甲狀腺激素的合成、儲存與分泌#

甲狀腺主要分泌三種激素：甲狀腺素（thyroxine, T4）、三碘甲狀腺素（tri-iodothyronine, T3） 和降鈣素（calcitonin）。T4 與 T3 對正常生長發育及能量代謝調控至關重要。

甲狀腺的功能單位是濾泡（follicle），由單層上皮細胞圍繞著充滿膠體（含甲狀腺球蛋白）的腔室組成。甲狀腺球蛋白（thyroglobulin） 是大型糖蛋白，每分子含約 115 個酪胺酸殘基，在濾泡腔內發生碘化。

激素合成的主要步驟：

• 濾泡細胞攝取血漿中的碘離子
• 碘離子氧化並碘化甲狀腺球蛋白上的酪胺酸殘基
• 分泌甲狀腺激素

碘離子攝取#

碘離子攝取為耗能過程，需對抗約 25:1 的濃度梯度，由兩個轉運蛋白完成：

• Na⁺/I⁻ 同向轉運蛋白（NIS）：位於甲狀腺細胞基底外側膜，能量由 Na⁺-K⁺-ATPase 提供
• Pendrin（PDS）：位於頂膜的 I⁻/Cl⁻ 轉運蛋白

NIS 與 PDS 基因突變與部分甲狀腺疾病有關。標記碘離子（¹²⁵I）靜脈注射後 40 秒內即可在濾泡腔中偵測到，顯示攝取速度極快。

碘化與偶聯#

碘化由甲狀腺過氧化酶（thyroperoxidase） 催化，需 H₂O₂ 作為氧化劑：

• 酪胺酸殘基先在環的第 3 位碘化，形成單碘酪胺酸（monoiodotyrosine, MIT）
• 再在第 5 位碘化，形成二碘酪胺酸（di-iodotyrosine, DIT）
• MIT 與 DIT 偶聯生成 T3；兩個 DIT 偶聯生成 T4

碘化的甲狀腺球蛋白在腺體內形成大量儲備，與腎上腺皮質激素不同，甲狀腺激素可大量儲存，轉換率相對緩慢。

激素分泌#

• 甲狀腺球蛋白藉由胞吞（endocytosis） 被攝入濾泡細胞
• 胞吞小泡與溶酶體融合，蛋白酶分解甲狀腺球蛋白，釋放 T4 與 T3 進入血漿
• 同時釋出的 MIT 和 DIT 被細胞回收，碘離子經酵素去除後再利用

甲狀腺功能的調節#

調節軸：下視丘分泌促甲狀腺素釋放素（thyrotrophin-releasing hormone, TRH） → 腦下垂體前葉釋放促甲狀腺素（thyroid-stimulating hormone, TSH；thyrotrophin） → 作用於甲狀腺濾泡細胞（透過 cAMP 及磷脂醯肌醇 3-激酶機制）。

TSH 控制甲狀腺激素合成的所有面向，包括：

• 刺激碘離子轉運蛋白基因轉錄（主要調控機制）
• 甲狀腺球蛋白的合成與分泌
• H₂O₂ 的產生與酪胺酸碘化
• 甲狀腺球蛋白的胞吞與蛋白水解
• T3 和 T4 的分泌
• 腺體血流量

負回饋調節：T3 和 T4 對腦下垂體前葉的 TSH 分泌具有負回饋作用，T3 的抑制活性強於 T4。體抑素（somatostatin）亦可降低基礎 TSH 分泌。

血漿碘離子濃度的影響：碘離子不足時，TSH 分泌增加；碘離子過多則抑制甲狀腺功能並使腺體縮小、血管減少（此特性可在術前用來準備甲狀腺功能亢進患者）。

甲狀腺激素的作用#

對代謝的影響#

• 促進碳水化合物、脂肪和蛋白質的整體代謝
• T3 的活性為 T4 的 3–5 倍
• 增加耗氧量與產熱，提高基礎代謝率（basal metabolic rate, BMR）
• 與胰島素、升糖素、糖皮質素、兒茶酚胺協同作用
• 增加心率與心輸出量，可誘發心律不整（如心房顫動）

對生長與發育的影響#

• 直接作用於細胞，並間接調控生長激素的分泌與效應
• 對骨骼發育、副甲狀腺素和降鈣素的正常反應不可或缺
• 對中樞神經系統的正常生長和成熟至關重要

作用機制#

T4 是一種前激素（prohormone），進入細胞後被轉換為 T3，再與核受體（TR，thyroid receptor）高親和力結合。TR 存在 TRα 和 TRβ 兩種基因編碼的多種亞型：

• 未結合 T3 時，TR 作為靶基因的構成性抑制劑
• T3 結合後，受體構象改變，釋放共抑制複合體，招募共活化複合體，啟動轉錄與蛋白質合成

轉運與代謝#

• T4 和 T3 在血液中主要與甲狀腺素結合球蛋白（thyroxine-binding globulin, TBG） 結合
• T3 代謝清除率為 T4 的 20 倍（T4 血漿半衰期約 6 天）
• 代謝途徑：去碘化、去胺化、去羧化，以及與葡萄糖醛酸或硫酸結合；主要在肝臟代謝，產物經膽汁與尿液排出

甲狀腺功能異常#

甲狀腺功能亢進（Hyperthyroidism / Thyrotoxicosis）#

主要症狀：

• 代謝率升高、皮膚溫度升高、多汗、對熱敏感
• 緊張、震顫、心跳加速、食慾增加但體重下降

常見類型：

• 瀰漫性毒性甲狀腺腫（Graves’ disease / exophthalmic goitre）：器官特異性自體免疫疾病，自體抗體刺激 TSH 受體，增加甲狀腺素分泌；典型特徵為眼球突出
• 毒性結節性甲狀腺腫（toxic nodular goitre）：由良性腫瘤或腺瘤引起，通常無眼球突出

抗心律不整藥胺碘酮（amiodarone） 含碘量豐富，可導致甲狀腺功能亢進或低下。

甲狀腺功能低下（Hypothyroidism）#

症狀（成人）：

• 代謝率低、言語緩慢、聲音低沉、嗜睡、心跳過緩
• 對寒冷敏感、精神遲鈍、皮膚增厚（黏液水腫）

常見病因：

• 橋本氏甲狀腺炎（Hashimoto’s thyroiditis）：慢性自體免疫疾病，免疫系統攻擊甲狀腺球蛋白
• 放射性碘治療後的副作用
• 新生兒甲狀腺功能低下（先天性甲狀腺低能症，每 3000–4000 名新生兒中約 1 例），可導致生長與智力嚴重遲滯

單純性非毒性甲狀腺腫（Simple Non-toxic Goitre）#

飲食缺碘引起 TRH 和 TSH 持續升高，最終導致腺體代償性肥大。甲狀腺通常仍能維持正常的激素產量，但若碘缺乏嚴重，可發展為甲狀腺功能低下。

甲狀腺疾病的藥物治療#

甲狀腺功能亢進的治療#

放射性碘（Radioiodine）#

• 使用同位素 ¹³¹I（碘-131），通常以碘化鈉鹽形式口服，劑量 5–15 毫居里
• 被甲狀腺攝取並併入甲狀腺球蛋白後，β 粒子（短程）選擇性損壞濾泡細胞
• γ 射線穿過組織而不造成傷害；¹³¹I 半衰期 8 天，2 個月後放射性基本消失
• 細胞毒性效果延遲 1–2 個月，最大效果需再等 2 個月

放射性碘最終幾乎必然導致甲狀腺功能低下，需長期補充 T4。兒童及孕婦應避免使用，以免損傷胎兒。

¹³¹I 亦可用於診斷（追蹤劑量測定甲狀腺攝碘率）及甲狀腺癌治療。

硫脲類藥物（Thioureylenes）#

主要藥物：卡比馬唑（carbimazole）、甲巰咪唑（methimazole）、丙硫氧嘧啶（propylthiouracil, PTU）

作用機制：抑制甲狀腺過氧化酶催化的氧化反應，阻礙甲狀腺球蛋白酪胺酸殘基的碘化，從而減少甲狀腺激素合成。PTU 另有額外效果，可抑制周邊組織 T4 轉換為 T3。

藥動學：

• 均為口服
• 卡比馬唑在體內迅速轉換為活性代謝物甲巰咪唑；血漿半衰期 6–15 小時
• 平均劑量的卡比馬唑可在 12 小時內抑制超過 90% 的甲狀腺碘攝取
• 臨床反應可能需要數週才顯現（T4 半衰期長，且腺體內儲量需先耗盡）
• 甲巰咪唑和 PTU 均可穿透胎盤並出現在乳汁中（PTU 因蛋白質結合率較高，通過量較少）

最危險的不良反應是粒細胞缺乏症（agranulocytosis），發生率 0.1–1.2%，停藥後可逆。患者若出現咽痛等症狀應立即回診並進行血球計數。其他不良反應包括皮疹（2–25%）、頭痛、噁心、黃疸、關節疼痛。

碘 / 碘化物（Iodine/Iodide）#

• 大劑量碘（口服，常用路哥氏碘液 Lugol’s iodine：碘溶於碘化鉀水溶液）可暫時抑制甲狀腺激素釋放
• 1–2 天內症狀改善，10–14 天達最大效果（腺體縮小、血管減少）；持續使用後效果逐漸減弱
• 主要用途：手術前準備（縮小腺體）、急性甲狀腺危象（thyroid storm）的輔助治療
• 不良反應：過敏（血管性水腫、皮疹、藥物熱）、劑量相關的流淚、結膜炎、唾液腺疼痛

其他輔助藥物#

• β 腎上腺素受體拮抗劑（如普萘洛爾 propranolol）：非抗甲狀腺藥，但可控制心跳加速、心律不整、震顫和焦慮；用於術前準備及初期治療期間的症狀控制
• 眼藥水（胍乙啶 guanethidine）：放鬆交感神經支配的平滑肌，減輕眼瞼退縮（眼球突出）
• 糖皮質素（如潑尼松龍 prednisolone）：用於嚴重眼球突出症

甲狀腺功能低下的治療#

甲狀腺功能低下（非碘缺乏引起）的唯一有效治療為激素替代療法：

過量使用甲狀腺激素的副作用：可誘發心絞痛、心律不整、心衰竭；輕微過量難以察覺，但會增加骨吸收，導致骨質疏鬆。