Wole
Patofizjologia i mechanizm
Wole to powiększenie gruczołu tarczowego, które może mieć charakter rozlany lub guzkowy, wynikające z zaburzeń osi podwzgórze-przysadka-tarczyca, gdzie kluczową rolę odgrywa tyreotropina (TSH). Najczęstszą przyczyną wola na świecie jest niedobór jodu, prowadzący do zmniejszonej syntezy hormonów tarczycy (T4, T3) i kompensacyjnej hiperplazji tarczycy pod wpływem podwyższonego TSH. W krajach z odpowiednim spożyciem jodu dominują przyczyny autoimmunologiczne, takie jak choroba Hashimoto (niszczenie tarczycy i niedoczynność) oraz choroba Gravesa-Basedowa (produkcja immunoglobulin stymulujących receptor TSH – TSI, powodujących nadczynność i rozlane wole toksyczne). Wole wieloguzkowe (MNG) charakteryzuje się heterogennością proliferacji komórek pęcherzykowych, mutacjami somatycznymi receptorów TSH (w 60-80% autonomicznych guzków) oraz wpływem czynników genetycznych i środowiskowych, takich jak palenie tytoniu i substancje wolotwórcze.
- Wole – Patogeneza, mechanizm
- Mechanizmy patogenetyczne wola
- Niedobór jodu jako główna przyczyna wola
- Autoimmunologiczne przyczyny wola
- Wole guzowate
- Rola czynników genetycznych
- Rola czynników środowiskowych
- Toksyczne wole guzowate
- Rola stresu oksydacyjnego
- Czynniki wzrostu i mediatory
- Heterogenność wola
- Patogeneza wola – podsumowanie mechanizmów
Wole – Patogeneza, mechanizm
Wole (łac. goiter, pol. wole) to powiększenie gruczołu tarczowego, które może występować jako rozlana zmiana lub w postaci pojedynczych lub mnogich guzków. Patogeneza wola obejmuje złożone procesy, które wynikają z wielu czynników etiologicznych i mechanizmów patofizjologicznych.12
Mechanizmy patogenetyczne wola
Wole może rozwinąć się na skutek wielu różnych mechanizmów patogenetycznych. Kluczowe znaczenie ma oś podwzgórze-przysadka-tarczyca, gdzie zakłócenie osi TRH-TSH-hormony tarczycy prowadzi do zmian strukturalnych i funkcjonalnych w gruczole tarczowym.34
Tarczyca jest kontrolowana przez hormon tyreotropowy (TSH), wydzielany przez przysadkę mózgową, na którą wpływa hormon uwalniający tyreotropinę (TRH) z podwzgórza. TSH umożliwia wzrost, różnicowanie komórkowe oraz produkcję i wydzielanie hormonów tarczycy przez gruczoł tarczowy. Tyreotropina działa na receptory TSH zlokalizowane w tarczycy.56
Niedobór jodu jako główna przyczyna wola
Niedobór jodu jest najczęstszą przyczyną wola na świecie, stanowiąc ponad 90% przypadków. W regionach z niedoborem jodu dochodzi do zaburzenia syntezy hormonów tarczycy.78
Mechanizm powstawania wola w niedoborze jodu przebiega następująco:
- Niedobór jodu prowadzi do subtelnego zmniejszenia produkcji hormonów tarczycy, przy czym poziomy T4 i T3 pozostają w zakresie referencyjnym
- Zmniejszenie poziomu hormonów tarczycy powoduje zwiększone wydzielanie TSH przez przysadkę mózgową
- Podwyższony poziom TSH powoduje zwiększoną komórkowość i hiperplazję gruczołu tarczowego
- Komórki pęcherzykowe tarczycy są stymulowane, co przyczynia się do hiperplazji pęcherzykowej i powiększenia tarczycy
W odpowiedzi na przewlekle niski poziom krążących hormonów tarczycy, TSH stymuluje proliferację komórek pęcherzykowych w celu zwiększenia funkcjonalnej masy gruczołu tarczowego. Klinicznie, stymulacja TSH powoduje powiększenie gruczołu tarczowego, zwiększone wchłanianie jodu radioaktywnego i podwyższone poziomy T4 i T3.11
Autoimmunologiczne przyczyny wola
Zaburzenia autoimmunologiczne tarczycy, takie jak choroba Hashimoto i choroba Gravesa-Basedowa, są częstymi przyczynami wola w krajach z odpowiednim spożyciem jodu.1213
Choroba Hashimoto (zapalenie tarczycy typu Hashimoto) jest częstą przyczyną powstawania wola w USA. Jest to stan autoimmunologiczny, w którym dochodzi do niszczenia gruczołu tarczowego przez własny układ odpornościowy. Gdy gruczoł ulega większemu uszkodzeniu, jest mniej zdolny do wytwarzania odpowiednich ilości hormonów tarczycy. Przysadka mózgowa wykrywa niski poziom hormonów tarczycy i wydziela więcej TSH, aby stymulować tarczycę. Ta stymulacja powoduje rozrost tarczycy, co może prowadzić do powstania wola.14
Choroba Gravesa-Basedowa to najczęstsza przyczyna rozlanego wola toksycznego. W tym przypadku układ odpornościowy wytwarza białko zwane immunoglobuliną stymulującą tarczycę (TSI). Podobnie jak TSH, TSI stymuluje gruczoł tarczowy do powiększenia, powodując wole. Jednakże TSI stymuluje również tarczycę do wytwarzania zbyt dużej ilości hormonów tarczycy (powodując nadczynność tarczycy). Ponieważ przysadka wykrywa zbyt dużo hormonów tarczycy, przestaje wydzielać TSH. Mimo to gruczoł tarczowy nadal rośnie i produkuje hormony tarczycy.1516
W chorobie Gravesa-Basedowa komórki pęcherzykowe są hipertroficzne i hiperplastyczne, a limfocyty i komórki plazmatyczne infiltrują do gruczołu i grupują się w grudki limfatyczne. Przeciwciała (TSI: immunoglobulina stymulująca tarczycę) są skierowane przeciwko receptorom hormonu stymulującego tarczycę, które znajdują się na komórkach pęcherzykowych. Ta stymulacja receptorów prowadzi do zwiększonej produkcji T4 i T3.1718
Wole guzowate
Wole wieloguzkowe (MNG) to najczęstsze zaburzenie gruczołu tarczowego, charakteryzujące się zwiększoną objętością gruczołu tarczowego z tworzeniem guzków. Patogeneza wola wieloguzkowego obejmuje procesy rozlanej hiperplazji pęcherzykowej, ogniskowej proliferacji guzkowej i ostatecznego nabycia autonomii funkcjonalnej.1920
Rozwój wola wieloguzkowego wynika z długotrwałej ekspozycji gruczołu tarczowego na bodźce proliferacyjne, takie jak niedobór jodu, substancje wolotwórcze i wrodzone błędy syntezy hormonów tarczycy. Wszystko to prowadzi do niewystarczającej produkcji hormonów tarczycy i stymulacji wydzielania TSH przez przysadkę.21
Tworzenie się guzków jest postulowane jako wynik zarówno wrodzonej, jak i nabytej heterogenności w proliferacyjnej i funkcjonalnej regulacji w górę komórek pęcherzykowych. Komórki pęcherzykowe tarczycy są z natury heterogenne pod względem produkcji hormonów tarczycy i proliferacji w odpowiedzi na stymulację TSH, więc przy pośrednim poziomie stymulacji, subpopulacja komórek pęcherzykowych przerasta inne komórki i rozrasta się do makroskopowych guzków.22
Z drugiej strony, komórki pęcherzykowe nabywające aktywujące mutacje somatyczne w szlakach proliferacji komórek mogą rozrastać się klonalnie, tworząc guzek. Około 60-70% guzków powstaje w wyniku tego ostatniego mechanizmu i ma pochodzenie monoklonalne. Mutacje somatyczne prowadzące do konstytutywnej aktywacji receptorów TSH występują w około 60% autonomicznie funkcjonujących guzków.2324
Rola czynników genetycznych
Czynniki genetyczne odgrywają istotną rolę w patogenezie wola guzkowego, co wykazano w badaniu oceniającym bliźnięta, które wykazało, że czynniki genetyczne odpowiadały za 71% (61% do 78%) indywidualnych różnic w objętości tarczycy.25
W przeciwieństwie do woli sporadycznych, spowodowanych spontaniczną recesywną zmianą genomową, większość przypadków wola rodzinnego przedstawia autosomalny dominujący wzór dziedziczenia, wskazując na przeważające wady genetyczne.26
Defekty w genach, które odgrywają ważną rolę w fizjologii tarczycy i syntezie hormonów tarczycy, mogą predysponować do rozwoju wola, szczególnie w przypadku granicznego lub jawnego niedoboru jodu. Niektóre mutacje, takie jak te wpływające na aktywację kaskady cAMP (np. mutacje TSH-r), które stymulują wzrost i funkcję, mutacje w genach kodujących tyreoglobulinę (Tg), peroksydazę tarczycową (TPO), oksydazę podwójną 2 (THOX2), gen symportera sód-jodek (SLC5A5), gen zespołu Pendreda (SLC26A4), gen receptora TSH (gen TSHR), dejodinazę jodotyrozynową (DEHAL 1) i gen oksydazy tarczycowej 2 (THOX2) zostały uznane za odpowiedzialne w niektórych przypadkach za powstawanie guzków u pacjenta z MNG.2728
Rola czynników środowiskowych
Czynniki środowiskowe również zostały wskazane jako przyczyna MNG, prawdopodobnie przez zaostrzenie ekspresji heterogenności powodującej wzrost tarczycy i być może prowadzącej do jej autonomii.29
Palenie tytoniu jest znane jako czynnik wolotwórczy, a dym papierosowy zawiera substancje wolotwórcze, w tym tiocyjaniany.30
Goitrogeny (substancje wolotwórcze) w żywności mogą również przyczyniać się do rozwoju wola. Wszystkie substancje wolotwórcze zakłócają produkcję hormonów tarczycy. Podobnie jak w przypadkach niedoboru jodu, przysadka mózgowa reaguje na niższe stężenia krążących hormonów tarczycy poprzez zwiększenie wydzielania TSH, co prowadzi do powiększenia gruczołu tarczowego.3132
Toksyczne wole guzowate
Toksyczne wole guzowate (TNG) reprezentuje spektrum chorób, od pojedynczego hiperfunkcjonującego guzka (gruczolak toksyczny) w obrębie wola wieloguzkowego do gruczołu z wieloma obszarami hiperfunkcji. Naturalna historia wola wieloguzkowego obejmuje zmienny wzrost poszczególnych guzków; może to postępować do krwawienia i degeneracji, a następnie gojenia i włóknienia. Zwapnienie może być obecne w miejscach wcześniejszego krwawienia.33
Niektóre guzki mogą rozwinąć funkcję autonomiczną. Autonomiczna hiperaktywność jest nadawana przez somatyczne mutacje receptora tyreotropiny, czyli hormonu stymulującego tarczycę (TSH), w 20-80% gruczolaków toksycznych i niektórych guzkach woli wieloguzkowych. Autonomicznie funkcjonujące guzki mogą stać się toksyczne u 10% pacjentów. Nadczynność tarczycy występuje głównie, gdy pojedyncze guzki mają średnicę większą niż 2,5 cm. Objawy przedmiotowe i podmiotowe TNG są podobne do objawów innych typów nadczynności tarczycy.34
Autonomia funkcjonalna gruczołu tarczowego wydaje się być związana z niedoborem jodu. Zostały uwikłane różne mechanizmy, ale patogeneza molekularna jest słabo zrozumiana.35
Sekwencja zdarzeń prowadzących do toksycznego wola wieloguzkowego jest następująca:
- Niedobór jodu prowadzi do niskich poziomów T4;
- To indukuje hiperplazję komórek tarczycy, aby skompensować niskie poziomy T4;
- Zwiększona replikacja komórek tarczycy predysponuje pojedyncze komórki do somatycznych mutacji receptora TSH;
- Konstytutywna aktywacja receptora TSH może generować czynniki autokrynne, które promują dalszy wzrost, prowadząc do proliferacji klonalnej;
- Klony komórek następnie produkują wiele guzków.
Somatyczne mutacje receptorów TSH i białka G nadają konstytutywną aktywację kaskadzie cyklicznego adenozynomonofosforanu (cAMP) szlaków fosforanu inozytolu. Te mutacje mogą być odpowiedzialne za autonomię funkcjonalną tarczycy w 20-80% przypadków.38
Te mutacje są znajdowane w autonomicznie funkcjonujących guzkach tarczycy, pojedynczych i w obrębie gruczołu wieloguzkowego. Niefunkcjonujące guzki tarczycy w obrębie tego samego gruczołu nie posiadają tych mutacji.39
Rola stresu oksydacyjnego
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 częstości mutacji, co jest podłożem dla procesów nowotworowych.40
Dlatego wytwarzanie H2O2 podczas syntezy hormonów, które jest cechą charakterystyczną fizjologii tarczycy, jest bardzo prawdopodobnie ostateczną przyczyną częstej mutagenezy w gruczole tarczowym. Ponieważ niedobór jodu zwiększa obciążenie oksydacyjne, uszkodzenie DNA i mutageneza mogłyby stanowić podstawę częstej transformacji guzkowej woli endemicznego.41
Czynniki wzrostu i mediatory
Możliwe mediatory wzrostu obejmują:
- Endotelina-1 (ET-1) – produkcja jest zwiększona w gruczołach tarczycowych szczurów, które uległy hiperplazji, co sugeruje, że produkcja ET-1 może być zaangażowana we wzrost gruczołu tarczowego i unaczynienie.
- Systemy in vitro wykazały stymulację proliferacji komórek pęcherzykowych tarczycy z insulinopodobnym czynnikiem wzrostu-1, czynnikiem wzrostu naskórka i czynnikiem wzrostu fibroblastów.
- Zmniejszone stężenia transformującego czynnika wzrostu-β1 lub oporność na transformujący czynnik wzrostu-β również były związane ze wzrostem komórek pęcherzykowych.
Transformujący czynnik wzrostu beta może działać jako autokrynny inhibitor wzrostu na komórki pęcherzykowe tarczycy. Zmniejszona produkcja transformującego czynnika wzrostu beta i zmniejszona wrażliwość na transformujący czynnik wzrostu beta mogą być kofaktorami w patogenezie wola nietoksycznego z niedoboru jodu.44
Heterogenność wola
Heterogenność funkcjonalna i morfologiczna ludzkich woli wieloguzkowych była badana w 300 próbkach z „zimnych” i „gorących” regionów 20 woli przeszczepionych na nagie myszy. „Gorące” przeszczepy miały wyższy autonomiczny wychwyt jodu niż przeszczepy „zimnego” tkanki w gospodarzach z supresją TSH.45
Międzykomórkowe różnice aktywności jodującej nie zostały zniesione przez TSH. Autonomia wzrostu i autonomia funkcji są niezależnymi cechami komórek nabłonkowych. Do tego głównego mechanizmu odpowiedzialnego za morfologiczną i funkcjonalną heterogenność ludzkich woli, prawdopodobnie należy dodać dziedziczne modyfikacje ekspresji genów.46
| Typ wola | Przyczyna | Mechanizm | Charakterystyka |
|---|---|---|---|
| Wole z niedoboru jodu | Niedobór jodu w diecie | Zmniejszona synteza hormonów tarczycy → podwyższony TSH → hiperplazja tarczycy | Najczęstsza przyczyna wola na świecie; może być diffuse lub guzowate |
| Wole w chorobie Hashimoto | Autoimmunologiczne zapalenie tarczycy | Niszczenie gruczołu tarczowego → niedoczynność tarczycy → podwyższony TSH → hiperplazja tarczycy | Naciek limfocytarny; często prowadzi do hipogtyrozy |
| Wole w chorobie Gravesa-Basedowa | Autoimmunologiczna nadczynność tarczycy | Produkcja przeciwciał stymulujących receptor TSH (TSI) → nadmierna stymulacja gruczołu tarczowego | Rozlane wole toksyczne; hiperplazja pęcherzykowa; nadczynność tarczycy |
| Wole wieloguzkowe nietoksyczne | Wieloczynnikowa (genetyczna, środowiskowa) | Heterogenność komórek pęcherzykowych → proliferacja guzkowa → mutacje somatyczne | Wiele guzków, zwykle o prawidłowej funkcji tarczycy |
| Toksyczne wole wieloguzkowe | Mutacje aktywujące receptor TSH | Autonomiczna produkcja hormonów tarczycy niezależna od TSH | Wiele hiperfunkcjonujących guzków; nadczynność tarczycy |
Patogeneza wola – podsumowanie mechanizmów
Podsumowując, patogeneza wola obejmuje różnorodne mechanizmy i czynniki etiologiczne, które prowadzą do powiększenia gruczołu tarczowego. Główne mechanizmy to:474849
- Niedobór jodu prowadzący do zmniejszonej syntezy hormonów tarczycy i kompensacyjnej hiperplazji gruczołu tarczowego stymulowanej przez TSH
- Procesy autoimmunologiczne (choroba Hashimoto, choroba Gravesa-Basedowa) wpływające na funkcję i strukturę tarczycy
- Heterogenność komórek pęcherzykowych w odpowiedzi na stymulację TSH, prowadząca do zróżnicowanego wzrostu i tworzenia guzków
- Mutacje somatyczne w receptorach TSH lub innych genach związanych z metabolizmem tarczycy, prowadzące do autonomicznego wzrostu i funkcji
- Czynniki środowiskowe, w tym substancje wolotwórcze w diecie i dymie papierosowym
- Czynniki genetyczne predysponujące do rozwoju wola, szczególnie w przypadku wola rodzinnego
- Stres oksydacyjny związany z syntezą hormonów tarczycy, potencjalnie prowadzący do uszkodzenia DNA i mutagenezy
- Zaburzenia równowagi między czynnikami wzrostu stymulującymi i hamującymi proliferację komórek tarczycy
Zrozumienie tych złożonych mechanizmów patogenetycznych ma kluczowe znaczenie dla opracowania skutecznych strategii profilaktycznych i terapeutycznych w leczeniu wola.5051
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.