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Endocrine Pharmacology 甲狀腺異常 (Hyperthyroidism (Antithyroid…
Endocrine Pharmacology
甲狀腺異常
Hypothyroidism
introduction
Species
自發性甲狀腺功能減退症:狗最常見>馬>貓和其他家養物種中
臨床症狀
身體基礎代謝率降低(甲狀腺最主要的功能就是促進基礎代謝),包括嗜睡(lethargy)、精神抑鬱、虛弱、無法訓練和/或非瘙癢性(nonpruritic)脫毛
藥物
Crude thyroid products(粗萃)
直接從動物體內萃取出,來自豬、綿羊或牛的甲狀腺組織1. 小動物不用,大動物仍有用(成本低)
其問題包括: (這些缺點超過了這些產品的低成本。)
(1)T3,T4含量變化大,不好控制比例
(2)低於生理上的比例T3/T4(儲存時2:1~分泌時4:1)
(3)保質期短
Synthetic L-thyroxine (L-T4)
通常配製成左旋甲狀腺素鈉(levothyroxine sodium ),口服給藥,也提供注射形式。2. 建議使用甲狀腺素的原因如下:
❶L-T4是甲狀腺的主要分泌產物。
❷L-T4是生理學上的“激素原prohormone”,施用L-T4不會繞過將T4轉化成更有效T3的細胞調節過程。T4活性較低,若給予T4的話,可以讓身體自行調控代謝成想要的T3,較安全。若直接給T3可能造成甲亢
❸L-T4比其他合成製劑便宜
❹一般而言,合成T4製劑的生物利用度變異性小於原油產品(crude products.)。
❺在未經治療的甲狀腺功能減退症的人類患者中,血清TSH濃度與血清游離T4濃度成反比,但與血清T3濃度的相關性較小。(甲狀腺主要是產生T4,而視情況轉變成T3,當今天甲狀腺功能低下的時候,T4分泌下降,但還是會努力轉變成較具活性的T3,所以T3和TSH在血清內的濃度相關性較小)
然而,如前所述,有一些證據表明,在人類中施用少量T3,可能有一些臨床益處,T4會給TSH負回饋而使得TSH濃度下降,當今天甲狀腺低下時T4↓→TSH↑,而外源性給予T4治療TSH低下的情形時,一般都會給超過T4正常值的濃度才能讓TSH處於正常
治療目標應該是使組織和血清T4和T3濃度正常化,而組織中的濃度正常化僅在外源性T4給藥實現。
中樞神經系統和腦下垂體透過D2,將T4的5'-脫碘後,獲得大部分細胞內T3。給予T3時,血清T3的濃度必須高於正常值才能使血清TSH正常化。(和上面解釋T4處於高正常或高範圍的意思差不多,但是T3的活性較高,較容易造成甲亢)
Synthetic L-triiodothyronine (L-T3)
T3療法少用,因為它繞過了T4的5'-脫碘的最終細胞調節步驟。
Thyroxine(T4)確實具有內在的擬甲狀腺活性。其作用在中樞神經系統和腦下垂體組織中特別重要,其中細胞內T3濃度的正常化取決於血清中的T4和T3的正常化。
如果T3的濃度要足以可以作用在CNS的話,對於周邊組織的濃度已經太高了
Combination T4/T3 Therapy
人體研究比較了1僅用T4給藥以及2用12.5%gT3替代50%g正常T4劑量。使用神經心理學方法進行評估,
發現以T3治療的個體表現出改善的認知表現。
這種方法存在爭議,因為其他研究尚未證實這一發現。尚未在家畜中進行類似的研究。
治療
目標:改善臨床症狀方面。
主要臨床症狀:精神沈鬱、脫毛
Hyperthyroidism
介紹
Species:
(1)Hyperthyroidism現在是貓中最常見的內分泌疾病,最常見於中年至老年貓
(2)甲狀腺功能亢進症或甲狀腺毒症(thyrotoxicosis)是因為循環中thyroidhormones, thyroxine (T4) and triiodothyronine (T3)濃度過量所致,最常見的原因是犬貓的hyperplastic or benign adenomatousmalignant thyroid glands。
臨床症狀:
(1)體重減輕、食慾不振、多動、煩渴、多尿、腹瀉、間歇性發熱、嘔吐和心血管疾病症狀如心動過速和呼吸困難。通常,貓會脫落過多的毛髮或毛可能會亂蓬蓬。
治療
(1)治療側重於放射性碘化物(radio iodide ),和甲狀腺切除術(thyroidectomy)等確定性治療,或者如下所述,給予減少甲狀腺激素合成、分泌、代謝和/或作用的藥物。
Antithyroid drugs:Thioureylenes
Antithyroid thioureylene drugs 是TPO的直接抑製劑,使甲狀腺激素合成的organification & coupling steps減少。
機制:
❶阻止碘加入甲狀腺球蛋白的酪氨酰基(tyrosyl groups)中;
❷防止碘代甲酰基iodotyrosyl(mono- and diiodotyrosines)偶合形成T4和T3的醚鍵;
❸與甲狀腺球蛋白分子的直接相互作用
Thiourea derivatives
Methimazole (MMI)
機制
抑制蛋白質的合成,所以給藥後的效果需等到先前的蛋白質消耗後才會出現,所以臨床的效果有些延遲
介紹
該類別中的另一種藥物propylthiouracil(PTU)由於貓的自身免疫副作用而少用,具有阻止周邊組織(如肝臟和腎臟)中T4轉化為更活躍的T3的額外機制效應。
因此,PTU和MMI治療後血清T4可能下降,但MMI,由於周邊組織的自身調節機制(最有可能是增強D2活性),即使T4相當低,
血清T3通常仍維持在正常範圍內
。 由於這種機制,很少看到使用MMI的貓出現甲狀腺功能減退症的臨床症狀。
(1)在治療甲亢的時候最害怕反而導致甲狀腺功能低下,而因為體內的T4只要有一點點就可以視情況轉化成T3供動物使用,所以MMI(不會抑制T3→T4)在使用上較安全,T3的濃度也較不會受影響
(2)而PTU不只會抑制上游T4的合成,還會抑制T4→T3,所以可能看到T3的濃度下降
藥動
在甲狀腺功能正常的貓中,IV後血清半衰期為4-6小時。口服methimazole2週後,平均半衰期為3.4小時。
在甲狀腺功能亢進的貓中,雖然半衰期與甲狀腺功能正常的貓沒有差異(2.3小時),但平均停留時間較短。
甲狀腺功能正常的正常貓在幾項研究顯示生物利用度平均約為80%,動物之間的生物利用度存在顯著差異。
人類甲狀腺功能亢進患者的研究表明,該藥物的甲狀腺內停留時間約為20小時,比血清半衰期長4倍。
由於抗甲狀腺藥物僅在甲狀腺濃縮後才起到抑制甲狀腺激素合成的作用,因此這些藥物的血清半衰期可能比甲狀腺內藥物濃度的重要性低,無法充分控制甲亢狀態。
啟動藥物與血清T4顯著降低之間通常有1-3週的滯後時間。
副作用
厭食症(11.1%),嘔吐(10.7%),嗜睡(8.8%),脫臼(2.3%),出血(2.3%),肝病(1.5%),血小板減少症(2.7%) ,粒細胞缺乏症(1.5%),白細胞減少症(4.7%),嗜酸性粒細胞增多症(11.3%),淋巴細胞增多症(7.2%),陽性抗核抗體(ANA)(21.8%)和陽性直接抗球蛋白試驗(1.9%)。胃腸道不良反應通常在治療的第一個月內發生,即使繼續治療可能慢慢會不見。
Propylthiouracil (PTU)
PTU是prototype
D1抑製劑,也是TPO抑製劑
。
儘管PTU具有明顯的額外治療效果,但由於其可能產生嚴重的副作用,因此PTU的使用已經較少。
與MMI一樣,它可引起厭食、嘔吐、嗜睡和陽性抗核抗體反應(positive antinuclear antibody titers,?),但與自身免疫性溶血性貧血(development of autoimmune hemolytic anemia)和免疫介導的血小板減少症(immune-mediated thrombocytopenia)的發展有關。
由於後兩種並發症(自身免疫性溶血性貧血和免疫介導的血小板減少症),這是準備進行手術的動物的一個特殊問題,PTU不在做常規使用
Carbimazole
抗甲狀腺藥物carbimazole是methimazole的碳乙氧基衍生物(carbethoxy derivative ),其迅速和完全代謝成parent compound,其負責其
抗甲狀腺活性
。 它通常用於治療北美以外的貓甲狀腺功能亢進症。
Carbimazole是一種比methimazole更大的分子; 10毫克Carbimazole與6毫克methimazole等mole。
Carbimazole為了達到與methimazole相同的效果,需要大約兩倍的劑量的Carbimazole
Medical Options to Thionamide Drugs
當貓對thionamides有不良反應時
(1)胃腸道反應,通常減少劑量或轉換為carbimazole或經皮治療會減少副作用。
(2)過敏反應,如果仍在進行藥物治療,則必須改變抗甲狀腺藥物類別。PTU和carbimazole,是具有相似結構的thionamides,因此不適合作為替代選擇; methimazole的經皮治療也不是一種選擇。
Iodinated Radiocontrast Agents
機制
碘化物的釋放,可通過Wolff-Chaikoff效應暫時抑制甲狀腺分泌。 這種效果在貓中似乎微不足道,因為血清T4濃度很少隨這些藥物而下降; 但是,如果在131I治療之前進行治療,效果應該較佳。
直接抑制D1和D2酶,減少更多生物活性T3的產生。 這種效應似乎是貓中最顯著的效果,並且儘管血清T4濃度升高,但血清T3降低至正常範圍仍可以有最好的功效。
抑制T3的攝取和/或核內受體結合。 這種機制尚未在貓組織中有記錄
放射性碘治療是貓中毒性甲狀腺腫(toxic goiter )最有效和最有選擇性的
治療方法:因為它在攝入後會和甲狀腺內的thyroid hormone precursors 結合,而
選擇性地破壞功能性甲狀腺組織。
放射性碘也以更高的劑量使用於消除貓和狗的甲狀腺腺癌(thyroid adenocarcinomas )。 在給予治療劑量(通常1-5mCi)的131I後,血清T4和T3濃度通常在1至2週內正常化。1. 放射性碘治療的主要缺點:輻射安全預防措施。 (治療後可能增加腎病發病率)
放射性碘在唾液中分泌,並在尿液和糞便中排泄。 因此,處理貓的毛髮或廢物可能導致污染。
儘管有這些缺點,放射性碘治療是雙側腺瘤性甲狀腺腫(bilateral adenomatous goiter)的最不具侵入性的治療,沒有甲狀旁腺功能減退(hypoparathyroidism)或與之相關的毒性,並且可以在沒有麻醉或鎮靜的情況下實施,這是老年貓中具有其他醫學並發症的重要考慮因素。
甲狀腺生理
Types and Regulation of Deiodinase Enzymes
D1:存在於大多數組織中,但在肝,腎,肌肉和甲狀腺中具有最高活性。D1的生理作用是在甲狀腺功能正常的情況下提供循環T3。該酶使T4脫碘的能力佳,並且對thionamide antithyroid agent, propylthiouracil (PTU)敏感。
D2:存在於CNS、腦下垂體、棕色脂肪和胎盤中,其生理作用是提供細胞內的T3。隨原發性甲狀腺功能減退時,D2對於提供體循環中的T3作用可能會增加。
D3:存在於胎盤、中樞神經系統、皮膚和胎兒的大腦和肝臟中,並具有使T4去活化的作用。(功能不太好)
⚠甲狀腺功能減退症可顯著降低D1和D3的活性,同時增加D2的活性。⚠
D1和D3酶是質膜相關酶,D1為提供循環血漿T3,D3導致T4失活轉變成rT3。D2酶與組織中的內質網相關(腦、腦下垂體、棕色脂肪等)。
在甲狀腺功能正常的條件下,它提供「細胞內」T3,但在甲狀腺機能減退條件下,D2活性會增加,可提供更大部分「循環內」的T3。
T4和T3的重要質膜轉運蛋白,取決於組織,包括monocarboxylicacid transporter 8 (MCT8) & organic acid transporter p1c1(OATp1c1).
甲狀腺素產生機制
甲狀腺球蛋白(Thyroglobulin, Tg)是一種分子量為660,000道爾頓的碘化糖蛋白,可作為甲狀腺濾泡中,合成和儲存甲狀腺激素及其前驅物的位置
可怕的機制
❶非碘化甲狀腺球蛋白(Tg)在甲狀腺濾泡細胞的內質網內合成➜胞吐作用(exocytosis)釋放到濾泡細胞腔中,以膠體形式存儲。
❷TSH會刺激TSH receptors➜cAMP濃度上升➜刺激NIS將碘離子攝入甲狀腺細胞內。(攝入細胞內的碘離子會是血清的10至200倍)
❸碘離子會被蛋白質pendrin運送到濾泡腔➜甲狀腺過氧化酶(thyroid peroxidase, TPO)將其氧化成活化碘(iodine)
❹ 其在過氧化氫存在下,TPO將活化碘(iodine)添加到Tg的酪氨酸(tyrosine)殘基上➜形成單碘酪氨酸(monoiodotyrosine, MIT)和二碘酪氨酸(diiodotyrosine, DIT)。
❺TPO還通過將一個MIT分子與一個DIT分子偶聯成3,5,3'-三碘甲腺原氨酸(3,5,3′-triiodothyronine, T3),偶聯兩個DIT分子形成thyroxine(T4)。
❻
當碘攝入量足夠時,有利於生產T4。在碘缺乏時,T3的甲狀腺內合成優於T4
。慢性碘過量可能導致甲狀腺激素過量儲存。
甲狀腺激素分泌始於:當上皮濾泡細胞通過稱為胞飲作用(pinocytosis)的過程攝取膠體液滴(colloid droplets )中的甲
狀腺球蛋白時
lysosomes(含有蛋白酶和水解酶)將甲狀腺球蛋白降解➜MIT、DIT、T4、T31. Tg的水解釋放T4>T3。然而,甲狀腺內的5'-脫碘酶(5'-deiodinase enzymes)(D1和/或D2)可使T4脫碘至T3或3',5',3-T3(reverse T3)和較少碘化的產物。儲存在腺體內的T4:T3比例在犬甲狀腺中是12:1,但是分泌產物的比例是4:1(因為很多T4脫碘成T3了)。
狗的甲狀腺激素生產率是人類T4的兩倍,T3的三倍以上
Negative Feedback Regulation
甲狀腺激素的負回饋作用(游離形式或未結合形式)是調節TSH分泌的主要機制。 TRH的刺激在TSH分泌中具有許多作用。The pituitary thyrotope cell使T4(源自血漿)完全脫碘至T3,隨後抑制TSH的合成和分泌。
Type II 5'-脫碘酶(D2)主要作用是在腦下垂體內把T4轉化成T3,但同時,T4會抑制D2轉譯後的蛋白質修飾(posttranslational)而抑制D2的活性,主要是透過泛素化(ubiquitination)和隨後的蛋白酶體降解,縮短D2的半衰期。
甲狀腺機能下降→增加了D2的表達→游離T4(FT4)濃度和被D2轉化而成的T3濃度↑→T3抑制TSH分泌
Metabolism of Thyroid Hormone
具活性的甲狀腺激素是iodothyronines l-thyroxine (l-T4) and 3,5,3′- ltriiodothyronine (l-T3)
thyroxine (T4)是正常甲狀腺的主要分泌產物。另外還有,T3,其效力比T4強約3至10倍,以及較少量的3,3′,5′- l-triiodothyronine (reverse T3, inactive).
雖然所有T4都是由甲狀腺分泌的,但一定量的T3(狗的40%至60%)來自T4的甲狀腺外酶促5'-脫碘。 因此,雖然它也具有內在的代謝活性,但是T4被稱為“激素原”,並且其對更有效的T3的“活化”是由周邊組織調節。絕大多數(約90%)狗的reverse T3(rT3)來源於甲狀腺外的組織脱碘而來。
甲狀腺激素是體內唯一的碘化有機化合物,由甲狀腺分泌的兩種主要產物
❶thyroxine (l-T4) 含有65% 碘離子
❷3,5,3′-triiodothyronine (l-T3)含有59%碘離子
通常認為在所有動物中預防甲狀腺腫(goiter)的每日所需劑量約為1%g/ kg體重。
在甲狀腺中,碘離子被碘化鈉轉運體(sodium–iodide symporter , NIS)濃縮或“捕獲”。這導致細胞內碘化物濃度是血清的10至200倍。該過程受促甲狀腺激素(TSH)與濾泡細胞表面上G蛋白偶聯的TSH受體(G-protein-coupled TSH receptors)相互作用的刺激,導致cAMP的濃度上升。 NIS的轉錄受TSH或cAMP的刺激。
雖然貓狗的甲狀腺素中「含碘量」是人的好幾倍,但含碘量和甲狀腺素含量無正相關,人的「甲狀腺素含量」比狗貓高很多,所以不可以用人的儀器去測量
為什麼甲狀腺缺乏會甲狀腺腫?因為如果缺乏甲狀腺素的話,會一直刺激腦下垂體分泌TSH刺激甲狀腺,所以實際上是一直被刺激才會腫大