Kilpirauhanen

Kilpirauhanen () on umpirauhasiin kuuluva rauhanen, joka sijaitsee ihmisellä heti aataminomenan alapuolella, kilpiruston lähellä henkitorven etupuolella. Kilpirauhanen tuottaa ja erittää laajalti aineenvaihduntaan ja kasvuun vaikuttavien kilpirauhashormonien lisäksi myös kalsitoniinia. Kalsitoniini osallistuu kalsiumin ja fosforin pitoisuuksien säätelyyn vaikuttamalla luuston solujen aktiivisuuteen ja munuaisten toimintaan. Kalsitoniinin tarkkaa merkitystä ei kuitenkaan tunneta.
Kilpirauhanen on varsin suuri umpirauhaseksi, aikuisella ihmisellä se painaa 15–30 grammaa. Kilpirauhaslohkojen normaali pituus on noin 4 cm ja leveys ja paksuus noin 2–2,5 cm. Kilpirauhanen on perhosenmuotoinen: lohkot siipinä ja kannas ruumiina.
Kilpirauhasen takapinnalla sijaitsee neljä parathormoni-nimistä lisäkilpirauhashormonia tuottavaa lisäkilpirauhasta. 
Aivolisäke tuottaa talvella enemmän kilpirauhasen toimintaa kiihdyttävää TSH-hormonia, koska talvella tarvitaan enemmän kilpirauhashormonia. 
Rauhasen rakenne.
Eri eläinlajien kilpirauhasten rakenne eroaa toisistaan. Monilla eläimillä, ei kuitenkaan sialla, kilpirauhanen on kaksilohkoinen ja lohkot ovat yhteydessä toisiinsa ohuen kannaksen välityksellä. Joiltakin yksilöiltä sidekudoksesta muodostunut kannas saattaa kuitenkin puuttua. Sian kilpirauhanen on pariton, yhtenäinen elin, joka sijaitsee henkitorven ventraalipuolella. Myös kilpirauhasen pinnan muodossa on eroavaisuuksia: kissalla, koiralla ja hevosella kilpirauhasen pintarakenne on tasainen, mutta sialla ja naudalla kilpirauhasen pinta on selvästi rakeinen.
Kilpirauhanen koostuu pallomaisista rakkuloista. Rakkuloita reunustavat kuutio- tai lieriöepiteeliset follikulaarisolut, jotka pystyvät väkevöimään itseensä jodidi-ioneita (I−) verestä käytettäväksi kilpirauhashormonien tuotannossa. Rakkuloiden sisältö on hyytelömäistä kolloidia, joka toimii materiaalivarastona ja hormonien valmistusympäristönä. Kolloidi sisältää runsaasti tyreoglobuliinia, proteiinia, josta kilpirauhashormonit valmistetaan, sekä tyroperoksidaasientsyymiä, joka osallistuu kilpirauhashormonien valmistamiseen tyreoglobuliinista. Follikulaarisolujen ulkopinnalla on natrium–jodidi-symporttereita, jotka siirtävät jodi-ioneja soluun basaaliselta (hiussuonen puoleiselta) solukalvolta pitoisuusgradienttia vastaan.
Kilpirauhasessa on lisäksi parafollikulaarisia soluja eli C-soluja, jotka tuottavat ja erittävät kalsitoniinia. C-solut sijaitsevat rakkuloiden laidoilla kiinni tyvikalvon sisäpinnassa tai omina rykelminään follikkelien ulkopuolella. Niiden kalsitoniinintuotanto ja -eritys käynnistyy, kun veren kalsiumtaso nousee. Kalsitoniini vaikuttaa munuaisten distaalisten tubulusten soluihin vähentäen kalsiumin ja fosfaatin takaisinottoa virtsasta. Kalsitoniinin vaikutuksesta luuston luuta hajottavien osteoklastien toiminta hidastuu, jolloin luustosta vapautuu verenkiertoon vähemmän kalsiumia. C-solut ovat kehittyneet hermostopienan soluista.
Toiminta.
Kilpirauhasen pääasiallinen tehtävä on tuottaa hormoneja, joita ovat biologisesti aktiivinen trijodityroniini eli T3-hormoni sekä sen varastomuoto (levo)tyroksiini eli T4-hormoni sekä edellä mainittujen esiasteet monojodityrosiini (T1-hormoni) ja dijodityrosiini (T2-hormoni). Jälkimmäiset muuntuvat elimistössä 3,5-dijodityroniiniksi, 3,3´-dijodityroniiniksi, 3´,5´-dijodityroniiniksi, 3-monojodityroniiniksi, 3´-monojodityroniiniksi ja jodivapaaksi L-tyroniiniksi eli T0-hormoniksi.
Kilpirauhanen tuottaa myös kalsiumaineenvaihduntaa säätelevää kalsitoniinihormonia.
Kilpirauhashormonien muodostus.
Aivolisäkkeen erittämä tyreotropiini säätelee kilpirauhasen kykyä kerätä jodia ja lisää kilpirauhasessa tapahtuvaa hormonintuotantoa. Kilpirauhasen solut seostavat jodia muihin aineisiin, jolloin muodostuu kilpirauhashormonin esiastetta T4-hormonia sekä pieniä määria aktiivista kilpirauhashormonia trijodityroniinia (T3-hormoni). Kyseiset hormonit varastoituvat kilpirauhasen sisään niin sanotulle "odotusalueelle". Kun solut tarvitsevat trijodityroniinia tai sen esiastetta, kilpirauhanen vapauttaa niitä verenkiertoon. 
Maksa, munuaiset ja muut kudokset tuottavat suurimman osan elimistön tarvitsemasta T3-hormonista dejodinoimalla kilpirauhasen tuottamaa tyroksiinia Vain osa kudosten muodostamasta T3-hormonista on elimistölle käyttökelpoista lopun koostuessa T3-hormonin vaikuttamattomasta muodosta eli "käänteisestä T3 hormonista" (rT3). 
Kilpirauhasen vaikutus elintoimintoihin.
Verenkiertoon siirtynyt trijodityroniini (T3-hormoni) päätyy kehon kudoksiin, joissa se säätelee niiden solujen aineenvaihduntaa. Elimistölle käyttökelpoinen trijodityroniini säätelee kasvua, energiankäyttöä, lämmöntuottoa ja lisääntymistä sekä suoliston immuunivasteita. Lisäksi se vaikuttaa vitamiinien, valkuaisaineiden, hiilihydraattien, rasvojen, elektrolyyttien ja veden käyttöön. Kilpirauhashormonit saattavat myös muuttaa muiden hormonien ja lääkkeiden vaikutusta. 
Kilpirauhasen vajaatoiminta voi vähentää kehon aineenvaihduntaa 40–50 prosenttia, ja liikatoiminta voi nostaa aineenvaihduntanopeuden jopa 60–100 prosenttia normaalin yläpuolelle. Ihmislapsilla tyroksiinin puutos aiheuttaa heikkoa kasvua, ja aivojen kehitys voi heikentyä vakavasti. Tästä seuraavaa tilaa kutsutaan kretinismiksi. Monissa kehittyneissä maissa vastasyntyneiden lasten tyroksiinin tuotanto testataan rutiininomaisesti. Tyroksiinin puutteesta kärsiviä lapsia voidaan helposti hoitaa synteettisellä tyroksiinilla niin että he voivat kasvaa ja kehittyä normaalisti.
Sammakkoeläimillä kilpirauhasen toimintaa häiritsevä aine, kuten propyylitiourasiili, voi estää nuijapäitä kehittymästä aikuisiksi sammakoiksi. Liian suuri määrä tyroksiinia taas voi aiheuttaa muodonmuutoksen liian varhain, jolloin sammakot jäävät tavallista pienemmiksi.
Ympäristön vaikutus kilpirauhasen toimintaan.
Kilpirauhanen voi suurentua huomattavasti alueilla, joilla ravinnosta puuttuu tyroksiinin tuotannossa tarvittavaa jodia, ja endeemisen struuman aiheuttama turvonnut kaula voi olla hyvinkin yleinen. Jodisuola on halpa ja helppo keino lisätä jodia ruokavalioon. Myös kalat sisältävät jodia. Suomessa elintarviketeollisuus käyttää nykyisin jodipitoista suolaa, joten jodin puutetta ei enää esiinny yleisesti. Vegaaneilla jodin saanti ravinnosta on niukkaa ja riittämätöntä, ja siksi heidän on käytettävä ravintolisää.
Koska kilpirauhanen ei normaalisti ole kyllästetty jodilla, se on altis erilaisille ydinfission tuottamille radioaktiivisille jodin isotoopeille. Kun suuren ydinonnettomuuden tapahtuessa radioaktiivisia isotooppeja vapautuu ympäristöön, näiden ionien imeytyminen kilpirauhaseen voidaan – teoriassa – ehkäistä tyydyttämällä imeytymismekanismi suurella määrällä ei-radioaktiivista jodia, esimerkiksi joditableteilla. Biologian tutkijat tekevät jodiyhdisteitä tähän tarkoitukseen, mutta yleensä yhdisteitä ei ole riittävästi varastossa onnettomuuden varalta, eikä niitä jaeta asianmukaisesti onnettomuuden jälkeen. Yksi seuraus Tšernobylin onnettomuudesta oli kilpirauhassyövän lisääntyminen onnettomuutta seuranneina vuosina.
Korkea veren lyijypitoisuus (lyijymyrkytys) saattaa vaikuttaa kilpirauhasen fysiologiaan. Riskiä esimerkiksi Suomessa ei ole, koska lyijyn käyttö on kielletty maaleissa ja bensiinissä jo vuosikymmeniä sitten. Eräässä lampailla tehdyssä tutkimuksessa lyijyasetaatin annostelu lampaille matalalla annoksella 5 mg/kg/vuorokausi kahdeksan viikon aikana johti kilpirauhasen vajaatoimintaan, huomattavan pieniin tyreotropiinin (TSH) ja pieniin T3- ja T4-pitoisuuksiin. Tyreotropiinin taso pieneni noin kuudesosaan ja T3- ja T4-hormonien tasot noin puoleen..
Kilpirauhasen sairaudet.
Naisilla esiintyy hormonaalisista syistä 4–5 kertaa miehiä enemmän kilpirauhasen autoimmuunisairauksia.
Yleisimmät kilpirauhasen sairaudet ovat:
Tyreoidiitti on kilpirauhasen tulehdustilojen yleisnimitys.
Historia.
Kilpirauhasen tunnisti ensimmäisenä anatomisti Thomas Wharton vuonna 1656. (Whartonin tiehyt on nimetty hänen mukaansa.) Tyroksiini tunnistettiin vasta 1800-luvulla.
Kilpirauhasen verenkierto.
Kilpirauhaselle tuo verta kaksi valtimoa: ylempi ja alempi kilpirauhasvaltimo. Parilla prosentilla väestöstä on myös kolmas valtimo, alin kilpirauhasvaltimo. Kilpirauhasesta vie verta pois kolme suurta laskimoa: ylin, keskimmäinen ja alin kilpirauhaslaskimo.