TSH分泌调节

(七)TSH分泌调节

1.TSH分泌的下丘脑调节:

(1)促甲状腺激素释放激素(Thyrotropin-Releasing Hormone , TRH):TRH在体内直接控制TSH的分泌过程,垂体门脉系统中的TRH在体外也可刺激TSH分泌,TRH免疫中和可导致动物模型甲减。TRH基因敲除小鼠出生后不会出现TSH的短期激增,甲状腺激素基线水平不足,而TSH对甲减反应很差。正常或甲减动物模型下丘脑室旁核破坏导致循环TRH和TSH水平降低,但低水平的TSH仍可对循环甲状腺激素水平做出适当的反应,说明TRH可决定甲状腺激素对TSH负反馈控制的调定点。

人快速静脉注射TRH后可诱发剂量依赖性的垂体TSH分泌增加,促分泌作用在注射后5min即出现,20~30min达最大程度,2h后血清TSH恢复至基线水平。更长时间(2~4h)的TRH静脉滴注可引起TSH的双时相增加,第一时相反映垂体储存的TSH的分泌,第二时相反映垂体新合成的TSH的分泌;也有学者认为血清T3水平增加对TSH的负反馈作用增强导致其呈现双时相分泌;也有研究证实,体外长时给予TRH可出现TSH脱敏现象,从而出现持续TRH处理时TSH水平降低的现象[27]

(2)生长抑素(Somatostatin, SS):经体内外实验证实,与垂体门脉系统等浓度的SS可抑制TSH基础分泌和TRH刺激的分泌。下丘脑室旁核前区的SS浓度最高,含有SS的神经元轴突从此处伸向正中隆起;动物模型中将此处神经纤维切除,正中隆起区几乎不存在SS残留,血清TSH水平升高。同样,动物模型中免疫中和SS将使TSH水平升高,TSH对TRH反应增强。SS输注可降低人TSH脉冲分泌振幅,进行SS输注的新生儿不出现TSH产后激增峰。因此,TSH分泌受到垂体来源的TRH和SS的双向调节。

SS与垂体中特异的高亲和力的SS受体结合,SS受体有5种亚型,其中SST2 和SST5存在于垂体促甲状腺细胞。SS与其受体结合后通过抑制腺苷酸环化酶而降低PKA活性,从而减少TSH分泌。SS还可通过改变细胞内Ca2+浓度发挥作用。甲减时,SS抑制TSH分泌的效能下降,给予甲状腺素治疗后其抑制效能恢复。甲减小鼠模型中,SST2 和SST5表达水平降低,甲状腺素治疗可诱导SST2、SST5表达。虽然短期SS输注就可以造成显著的TSH分泌抑制,但长期接受SS或其类似物治疗的患者并不会发生甲减,由此可见,SS对TSH分泌的抑制效应可能是TSH负反馈调节环的代偿机制。生长激素缺乏与TSH对TRH反应增强有关,补充生长激素可降低TRH刺激的TSH分泌,其机制可能与生长激素补充诱发下丘脑SS分泌有关。

(3)多巴胺:与垂体门脉系统等浓度的多巴胺也可抑制TSH基础分泌和TRH刺激的TSH分泌。外源性多巴胺类似物,包括不能透过血脑屏障的多巴胺类似物,可增加TSH水平。多巴胺输注降低TSH脉冲分泌振幅,使夜间TSH分泌高峰消失,但并不影响脉冲频率;给予多巴胺拮抗剂后出现相反的生物学效应。多巴胺可直接调节下丘脑激素分泌,从而间接影响TSH的分泌,有研究报道多巴胺和多巴胺受体激动剂可同时促进大鼠下丘脑TRH和SS的分泌。

多巴胺是由下丘脑弓状核神经元分泌的,分泌多巴胺的神经元轴突从弓状核延伸到正中隆起。多巴胺通过与2型多巴胺受体(DA2)结合作用于促甲状腺素细胞,受体激活使细胞内腺苷酸环化酶受到抑制,从而减少TSH合成和分泌。除此之外,TSH可通过诱导促甲状腺素细胞表面DA2的表达进行自我调控。多巴胺对TSH的抑制效应受到性激素、BMI、甲状腺功能的影响。相比于男性,多巴胺拮抗剂在女性诱发更高的TSH水平。研究表明,肥胖与TSH分泌增强有关,其机制可能是中枢多巴胺水平减低。虽然重度甲减患者TSH水平对多巴胺无反应性变化,多巴胺对TSH分泌的抑制效应在轻度甲减患者要比在正常人群中更明显。虽然短期多巴胺输注就可以造成显著的TSH分泌抑制,但长期接受多巴胺受体激动剂治疗并不会诱发甲减,这同样反映了多巴胺在TSH负反馈调节环中的代偿机制。(https://www.daowen.com)

(4)阿片类:人体急性阿片输注可轻度升高TSH水平,吗啡拮抗剂纳洛酮(Naloxone)急性输注几乎对TSH无影响。相比而言,24h内缓慢纳洛酮滴注可使24h TSH分泌量降低,以夜间TSH脉冲振幅减低为主,TSH对TRH的反应性也降低,循环T3水平降低,这说明缓慢纳洛酮滴注引起的TSH水平变化足以引起甲状腺功能的变化[28]。以上表明,机体内源性阿片类可能是TSH的辅助刺激因子。

2.TSH分泌的外周调节:

(1)促甲状腺激素释放激素(Thyrotropin-Releasing Hormone , TRH):甲状腺激素直接阻断垂体TSH分泌,人体急性T3输注对TSH分泌的抑制效应可达数小时,慢性T3输注的抑制效应更持久。血清甲状腺激素水平在正常界值范围内的轻度变化就可以使TSH基础分泌和TRH刺激的TSH分泌发生改变,证实了垂体对甲状腺激素负反馈调节的敏感性。甲状腺激素改变TSH基础分泌水平和脉冲分泌振幅,但并不影响脉冲频率;原发性甲减患者的TSH脉冲数与健康人无差异,T4替代治疗可降低脉冲分泌振幅并不改变脉冲频率。

除直接抑制作用外,甲状腺激素还可通过影响下丘脑TRH、SS的分泌及垂体中相应受体的表达,从而间接地发挥抑制TSH分泌的功能。在垂体水平,甲状腺激素降低TRH受体数量,增强TRH受体降解酶的活性,从而减少TRH对TSH分泌的刺激作用。在下丘脑水平,甲减患者室旁核TRH mRNA水平升高,给予T3或T4替代治疗后TRH在室旁核的表达降低。另一方面,T3可直接刺激下丘脑组织分泌SS,还可增加垂体促甲状腺素细胞表面的SS受体数量。甲减大鼠模型中下丘脑SS水平降低以减少对TSH分泌的抑制作用,当给予T3治疗后下丘脑SS水平恢复。

(2)糖皮质激素:治疗剂量的糖皮质激素或高水平的内源性糖皮质激素抑制人和动物的TSH基础分泌水平,削弱TSH对TRH的反应,降低TSH夜间分泌高峰。健康个体输注氢化可的松使血皮质醇达到轻中度应激状态的皮质醇水平,可抑制24h TSH分泌。糖皮质激素降低TSH脉冲分泌振幅而不改变脉冲频率,可使TSH夜间分泌高峰消失。生理量的糖皮质激素也会影响TSH分泌水平,未经治疗的肾上腺皮质功能减退的患者TSH水平升高,糖皮质激素替代治疗后恢复至正常水平。动物实验证实,糖皮质激素可直接作用于垂体促甲状腺素细胞减少TSH分泌,这种直接抑制作用是糖皮质激素时间-剂量依赖性的。然而,糖皮质激素对TSH基因转录并无直接影响,接受糖皮质激素治疗的患者可维持正常的TSH脉冲频率,这提示糖皮质激素直接影响TSH分泌过程。

(3)瘦素(Leptin):瘦素主要由脂肪细胞产生,也存在于促甲状腺素细胞中,调节摄食和能量代谢,禁食状态时显著降低。外源性瘦素摄入可使大鼠TSH水平升高,机制与瘦素增加TRH基因表达、促进TRH释放有关;同样,给予禁食的人或大鼠外源性瘦素输注,可逆转禁食诱导的TSH减低。这说明,禁食引起的瘦素水平下降是引起TSH分泌抑制的重要因素。健康个体的循环TSH和瘦素存在协调的脉冲频率与昼夜节律,清晨高峰出现后,中午前出现一个最低点[29]。亚临床甲减患者接受左甲状腺素治疗后,血清TSH水平和瘦素水平都下降;给接受左甲状腺素抑制治疗的甲状腺癌患者注射人重组TSH可使血清瘦素水平增加。

(4)细胞因子:细胞因子是炎症反应的介导者,可由多种细胞合成并分泌,细胞因子可系统性作用于下丘脑-垂体-甲状腺轴。健康成人给予肿瘤坏死因子(Tumor Necrosis Factor, TNF)或白介素6(IL-6)输注后血清TSH水平下降,TNF和IL-1可使大鼠血清TSH水平降低。外源性细胞因子输注模拟了其他非甲状腺疾病状态下的甲状腺激素和TSH变化。TNF降低大鼠下丘脑TRH水平,抑制垂体TSH基因转录。IL-1增强大鼠大脑中的2型脱碘酶活性,通过增加垂体内T3减少TSH分泌。