ฮอร์โมนกระตุ้นต่อมไทรอยด์

ฮอร์โมนกระตุ้นต่อมไทรอยด์
( ตัวย่อ TSH หรือรู้จักกันว่า thyrotropin, thyrotropic hormone, hTSH จาก human TSH) เป็นฮอร์โมนต่อมใต้สมองที่กระตุ้นต่อมไทรอยด์ให้ผลิตไทรอกซิน (thyroxine, T4) และจากนั้น ไทรไอโอโดไทโรนีน (triiodothyronine, T3) ซึ่งเป็นตัวกระตุ้นกระบวนการเมแทบอลิซึมในเนื้อเยื่อเกือบทุกอย่างในร่างกาย
TSH เป็นฮอร์โมนไกลโคโปรตีนที่สังเคราะห์โดยและหลั่งออกจากเซลล์สร้างฮอร์โมนกระตุ้นต่อมไทรอยด์ (thyrotrope) ในต่อมใต้สมองด้านหน้า (anterior pituitary gland) ซึ่งควบคุมหน้าที่การหลั่งฮอร์โมนของต่อมไทรอยด์
โดยมีนักวิชาการคู่หนึ่ง (Bennett M. Allen, Philip E. Smith) พบว่า ต่อมใต้สมองมีสารกระตุ้นต่อมไทรอยด์เป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2459

สรีรวิทยา

ระดับฮอร์โมน 
TSH (มีระยะครึ่งชีวิตประมาณครึ่ง ชม.) กระตุ้นต่อมไทรอยด์ให้หลั่งฮอร์โมนไทรอกซิน (thyroxine, T4) ซึ่งมีผลเพียงแค่เล็กน้อยต่อกระบวนการเมแทบอลิซึมในร่างกาย
แต่ T4 จะแปรเป็นไทรไอโอโดไทโรนีน (triiodothyronine, T3) ซึ่งเป็นฮอร์โมนหลักที่ออกฤทธิ์กระตุ้นกระบวนการเมแทบอลิซึม
โดยการแปรรูปจะเกิดขึ้น 80% ในตับและอวัยวะอื่น ๆ และ 20% จะเกิดขึ้นในต่อมไทรอยด์เอง

TSH เป็นฮอร์โมนที่หลั่งออกตลอดชีวิต แต่จะถึงระดับสูงสุดในช่วงที่มีการเจริญเติบโตและพัฒนาการอย่างรวดเร็ว
ไฮโปทาลามัสที่อยู่ที่ฐานของสมอง เป็นตัวผลิต thyrotropin-releasing hormone (TRH)
ซึ่งกระตุ้นต่อมใต้สมองให้ผลิต TSH
ไฮโปทาลามัสยังผลิตฮอร์โมน somatostatin อีกด้วย ซึ่งมีฤทธิ์ตรงกันข้าม คือ ลดหรือยับยั้งการผลิต TSH
ระดับความเข้มข้นของฮอร์โมนไทรอยด์ทั้งสอง (คือ T3 และ T4) ในเลือดเป็นตัวควบคุมการปล่อย TSH ของต่อมใต้สมอง
เมื่อ T3 และ T4 มีน้อย TSH ก็จะผลิตเพิ่มขึ้น และเมื่อT3 และ T4 มีมาก TSH ก็จะผลิตน้อยลง
ซึ่งเป็นตัวอย่างของการควบคุมย้อนกลับแบบลบ (negative feedback)

ถ้าค่าเหล่านี้ขาดหรือเกิน เช่น ถ้า TSH อยู่ที่ระดับต่ำ-ปกติ และ T4 อยู่ที่ต่ำ-ปกติ นี่อาจเป็นตัวบอก tertiary (central) disease และพยาธิสภาพของ TSH-TRH
ส่วนระดับ reverse T3 (RT3) ที่สูงบวกกับ TSH ที่ต่ำ-ปกติ และ T3, T4 ที่ต่ำ-ปกติ เป็นตัวบ่งกลุ่มอาการป่วยขณะที่ต่อมไทรอยด์ทำหน้าที่ปกติ (ESS) ซึ่งอาจต้องตรวจเพิ่มถ้ามีอาการต่อไทรอยด์กึ่งอักเสบเรื้อรัง (chronic subacute thyroiditis, SAT) และมีฮอร์โมนน้อยหรือไม่มีประสิทธิผล
คนไข้ที่เคยได้วินิจฉัยว่าเป็นต่อมไทรอยด์อักเสบเพราะภูมิต้านตนเอง ต้องระวังว่าจะเกิด SAT เสมอแม้จะมีระดับ TSH ที่ปกติเพราะว่า ภูมิต้านตนเองไม่สามารถหายได้
เพื่อที่จะตีความผลแล็บ จำเป็นต้องเข้าใจว่า TSH หลั่งออกเป็นระยะ ๆ
โดยหลั่งเป็นจังหวะทั้งแบบรอบวัน (circadian) และแบบ ultradian

หน่วยย่อย 
TSH เป็นไกลโคโปรตีนที่มีหน่วยย่อย 2 หน่วย คือแบบอัลฟาและบีตา
 หน่วยย่อยแบบอัลฟา (ซึ่งก็คือ chorionic gonadotropin alpha, CGA) เกือบเหมือนกับหน่วยย่อยของ human chorionic gonadotropin (hCG), luteinizing hormone (LH), และ follicle-stimulating hormone (FSH) หน่วยย่อยนี้เชื่อว่า เป็นตัวควบคุม (effector region) ที่กระตุ้นเอนไซม์ adenylate cyclase ให้ทำงาน  ซึ่งมีส่วนในการสังเคราะห์ Cyclic adenosine monophosphate (cAMP) และเป็นห่วงลูกโซ่กรดอะมิโน 92 อัน
 หน่วยย่อยแบบบีตา (TSHB) ของ TSH ไม่เหมือนใคร และดังนั้น จึงเป็นตัวกำหนดตัวรับ TSH ที่สามารถรับฮอร์โมนได้โดยเฉพาะ โดยเป็นห่วงลูกโซ่กรดอะมิโน 118 อัน

ตัวรับ TSH 
ตัวรับ TSH (TSH receptor) โดยมากอยู่ใน follicular cells ของต่อมไทรอยด์
การเร้าตัวรับมีผลเพิ่มการผลิตและการหลั่งฮอร์โมน T3 และ T4
ซึ่งมีขั้นตอน 6 อย่าง คือ
 เพิ่มการทำงานของ sodium-iodide symporter (NIS) ซึ่งอยู่ที่เยื่อหุ้มส่วน basolateral ของ follicular cells และดังนั้น จึงเพิ่มความเข้มข้นของ iodine ภายในเซลล์ (เป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า iodine trapping)
 เพิ่มไอโอดีนให้กับโปรตีน thyroglobulin ซึ่งเป็นโปรตีนตั้งต้นของฮอร์โมนต่อมไทรอยด์ ผ่านกระบวนการ Halogenation ใน follicular lumen
 กระตุ้นให้เกิดการรวมตัวกัน (conjugation) ของ tyrosine residue (ของโปรตีน) ที่รวมตัวกับไอโอดีนในขั้นที่แล้ว ซึ่งสร้างไทรอกซิน (thyroxine, T4) และไทรไอโอโดไทโรนีน (T3) แต่ที่ยังติดอยู่กับโปรตีน thyroglobulin
 เพิ่มกระบวนการ endocytocis ของโปรตีน thyroglobulin ที่เติมไอโอดีน ผ่านเยื่อหุ้ม apical เข้าไปในเซลล์
 กระตุ้นการแยกสลายโปรตีน (proteolysis) ของ thyroglobulin ที่เติมไอโอดีน ให้เป็นไทรอกซิน (thyroxine, T4) และไทรไอโอโดไทโรนีน (T3) ที่แยกเป็นอิสระ
 การหลั่งไทรอกซิน (thyroxine, T4) และไทรไอโอโดไทโรนีน (T3) ผ่านเยื่อหุ้มส่วน basolateral ออกไปนอกเซลล์เข้าในเลือด ซึ่งมีกลไกที่ยังไม่ชัดเจน

นอกจาก TSH แล้ว สารภูมิต้านทานที่มีฤทธิ์เหมือน TSH สามารถออกฤทธิ์ต่อตัวรับ TSH โดยมีผลเป็นโรคคอพอกตาโปน (Graves' disease)
และ hCG (ที่รกในหญิงมีครรภ์ผลิต) ดูจะมีฤทธิ์ต่อตัวรับ TSH และสามารถกระตุ้นให้ผลิตฮอร์โมนต่อมไทรอยด์
ดังนั้น ในช่วงการตั้งครรภ์ การมีระดับ hCG สูงเป็นระยะเวลานานอาจทำให้เกิดภาวะต่อมไทรอยด์ทำงานเกินช่วงมีครรภ์ (gestational hyperthyroidism) เป็นเวลาชั่วคราว
อีกอย่างหนึ่ง เนื้องอกแบบ trophoblastic (ที่เกิดเนื่องจากการตั้งครรภ์) ก็สามารถทำให้ผลิตฮอร์โมนไทรอยด์เพิ่มได้ด้วย

การประยุกต์ใช้

พิสัยอ้างอิง 

พิสัยอ้างอิงของ TSH อาจต่างกันในแล็บต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับวิธีการวิเคราะห์ และอาจไม่เท่ากับเส้นขีดวินิจฉัยของความผิดปกติทางไทรอยด์
แนวทางที่ระบุโดยสมาคมชีวเคมีคลินิก (Association for Clinical Biochemistry) ในสหราชอาณาจักรเสนอพิสัยอ้างอิงที่ 0.4-4.5 µIU/mL
ส่วนบัณฑิตยสถานชีวเคมีคลินิกแห่งชาติ (NACB) ของสหรัฐอเมริกาแถลงการณ์ว่า องค์กรคาดว่า พิสัยอ้างอิงของผู้ใหญ่จะลดเป็น 0.4-2.5 µIU/mL เพราะมีผลงานวิจัยแสดงว่า ผู้หใญ่ที่มีระดับ TSH สูงกว่า 2.0 µIU/mL แต่ต้น "มีอัตราส่วนปัจจัยเสี่ยง (OR) ที่สูงขึ้นในการเกิดภาวะขาดไทรอยด์ (hypothyroidism) ภายใน 20 ปีต่อมา โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าสารภูมิต้านทานต่อมไทรอยด์สูงขึ้น"

ความเข้มข้นของ TSH ในเด็กปกติจะสูงกว่าผู้ใหญ่
ในปี 2545 NACB แนะนำพิสัยอ้างอิงตามอายุเริ่มตั้งแต่ 1.3-19 µIU/mL สำหรับทารกเกิดใหม่ที่คลอดตามเวลา, ลดลงไปที่ 0.6-10 µIU/mL สำหรับทารกอายุ 10 อาทิตย์, 0.4-7.0 µIU/mL ที่ 14 เดือน และค่อย ๆ ลดลงช่วงวัยเด็กและวัยรุ่นจนถึงระดับผู้ใหญ่ที่ 0.3-3.0 µIU/mL

การวินิจฉัยโรค 
ความเข้มข้นของ TSH เป็นส่วนของการตรวจสอบการทำงานของต่อมไทรอยด์ในคนไข้ที่สงสัยว่ามีฮอร์โมนเกิน (hyperthyroidism) หรือ ขาด (hypothyroidism)
การตีความผลขึ้นอยู่กับระดับของทั้ง TSH และ T4
ในบางกรณี การวัด T3 อาจช่วยได้บ้าง

การวัดค่า TSH ปัจจุบันเป็นการตรวจคัดกรองที่แนะนำสำหรับโรคไทรอยด์
ความก้าวหน้าที่เพิ่มความไวของวิธีการวัดทำให้มันเป็นวิธีคัดกรองโรคที่ดีกว่า free T4

การเฝ้าสังเกต 
พิสัยเป้าหมายเพื่อการรักษาของ TSH สำหรับคนไข้ที่กำลังรักษาอยู่ระหว่าง 0.3-3.0 μIU/mL

สำหรับคนไข้ภาวะขาดฮอร์โมนไทรอยด์ที่กำลังรักษาด้วยไทรอกซิน การตรวจโดยวัด TSH อย่างเดียวก็ใช้ได้
TSH ที่เกินกว่าพิสัยปกติแสดงว่า การรักษาน้อยเกินหรือคนไข้ไม่ทานยาตามสั่ง
การลด TSH เกินแสดงว่า การรักษามากเกิน
ในกรณีทั้งสอง การเปลี่ยนขนาดยาอาจจำเป็น
การมี TSH ระดับต่ำ หรือต่ำ-ปกติ อาจบอกว่ามีโรคต่อมใต้สมอง
และแม้ว่า การวัด TSH จะใช้ไม่ได้แล้ว แต่ก็จำเป็นต้องรักษาต่อไป

สำหรับคนไข้ภาวะต่อไทรอยด์ทำงานเกิน แพทย์จะตรวจระดับทั้ง TSH และ T4
แต่ต้องสังเกตด้วยว่า ในช่วงการตั้งครรภ์ ระดับ TSH ดูจะไม่ใช่ตัวบ่งที่ดีว่ามารดามีฮอร์โมนไทรอยด์พอสำหรับทารกเพื่อพัฒนาการทางประสาทการรู้คิดหรือไม่

การใช้รักษา 
มียาสังเคราะห์ที่เรียกว่า recombinant human TSH alpha (rhTSHα หรือ rhTSH) หรือ thyrotropin alfa (INN) ผลิตโดยบริษัท Genzyme (โดยเป็นบริษัทลูกของ Sanofi) ใต้ชื่อการค้า Thyrogen
ซึ่งใช้รักษามะเร็งไทรอยด์

เชิงอรรถและอ้างอิง

แหล่งข้อมูลอื่น 
 TSH at Lab Tests Online
 
 
ไกลโคโปรตีน
โปรตีน
ฮอร์โมนเพปไทด์
ฮอร์โมน
ฮอร์โมนต่อมใต้สมอง
ฮอร์โมนต่อมใต้สมองด้านหน้า
ฮอร์โมนมนุษย์
ต่อมไทรอยด์
ไทรอยด์
ต่อม
ระบบต่อมไร้ท่อ
ศีรษะและคอมนุษย์
ฮอร์โมนของต่อมไทรอยด์