Die Schilddrüse, die sich an der Vorderseite des Halses direkt unter dem Krikoid befindet, besteht aus 2 Lappen, die über einen Isthmus miteinander verbunden sind. Follikuläre Zellen innerhalb der Drüse produzieren die 2 wichtigen Schilddrüsenhormone
Tetraiodothyronine (Thyroxin, T4)
Trijodthyronin (T3)
Diese Hormone wirken in Zellen nahezu aller Gewebe des Körpers, indem sie an Rezeptoren der Zellkerne binden und so die Expression einer ganzen Reihe von Genen beeinflussen. Schilddrüsenhormone sind für die normale Entwicklung des Gehirns und des somatischen Gewebes bei Feten und Neugeborenen erforderlich, und bei Menschen jeden Alters regulieren Schilddrüsenhormone den Protein-, Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel.
T4 hat nur eine geringe hormonelle Aktivität, aber seine lange Halbwertszeit (8 Tage) dient als Reservoir oder Prohormon für T3. T4 wird (in den meisten Geweben) in T3, die aktive Form, die an Kernrezeptoren bindet, und in reverses T3 (rT3), eine inaktive Form des Schilddrüsenhormons ohne Stoffwechselaktivität, umgewandelt. Bei bestimmten Krankheiten steigt der rT3-Spiegel an.
Parafollikuläre Zellen (C-Zellen) in der Schilddrüse sezernieren das Hormon Calcitonin, das als Reaktion auf Hyperkalzämie ausgeschüttet wird und die Serumkalziumspiegel senkt (siehe Regulation des Kalziummetabolismus).
Synthese und Freisetzung von Schilddrüsenhormonen
Zur Synthese von Schilddrüsenhormonen wird Jod gebraucht (siehe Abbildung Synthese von Schilddrüsenhormonen). Jod, welches als Jodid mit der Nahrung aufgenommen wird, wird von der Schilddrüse in den Follikelzellen aktiv konzentriert und durch die thyreoidale Peroxidase in organisches Jod überführt (Organifizierung). Die follikulären Zellen umgeben einen Raum (Follikel), der mit Kolloid gefüllt ist, welches aus Thyreoglobulin besteht, einem Glykoprotein, das in seiner Matrix Tyrosin enthält. Tyrosin wird bei Kontakt mit der Membran der follikulären Zellen an einer (Monojodtyrosin) oder zwei (Dijodtyrosin) Stellen jodiert, und dann werden jeweils 2 Moleküle miteinander verbunden. So entstehen die beiden Schilddrüsenhormone.
Diiodotyrosin + Diiodotyrosin → T4
Diiodotyrosin + Monoiodtyrosin → T3
Synthese von Schilddrüsenhormonen
T3 und T4 bleiben innerhalb des Follikels im Thyreoglobulin gespeichert, bis die follikuläre Zelle Thyreoglobulin als Kolloidtropfen aufnimmt. Im Inneren der follikulären Schilddrüsenzelle werden T3 and T4 vom Thyreoglobulin abgespalten.
Freies T3 und T4 werden dann in den Blutkreislauf abgegeben, wo sie für den Transport an Serumproteine gebunden werden. Das primäre Transportprotein ist das thyroxinbindende Globulin (TBG), das eine hohe Affinität, aber eine geringe Kapazität für T3 und T4 aufweist. TBG bindet normalerweise 75% des zur Bindung zur Verfügung stehenden Schilddrüsenhormons.
Die anderen Bindungsproteine sind:
Thyroxin-bindendes Präalbumin (Transthyretin), das eine hohe Affinität, aber eine geringe Kapazität für T4 aufweist
Albumin mit geringer Affinität, aber hoher Kapazität für T3 und T4
Ungefähr 0,3% des gesamten Serum-T3 und 0,03% des gesamten Serum-T4 liegen als freies Hormon im Gleichgewicht mit gebundenem Hormon vor. Nur freies T3 und T4 kann in der Peripherie wirksam werden.
Alle Abläufe, die für die Entstehung und Freisetzung von T3 und T4 notwendig sind, werden von Thyreoidea-stimulierendem Hormon (TSH), welches aus hypophysären thyreotropen Zellen sezerniert wird, überwacht. Die TSH-Sekretion wird über einen negativen Feedbackmechanismus in der Hypophyse kontrolliert: Erhöhte Spiegel von freiem T4 und T3 inhibieren die TSH-Synthese und -Sekretion, während abfallende Spiegel die TSH-Sekretion erhöhen. Die TSH-Sekretion wird auch durch Thyreotropin-releasing-Hormon (TRH), welches im Hypothalamus gebildet wird, beeinflusst. Die genauen Mechanismen, die die TRH-Synthese und -Freisetzung regulieren, sind unklar. Man weiß jedoch, dass ein negatives Feedback durch Schilddrüsenhormone die TRH-Synthese verhindert.
Das meiste zirkulierende T3 wird außerhalb der Schilddrüse in peripheren Geweben durch Monodeiodination von T4 produziert. Nur ein Fünftel des zirkulierenden T3 wird direkt von der Schilddrüse sezerniert.
Laboruntersuchungen der Schilddrüsenfunktion
Messung des Thyreoidea-stimulierenden Hormons (TSH)
TSH ist der empfindlichste Parameter zur Abklärung der Schilddrüsenfunktion (siehe Tabelle Ergebnisse von Schilddrüsenfunktionstests in verschiedenen klinischen Situationen). Normale TSH-Werte schließen eine Hyperthyreose oder Hypothyreose aus, außer bei Patienten mit zentraler Hypothyreose aufgrund einer Erkrankung des Hypothalamus oder der Hypophyse oder bei seltenen Patienten mit Hypophysenresistenz gegenüber Schilddrüsenhormonen. Das TSH-Serum kann bei sehr kranken Menschen falsch-niedrig sein, insbesondere bei Patienten, die Glukokortikoide oder Dopamin erhalten (siehe Euthyroid-Sick-Syndrom).
Veränderungen des Serum-TSH-Spiegels bei Vorliegen von normalen Serum-T4-, freien T4-, Serum-T3- und freien T3-Werten definieren die Syndrome der subklinischen Hyperthyreose (niedriger Serum-TSH-Wert) und der subklinischen Hypothyreose (erhöhter Serum-TSH-Wert).
Ergebnisse von Schilddrüsenfunktionstests in verschiedenen klinischen Situationen
Physiologischer Zustand | Serum-TSH | freies T4 | Serum-T3 | 24-stündige Aufnahme von Radiojod |
|---|---|---|---|---|
Unbehandelt | Niedrig* | Groß | Groß | Groß |
T3-Toxikose | niedrig | Normal | Groß | Normal oder Hoch |
Primär, unbehandelt | Groß | niedrig | Niedrig oder normal | Niedrig oder normal |
Folge einer Hypophysenerkrankung | Niedrig oder normal | niedrig | Niedrig oder normal | Niedrig oder normal |
Euthyreose | ||||
Patient nimmt Jod ein | Normal | Normal | Normal | niedrig |
Patient nimmt exogene Schilddrüsenhormone ein | Normal oder niedrig | Normal bei Patienten mit Einnahme von T4, niedrig bei Patienten mit Einnahme von T3 | Hoch bei Patienten mit Einnahme von T3, normal bei Patienten mit Einnahme von T4 | niedrig |
Patient nimmt Östrogene ein | Normal | Normal | Groß | Normal |
Low-T3-/Low-T4-Syndrom (Euthyroid-Sick-Syndrom) | Normal, niedrig oder hoch | Normal oder niedrig | niedrig | Normal |
*TSH ist niedrig bei Schilddrüsenüberfunktion, außer in dem seltenen Fall, wenn die Hyperthyreose durch einen TSH-sezernierenden Hypophysentumor oder eine hypophysäre Resistenz gegen Schilddrüsenhormon bedingt ist. | ||||
T3 = Trijodthyronin; T4 = Thyroxin, TSH = Schilddrüsen-stimulierendes Hormon. | ||||
Thyroxin (T4)-Messung
Gesamt-T4 beinhaltet sowohl das gebundene als auch das freie Hormon. Veränderungen der Schilddrüsenhormon-bindenden Serumproteinen (TBG oder Albumin)-Spiegel führen zu entsprechenden Veränderungen des Gesamt-T4, auch wenn der Spiegel des physiologisch aktiven freien T4 unverändert bleibt. Somit kann ein Patient physiologisch normale freie T4-Spiegel, aber einen abnormalen Gesamtserum-T4-Spiegel haben. Freies T4 im Serum kann direkt gemessen werden, womit man die Fallstricke bei der Interpretation der Gesamt-T4 -Konzentration vermeiden kann.
Freies-T4 -Index ist ein berechneter Wert, der die Gesamt-T4-Konzentration um die Veränderungen, die durch unterschiedliche Werte für Schilddrüsenhormon-bindende Serumproteine bedingt sind, korrigiert und so eine Abschätzung des freien T4 erlaubt, wenn das Gesamt-T4 bestimmt wird. Das Schilddrüsenhormonbindungverhältnis oder die In-vitro-T4-Aufnahme wird verwendet, um die Proteinbindung abzuschätzen. Der Index für freies T4 ist leicht zu erhalten und korreliert gut mit der direkten Messung von freiem T4.
Messung von Trijodthyronin (T3)
Gesamtserum-T3 und freies T3 können ebenfalls gemessen werden. Da die Bindung von T3 an TBG sehr stark ist (obwohl sie 10-mal schwächer ist als die Bindung von T4 an TBG), werden die Gesamtserum-T3 -Spiegel sowohl durch Veränderungen der Serum-TBG-Spiegel als auch durch Medikamente, die die Bindung an TBG beeinflussen, verändert. Die Spiegel für freies T3 im Serum werden mit Hilfe der gleichen direkten und indirekten Methoden (Freies-T3-Index), wie sie für T4 beschrieben wurden, bestimmt.
Thyroxin-bindendes Globulin
Auch TBG kann gemessen werden. Es ist in der Schwangerschaft, bei Östrogentherapie oder bei Verwendung von Östrogen-Gestagen oralen Kontrazeptiva und in der akuten Phase einer infektiösen Hepatitis erhöht. TBG kann auch durch eine X-chromosomale Mutation im TBG-Gen erhöht sein. Am häufigsten wird es durch Krankheiten, die die hepatische Proteinsynthese verringern, durch die Einnahme anaboler Steroide, das nephrotische Syndrom und die übermäßige Einnahme von Kortikosteroiden verringert. Hohe Dosen bestimmter Medikamente, wie z. B. Phenytoin oder Acetylsalicylsäure und ihrer Derivate, verdrängen T4 von seiner Bindungsstelle an TBG, was zu einer scheinbaren Erniedrigung der Gesamtserumwerte von T4 führt.
Autoantikörper gegen Thyreoperoxidase
Autoantikörper gegen thyreoidale Peroxidase sind bei fast allen Patienten mit einer Hashimoto-Thyreoiditis (einige von ihnen besitzen auch Antikörper gegen Thyreoglobulin) und bei den meisten Patienten mit einem Morbus Basedow nachweisbar. Diese Antikörper gelten als Marker einer Autoimmunkrankheit, verursachen diese aber höchstwahrscheinlich nicht. Ein Autoantikörper, der gegen den Rezeptor des schilddrüsenstimulierenden Hormons auf der follikulären Schilddrüsenzelle (Thyreoidea-stimulierendes Immunglobulin [TSI]) gerichtet ist, ist jedoch für die Hyperthyreose beim Morbus Basedow verantwortlich. Antikörper gegen T4 und T3 können sehr selten bei Patienten mit einer Autoimmunkrankheit der Schilddrüse gefunden werden und können die Messungen von T4 und T3beeinflussen.
Thyroglobulin
Die Schilddrüse ist die einzige Quelle von Thyreoglobulin, das im Serum gesunder Menschen leicht nachweisbar ist und bei Patienten mit einer nicht toxischen oder toxischen (Schilddrüsenhormon produzierenden und eine symptomatische Hyperthyreose verursachenden) Struma in der Regel erhöht ist. Im Allgemeinen wird die Bestimmung von Serumthyreoglobulin bei der Überwachung von Patienten mit einem differenzierten Schilddrüsenkarzinom nach totaler Thyreoidektomie (mit oder ohne Jod-131-Ablation) verwendet. Normale oder erhöhte Serumthyreoglobulinwerte zeigen residuales normales oder funktionell aktives tumoröses Schilddrüsengewebe bei Patienten, die TSH-suppressive Dosen von Levothyroxin erhalten oder nach Entzug von Levothyroxin. Das Vorhandensein von Antikörpern gegen Thyreoglobulin beeinflusst die Thyreoglobulinbestimmung.
Untersuchung auf Schilddrüsenfunktionsstörung
Ein Screening auf Schilddrüsenerkrankungen wird in vielen Staaten und Ländern für alle Neugeborenen empfohlen, um eine kongenitale Hypothyreose zu erkennen, die unbehandelt die normale Entwicklung beeinträchtigen kann (1).
Ein routinemäßiges Screening für asymptomatische Erwachsene, einschließlich schwangerer Frauen ohne bekannte Risikofaktoren für Schilddrüsenerkrankungen, wird nicht empfohlen, da der Nutzen nicht ausreichend belegt ist (2). Bei Patienten mit Risikofaktoren sollte der Serum-TSH-Wert gemessen werden; er ist der beste Test, um sowohl eine Hyper- als auch eine Hypothyreose festzustellen.
Aufgrund der erhöhten Prävalenz der subklinischen Hypothyreose (definiert als erhöhter Serum-TSH-, aber normaler T4-Spiegel) bei älteren Erwachsenen, empfehlen einige Behörden ein jährliches Screening für Personen > 70 Jahre, obwohl der Serum-TSH-Spiegel nachweislich mit dem Alter ansteigt, ohne auf eine Erkrankung hinzuweisen. Dieser Anstieg hat bei bis zu 40% der Patienten zu einer Überbehandlung geführt (3), sodass ungewiss ist, ob die Behandlung älterer Erwachsener, bei denen eine subklinische Hypothyreose festgestellt wurde, überhaupt von Nutzen ist.
Literatur zum Screening
1. Rose SR, Wassner AJ, Wintergerst KA, et al. Congenital Hypothyroidism: Screening and Management. Pediatrics 2023;151(1):e2022060420. doi:10.1542/peds.2022-060420
2. Thyroid Disease in Pregnancy: ACOG Practice Bulletin, Number 223. Obstet Gynecol 2020;135(6):e261-e274. doi:10.1097/AOG.0000000000003893
3. Somwaru LL, Arnold AM, Joshi N, Fried LP, Cappola AR. High frequency of and factors associated with thyroid hormone over-replacement and under-replacement in men and women aged 65 and over. J Clin Endocrinol Metab 2009;94(4):1342-1345. doi:10.1210/jc.2008-1696
Radioaktive Jodaufnahme und Bildgebung
Die Aufnahme von radioaktivem Jod kann ebenfalls gemessen werden. Eine geringe Menge Radiojod wird oral oder IV gegeben. Mit Hilfe eines Scanners wird die Menge an Radiojod bestimmt, die von der Schilddrüse aufgenommen wurde. Das optimale radioaktive Jodisotop wäre Jod-123, das den Patienten nur einer minimalen Strahlung aussetzt (deutlich weniger als Jod-131). Die thyreoidale Aufnahme von Jod-123 ist stark von der vorausgegangenen Jodzufuhr abhängig und niedrig bei Patienten, die übermäßig Jod aufgenommen haben.
Dieser Test ist wertvoll bei der Unterscheidung der verschiedenen Ursachen einer Hyperthyreose (hohe Aufnahme beim Morbus Basedow, niedrige Aufnahme bei einer Thyreoiditis) und unabdingbar zur Diagnostik der funktionellen Autonomie. Er kann auch bei der Berechnung der Jod-131-Dosis helfen, die für die Behandlung einer Hyperthyreose benötigt wird.
Nach der Applikation des Radioisotops wird eine Szintigraphie durchgeführt (mit Radiojod oder Technetium-99m-Pertechnetat), um eine graphische Darstellung der intrathyreoidalen Nuklidverteilung zu erhalten. Foci mit erhöhter (heiß, hyperfunktionell) oder erniedrigter (kalt, hypofunktionell) Aufnahme dienen der Differenzialdiagnose thyreoidaler Knoten (Schilddrüsenkarzinome kommen bei < 1% heißer Knoten vor im Vergleich zu 10–20% bei kalten Knoten).
