background image

background image

The thyroid gland 

 

is a butterfly-shaped structure lying 
over the ventral surface of the trachea 
just below the larynx. This gland 
produces two classes of hormones 
synthesized by two distinct cell types:

 

• Thyroid hormones (T3 and T4) 
synthesized by follicular cells

 

• Calcitonin synthesized by 
parafollicular cells

 


background image

background image

Thyroid Follicle

 

The thyroid gland is composed of a large number 
(3million) of tiny, saclike structures called follicles. These 
are the functional units of the thyroid. Each follicle is 
formed by a single layer of epithelial (follicular) cells and 
is filled with a secretory substance called colloid, which 
consists largely of a glycoprotein-tyrosine complex called 

. Each follicle is surrounded by a dense 

thyroglobulin
capillary network separated from epithelial cells by a well 

. The apical membranes of 

basement membrane

defined 
the follicular cells, which face the lumen, are covered with 

apical 

microvilli and pseudopods formed from the 

extend into the lumen. The amount of thyroid 

 

membrane
hormones stored within the colloid is enough to supply 
the body for 2 to 3 months

.

 


background image

Parafollicular Cells 

 

In addition to the epithelial cells that 
secrete T4 and T3, the wall of the thyroid 
follicle contains small numbers of 
parafollicular cells. The parafollicular cell is 
usually embedded in the wall of the follicle, 
inside the basal lamina surrounding the 
follicle. Parafollicular cells produce and 

.

calcitonin

secrete the hormone 

 

 

 


background image

background image

Synthesis of thyroid hormone

 

The steps involved in the synthesis of thyroid hormone are:

 

1. Synthesis and Secretion of the Thyroglobulin.

 

Thyroglobulin is synthesized in the follicular cells, then it enters 
the lumen via exocytosis. This large protein contains tyrosyl 
groups.

 

2. Iodide Uptake

 

Iodide uptake is via a sodium/iodide symporter on the basal 
membrane (NIS). This pump can raise the concentration of I 
within the cell to as much as 250 times that of plasma. The pump 

, which 

thiocyanate

perchlorate and 

can be blocked by anions like 
compete with Iodine. The NIS derives its energy from Na

+

/ K

+

ATPase, which drives the process.

 

3. Oxidation of Iodide

 

Once Iodide is pumped into the cell, it traverses the cell to the 
apical membrane, where it is oxidized into iodine

 

atoms, by 

. Thyroid peroxidase is inhibited by 

Thyroid peroxidase

(PTU), which blocks the synthesis of thyroid 

 

polythiouracil
hormones by blocking all of the steps catalyzed by thyroid 
peroxidase

 

 

 


background image

background image

4. Iodination

 

At the apical membrane, just inside the lumen of the follicle, iodine

 

atoms combines with the tyrosine moieties of thyroglobulin, to form 
monoiodotyrosine (MIT). The iodination of thyroglobulin is 

. A second iodine atom 

thyroid  peroxidase

catalyzed by the enzyme 
may be added to a MIT residue by this same enzymatic process, 
forming a diiodotyrosine (DIT). 

 

5. Coupling

 

Peroxidase enzyme promotes the coupling of iodinated tyrosine in 
the thyroglobulin molecule. When two DITs couple, 
tetraiodothyronine (T4) is formed. When one DIT and one MIT 
combine, triiodothyronine (T3) is formed.   The hormones stored in 
the follicular lumen as colloid until the thyroid gland is stimulated to 
secrete its hormones. The thyroid is unique among endocrine glands 
in that it stores its product extracellularly in follicular lumens as large 
precursor molecules.

 


background image

Secretion of T3 and T4 from the Thyroid Gland

 

1.Pinocytosis: Pieces of the follicular colloid are taken 
back into the follicle by endocytosis.

 

2.Fusion: The endocytosed material fuses with 
lysosomes, which transport it toward the basal surface of 
the cell.

 

3.Proteolysis of thyroglobulin: Within the lysosomes, the 
thyroglobulin is broken into T4, T3, DIT, and MIT.

 

4.Secretion: T4 and T3 are secreted into the blood, with 
the T4:T3 ratio being as high as 20:1 . 

 

removes the 

 

deiodinase

.Deiodination: A microsomal 

5
iodine from iodinated tyrosines (DIT and MIT) but not 
from the iodinated thyronines (T3 and T4). The iodine is 
then available for resynthesis of hormone. (Individuals 
with a deficiency of this enzyme are more likely to 
develop symptoms of iodine deficiency

).

 


background image

Conversion of T4 to T3

 

T4 is the major secretory product of the thyroid 
gland and is the predominant thyroid hormone in 
the blood. However, about 40% of the T4 secreted 
by the thyroid gland is converted to T3 by 
enzymatic removal of the iodine atom at position 
5

-

 of the thyronine ring structure. This reaction is 

catalyzed by a 5

-

 -deiodinase located in the liver, 

kidneys, and thyroid gland. The T3 formed by this 
deiodination and that secreted by the thyroid react 
with thyroid hormone receptors in target cells; 

of 

 

is the physiologically active form

T

therefore, 
the thyroid hormones

.

 


background image

Transport of Thyroxine and Triiodothyronine to Tissues

 

About 70% of the circulating thyroid is bound to thyroid-binding 

binding 

-

thyroxine

). The remainder is attached to 

TBG

globulin (

has the higher 

. T

albumin

) and 

transthyretin

pre albumin (
affinity for binding proteins; therefore, it binds more tightly to 
protein than does T3, and consequently has a greater half-life 
thanT3.

 

• T4 half-life = 7 days                • T3 half-life = 1 day

 

Metabolism of thyroid hormones

 

, particularly in the 

deiodinations

undergo enzymatic 

, T

4

Both T
liver and kidneys, which inactivate them. T4 and, to a lesser 

 

glucuronic

with 

 

conjugation

are also metabolized by 

extent, T
acid in the liver. The conjugated hormones are secreted into the 
bile and eliminated in the feces.  

 


background image

Physiologic actions of thyroid hormones

 

1. Metabolic Rate, thyroid hormones increase metabolic rate, as evidenced 
by increased O

2

 consumption and heat production.it also increase the 

activity of the membrane-bound Na/K- ATPase in many tissues.

 

2. Thyroid hormones are essential for normal menstrual cycles.  

 

3. Growth and Maturation (T 4 and T 3 are anabolic hormones), thyroid 
hormones are absolutely necessary for normal brain maturation, without 
adequate thyroid hormones during the prenatal period, abnormalities 
rapidly develop in nervous system maturation. These abnormalities lead to 

unless replacement therapy is 

 

cretinism

mental retardation and lead to 
started soon after birth.

 

4. Lipid Metabolism, thyroid hormone accelerates cholesterol clearance 
from the plasma.  

 

5. CHO Metabolism, thyroid hormone increases the rate of glucose 
absorption from the small intestine.

 

6. Cardiovascular Effects

 

Thyroid hormones increase cardiac output by increasing heart rate and 
stroke volume. It increase contractility by increasing the number and 
affinity of β-adrenergic receptors in the heart to catecholamines (positive 
inotropic), it act on the SA node, and directly increase heart rate (positive 
chronotropic effects). 

 


background image

Hypothyroidism 

 

is a common endocrine disorder that affects about 
1% of the adult population at some times. 
Inadequate thyroid hormone production can result 
from failure at the level of thyroid gland itself 
(primary hypothyroidism), or it can be due to a 
lack of stimulation from TSH. Low TSH levels can 
result from pituitary dysfunction (secondary 
hypothyroidism) or from lack of pituitary 
stimulation by hypothalamic TRH (tertiary 
hypothyroidism)

.

 


background image

background image

Primary Hypothyroidism

 

L5

 

Most common cause is an autoimmune destruction of 
the thyroid with lymphocytic infiltration like 

and 

; TSH increased while, T

Hashimoto's thyroiditis
T4 decreased. The condition characterized by:

 

• Decreased basal metabolic rate and oxygen 
consumption

 

• Plasma cholesterol and other blood lipids tend to be 
elevated.

 

• Anemia, constipation, horseness in speech, the skin is 
dry and cool

 

• Accumulation of subcutaneous mucopolysaccharides 
that give rise to a nonpitting edema (myxedema)

.

 


background image

Cretinism

 

Untreated postnatal hypothyroidism results in 
cretinism, a form of dwarfism with mental retardation. 
T4 supplementation begun in the first 6 weeks of life 
results in normal intelligence.

 

Acquired hypothyroidism during childhood results in 
dwarfism but there is no mental retardation. A major 
way thyroid hormones promote normal body growth is 
by stimulating the expression of the gene for growth 
hormone (GHin the somatotrophs of the anterior 
pituitary gland. In a thyroid hormone-deficient 
individual, GH synthesis by the somatotrophs is greatly 
is impaired; therefore, a thyroid hormone-deficient 
individual will also be GH-deficientreduced and 
consequently GH secretion 

 


background image

background image

Primary Hyperthyroidism (Graves' Disease)

 
 

Thyrotoxicosis by definition is the clinical syndrome whereby tissues 
are exposed to high levels of thyroid hormone (hyperthyroidism).The 

, an 

Graves' disease

most common cause of thyrotoxicosis is 
autoimmune problem due to antibody formation against the TSH 
receptor in the plasma membranes of thyroid follicular cells. These 
antibodies bind to the TSH receptor,   and produces effects similar to 
those caused by the action of TSH. In Graves' disease the thyroid is 
symmetrically enlarged. Cardiac output, contractility, and heart rate 
are increased with possibly palpitations and arrhythmias. Weight loss 
with increased food intake, protein wasting and muscle weakness. 
Tremor, nervousness, and excessive sweating. 

 

The wide-eyed stare (exophthalmos) in patients with Graves' is caused 
by an infiltration of orbital soft tissues and extraocular muscles and 
the resulting edema.

 

 


background image

A goiter is simply an enlarged thyroid and does not designate 
functional status. A goiter can be present in hypo-, hyper-, and 
euthyroid states.

 

There is no correlation between thyroid size and function.

 

 


background image

A generalized enlargement of the thyroid is 
considered a "diffuse goiter. Diffuse enlargement 
often results from prolonged stimulation by TSH or 
TSH-like factor; e.g., Hashimoto's thyroiditis, 
Graves' disease, diet deficient in iodine

.

 




رفعت المحاضرة من قبل: Mubark Wilkins
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 166 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل