Tyroksyna (t4) jest organicznym związkiem, który oprócz trijodotyroniny (t3) należy do głównych produktów hormonalnych zdrowej tarczycy.

 Są one odpowiedzialne za regulację metabolizmu całego ustroju. W związku z faktem, iż głównym substratem w reakcji ich powstawania jest jod, niedobór tego metalu prowadzi do zmniejszenia syntezy, powiększając tkankę narządu i powodując objaw nazywany wolem. Pomimo częstego myślenia o nich w jednej kategorii, to tyroksyna jest głównym hormonem, który cechuje się dłuższym okres półtrwania niż t3. U ludzi stosunek silniejszego produktu do słabszego w kwestii uwalniania do krwiobiegu wynosi około 14:1. Przez dziesiątki lat naukowcy próbowali uzyskać czystą chemicznie tyroksynę. Amerykański chemik oraz profesor w Mayo Clinic Minnesota University – Edward Calvin Kendall wyizolował ją w 1915 roku za co między innymi zdobył Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny wraz z dwoma innymi badaczami – Tadeuszem Reichsteinem i Philipem Showalterem Hench. Po ponad stu latach od tego wydarzenia lewoskrętny wariant substancji stał się jednym z najczęściej przepisywanych leków w Stanach Zjednoczonych, z ponad 114 milionami recept na jeden rok kalendarzowy. 

Za co odpowiada tyroksyna

Funkcją hormonu tarczycy jest przede wszystkim kontrolowanie czynność większości tkanek, dlatego bardzo trudno jest wydzielić jej poszczególne efekty. Tyroksyna jest niezastąpiona do prawidłowego rozwoju i różnicowania wszystkich komórek ludzkiego ciała. Działa on między innymi w celu:

• zwiększenia podstawowej przemiany materii, 
• wpłynięcia na proces syntezy i metabolizm białek, tłuszczów, węglowodanów oraz niektórych witamin
• pomocy w regulacji wzrostu kości na długość (synergia z hormonem wzrostu)
• dojrzewania komórek nerwowych
• zwiększenia wrażliwości organizmu na katecholaminy (takie jak adrenalina) poprzez permisywność
• wytwarzania ciepła u ludzi (u innych ssaków regulacja zjawiska hibernacji).

Mechanizm powstawania tyroksyny i jego lokalizacja

Hormony tarczycy, w tym tyroksyna, są wytwarzane przez komórki pęcherzykowe tarczycy i regulowane przez wahania stężenia tyreotropiny uwalnianej przez komórki przedniej części przysadki mózgowej. W tym procesie można wyróżnić następujące etapy:

1. Symporter Na⁺/ I^– przenosi dwa jony sodu przez błonę podstawną komórek pęcherzykowych wraz z jonem jodkowym – to drugorzędny, aktywny transporter, który wykorzystuje gradient stężenia do przemieszczania cząstek.
2. I^– jest przenoszony przez błonę do koloidu pęcherzyka przez białko pendrynę.
3. Enzym o nazwie tyreoperoksydaza utlenia dwa aniony jodkowe z wytworzeniem metalu cząsteczkowego.
4. Tyreoperoksydaza joduje reszty tyrozylowe należące do tyreoglobuliny w obrębie koloidu. Tyreoglobulina została zsyntetyzowana wcześniej w siateczce śródplazmatycznej komórki pęcherzykowej i wydzielona do wspomnianej przestrzeni.
5. Jodowana tyreoglobulina wchłania megalinę w endocytozie z powrotem do komórki.
6. Tyreotropina wiąże swój jednoimienny receptor (sprzężony z białkiem Gs) na błonie podstawno-bocznej komórki i stymuluje endocytozę w obszarze koloidu.
7. Pęcherzyki, które uległy endocytozie łączą się z lizosomami komórki pęcherzykowej. Enzymy lizosomalne rozszczepiają gotową tyroksynę z jodowanej tyreoglobuliny.
8. Hormon tarczycy przechodzi przez błonę komórkową pęcherzyków w kierunku naczyń krwionośnych w dotychczas niepoznany sposób, prawdopodobnie na drodze dyfuzji lub dzięki transporterowi monokarboksylanu (MCT).

Skutki nadmiaru tyroksyny

Nadmiar tyroksyny najczęściej świadczy o ogromnej grupie schorzeń o nazwie: nadczynność tarczycy. Naukowcy wyróżnili kilka typów tej choroby: subkliniczna, jawna, tyreotoksykoza i przełom tarczycowy. Nadczynność tarczycy rozwija się zwykle w ciągu kilku miesięcy lub lat. Jednakże może się też pojawić nagle (na przykład w jatrogennym stanie. w związku ze stosowaniem amiodaronu lub ekspozycją na jod zawarty w radiologicznych środkach cieniujących). Głównymi powodami jej rozwoju są:

• I faza podostrego zapalenia tarczycy typu de Quervaina,
• ostra faza choroby Hashimoto,
• poamiodaronowa nadczynność tarczycy typu I i II,
• choroba Gravesa i Basedova,
• wole guzkowe toksyczne,
• pojedynczy guzek nadczynny,
• nadczynność tarczycy zaindukowana jodem,
• przerzuty raka tarczycy,
• przedawkowanie lewoskrętnej tyroksyny,
• wole jajnikowe,
• gruczolak przysadki produkujący TSH,
• nabłoniak kosmówkowy,
• tyreotoksykoza ciążowa.

Klasyczna grupa objawów, z którą zgłasza się pacjent do lekarza obejmuje:

• objawy ogólne (charakterystyczny ubytek masy ciała pomimo dobrego apetytu, osłabienie, nietolerancja ciepła),
• objawy z układu nerwowego (niepokój, drażliwość, pobudzenie psychoruchowe w tym zachowanie hiperkinetyczne, trudności w skupieniu uwagi, bezsenność, rzadko objawy psychotyczne jak w schizofrenii lub chorobie afektywnej dwubiegunowej, drżenie rąk, wzmożenie odruchów ścięgnistych, śpiączka),
• objawy okulistyczne (retrakcja powiek; miopatia mięśni okoruchowych; grupa objawów nazwanych eponimami: Graefego – ukazanie się rąbka twardówki nad tęczówką przy ruchu gałek ocznych w dół, Kochera – ten sam objaw przy ruchu gałek ocznych do góry, Möbiusa – zbaczanie jednej z gałek ocznych przy patrzeniu zbieżnym, Stellwaga – rzadkie mruganie; ból gałek ocznych; obfite łzawienie; podwójne widzenie; obrzęki powiek; zaczerwienienie spojówek),
• objawy dermatologiczne (nasilona potliwość, przekrwienie skóry, hiperpigmentacja; pokrzywka, wypadające i kruche włosy, onycholiza, akropachia),
• objawy dotyczące narządu ruchu (zmniejszenie masy i siły mięśniowej, miopatia obejmująca mięśnie dystalnych części kończyn i mięśnie twarzy),
• objawy pulmunologiczne i laryngologiczne (duszność wynikająca z ucisku i zwężenia światła tchawicy przez powiększoną tarczycę),
• objawy kardiologiczne (subiektywne uczucie kołatania serca, tachykardia, nadciśnienie skurczowe, zwiększenie amplitudy ciśnienia tętniczego, głośne tony serca, migotanie przedsionków, szmer skurczowy, objawy niewydolności serca),
• objawy gastrologiczne (biegunki, powiększenie wątroby i żółtaczka),
• objawy ze strony układu rozrodczego (zmniejszenie libido, rzadkie miesiączki, zaburzenia wzwodu, ginekomastia).

W przypadku wystąpienia przełomu tarczycowego stwierdza się krytyczne nasilenie powyższych objawów. Sytuacja ta jest realnym zagrożeniem życia i wymaga jak najszybszego dostarczenia pacjenta do wyspecjalizowanego ośrodka leczącego nagłe stany endokrynologiczne. Aby jak najszybciej postawić diagnozę lub w porę zapobiec rozwojowi symptomów stosuje się ocenę ryzyka wystąpienia dolegliwości wg kryteriów Burcha i Wartofsky’ego. 

Leczenie przewlekłej choroby nadzoruje specjalista, który dysponuje wieloma metodami zarówno inwazyjnymi jak i zachowawczymi. Farmakoterapia obejmuje stosowanie beta blokerów i tionamidów (z wyboru tiamazol). Pozostałe sposoby to: operacyjne usunięcie tarczycy lub jej fragmentów oraz podawanie promieniotwórczego jodu.

Skutki niedoboru tyroksyny

Niedobór tyroksyny i t3 można określić mianem niedoczynności tarczycy, którą w konsekwencji naukowcy podzielili na pierwotną (przewlekłe autoimmunologiczne zapalenie tarczycy – choroba Hashimoto; całkowite lub subtotalne wycięcie tarczycy; leczenie radioaktywnym jodem; napromienienie okolicy szyi; przedawkowanie leków tyreostatycznych; przyjmowanie związków litu, nitroprusydku sodu, fenytoiny, sunitynibu, sorafenibu, interferonu alfa; znaczny niedobór jodu w środowisku lub przewlekła ekspozycja na substancje wolotwórcze hamujące gromadzenie jodków w tarczycy; wrodzona niedoczynność tarczycy), wtórną (niedoczynnością przysadki mózgowej i trzeciorzędową (uszkodzenie podwzgórza i brak tyreoliberyny lub przerwanie szypuły przysadki mózgowej. 

Dolegliwości, na które skarży się człowiek są bardzo zróżnicowane:

• zmiany ogólne (przyrost masy ciała; osłabienie; zmęczenie i zmniejszona tolerancja wysiłku; senność; psychomotoryczne zwolnienie oraz trudności w artykulacji słów; uczucie chłodu; łatwe marznięcie),
• zmiany skórne (powierzchnia skóry sucha, zimna, blada, o lekko żółtawym zabarwieniu ze współistniejącą zmniejszoną potliwością; nadmierne rogowacenie naskórka między innymi na łokciach; obrzęk śluzowaty powodujący pogrubienie rysów twarzy oraz charakterystyczny obrzęk powiek i rąk; przerzedzenie włosów),
• zmiany w krążeniu krwi (bradykardia; osłabienie tętna; ciche tony serca; powiększenie sylwetki serca; niskie ciśnienie tętnicze),
• zmiany w układzie oddechowym (ochrypły, zmatowiały głos na skutek pogrubienia strun głosowych a także powiększenia języka; spłycenie i zmniejszenie częstotliwości oddechów; symptomy nieżytu górnych dróg oddechowych lub w ciężkich przypadkach objawy niewydolności oddechowej),
• zmiany w układzie pokarmowym (przewlekłe, trudne do leczenia zaparcia; niedrożność jelit; wodobrzusze),
• zmiany w układzie moczowym (mało znamienne obniżenie diurezy poprzez spadek filtracji kłębuszkowej),
• zmiany w układzie nerwowym (mononeuropatie w tym na przykład zespół cieśni nadgarstka; parestezje; osłabienie odruchów ścięgnistych; osłabienie słuchu),
• zmiany reumatologiczne (obrzęk stawów, zwłaszcza kolanowych),
• zmiany w układzie rozrodczym (u kobiet zaburzenia miesiączkowania w postaci obfite miesiączki; niepłodność; częste poronienia; u mężczyzn osłabienie libido i zaburzenia wzwodu),
• zmiany psychiatryczne (zmniejszenie zdolności do skupiania uwagi; zaburzenia pamięci; jawna depresja; labilność emocjonalna; objawy choroby afektywnej dwubiegunowej lub schizofrenii paranoidalnej; cechy otępienia i śpiączka).

Wyjątkową kwestią dotyczącą niedoboru tyroksyny jest stan odwrotny do przełomu tarczycowego, lecz będący równie niebezpieczny. Śpiączka hipometaboliczna, gdyż tak nazwano dolegliwość będącą skrajną formą niedoczynności narządu. Występuje w niej krytyczna hipotermia (<30°C, nawet do 24°C), znaczna bradykardia zatokowa, hipotensja, hipoksemia z hiperkapnią (spowodowana brakiem aktywności mięśni oddechowych i hipowentylacją), kwasica oddechowa, hipoglikemia, hiponatremia z objawami zatrucia wodnego, obrzęki, otępienie lub śpiączka oraz wstrząs prowadzący do zgonu chorego.

Aby zahamować rozwój powyższych symptomów konieczne jest systematyczne leczenie, często trwające do końca życia pacjenta. Medykamentem z wyboru w takiej sytuacji jest lewotyroksyna, czyli wspomniany we wstępie syntetyczny odpowiednik hormonu tarczycy t4. Zażywają go prawie wszyscy ze stwierdzoną niedoczynnością tarczycy. Suplementacja jodem w takich wypadkach rzadka jest wymagana oprócz okresu ciąży, głównie z powodu wszechobecnego procesu nasycania jonami metalu soli kuchennej. Stany nagłe mogą wymagać dodatkowych czynności: intubacja i wspomaganie oddechu; wyrównanie zaburzeń elektrolitowych i możliwej hipoglikemii; intensywną terapię chorób współistniejących; podawanie sterydów w razie konieczności. Ogrzewanie pacjenta zazwyczaj przynosi skutek odwrotny do zamierzonego, ponieważ wzrost temperatury rozszerza naczynia krwionośne i pogłębia rozwijający się wstrząs.

Prawidłowe stężenia tyroksyny w organizmie człowieka

Oznaczenie ilości tyroksyny w krwiobiegu jest rutynowym badaniem wykonywanym głównie z powodów takich jak: nieprawidłowe stężenie tyreotropiny, monitorowanie skuteczności leczenia przeciwtarczycowego bądź kuracji niedoczynności tarczycy, a także ocena skuteczności leczenia wielu typów raka tarczycy. Prawidłowe stężenia wynoszą: t4 całkowita: 58–154 nmol/l, t4 wolna: 11,8–24,6 pmol/l (forma wolna jest aktywna, zaś całkowita w 99% związana z białkami stanowi rezerwuar pozbawiony funkcji łączenia z receptorami) i powinien być zawsze odniesiony do pomiaru trijodotyroniny oraz TSH. Pomocne mogą okazać się także: dokładny wywiad lekarski, wnikliwe badanie palpacyjne szyi łącznie z osłuchiwaniem płatów tarczycy stetoskopem, a także ultrasonografia z kolorowym dopplerem. W razie niejasnej przyczyny zaburzeń lekarz prawdopodobnie zleci niestandardowe badania w postaci: zdjęcia rentgenowskiego klatki piersiowej, USG jamy brzusznej, echokardiografii, elektrokardiografu, rezonansu magnetycznego przysadki mózgowej i podwzgórza, a także scyntygrafii tarczycy (ukazanie cech jodochwytności przez narząd).