температуры тела, заболеваниях печени и почек, а также в пожилом и старческом возрасте). Определение сывороточного уровня рТ3 помогает при диагностике гипер- и гипотиреоза, связанных с нарушениями дейодирования тироксина. Он повышен при болезни Грейвса и понижен при гипотиреозе.

   Большинство йодтиронинов плохо растворяются в воде, вследствие чего обычно находятся в плазме в виде комплексов с белками. Так, Т4 преимущественно связан с ТСГ (75 – 80%), транстиретином и сывороточным альбумином, аналогичная картина происходит и с Т3. Несвязанными, или свободными, остаются только 0,04% Т4 и 0,4% Т3, и именно эти их количества могут проникать в клетки-мишени [1]. Поскольку ТСГ – главный белок плазмы, связывающий тиреоидные гормоны, изменения его количества или способности к связыванию с ними могут сильно влиять на концентрации этих гормонов в крови даже на фоне их неизменной продукции и высвобождения.  Скорость удаления ТСГ из плазмы крови и поведение этого белка при изоэлектрофоретическом фокусировании определяется степенью его гликозилирования [11]. У больных, получающих терапию эстрогенами, в ТСГ увеличивается количество кислых групп. ТСГ с повышенным содержанием сиаловых кислот (и, следовательно отрицательно заряженный) устраняется из крови медленнее, чем более положительно заряженные молекулы ТСГ. Сыворотки крови беременных, а также женщин, применяющих пероральные контрацептивы и больных с острым гепатитом содержат повышенные количества кислой ТСГ [6].

Клинический случай:

На приеме у врача общей практики в медицинском центре пациентка 36 лет, в течение полутора лет принимает оральные контрацептивы, последнее время появились жалобы на сонливость, утомляемость, нарушение концентрации внимания, склонность к отекам. За последние полгода – прибавка в весе около 3 кг.  Назначен лабораторный скрининг: оценка уровня ТТГ, общих и свободных фракций щитовидной железы. Исследования проводилось на тест-системах фирмы «Алкор-Био» (г. Санкт-Петербург).  Данные лабораторного обследования на предмет гипотиреоидного статуса:

 

ТТГ – 5,2 мкМЕ/мл (0,23 – 3,4), «ТироидИФА-ТТГ»

Т4 общ – 160 нмоль/л (53 – 158), «ТироидИФА-тироксин»

Т3 общ – 2,9 нмоль/л (1,0 – 2,8), «ТироидИФА-трийодтиронин»

Т4 св – 10,9 пмоль/л (10 – 23,2), «ТироидИФА-свободный Т4»

Т3 св – 4,2    пмоль/л (2,5 – 7,5), «ТироидИФА-свободный Т3»

 

Таким образом, на основании этого достаточно распространенного клинического случая можно предположить, что половые гормоны стероидного типа (в данном случае в большей степени эстрогены) повышают концентрацию ТСГ за счет возрастания его времени жизни в крови.  И в данных лабораторных тестах мы видим достаточно высокие надпороговые числа общего Т4. Однако свободные фракции Т3 и Т4 в данном случае отражают истинную концентрацию тиреоидных  гормонов у данной пациентки и в совокупности с повышенным уровнем ТТГ отражают картину развивающегося субклинического гипотиреоза. Обычно концентрации свободного Т4 и ТТГ в сыворотке при заместительной терапии субклинического гипотиреоза быстро нормализуются, а концентрация свободного Т3, которая при данной патологии изначально нормальная, практически не меняется.

Другими факторами, влияющими на количество и качество ТСГ в крови, могут быть сепсис и состояние после пребывания пациента в условиях искусственного кровообращения [12]. Дело в том, что в таких ситуациях активируются сериновые протеазы полиморфноядерных лейкоцитов, которые частично разрушают этот гликопротеин. В результате константа связывания ТСГ и Т4 значительно падает.

Оставшийся после протеолиза крупный фрагмент ТСГ с молекулярной массой 49000 продолжает циркулировать в крови. Поскольку он плохо захватывает Т4, его накопление может стать причиной увеличения соотношения между количествами свободного и связанного Т4 в плазме крови.

Картина преимущества определения свободных фракций щитовидной железы хорошо выявляется на примере больных с наследственной дисальбуминемической гипертироксинемией [13, 14]. При этом аутосомно-доминантном нарушении в крови больных накапливается обычно минорный вариант альбумина, который способен с высокой афинностью связывать Т4, но совсем не способен связывать Т3. В результате в крови возрастает общее содержание Т4 (в среднем до 170 нмоль/л), тогда как количество свободного Т4 и свободного и общего Т3 остаются в норме. Хотя носители этой патологии не имеют признаков нарушения функций щитовидной железы.

В таблице №1 приведены состояния, приводящие к изменениям в связывании тиреоидных гормонов главным образом с ТСГ, когда исследования общих фракций тиреоидных гормонов чаще всего неинформативно.

 

Таблица 1. Состояния, приводящие к изменениям в связывании тиреоидных гормонов с тироксинсвязывающим глобулином

Связывание усилено

Связывание ослаблено

  • Беременность
  • Обследуемый – новорожденный
  • Применение эстрогенов и гипер-эстрогения
  • Лечение тамоксифеном
  • Прием оральных контрацептивов
  • Острая перемежающаяся порфирия
  • Инфекционный гепатит, хронический гепатит на стадии обострения
  • Биллиарный цирроз печени
  • Наследственность
  • ВИЧ-инфекция
 
  • Применение андрогенов
  • Большие дозы глюкокортикоидов
  • Активная акромегалия
  • Нефротический синдром
  • Тяжелые системные заболевания
  • Наследственность
  • Повышенная активность аспарагиназы
  • Интоксикация, лихорадка
  •  

    Просто удивительно, как часто, особенно на фоне общедоступности недорогих высокочувствительных и специфичных лабораторных тестов, не выявляются даже случаи очевидного и тяжелого гипотиреоза. Для того, чтобы этого избежать, каждый врач при обследовании пациента всегда должен иметь в виду гипотиреоз как возможный диагноз. Исследование уровня ТТГ и свободных фракций Т4 и Т3 – это оптимальный диагностический скрининг оценки функциональной активности щитовидной железы.

    Если вероятность гипотиреоза представляется весьма высокой (у больного, например, зоб) и стоит вопрос о дифференцировании первичного и центрального происхождения заболевания, обязательно следует провести определение концентрации свободного Т4. По мере прогрессирования гипотиреоза концентрация ТТГ возрастает (причем настораживающей цифрой будет даже повышение более 2,5 мкМЕ/мл) а концентрация свободного Т4 начинает падать (субклинические формы имеют надпороговую концентрацию около 10 – 11 пмоль/л). Длительное сохранение нормального уровня свободной фракции Т3 в крови обусловлено как его постоянной продукцией из Т4, так и активацией продукции Т3 в оставшихся активными тиреоцитах под действием ТТГ.

    В качестве клинического примера хочется сказать несколько слов о хронической почечной недостаточности. Это состояние может сопровождаться развитием анорексии, апатии, отечности вокруг глаз, желтоватости кожи и анемии, что иногда заставляет врача заподозрить гипотиреоз и направить больного на проведение специфических тестов.  При нефротическом синдроме бледность кожных покровов, отечность, гиперхолестеринемия и снижение скорости обменных процессов прямо заставляют думать о гипотиреозе. Часто у таких больных из-за потери значительной доли ТСГ с мочой падает и общая концентрация Т4 в сыворотке (в среднем около 40 – 45 нмоль/л). Только концентрации свободного Т4 и ТТГ в сыворотке обычно остаются в пределах нормы [1, 2].

    При пернициозной анемии и некоторых психических заболеваниях могут наблюдаться бледность кожи, чувство онемения и покалывания в конечностях, очень похожие на таковые при гипотиреозе. Хотя на некоторых этапах патогенеза пернициозная анемия и гипотиреоз схожи друг с другом клинически и иммунологически, их сходство ограничено [1]. Нередко подозревают наличие гипотиреоза у больных, находящихся в тяжелом состоянии вследствие той или иной системной патологии, особенно если это больные преклонных лет [15]. В таких случаях общая концентрация Т4 нередко бывает ниже нормы, причем иногда значительно (менее 38 – 40 нмоль/л). В то же время концентрация свободного Т4 обычно нормальна, вплоть до терминальных стадий присутствующей патологии.

    В клинических случаях, сопровождающихся тиреотоксикозом (например, болезнь Грейвса) лабораторные показатели обычно соответствуют патофизиологическим сдвигам. Концентрация ТТГ в сыворотке крови больного чаще всего значительно ниже нормы, а концентрации тиреоидных гормонов увеличены. При этом относительный прирост содержаний свободных Т3 и Т4 выше, чем прирост общего количества этих гормонов в крови [2,3]. При субклиническом тиреотоксикозе цифры, например, общего Т4 могут не выходить за пределы референсного интервала 150 – 158 нмоль/л, однако концентрация свободного Т4 в таких случаях достигает надпороговых цифр – от 23 пмоль/л и выше. Ориентируясь на показатели свободных фракций, врач-клиницист в таких случаях судит о прогрессировании заболевания и меняет терапевтическую тактику.

    Заключение: Определение свободных фракций тиреоидных гормонов является основным в алгоритме оценки функции щитовидной железы. Не связанные с белками фракции обеспечивают весь спектр их метаболической и биологической активности, включая обеспечение механизма обратной связи регуляции гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа. Высокочувствительные и специфичные тест-системы фирмы «Алкор-био» (г. Санкт-Петербург) являются прекрасным выбором для лаборатории, стремящейся к точным результатам в оценке тиреоидного статуса.

      

      Список литературы:

    1. Кроненберг Г.М., Мелмед Ш., Полонски К.С., Ларсен П.Р. Эндокринология по Вильямсу. Заболевания щитовидной железы / пер. с англ. под ред. И.И. Дедова, Г.А. Мельниченко, 2010, - 385 с.
    2. Валдина Е. А., Заболевания щитовидной железы, руководство, 3-е издание, Питер, 2006, – 386 с
    3. Петунина Н.А., Трушина Л.И., Болезни щитовидной железы, М.: ГЭОТАР Медиа, 2011. – 216 с. с ил.
    4. Щитовидная железа. Гормональные, биохимические исследования, цитологический атлас. Долгов В. В., Шабалова И. П., Селиванова А. В. с соавт.- М.-Тверь, Изд.: «Триада», 2009, 132 стр.
    5. Г.Н. Ваварина, Г.П.Рунов. Гипоталамо-гипофизарные синдромы. Методическое пособие. Изд. Нижний Новгород, 2010, 54 стр.
    6. Кроненберг Г.М., Мелмед Ш., Полонски К.С., Ларсен П.Р. Эндокринология по Вильямсу. Репродуктивная эндокринология / пер. с англ. под ред. И.И. Дедова, Г.А. Мельниченко, 2011, – 416 с.
    7. Базисная и клиническая эндокринология/ Д. Гарднер, Д. Шобек; пер. с англ. под ред. Г. А. Мельниченко. - М.: БИНОМ, 2010. – Кн. 1. – 2010. – 464 с.
    8. Фундаментальная и клиническая тироидология. М. И. Балаболкин, Е. М. Клебанова, В. М. Креминская, Медицина, 2007, – 816 с.
    9. Благосклонная Я. В., Шляхто Е. В., Бабенко А. Ю., Эндокринология, 3-е изд., испр. и доп. – СПб: СпецЛит, 2011. – 424 с.

    10.  Дедов И.И., Мельниченко Г.А., Фадеев В.Ф. Эндокринология, М.: Гоэтар – медиа, 2007. – 432 с.

    11.  Ain K.B., Mori Y.,Refetoff S. Reduced clearens rate of thiroxine-binding globulin (TBG) with increased sialylation: a mechanism for estrogen-induced elevation of serum TBG concentration // J. Clin.Endocrinol.Metab.- 1987-Vol.65 – P.689-696.

    12.  Jirasakuldech B., Schussler G.C.,Yap M.G. et al. A characteristic septin cleavage product of thiroxine-binding globulin appears in sepsis sera //J. Clin. Endocrinol.Metab. – 2000.-Vol. 85. – P. 3996 -3999.

    13.  Docter R.,Bos G., Krenning E.P. et.al. Inheredit thiroxine excess: a serum abnormaliy due to an increased affinity for modified albumin // Clin.Endocrinol. -1981.- Vol.15.-P.363-371.

    14.  Mendel C.M., Cavalieri R.R. Thiroxine Distribution and metabolism in familial dysalbuminemic hiperthyroxinemia // J. Clin.Endocrinol. Metab.- 1984.-Vol.59.-P.499-504.

    15.  Mariotti S., Franceschi C., Cossarizza A. et.al. The aging thireoid // Endocr.Rev.- 1995.-Vol.16.-P.686-715.