Wola
Patofizjologia i mechanizm
Wola tarczycy to powiększenie gruczołu tarczowego, które może mieć etiologię obejmującą niedobór jodu, zaburzenia osi podwzgórze-przysadka-tarczyca, autoimmunologiczne choroby tarczycy (np. choroba Hashimoto, Gravesa-Basedowa) oraz mutacje somatyczne receptorów TSH i białek G. Niedobór jodu, będący przyczyną ponad 90% przypadków globalnie, prowadzi do obniżenia produkcji hormonów tarczycy (T4, T3) przy zachowaniu ich poziomów w zakresie referencyjnym, co skutkuje kompensacyjnym wzrostem TSH i hiperplazją pęcherzykową tarczycy. Wole może manifestować się jako rozlane lub guzkowe powiększenie, z guzkami powstającymi w wyniku klonalnej proliferacji komórek pęcherzykowych, często związanej z mutacjami konstytutywnie aktywującymi szlaki cAMP. Wole wieloguzkowe rozwija się z wola prostego pod wpływem przewlekłej stymulacji TSH, niedoboru jodu i innych czynników, a toksyczne wole wieloguzkowe (choroba Plummera) powstaje, gdy guzki zyskują autonomię hormonalną, prowadząc do nadczynności tarczycy i supresji TSH.
- Wola (Goitre) – Patogeneza i mechanizm
- Oś TRH-TSH-tarczyca i jej rola w patogenezie wola
- Niedobór jodu jako główna przyczyna wola
- Autoimmunologiczne choroby tarczycy w patogenezie wola
- Czynniki genetyczne w rozwoju wola
- Patogeneza wola guzkowego i wieloguzkowego
- Mechanizm rozwoju wola toksycznego wieloguzkowego
- Inne czynniki przyczyniające się do rozwoju wola
- Stres oksydacyjny w patogenezie wola
- Wpływ czynników wzrostu na rozwój wola
- Heterogeniczność funkcjonalna komórek tarczycy w wolu
- Podsumowanie mechanizmów patogenetycznych wola
Wola (Goitre) – Patogeneza i mechanizm
Wola jest to powiększenie gruczołu tarczowego, które może mieć różnorodną etiologię i manifestować się klinicznie jako rozlane lub guzkowe powiększenie gruczołu. Patogeneza wola obejmuje złożone mechanizmy, które prowadzą do zmian strukturalnych i czynnościowych tarczycy. Mechanizmy te mogą wynikać z zaburzeń osi podwzgórze-przysadka-tarczyca oraz uwarunkowań genetycznych i środowiskowych.12
Oś TRH-TSH-tarczyca i jej rola w patogenezie wola
Gruczoł tarczowy jest kontrolowany przez hormon tyreotropowy (TSH), wydzielany przez przysadkę mózgową, która z kolei znajduje się pod wpływem hormonu uwalniającego tyreotropinę (TRH) z podwzgórza. TSH działa na receptory TSH umieszczone na gruczole tarczowym, umożliwiając wzrost, różnicowanie komórkowe oraz produkcję i wydzielanie hormonów tarczycy. Jod jest transportowany z osocza do komórki tarczycy za pomocą symportera sodowo-jodowego. Jest to proces aktywny, prowadzący do wewnątrzkomórkowego poziomu jodu przekraczającego 20-krotnie poziom jodu w osoczu. Ta aktywność transportu jodu jest kontrolowana przez TSH.2
Zakłócenie osi TRH-TSH-hormony tarczycy powoduje zmiany w funkcji i strukturze gruczołu tarczowego. Stymulacja receptorów TSH tarczycy przez TSH, przeciwciała przeciwko receptorom TSH lub agonisty receptora TSH, takie jak gonadotropina kosmówkowa, może skutkować rozlanym wolem. Gdy w proces zaangażowana jest mała grupa komórek tarczycy, komórek zapalnych lub złośliwych komórek przerzutowych do tarczycy, może rozwinąć się guzek tarczycy.23
Niedobór jodu jako główna przyczyna wola
Niedobór jodu prowadzi do subtelnych spadków produkcji hormonów tarczycy, przy czym poziomy T4 i T3 pozostają w zakresie referencyjnym. Spadek poziomu hormonów tarczycy w stosunku do wartości wyjściowej zwiększa wydzielanie TSH z przysadki mózgowej. Zwiększone zapotrzebowanie na hormony tarczycy z powodu wymagań fizjologicznych, takich jak dojrzewanie lub ciąża, również prowadzi do stymulacji przysadki i zwiększonego wydzielania TSH. Zwiększony poziom TSH powoduje zwiększoną komórkowość i hiperplazję gruczołu tarczowego. Komórki pęcherzykowe tarczycy są stymulowane i przyczyniają się do hiperplazji pęcherzykowej i powiększenia tarczycy.45
Na całym świecie ponad 90% przypadków wola jest spowodowanych niedoborem jodu. W krajach, które używają jodowanej soli i w innych, gdzie niedobór jodu nie stanowi problemu, choroba Hashimoto jest ważną przyczyną wola. Jednak niedobór jodu pozostaje najczęstszą przyczyną na całym świecie.67
Gdy gruczoł tarczowy nie jest w stanie zaspokoić metabolicznych potrzeb organizmu wystarczającą produkcją hormonów, kompensuje to powiększając się, co zwykle przezwycięża łagodne niedobory hormonu tarczycy. To powiększenie jest znane jako wole koloidowe lub wole proste.8
Autoimmunologiczne choroby tarczycy w patogenezie wola
Wole może być początkowym objawem autoimmunologicznej choroby tarczycy. W zapaleniu tarczycy Hashimoto tarczyca powiększa się stopniowo i może być wykryta przez inspekcję, palpację lub ultrasonografię. Czasami może powiększać się gwałtownie i daje wrażenie podostrego zapalenia tarczycy. Podwyższone poziomy TSH z powodu niedoczynności tarczycy mogą również przyczyniać się do wola w autoimmunologicznej chorobie tarczycy. W miarę postępu zapalenia tarczycy Hashimoto i niszczenia komórek pęcherzykowych przez zapalenie, a składnik włóknienia zwiększa się, objętość tarczycy zmniejsza się, a gruczoł staje się atroficzny, z przewlekłym zapaleniem tarczycy atroficznym.47
Najczęstszą przyczyną rozlanego toksycznego wola jest choroba Gravesa-Basedowa, autoimmunologiczna choroba tarczycy. Pacjenci z rozlanym toksycznym wolem mają rozlanie powiększony, unaczyniony gruczoł. Komórki pęcherzykowe są hipertroficzne i hiperplastyczne, a limfocyty i komórki plazmatyczne infiltrują do gruczołu i grupują się w grudki limfoidalne. Przeciwciała (TSI: immunoglobulina stymulująca tarczycę) są skierowane na receptory hormonu stymulującego tarczycę, które są obecne na komórkach pęcherzykowych. Ta stymulacja receptorów prowadzi do zwiększonej produkcji T4 i T3. Ostatecznie gruczoł tarczowy powiększa się, prowadząc do rozwoju wola.479
Czynniki genetyczne w rozwoju wola
Wole jest częste w niektórych rodzinach. Na obszarach niedoboru jodu, po suplementacji jodu, częstość występowania wola nie spada do zera i występuje utrzymywanie się wola w niektórych rodzinach. Zgodność wola jest wyższa u bliźniąt jednojajowych niż dwujajowych. Zidentyfikowano mutacje w symporterze sodowo-jodkowym, peroksydazie tarczycowej, oksydazie podwójnej 2, pendrynie i genie receptora TSH odpowiedzialne za rozwój wola.1011
Badania bliźniąt wykazały, że czynniki genetyczne odpowiadają za 71% indywidualnych różnic w objętości tarczycy. Występowanie rodzinnych przypadków wola guzkowego, często w młodym wieku, wzmacnia hipotezę, że czynniki genetyczne biorą udział w patogenezie wola.12
Mutacje somatyczne receptorów TSH i białka G nadają konstytutywną aktywację kaskadzie cAMP szlaków fosforanu inozytolu. Mutacje te mogą być odpowiedzialne za funkcjonalną autonomię tarczycy w 20-80% przypadków. Zgłaszana częstość tych mutacji jest bardzo różna, od 10-80%. Wyższa częstość występuje u pacjentów z niedoborem jodu.13
Patogeneza wola guzkowego i wieloguzkowego
Rozlane nietoksyczne wole uważa się za prekursora eutyroksycznych guzków tarczycy i nietoksycznego wola wieloguzkowego. Wole wieloguzkowe rozwija się z woli prostego w wyniku powtarzających się przypadków stymulacji i inwolucji.1014
Patogeneza wola wieloguzkowego obejmuje procesy rozlanej hiperplazji pęcherzykowej, ogniskowej proliferacji guzkowej i ostatecznie nabycia funkcjonalnej autonomii. Rozwój wola wieloguzkowego jest wynikiem długotrwałego narażenia gruczołu tarczowego na bodźce proliferacyjne, takie jak niedobór jodu, goitrogeny i wrodzone błędy syntezy hormonów tarczycy. Wszystko to prowadzi do niedostatecznej produkcji hormonów tarczycy i stymuluje wydzielanie TSH przez przysadkę.1516
Tworzenie się guzków jest postulowane jako wynik zarówno wrodzonej, jak i nabytej heterogeniczności w proliferacyjnej i funkcjonalnej regulacji w górę komórek pęcherzykowych. Komórki pęcherzykowe tarczycy są z natury heterogeniczne pod względem produkcji hormonów tarczycy i proliferacji w odpowiedzi na stymulację TSH, tak że przy pośrednim poziomie stymulacji, subpopulacja komórek pęcherzykowych przerasta inne komórki i rozszerza się w guzki makroskopowe.15
Z drugiej strony, komórki pęcherzykowe nabywające aktywujące mutacje somatyczne w szlakach proliferacji komórek mogą rozszerzać się klonalnie, tworząc guzek. Około 60-70% guzków tworzy się w wyniku tego późniejszego mechanizmu i są one monoklonalne w pochodzeniu. Mutacje somatyczne prowadzące do konstytutywnej aktywacji receptorów TSH występują w około 60% autonomicznie funkcjonujących guzków.1517
Mechanizm rozwoju wola toksycznego wieloguzkowego
Nietoksyczne wole wieloguzkowe i/lub pojedyncze toksyczne gruczolaki są uważane za prekursory toksycznego wola wieloguzkowego (choroba Plummera). Gdy guzek lub kilka guzków w nietoksycznym wolu wieloguzkowym zyskuje autonomię, wydzielają one nadmiar hormonów tarczycy i obniżają poziomy TSH, powodując rozwój toksycznego wola wieloguzkowego.1819
W czasie przejścia z nietoksycznego do toksycznego wola, zachodzą zmiany patofizjologiczne i morfologiczne. Histologia toksycznego wola wieloguzkowego pokazuje guzki dobrze odgraniczone od reszty gruczołu tarczowego. Niektóre z tych guzków mogą być gorące, podczas gdy niektóre mogą być zimne lub gdzieś pomiędzy (chłodne, ciepłe lub normaktywne), z pozostałą częścią nietorbielowatej tkanki tarczycowej częściowo lub całkowicie zahamowaną. Mikroskopowo guzki mają duże pęcherzyki z hiperplazją nabłonkową. Tkanka nietorbielowata nie jest hiperplastyczna i może zawierać obszary degeneracji oraz jest funkcjonalnie mniej aktywna lub nieaktywna, jak widać w skanach radioizotopowych jodu radioaktywnego.18
Sekwencja zdarzeń w rozwoju toksycznego wola wieloguzkowego obejmuje: niedobór jodu prowadzący do zmniejszonej produkcji T4, indukcję hiperplazji komórek tarczycy z powodu niskich poziomów T4 (co odpowiada za wygląd wola wieloguzkowego), zwiększoną replikację predysponującą do ryzyka mutacji w receptorze TSH. Jeśli zmutowany receptor TSH jest konstytutywnie aktywny, staje się on „toksyczny” i produkuje nadmiar T3/T4, prowadząc do nadczynności tarczycy.1920
Inne czynniki przyczyniające się do rozwoju wola
Poza najczęstszymi przyczynami, istnieje wiele innych czynników, które mogą przyczynić się do rozwoju wola:
- Goitrogeny (substancje wolotwórcze) w diecie lub środowisku, które zakłócają syntezę hormonów tarczycy621
- Niektóre leki (lit, amiodaron)21
- Narażenie na promieniowanie10
- Palenie tytoniu, które zawiera goitrogeny, w tym tiocyjaniany22
- Niedobór selenu6
- Zatrucie cyjankiem, które jest szczególnie powszechne w krajach tropikalnych, gdzie ludzie jedzą bogatą w cyjanek roślinę manioku jako podstawowe pożywienie6
- Nietoksyczne wieloguzkowe wole wieloguzkowe powodowane przez gonady mogą być prekursorem wola toksycznego238
Stres oksydacyjny w patogenezie wola
Proces guzkowy jest wyzwalany przez oksydacyjny charakter syntezy hormonów tarczycy lub dodatkowy stres oksydacyjny spowodowany niedoborem jodu lub paleniem. Jeśli obrona antyoksydacyjna nie jest skuteczna, ten stres oksydacyjny spowoduje uszkodzenie DNA, a następnie wzrost spontanicznej szybkości mutacji, co jest substratem dla tumorogenezy.11
Dlatego wyznacznik fizjologii tarczycy, produkcja H2O2 podczas syntezy hormonów, jest bardzo prawdopodobnie ostateczną przyczyną częstej mutagenezy w gruczole tarczowym. Ponieważ niedobór jodu zwiększa obciążenie oksydacyjne, uszkodzenie DNA i mutageneza mogą stanowić podstawę częstej transformacji guzkowej woli endemicznego.11
Wiadomo, że synteza hormonów tarczycy wiąże się ze zwiększoną produkcją H2O2 i tworzeniem wolnych rodników, które mogą uszkadzać genomowe DNA i powodować mutacje.24
Wpływ czynników wzrostu na rozwój wola
Możliwe mediatory wzrostu tarczycy obejmują:
- Endotelina-1 (ET-1) – produkcja jest zwiększona w gruczołach tarczycowych szczurów, które uległy hiperplazji, co sugeruje, że produkcja ET-1 może być zaangażowana w wzrost gruczołu tarczowego i naczyniowość25
- W systemach in vitro wykazano stymulację proliferacji komórek pęcherzykowych tarczycy za pomocą insulinopodobnego czynnika wzrostu-1, naskórkowego czynnika wzrostu i fibroblastycznego czynnika wzrostu25
- Obniżone stężenia transformującego czynnika wzrostu β1 lub oporność na transformujący czynnik wzrostu β również wiązano ze wzrostem komórek pęcherzykowych25
Heterogeniczność funkcjonalna komórek tarczycy w wolu
Funkcjonalna i morfologiczna heterogeniczność ludzkich woli wieloguzkowych została zbadana w 300 próbkach z „zimnych” i „gorących” regionów 20 woli przeszczepionych na nagie myszy. Gorące przeszczepy miały wyższy autonomiczny wychwyt jodu niż przeszczepy zimnej tkanki u gospodarzy z zahamowanym TSH. Autonomia funkcjonalna znacznie różniła się wśród pęcherzyków, ale jeszcze bardziej wśród poszczególnych komórek. Gorące przeszczepy różniły się od zimnych tylko stosunkowo większą frakcją komórek autonomicznych.26
Między 0,5% a 7% wszystkich komórek pęcherzykowych replikowało się pomimo zahamowania TSH. Do 70% tych komórek było zgrupowanych, tworząc rozproszone ogniska autonomicznie rosnącej tkanki. Inne komórki zaczynały się replikować dopiero po długoterminowej stymulacji TSH. Tak więc wole zawierało podzbiory komórek z wysoką i niską odpowiedzią wzrostową. Autonomia wzrostu i autonomia funkcji są niezależnymi cechami komórek nabłonkowych.27
Podsumowanie mechanizmów patogenetycznych wola
Patogeneza wola obejmuje złożone interakcje między czynnikami genetycznymi i środowiskowymi. Główne mechanizmy patogenetyczne to:
- Zaburzenia osi TRH-TSH-tarczyca prowadzące do zwiększonej stymulacji tarczycy przez TSH228
- Niedobór jodu jako główna przyczyna na całym świecie, prowadzący do zmniejszonej produkcji hormonów tarczycy i kompensacyjnego powiększenia gruczołu76
- Autoimmunologiczne choroby tarczycy, takie jak choroba Hashimoto i choroba Gravesa-Basedowa, powodujące zapalenie i powiększenie tarczycy47
- Mutacje somatyczne receptorów TSH i białek G prowadzące do konstytutywnej aktywacji szlaków sygnałowych i autonomii tarczycy1329
- Wrodzona i nabyta heterogeniczność komórek pęcherzykowych tarczycy w odpowiedzi na stymulację i proliferację1527
- Stres oksydacyjny związany z syntezą hormonów tarczycy, prowadzący do uszkodzenia DNA i zwiększonego ryzyka mutacji11
- Wpływ czynników wzrostu i cytokin na proliferację komórek tarczycy25
Zrozumienie złożonych mechanizmów patogenetycznych wola jest kluczowe dla opracowania skutecznych strategii profilaktyki i leczenia, dostosowanych do specyficznych przyczyn i typu wola.30
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.