Choroba hashimoto
Patofizjologia i mechanizm
Choroba Hashimoto to przewlekłe autoimmunologiczne zapalenie tarczycy, charakteryzujące się niszczeniem komórek pęcherzykowych tarczycy przez mechanizmy immunologiczne, w tym aktywację limfocytów T i produkcję przeciwciał przeciwtarczycowych (anty-TPO u >90% pacjentów, anty-Tg u 50-80%). Patogeneza opiera się na utracie tolerancji immunologicznej wobec autoantygenów tarczycy, z kluczową rolą limfocytów T CD8+ i CD4+ (Th1, Th17, Treg), które prowadzą do zapalenia, zwłóknienia i apoptozy tyreocytów. Cytokiny prozapalne (IFN-γ, TNF-α, IL-17, IL-1, IL-18) oraz komponenty inflamasomu nasilają proces zapalny i uszkodzenie komórek tarczycy. Mechanizmy uszkodzenia obejmują cytotoksyczność zależną od przeciwciał (ADCC), apoptozę Fas/FasL oraz cytotoksyczność limfocytów T, co finalnie prowadzi do niedoczynności tarczycy z podwyższonym poziomem TSH i TRH.
Patofizjologia choroby Hashimoto
Choroba Hashimoto, znana również jako przewlekłe autoimmunologiczne zapalenie tarczycy lub przewlekłe limfocytarne zapalenie tarczycy, jest chorobą autoimmunologiczną prowadzącą do niszczenia komórek pęcherzykowych tarczycy poprzez procesy immunologiczne. Ta choroba autoimmunologiczna jest najczęstszą przyczyną niedoczynności tarczycy w krajach rozwiniętych i charakteryzuje się powstawaniem przeciwciał przeciwtarczycowych oraz aktywacją limfocytów T, co prowadzi do postępującego zwłóknienia gruczołu tarczowego.1 Choroba Hashimoto jest przykładem autoimmunizacji narządowo-specyficznej, prowadzącej do uszkodzenia i niewydolności tarczycy.12
Mechanizmy immunologiczne w chorobie Hashimoto
Podstawą patogenezy choroby Hashimoto jest złożona interakcja między czynnikami genetycznymi i środowiskowymi, które prowadzą do przerwania tolerancji immunologicznej wobec antygenów tarczycy. Patofizjologicznie, choroba ta charakteryzuje się naciekami limfocytarnymi i zwłóknieniem w pęcherzykach tarczycy.1 W rozwoju choroby Hashimoto kluczową rolę odgrywają zarówno komórkowa (zależna od limfocytów T), jak i humoralna (zależna od limfocytów B) odpowiedź immunologiczna.12
U osób z chorobą Hashimoto występują poliklonalne przeciwciała specyficzne dla antygenów tarczycy:1
- Przeciwciała przeciwko peroksydazie tarczycowej (anty-TPO): Jest to najczęściej występujące przeciwciało w chorobie Hashimoto, wykrywane u ponad 90% osób z tą chorobą.12
- Przeciwciała przeciwko tyreoglobulinie (anty-Tg): Obecne u 50-80% osób z chorobą Hashimoto.1
- Przeciwciała przeciwko receptorowi TSH (TSHR Ab): Zidentyfikowano różne typy TSHR Ab, mogą być stymulujące, blokujące lub neutralne. Zdecydowana większość TSHR Ab w chorobie Hashimoto należy do typu blokującego.11
Przeciwciała te mogą nasilać dalsze niszczenie tarczycy poprzez aktywację układu dopełniacza i wywoływanie apoptozy komórek tarczycy.1 Poziomy przeciwciał anty-TPO mogą korelować ze stopniem nacieku limfocytarnego tarczycy.1
Rola limfocytów T w patogenezie
Limfocyty T CD8+ odgrywają kluczową rolę w dysfunkcji immunologicznej leżącej u podstaw patogenezy choroby Hashimoto. Te komórki cytotoksyczne infiltrują tkankę tarczycy, powodując zapalenie i niszczenie komórek pęcherzykowych.12 Limfocyty T CD4+ aktywują inne komórki immunologiczne, zwłaszcza makrofagi i limfocyty B, co prowadzi do produkcji autoprzeciwciał.1
Różne subpopulacje limfocytów T CD4+, w tym Th1, Th2, Th17 i Treg (regulatorowe limfocyty T), mają różne funkcje, a ich zaburzenie równowagi przyczynia się do patogenezy choroby Hashimoto:11
- Limfocyty Th1 są nadmiernie aktywowane w chorobie Hashimoto, promując stan zapalny w tkance tarczycy.11
- Limfocyty Treg są kluczowe w promowaniu tolerancji immunologicznej i zapobieganiu nadmiernej odpowiedzi immunologicznej. W chorobie Hashimoto obserwuje się ich zmniejszoną aktywność.11
- Limfocyty Th17, które wydzielają cytokinę IL-17, są zwiększone w chorobie Hashimoto, podobnie jak w wielu innych zaburzeniach autoimmunologicznych.11
Zaburzenie równowagi między limfocytami Th17 a Treg wydaje się być bardzo istotne w rozwoju choroby. Stosunek Th17/Treg jest znacząco wyższy u pacjentów z chorobą Hashimoto w porównaniu do zdrowych osób.1 U pacjentów z chorobą Hashimoto zaobserwowano również niezwykle wysokie poziomy komórek Th17 i powiązanych prozapalnych cytokin zarówno w tkance tarczycy, jak i we krwi obwodowej.1
Cytokiny i chemokiny w zapaleniu tarczycy
Cytokiny pochodzące z nacieku limfocytarnego odgrywają kluczową rolę w uszkodzeniu komórek tarczycy. Mogą one stymulować same komórki tarczycy do uwalniania mediatorów prozapalnych, tym samym wzmacniając i utrwalając odpowiedź autoimmunologiczną.1 Cytokiny Th1 produkują IFN-γ i TNF-α, które stymulują tyreocyty do wydzielania chemokin (CXCL10, CXCL9 i CXCL11), co prowadzi do dalszego nasilenia procesu zapalnego.1
Kolejny prozapalny kaskada została zidentyfikowana w chorobie Hashimoto wraz z odkryciem zwiększonej ekspresji wielu składników inflamasomu (NLRP1, NLRP3, NLRC4, AIM2, ASC i kaspazy-1) oraz związanych z nimi cytokin (IL-18 i IL-1) w tarczycy pacjentów.11 Komponenty te mogą przyczyniać się do dalszego uwalniania cytokin i śmierci komórek poprzez proces piroptoza.1
W tkance tarczycy pacjentów z chorobą Hashimoto wykazano obecność wielu cytokin: IL-1α, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-13, IL-14, TNF-α i IFN-γ w komórkach zapalnych i komórkach pęcherzykowych tarczycy.1 Cytokiny pochodzące z limfocytów T mogą bezpośrednio uszkadzać komórki tarczycy, prowadząc do zaburzeń funkcjonalnych, a także mogą stymulować produkcję tlenku azotu (NO) i prostaglandyny (PG), zwiększając tym samym odpowiedź zapalną w autoimmunologicznej chorobie tarczycy.1
Mechanizmy uszkodzenia komórek tarczycy
Uszkodzenie komórek tarczycy w chorobie Hashimoto odbywa się poprzez różne mechanizmy immunologiczne:1
- Cytotoksyczność komórkowa zależna od przeciwciał (ADCC)1
- Apoptoza komórek tarczycy zależna od Fas/FasL (tzw. samobójstwo lub bratobójstwo)11
- Bezpośredni efekt cytotoksyczny limfocytów CD8+ i CD4+, który jest odpowiednio ograniczony przez MHC-I i MHC-II (tzw. zabójstwo)1
- Szlak egzocytozy ziarnistości (perforyny, granzymy)1
Mechanizmy humoralne obejmują blokujący efekt przeciwciał przeciwko receptorowi TSH i cytotoksyczny efekt przeciwciał anty-TPO zależny od dopełniacza.1 Zwiększona apoptoza poprzez Fas-FasL obserwowana jest w komórkach tarczycy znajdujących się w pobliżu naciekających limfocytów i mechanizm ten został opisany jako główny mechanizm niszczenia komórek tarczycy w chorobie Hashimoto.1
Ostateczne zniszczenie komórek pęcherzykowych tarczycy jest odpowiedzialne za rozwój niedoczynności tarczycy w przewlekłym autoimmunologicznym zapaleniu tarczycy.1 W wyniku działania tych procesów dochodzi do uszkodzenia gruczołu tarczowego, prowadząc do niewystarczającej produkcji i wydzielania hormonów tarczycy, chociaż początkowo wcześniej utworzona tyroksyna (T4) i trójjodotyronina (T3) mogą „wyciekać” do krążenia z uszkodzonych komórek.11
Czynniki genetyczne w patogenezie choroby Hashimoto
Czynniki genetyczne przyczyniają się w około 70-80% do patogenezy autoimmunologicznej choroby tarczycy, podczas gdy czynniki środowiskowe stanowią około 20-30%.11 Badania bliźniąt wykazały, że chociaż istnieje wyraźna genetyczna predyspozycja do choroby Hashimoto, współczynnik zgodności u bliźniąt jednojajowych wynosi tylko około 50%, co podkreśla, że inne ważne czynniki, takie jak czynniki środowiskowe, odgrywają rolę w patogenezie tej choroby.1
Geny związane z chorobą Hashimoto obejmują:11
- Geny HLA-DR (ludzki antygen leukocytarny), które kontrolują odpowiedź immunologiczną11
- Geny regulujące układ immunologiczny, w tym CTLA-4 (antygen 4 cytotoksycznych limfocytów T), PTPN22 (białkowa tyrozynowa fosfataza 22), FOXP3 i CD25 (łańcuch α receptora interleukiny 2)11
- Geny specyficzne dla tarczycy, takie jak geny tyreoglobuliny i receptora TSH1
Badania genomowe (GWAS) zidentyfikowały liczne loci podatności na chorobę Hashimoto. Loci te wspierają rolę czynników zakaźnych w wywoływaniu choroby, zaburzenia sygnalizacji i aktywacji limfocytów T i B oraz specyficzne dla tarczycy ścieżki chorobowe w początkowym etapie i progresji choroby.1
Czynniki epigenetyczne
Chociaż predyspozycje genetyczne mogą potencjalnie wyjaśnić patogenezę choroby Hashimoto, samo ryzyko genetyczne jest niskie. Jednakże ryzyko to wzrasta, gdy występuje synergizm z pewnymi komponentami lub modyfikacjami epigenetycznymi w regionach regulatorowych, które są zdolne do kontrolowania ekspresji genów.1
Jednym ze sposobów, w jaki niektóre czynniki środowiskowe i wiele czynników egzystencjalnych może działać, są modyfikacje epigenetyczne, takie jak zmiany w metylacji DNA i modyfikacje histonów na poziomie tkankowym.1 Choroba Hashimoto może być regulowana epigenetycznie, bez zmian w sekwencji DNA, poprzez różne mechanizmy, które mogą być znaczące w modyfikacji odpowiedzi immunologicznych i funkcji tarczycy.1
Czynniki środowiskowe w patogenezie choroby Hashimoto
Czynniki środowiskowe mogą wpływać na patogenezę choroby Hashimoto i obejmują:11
- Nadmiar jodu: Jest powszechnie wiadomo, że na poziomie populacyjnym przeciwciała tarczycowe i autoimmunologiczna niedoczynność tarczycy są częstsze w obszarach z wystarczającą ilością jodu niż w obszarach z niedoborem jodu.1 Nadmiar jodu może bezpośrednio blokować syntezę hormonów lub być bezpośrednio toksyczny dla tyreocytów, a także może indukować autoimmunizację w tarczycy poprzez zwiększenie immunogenności cząsteczek tyreoglobuliny i/lub uwalnianie wolnych rodników tlenu poprzez enzymatyczną reakcję peroksydazy tarczycowej.1 Zwiększone wolne rodniki indukują podwyższoną ekspresję międzykomórkowej cząsteczki adhezyjnej-1.1
- Selen: Jest to niezbędny mikroelement, który odgrywa ważną rolę w chorobach związanych z układem immunologicznym. Niskie poziomy selenu zostały powiązane ze słabą funkcją immunologiczną. W związku z tym postawiono hipotezę, że łagodny niedobór selenu w diecie może sprzyjać autoimmunizacji tarczycy.11
- Żelazo: Odgrywa ważną rolę w hemoglobinie i mioglobinie, i jest zaangażowane w wiele ważnych procesów metabolicznych.1
- Cynk: Jest pierwiastkiem śladowym ściśle związanym z metabolizmem tarczycy.1
- Witamina D: Niedobór witaminy D jest jedną z przyczyn choroby Hashimoto; im większy niedobór witaminy D, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia choroby.11
- Infekcje: Czynniki zakaźne mogą być bakteryjne, wirusowe i grzybicze.1
- Stres: Stres jako czynnik prowokujący w patogenezie chorób autoimmunologicznych tarczycy jest dobrze znany.1
- Dysbioza jelitowa: Dysbioza jelitowa prowadzi do chorób autoimmunologicznych i zmienia zwykłe tryby trawienia i wchłaniania, funkcjonowanie błony śluzowej i układu immunologicznego.1 W dysbiozie utracona jest selektywna przepuszczalność ściany jelitowej. Toksyny, produkty niepełnej hydrolizy i inne antygeny, które tworzą obciążenie dla układu immunologicznego, zaczynają przez nią przechodzić. Procesy te prowadzą do nietolerancji pokarmowej, alergii i rozwoju autoimmunizacji.1
- Leki: Nowe leki przeciwnowotworowe, w tym interferon-alfa i inhibitory kinazy tyrozynowej, zostały powiązane z wystąpieniem choroby Hashimoto.1
Czynniki te mogą, poprzez mechanizmy, które nie zostały jeszcze wyjaśnione, zwiększyć podatność na autoimmunologiczne choroby tarczycy. Kluczowym punktem dla rozwoju choroby Hashimoto jest infiltracja tarczycy przez komórki prezentujące antygen (APC), co może być indukowane przez czynniki środowiskowe.11
Zaburzenia tolerancji immunologicznej
Kluczowym mechanizmem leżącym u podstaw rozwoju choroby Hashimoto jest utrata tolerancji immunologicznej na autoantygeny. Tolerancja immunologiczna jest wynikiem procesów zlokalizowanych w tkankach grasicy i pozagrasiczych (określanych odpowiednio jako centralna i obwodowa tolerancja).1
Utrata immunologicznej samotolerancji leży w centrum patobiologii choroby Hashimoto. Może ona wynikać z:1
- Utraty centralnej tolerancji (tj. zaburzenia eliminacji autoreaktywnych limfocytów T w grasicy)
- Dysfunkcji tolerancji obwodowej (tj. zaburzenia apoptozy samoreaktywnych limfocytów T i zahamowania aktywności Tregs)
- Zaburzenia anergii
Zgodnie z teorią selekcji klonalnej, we wczesnym etapie rozwoju płodowo-noworodkowego większość autoreaktywnych limfocytów T jest eliminowana w grasicy poprzez selekcję negatywną. Mechanizm ten jest zwykle określany jako centralna tolerancja. Kilka uciekających autoreaktywnych klonów, które migrują do obwodu, jest kontrolowanych przez kilka mechanizmów tolerancji obwodowej, w tym ignorancję (pozostają niereaktywne na stymulację antygenową), anergię, śmierć komórkową indukowaną aktywacją i aktywną supresję przez Tregs.1
W chorobie Hashimoto, z powodu zaburzonego nadzoru immunologicznego, komórki rozpoznające autoantygeny nie są eliminowane w procesie selekcji i migrują do tkanek obwodowych.1 Podkreśla się również znaczenie zmniejszonej aktywności regulatorowych limfocytów T i zwiększonej aktywności pomocniczych limfocytów T.1
Podsumowanie mechanizmów patogenetycznych
Patogeneza choroby Hashimoto obejmuje złożone interakcje między czynnikami genetycznymi, epigenetycznymi i środowiskowymi, które prowadzą do utraty tolerancji immunologicznej na autoantygeny tarczycy. Proces ten rozpoczyna się od aktywacji autoreaktywnych limfocytów T CD4+ specyficznych dla antygenów tarczycy, co prowadzi do rekrutacji limfocytów B i CD8+ do tarczycy.1
Uczulenie autoreaktywnych limfocytów T CD4+ pomocniczych na antygeny tarczycy inicjuje śmierć tyreocytów poprzez wiele mechanizmów immunologicznych:1
- Śmierć komórek pośredniczona przez cytotoksyczne limfocyty T CD8+
- Śmierć komórek pośredniczona przez cytokiny
- Wiązanie przeciwciał przeciwtarczycowych
Przeciwciała mogą wiązać się z enzymem peroksydazy tarczycowej, tyreoglobuliną i receptorami TSH, a następnie hamować syntezę hormonów; przeciwciała mogą również wiązać się z nadnerczami, trzustką i komórkami produkującymi kwas (komórki okładzinowe) w żołądku.1 Gdy układ immunologiczny próbuje zniszczyć gruczoł tarczowy, upośledza zdolność tarczycy do produkcji hormonu tarczycy.1
Choroba Hashimoto jest pierwszym typem z obniżoną produkcją hormonu tarczycy (TH) i zwiększoną produkcją hormonu stymulującego tarczycę (TSH) i hormonu uwalniającego tyreotropinę (TRH).1 Ten złożony proces autoimmunologiczny ostatecznie prowadzi do stopniowego niszczenia gruczołu tarczowego i rozwoju niedoczynności tarczycy.1
Zrozumienie roli znanych loci podatności i określenie brakującej dziedziczności w autoimmunologicznej chorobie tarczycy zapewni wgląd w patogenezę choroby i możliwości przełożenia tych ustaleń na lepsze opcje terapeutyczne.1
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.