全面解读游离甲状腺素的临床应用

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甲状腺是人体最大的内分泌腺体,位于咽喉下侧,气管二侧,左右二叶约20克,不仅调节全身的新陈代谢,也和正常的生长发育有关。

甲状腺内含有许多的球形中空滤泡,滤泡周围有一层细胞,称为滤泡细胞(Follicularcells),负责制造甲状腺激素,包括四碘甲状腺素(Thyroxine;T4)及三碘甲状腺素(Triiodothyronine;T3)。

甲状腺在TSH的刺激下将T3和T4释放到血中,进入血流的T3、T4会立即和血浆蛋白结合,形成结合态的甲状腺素在血流中运送。这些结合的蛋白质最主要的是「甲状腺结合球蛋白」(Thyroxinebindingglobulin;简称TBG),其余少数和前白蛋白(prealbumin)及白蛋白(albumin)结合。下文中所有的TBG均泛指全部的结合蛋白。

分泌到血中的甲状腺素是由甲状腺轴线----「下视丘-脑下腺-甲状腺」所控制,下视丘分泌TRH调节脑下腺对TSH的分泌,TSH又刺激甲状腺分泌T4、T3,血中T4、T3的浓度会产生负回馈效应抑制TRH和TSH的分泌,但此项负回馈机制只有游离的T3和T4可执行。

T4和T3

甲状腺分泌的甲状腺素中,绝大部份是T4,T3只占很少的比例。分泌到血流中的T4有99.95%和TBG结合,剩下0.05%左右没有和蛋白质结合的称之为游离型T4(FreeT4),这些极少量的freeT4才真正具有生理活性,能执行甲状腺素的功能。反而大部份与蛋白质结合的T4并不具有生理功能,而蛋白质的用途有如仓库般暂时将T4储存起来。因此测定血中的totalT4远不及freeT4来得有意义,但迄今totalT4依然在临床上广为使用,可能是测定方便,价格低廉的原故吧。

T4和TBG的结合能力很强,因此血中TBG浓度发生变化时,常造成totalT4的浓度跟着改变。健康人的TBG通常会维持在恒定状态,不会随便改变,但某些非甲状腺疾病的状态,如怀孕、雌激素治疗、口服避孕药、急性间歇性紫质沉着症(acuteintermittentporphyria)等,会造成TBG浓度上升,使得totalT4也跟着异常上升。还有些情形可能造成血中TBG浓度下降,包括肾脏病、肝病、恶性肿瘤、肢端肥大症、使用雄性素及类固醇治疗等,使得totalT4跟着下降。上述二种状态所测得的totalT4并不能反应出真正的甲状腺功能,反而容易造成误判。也因为如此,totalT4在甲状腺疾病的诊断方面并不算是优良的指标。

体内的T3只有20%是直接由甲状腺制造分泌,80%是在组织中由T4脱去一个碘转换而来,因此T4可说是T3的前趋物。分泌到血中的T3有99.7%和TBG结合,另外0.3%左右未和蛋白质结合的部份称之为游离型的T3(freeT3),这些极少数游离的freeT3具有超强的生理活性,能主宰大部份的甲状腺功能。虽然T3的总量只占血清中甲状腺素的5%左右,但它所产生的生理代谢活性远大于T4,主要原因有:

1.T3和TBG之间的结合能力不如T4那么强,因此较容易转换成游离状态。

2.T3的半衰期短,较能反应身体实际状况。

3.T3能达到血流交换速率较慢的组织,作用面积较为宽广。

临床上采用T3来评估甲状腺功能具有下列优点:

1.甲状腺功能发生改变时,T3通常较早反应出来。

2.能有效诊断甲状腺毒症(thyrotoxicosis)的发生(通常只有T3和freeT3上升,T4经常是正常的)。

3.甲状腺亢进治疗的患者,T3能快速有效的反应治疗成效。

4.T3虽然也会像T4一样受到TBG浓度的改变而产生变化,但由于T3和TBG的结合能力较弱,受影响的程度不像T4那么大。

T3一直被认为是甲状腺功能亢进的优良指针,但在甲状腺功能低下方面,属于特异性较差的项目。因为年纪大的人、活动力低的人(如久卧病床)、营养状态不佳的人,血清T3的浓度经常是偏低的。这些情形属于生理反应,而非病理状态。除非甲状腺功能严重低下,T3出现了极低的数值可明显辨别外,其余生理性低下与病理性低下之间不容易单独以T3来区分。

FreeT3和FreeT4

由上面简介可知,totalT4和T3容易受TBG的影响而产生变化,T3虽没有T4严重,但T3在特殊的生理状态下常会发生偏低情形,因此严格来说,totalT4和T3不见得是诊断甲状腺功能的最佳选择。医学界很早就知道真正左右甲状腺功能的是游离甲状腺素---FreeT3和FreeT4,直接定量二者应是最佳选择,但由于极其微量,以往的检验技术难以精确定量,因此发展出利用totalT4和T3uptake来计算FreeT4index,藉以间接评估游离甲状腺素的多少,当然这样的评估方法特异性较差。随着科技的进步,放射免疫分析法(RIA)开发出FreeT4的定量套组,但由于RIA设备并不普遍,使用率较低。直到近十年,化学冷光分析仪器开始普及,FreeT4及FreeT3可经由各厂牌的仪器精确定量出来,增加了临床诊断的正确性。

血中游离甲状腺素的多少和TBG结合的饱和程度有关,TBG结合了愈多的T4、T3(也就是TBG愈饱和),就可能有愈多的T4、T3游离出来。反之,TBG饱和度愈差(尚可结合的空位愈多),游离态的甲状腺素可能就愈少。但由于人体的甲状腺素功能决定于游离态的多少而非总量的多少,因此身体会设法改变甲状腺素的总量来维护血中游离态的稳定。例如当非甲状腺因素导致TBG增加时,TBG的结合空位变多了,会吸引更多游离态的T4、T3与之结合,若果真如此,游离态甲状腺素变少了,可能造成甲状腺功能低下。身体为避免此情形发生,会令甲状腺释放更多的T4,将TBG的空位适当填补,以维持游离甲状腺素的衡定。这样的反应使得TotalT4上升了,但FreeT4和FreeT3还是维持在正常范围。

因此,测定FreeT4和FreeT3的最大用途在于能排除甲状腺结合球蛋白变化所引起的totalT4及T3的升降,区分出真正的甲状腺疾病或仅是生理性的异常。其判读原则如下:

甲状腺功能亢进:T3、T4上升,FreeT3、FreeT4也上升。

甲状腺功能低下:T3、T4下降,FreeT3、FreeT4也降低。

非甲状腺因素引起的TBG异常:T3、T4异常,FreeT3、FreeT4正常。

由于FreeT3和FreeT4是控制甲状腺功能的真正物质,且不受TBG变化的影响,因此直接测定二者最能清楚反应甲状腺目前的状态。目前许多医师改以FreeT4、FreeT3及TSH三项来取代以往的甲状腺常规套组T4、T3、TSH。

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