Энциклопедия 

Для синтеза гормонов щитовидной железы необходим. Функция щитовидной железы в организме

Гормоны щитовидной железы делятся на два различных класса: йодитиронины (тироксин, трийодтиронин) и кальцитонин. Из двух этих классов гормонов щитовидной железы тироксин и трийодтиронин регулируют основной обмен организма (тот уровень энергозатрат, который необходим для поддержания жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя), а кальцитонин участвует в регуляции обмена кальция и развития костной ткани.

Гормоны щитовидной железы вырабатываются в сферических образованиях, называемых фолликулами. Клетки фолликулов (так называемые А-клетки щитовидной железы) вырабатывают тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3), которые являются основными гормонами щитовидной железы. Эти гормоны щитовидной железы химически очень похожи – различаются они только по количеству атомов йода в молекуле. Молекула тироксина содержит в себе 4 атома йода, а молекула трийодтиронина – 3 атома (отсюда и сокращения – Т4 и Т3). Гормоны щитовидной железы находятся в крови как в свободной форме, так и в связи со специальными белками-переносчиками. Активность проявляют только свободные формы гормонов щитовидной железы (их сокращенно обозначают FT4 и FT3, от free T4 – свободная фракция гормона Т4).

Для синтеза двух главных гормонов щитовидной железе необходим йод и аминокислота тирозин. При синтезе в первую очередь образуется специфический белок – тиреоглобулин, который накапливается в полости фолликула щитовидной железы и служит своеобразным «запасом» для быстрого синтеза гормонов. После выделения в кровь гормоны щитовидной железы связываются с белками-переносчиками – тироксинсвязывающим глобулином и альбумином. В свободном виде в крови присутствует не более 0,5% тироксина и трийодтиронина.

В синтезе гормонов щитовидной железы может участвовать только чистый («элементарный») йод. Поступающий в щитовидную железу йод обычно имеет форму йодида, который затем подвергается окислению и переходит в элементарный йод. В последующем йод включается в молекулу аминокислоты тирозина. Присоединение к молекуле тирозина одного атома йода приводит к образованию монойодтирозина, двух атомов – дийодтирозина. Эти соединения еще не обладают свойствами, присущими гормонам щитовидной железы. При слиянии двух молекул дийодтирозина образуется тетрайодтирозин (тироксин, Т4) – гормон щитовидной железы, содержащий четыре атома йода. Если же происходит слияние молекул монойодтирозина и дийодтирозина, образуется трийодтирозин (Т3).

В фолликулах щитовидной железы происходит накопление специфического белка – тиреоглобулина. Тиреоглобулин является своеобразным запасом гормонов щитовидной железы. Тиреоглобулин является гликопротеидом с молекулярной массой около 600 000 дальтон, размеры которого настолько велики, что его поступление в целом виде в кровь из щитовидной железы почти невозможно. Лишь при заболеваниях щитовидной железы, сопровождающихся разрушением ее клеток (например, при развитии тиреоидита – воспаления щитовидной железы), тиреоглобулин попадает в кровь.

Кальцитонин вырабатывается парафолликулярными клетками (С-клетками) щитовидной железы, которые относятся к диффузной эндокринной системе. Кальцитонин участвует в регуляции фосфорно-кальциевого обмена, усиливает активность остеобластов – клеток, создающих новую костную ткань. Кальцитонин, в отличие от других гормонов щитовидной железы, имеет полипептидное строение. Он состоит из 32 аминокислот.

Регуляция синтеза и выделения в кровь йодсодержащих гормонов щитовидной железы осуществляется гипофизом, синтезирующим тиреотропный гормон (тиреотропин, ТТГ). ТТГ усиливает синтез гормонов Т4 и Т3 и выделение их в кровь. Вторым важным эффектом ТТГ является усиление роста щитовидной железы. Интенсивность выделения в кровь ТТГ определяется функцией гипоталамуса, синтезирующего тиреотропин-рилизинг-гормон (ТРГ). Таким образом, выработка гормонов щитовидной железы происходит в соответствии с потребностями организма и регулируется сложным многоуровневым механизмом.

Выработка гормонов щитовидной железы зависит от времени суток (так называемый циркадный ритм). Тиреотропин-рилизинг-гормон вырабатывается гипоталамусом утром в наибольших концентрациях. Концентрация ТТГ – тиреотропного гормона гипофиза максимальна вечером и в ночные часы. Уровень же гормонов щитовидной железы максимален утром, а вечером находится на минимальных значениях.

Существуют и сезонные колебания уровня ТТГ и гормонов щитовидной железы. Концентрация трийодтиронина повышается зимой. В это же время повышается концентрация тиреотропного гормона. Уровень Т4 – тироксина значимо в течение гоад не изменяется. После выделения в кровь гормоны щитовидной железы доставляются в те ткани организма, где необходимо их действие (так называемые клетки-мишени). В клетках-мишенях от гормона щитовидной железы Т4 «отрывается» один атом йода (этот процесс называется дейодированием), в результате чего образуется значительно более активный гормон – трийодтиронин, который и оказывает основное действие. Рецепторы к гормонам щитовидной железы присутствуют практически во всех клетках человеческого организма.

Регуляция синтеза с участием гипофиза и гипоталамуса обеспечивает поступление оптимальных количеств гормонов щитовидной железы в кровь. При снижении выработки гормонов щитовидной железой гипофиз выделяет в кровь повышенное количество ТТГ, в результате чего функция щитовидной железы усиливается, и количество выделяемых ею гормонов повышается. Если же щитовидная железа выделяет слишком много гормонов, гипофиз начинает вырабатывать меньше ТТГ, в результате чего активность щитовидной железы понижается.

Функция гормонов щитовидной железы заключается в повышении синтеза белков, усилении дыхательной активности клеток, стимулировании роста костей и развития головного мозга. Особое значение имеют гормоны щитовидной железы в первые 3 месяца беременности, когда под их влиянием происходит активное формирование коры головного мозга плода. Именно поэтому многим беременным рекомендуется определение уровня гормонов щитовидной железы, а также ТТГ с целью определения достаточности их синтеза. Длительное и выраженное снижение уровня гормонов щитовидной железы во время беременности достоверно снижает IQ новорожденного, а также повышает вероятность развития осложнений беременности и преждевременного ее прерывания. Снижение функции щитовидной железы у взрослого называется гипотиреозом. Основной причиной снижения выработки гормонов щитовидной железы является поражение клеток щитовидной железы собственной иммунной системой пациента. В результате развития подобного аутоиммунного состояния количество активно функционирующих клеток значительно снижается, в результате чего щитовидная железа теряет возможность синтезировать гормоны в необходимом количестве. Симптомами нехватки гормонов щитовидной железы являются развитие отеков, сухость кожи, активное выпадение волос, снижение температуры тела, замедление умственной деятельности, развитие депрессий. При снижении уровня гормонов щитовидной железы уменьшается кровоснабжение и потребление кислорода мозгом, замедляется рост и формирование нервной ткани, а также окостенение скелета. Лечение подобного состояния чаще всего проводится приемом синтезированных гормонов щитовидной железы, которые позволяют безопасно и эффективно устранить симптомы гипотиреоза.

Усиление функции щитовидной железы происходит при развитии в ткани щитовидной железы автономно функционирующих узлов, вырабатывающих гормоны в избыточном количестве. При этом начинает преобладать катаболическое действие гормонов щитовидной железы – усиливается обмен веществ, активно сжигаются запасы энергетически богатых веществ (гликогена, жира), что приводит к избыточному выделению тепла и повышению температуры тела, потливости, а также к учащению пульса (тахикардии). Такое состояние называется тиреотоксикозом (отравление гормонами щитовидной железы). При тиреотоксикозе обычно отмечается снижение веса тела пациента, однако принимать препараты гормонов щитовидной железы с целью похудения не следует – количество побочных эффектов такого «лечения» будет значительно превышать положительный эффект. Определение уровня гормонов щитовидной железы в настоящее время проводится многими лабораториями, однако методики, используемые лабораториями, могут значительно различаться между собой. Оптимальным способом подсчета количества гормонов щитовидной железы в крови является иммунохемилюминесцентный (так называемый метод третьего поколения). Вероятность лабораторной ошибки при использовании иммунохемилюминесцентного метода минимальна, а скорость выполнения анализа, наоборот, максимальна. При этом стоимость теста остается невысокой.

  • Тиреотоксикоз

    Тиреотоксикозом (от латинского «glandula thyreoidea» - щитовидная железа и «toxicosis» - отравление) называют синдром, связанный с избыточным поступлением гормонов щитовидной железы в кровь.

  • Узловой токсический зоб

    Узловой токсический зоб – заболевание, сопровождающееся появлением одного или нескольких узлов щитовидной железы, обладающих функциональной автономией, т.е. способных усиленно вырабатывать гормоны, не считаясь с реальными потребностями организма. При наличии нескольких узлов обычно говорят о многоузловом токсическом зобе.

  • Подострый тиреоидит (тиреоидит де Кервена)

    Подострый тиреоидит является воспалительным заболеванием щитовидной железы, возникающим после перенесенной вирусной инфекции и протекающий с разрушением клеток щитовидной железы. Наиболее часто подострый тиреоидит возникает у женщин. Мужчины болеют подострым тиреоидитом значительно реже женщин – примерно в 5 раз.

  • Ком в горле

    Какие заболевания могут вызывать подобные ощущения? Ком в горле встречается при диффузном увеличении щитовидной железы, появлении узлов щитовидной железы, опухолей щитовидной железы, воспалении щитовидной железы (тиреоидите), опухолях передней поверхности шеи, опухолях пищевода, абсцессах шеи, остеохондрозе, неврозе.Какие заболевания могут вызывать подобные ощущения? Ком в горле встречается при диффузном увеличении щитовидной железы, появлении узлов щитовидной железы, опухолей щитовидной железы, воспалении щитовидной железы (тиреоидите), опухолях передней поверхности шеи, опухолях пищевода, абсцессах шеи, остеохондрозе, неврозе.

  • Базедова болезнь (болезнь Грейвса, диффузный токсический зоб)

    Причина Базедовой болезни кроется в неправильном функционировании иммунной системы человека, которая начинает вырабатывать особые антитела – антитета к рецептору ТТГ, направленные против собственной щитовидной железы пациента

  • Когда необходимо cделать УЗИ щитовидной железы

    Обсуждение показаний к проведению УЗИ щитовидной железы с точки зрения разумной достаточности и оптимального соотношения "цена-качество" исследования

  • Гормон Т3

    Гормон Т3 (трийодтиронин) - это один из двух основных гормонов щитовидной железы и наиболее активный из них. В статье рассказывается о строении молекулы гормона Т3, анализе крови на гормон Т3, видах лабораторных показателей (свободный и общий гормон Т3), интерпретации результатов анализов, а также о том, где лучше сдавать гормоны щитовидной железы

  • Тиреоглобулин

    Тиреоглобулин - это важнейший белок, содержащийся в ткани щитовидной железы, из которого вырабатываются гормоны щитовидной железы Т3 и Т4. Уровень тиреоглобулина используется в качестве основного маркера рецидива дифференцированного рака щитовидной железы (фолликулярного и папиллярного). Вместе с тем, зачастую тиреоглобулин сдается без показаний - это увеличивает расходы пациентов. Статья посвящена значению тиреоглобулина, показаниям к сдаче анализа на тиреоглобулин и оценке результатов

  • Гормон Т4

    Гормон Т4 (тироксин, тетрайодтиронин) - вся информация о том, где вырабатывается гормон Т4, какое действие оказывает, какие анализы крови делаются для определения уровня гормона Т4, какие симптомы встречаются при понижении и повышении уровня гормона Т4

  • Если Ваш ответ биопсии «Фолликулярная аденома щитовидной железы»...

    Если по результатам тонкоигольной биопсии Вам был установлен цитологический диагноз "Фолликулярная аденома щитовидной железы", Вы должны знать - диагноз Вам установлен НЕПРАВИЛЬНО. Почему невозможно установить диагноз фолликулярной аденомы при тонкоигольной биопсии узла щитовидной железы подробно описано в этой статье

  • Удаление щитовидной железы

    Информация об удалении щитовидной железы в Северо-Западном центре эндокринологии (показания, особенности проведения, последствия, как записаться на операцию)

  • Диффузный эутиреоидный зоб

    Диффузный эутиреоидный зоб - это видимое невооруженным глазом или выявляемое при пальпации общее диффузное увеличение щитовидной железы, характеризующееся сохранением её функции

  • Аутоиммунный тиреоидит (АИТ, тиреоидит Хашимото)

    Аутоиммунный тиреоидит (АИТ) - это воспаление ткани щитовидной железы, вызванное аутоиммунными причинами, очень часто встречающееся в России. Болезнь эта была открыта ровно 100 лет назад японским ученым по фамилии Хашимото, и с тех пор носит его имя (тиреоидит Хашимото). В 2012 году мировая эндокринологическая общественность широко отмечала юбилей открытия данного заболевания, поскольку с этого момента у эндокринологов появилась возможность эффективно помогать миллионам пациентов по всей планете.

  • Гипотиреоз

    Гипотиреозом называется состояние, отличающееся недостатком гормонов щитовидной железы. При длительном существовании нелеченного гипотиреоза возможно развитие микседемы («слизистого отека»), при котором развивается отечность тканей пациента в сочетании с основными признаками недостаточности гормонов щитовидной железы.

  • Анализ крови на гормоны щитовидной железы - один из наиболее важных в практике работы Северо-Западного центра эндокринологии. В статье Вы найдете всю информацию, с которой необходимо ознакомиться пациентам, собирающимся сдать кровь на гормоны щитовидной железы

  • Этаноловая склеротерапия узлов щитовидной железы

    Этаноловую склеротерапию иначе называют этанол-деструкцией или спиртовой деструкцией. Этаноловая склеротерапия является наиболее исследованным способом малоинвазивного лечения узлов щитовидной железы. Этот метод применяется с конца 80-гг. XX века. Впервые метод был применен в Италии в г. Ливорно и г. Пиза. В настоящее время метод этаноловой склеротерапии был признан Американской ассоциацией клинических эндокринологов лучшим методом лечения кистозно-трансформированных узлов щитовидной железы, т.е. узлов, содержащих в себе жидкость

  • Операции на щитовидной железе

    Северо-Западный центр эндокринологии – ведущее учреждение эндокринной хирургии России. В настоящее время в центре ежегодно выполняется более 5000 операций на щитовидной железе, околощитовидных (паращитовидных) железах, надпочечниках. По количеству операций Северо-Западный центр эндокринологии устойчиво занимает первое место в России и входит в тройку ведущих европейских клиник эндокринной хирургии

  • Консультация эндокринолога

    Специалисты Северо-Западного центра эндокринологии проводят диагностику и лечение заболеваний органов эндокринной системы. Эндокринологи центра в своей работе базируются на рекомендациях Европейской ассоциации эндокринологов и Американской ассоциации клинических эндокринологов. Современные диагностические и лечебные технологии обеспечивают оптимальный результат лечения.

  • Экспертное УЗИ щитовидной железы

    УЗИ щитовидной железы является главным методом, позволяющим оценить строение этого органа. Благодаря своему поверхностному расположению, щитовидная железа легко доступна для проведения УЗИ. Современные ультразвуковые аппараты позволяют осматривать все отделы щитовидной железы, за исключением расположенных за грудиной или трахеей.

  • Радиочастотная аблация узлов щитовидной железы

    Радиочастотная деструкция является наиболее молодым методом малоинвазивного лечения узлов щитовидной железы. Первоначально метод был изобретен для лечения новообразований печени, однако в 2004 году его с успехом применили в Италии для уменьшения размеров узлов щитовидной железы без операции. В клинике Северо-Западного центра эндокринологии радиочастотная аблация начала использоваться в 2006 году. До сих пор в России Северо-Западный центр эндокринологии является единственным учреждением, производящим данный вид лечения

Эндокринная система – это важный и сложный механизм регуляции жизненных процессов в организме. Можно с уверенностью сказать, что она не менее важна, чем головной мозг человека. Железы внутренней секреции синтезируют гормоны, которые имеют большое значение для функциональности всех тканей человека. Таким образом щитовидная железа оказывает влияние на все обменные процессы. Именно тиреоидные гормоны помогают детям правильно развиваться – как физически, так и умственно, а взрослым людям они дают энергию, а также являются основным звеном в обменных процессах. Синтез тиреоидных гормонов контролируется нервной системой, а если быть точнее, то управление этим механизмом происходит посредством рилизинг-факторов, находящихся в гипоталамусе, а также веществ, которые продуцирует гипофиз. Тиреоидные гормоны всегда находятся на одном уровне, и концентрация их повышается только тогда, когда организм в этом нуждается. В случае их снижения можно подозревать дефицит йода в организме или то, что работоспособность щитовидной железы понизилась, что может говорить о развитии патологии.

Основой для гормона щитовидки является тиреониновое ядро, имеющее в своем составе две молекулы L-тирозина. По своей химической формуле гормоны щитовидной железы принадлежат к производным от аминокислот, в частности тиреонина. Доказано, что все тиреоидные стероиды отличаются количеством молекул йода – их 3 или 4, соответственно различают трийодтиронин – Т3 и тетрайодтиронин – Т4.

Виды тиреоидных гормонов

Т3 свободный является основополагающим гормоном щитовидной железы. Он в своей свободной форме отвечает за насыщаемость клеток кислородом и энергией. Кроме того, он выполняет следующую работу в организме:

  • упорядочивает холестерин и триглицериды в составе плазмы крови;
  • способствует выведению кальция;
  • ускоряет обменный метаболизм углеводов и протеинов;
  • принимает участие в синтезе витамина А в тканях печени;
  • регенерирует и восстанавливает костную ткань;
  • положительно влияет на ткани головного мозга и сердечную мышцу;
  • оказывает прямое воздействие на формирование и рост эмбриона.

Т4 свободный требуется для:

  • клеточного обмена – белкового, теплового, витаминного, энергетического и так далее;
  • регуляции процессов, которые возникают во всей центральной нервной системе;
  • стимуляции выработки витамина А;
  • подавления активности триглицеридов и холестерина;
  • метаболических изменений в костной ткани.

Синтез тиреоидных гормонов

Синтез и секреция ттг и тиреоидных гормонов- это ряд сложных химических реакций, которые можно объяснить следующим образом. Тиреоидные гормоны – это вещества, в структуре которых имеется чистые йод (точнее его молекулы). В связи с этим для их синтеза необходим постоянный захват йода, в А-клетках щитовидной железы происходит следующее:

  • внутри клеток образуется полость, которая состоит из тиреоглобулина;
  • тиреоглобулин – это основа для синтеза тироксина и трийодтиронина;
  • когда в фолликулярную полость попадает гипофизарный тиреотропный гормон, внутри клетки начинается процесс производства тиреоидного гормона;
  • в этом процессе задействуются молекулы йода;
  • также для производства необходима тиреозиновая аминокислота;
  • для того чтобы тиреоидные гормоны транспортировались к тканям организма необходим тиреосвязывающий глобулин – ТСГ.

Для того чтобы более детально понять особенности синтеза тиреоидных гормонов, можно перейти на humbio, где этот процесс рассматривается подробнее.

Функции щитовидных гормонов

Гормоны щитовидки влияют на все клетки человеческого организма – они воздействуют на синтез белка, обмен веществ, регулируют развитие длины костей, улучшают восприимчивость организма к катехоламинам (например, к адреналину), отвечают за формирование и функции нейронов. Кроме того, тиреоидные гормоны управляют обменами белков, жиров и углеводов – происходит это за счет воздействия на энергетические соединения. Под их контролем витаминный обмен и тепловой обмен.

Итак, гены рецепторов тиреоидных гормонов выполняют следующие функции:

  • увеличивают сердечный выброс;
  • увеличивают частоту сердечных сокращений;
  • ускоряют обмена веществ;
  • повышают симпатическую активность;
  • регулируют рост;
  • отвечают за развитие мозга;
  • насыщают эндометрий у женщин.

Гипертиреоз

Если норма тиреоидных гормонов отклоняется в сторону повышения, происходит гормональный сбой, в результате чего происходят нарушения в работе всего организма в целом.

Причин, по которым щитовидка начинает вырабатывать повышенное количество гормонов, очень много, провоцирующими факторами являются следующие:

  • наследственность;
  • генетические изменения в функциональности щитовидки;
  • влияние неблагоприятных факторов;
  • длительные стрессы;
  • возрастные изменения.

Гипертиреоз сопровождается следующими патологическими состояниями:

  • нарушение сна, сильная возбудимость;
  • сбои в сердечном ритма и дыхании;
  • резкое снижение веса, несмотря на нормальный аппетит;
  • нарушение зрения;
  • понос;
  • потливость;
  • повышение температуры.

Такие процессы достаточно опасны для человека, поскольку в этом случае происходит истощение организма, так как ресурсы начинают расходоваться очень быстро. При диагностике гипертиреоза специалисты отталкиваются именно от отклонений от нормы показателей ТТГ (он понижается), Т3 и Т4 (они повышаются).

Гипотиреоз

Если норма тиреоидных гормонов отклоняется в противоположную сторону (их уровень уменьшается) развивается гипотиреоз. Основной причиной такого явления считается недостаток в организме йода. Чаще всего от такой патологии страдают женщины старшего возраста.

Данная патология может приводить к следующим недугам:

  • остеопороз;
  • проблемы в работе печени;
  • бесплодие;
  • инсульты;
  • инфаркты;
  • снижение либидо.

Заподозрить подобное отклонение от нормы, можно по следующим признакам:

  • запоры;
  • сонливость;
  • отсутствие аппетита и при этом набор веса;
  • уменьшение частоты сердечных сокращений;
  • понижение температуры тела.

Таким пациентам придется принимать гормоно заместительные препараты, причем возможно пожизненно.

Нормативы тиреоидных гормонов

Показатели гормонов щитовидной железы зависят от количества тиреоглобулина, йода и от правильной работы всего организма в целом.

Норма тиреоидных гормонов следующая:

  • Т3 свободный – от1,2 до 4,2 единиц;
  • Т4 свободный – от 10 до 25 единиц;
  • Т4 общий – от 60 до 120 единиц.

Для того чтобы более точно опередить уровень тиреоидных гормонов учитываются такие показатели как концентрация тиреотропного гормона и тиреоглобулина, наличие антител, ТСГ, а также соотношение тиреотропного гормона к Т4.

Важно понимать, что норма тиреоидных гормонов может колебаться в зависимости от возраста и пола пациента.

Анализ на тиреоидные гормоны

Анализ на тиреоидные гормоны назначаются в следующих случаях:

  • дифференциальная диагностика патологий в работе щитовидной железы;
  • контроль за гормонами при установленных патологиях;
  • оценка эффективности гормонзаместительной терапии;
  • беременность;
  • наблюдение за младенцами, которые были рождены женщинами с патологиями эндокринной системы;
  • выявление причин бесплодия;
  • нарушения развития в подростковом возрасте;
  • изменение веса, не связанное с погрешностями в питании;
  • сердечные патологии;
  • профилактический осмотр жителей регионов, в которых часто диагностируются эндокринные заболевания.

Чтобы определение гормонального статуса было точным, к сдаче тироидных гормонов необходимо подготовиться:

  • за месяц прекратить прием препаратов, которые могут оказывать влияние на работу щитовидки;
  • за три дня исключить прием йод содержащих препаратов;
  • за день исключить острые и жирные блюда, алкоголь, энергетики;
  • за сутки сохранять состояние покоя – не заниматься спортом, не поднимать тяжести, не нервничать;
  • последний прием пищи перед анализами должен быть за 10-12 часов;
  • за два часа до анализа необходимо прекратить курить и пользоваться заменителями никотина;
  • за полчаса нужно успокоиться, избегать быстрой ходьбы.

Расшифровывать самостоятельно анализ тиреоидных гормонов не рекомендуется, это должен сделать квалифицированный специалист.

Щитовидная железа (ЩЖ) и гормоны, которые она продуцирует, играют исключительно важную роль в организме человека. Щитовидка является частью эндокринной системы человека, которая вместе с нервной системой осуществляют регуляцию всех органов и систем. Тиреоидные гормоны регулируют не только физическое развитие человека, но и существенно влияют на его интеллект. Доказательством этого является умственная отсталость у детей с врожденным гипотиреозом (сниженная продукция гормонов ЩЖ). Возникает вопрос, какие гормоны здесь вырабатываются, какой механизм действия гормонов щитовидной железы и биологические эффекты этих веществ?

Вся ткань щитовидки состоит из фолликулов (структурно-функциональная единица). Фолликулы – это округлые образования, которые по периферии состоят из клеток (тиреоцитов), а в середине заполнены коллоидом. Коллоид – это очень важное вещество. Оно вырабатывается тиреоцитами и состоит в основном из тиреоглобулина. Тиреоглобулин – это белок, который синтезируется в тиреоцитах из аминокислоты тирозина и атомов йода, и представляет собой готовый запас йодсодержимых гормонов щитовидной железы. Оба компонента тиреоглобулина не вырабатываются в организме и должны регулярно поступать с пищей, иначе может наступить дефицит гормонов и его клинические последствия.

Если организму необходимы тиреоидные гормоны, то тиреоциты обратно захватывают из коллоида синтезированный тиреоглобулин (депо готовых тиреоидных гормонов) и расщепляют его на два гормона ЩЖ:

· Т3 (трийодтиронин), его молекула имеет 3 атома йода;

· Т4 (тироксин), его молекула имеет 4 атома йода.

После выброса Т3 и Т4 в кровь, они соединяются со специальными транспортными белками крови и в таком виде (неактивном) транспортируются к месту назначения (чувствительные к тиреоидным гормонам ткани и клетки). Не вся порция гормонов в крови находится в связи с белками (они и проявляют гормональную активность). Это специальный защитный механизм, который придумала природа от переизбытка тиреоидных гормонов. По мере надобности в периферических тканях Т3 и Т4 отсоединяются от транспортных белков и выполняют свои функции.

Необходимо отметить, что гормональная активность тироксина и трийодтиронина значительно отличается. Т3 в 4-5 раз активнее, кроме того он плохо соединяется с транспортными белками, что усиливает его действие, в отличие от Т4. Тироксин, когда достигает чувствительных клеток, отсоединяется от белкового комплекса и от него отщепляется один атом йода, тогда он превращается в активный Т3. Таким образом, влияние гормонов щитовидной железы осуществляются на 96-97% за счет трийодтиронина.



Регулирует работу ЩЖ и выработку Т3 и Т4 гипоталамо-гипофизарная система по принципу обратной негативной связи. Если в крови недостаточное количество тиреоидных гормонов, то это улавливается гипоталамусом (часть головного мозга, где нервная и эндокринная регуляции функций организма плавно переходят друг в друга). Он синтезирует тиреотропин-релизинг гормон (ТРГ), который заставляет гипофиз (придаток головного мозга) вырабатывать тиреотропный гормон, который с током крови достигает ЩЖ и заставляет ее продуцировать Т3 и Т4. И наоборот, если в крови наблюдается избыток тиреоидных гормонов, то меньше вырабатывается ТРГ, ТТГ и соответственно Т3 и Т4.

Механизм действия тиреоидных гормонов

Как именно тиреоидные гормоны заставляют клетки делать то, что необходимо? Это очень сложный биохимический процесс, он требует вовлечения многих веществ и ферментов.

Тиреоидные гормоны относятся к тем гормональным веществам, которые осуществляют свои биологические эффекты путем соединения с рецепторами внутри клеток (так же, как и стероидные гормоны). Существует и вторая группа гормонов, которые действуют путем соединения с рецепторами на поверхности клеток (гормоны белковой природы, гипофиза, поджелудочной железы и пр.).

Отличием между ними является скорость ответа организма на стимуляцию. Так как белковым гормонам не нужно проникать внутрь ядра, то они действуют быстрее. Кроме того они активируют ферменты, которые уже синтезированы. А тиреоидные и стероидные гормоны воздействуют на клетки-мишени путем проникновения в ядро и активации синтеза нужных ферментов. Первые эффекты таких гормонов проявляются спустя 8 часов, в отличие от пептидной группы, которые осуществляют свои эффекты на протяжении доли секунд.



Весь сложный процесс того, как гормоны щитовидной железы регулируют функции организма можно отобразить в упрощенном варианте:

· проникновение гормона внутрь клетки через клеточную мембрану;

· соединение гормона с рецепторами в цитоплазме клетки;

· активирование комплекса гормон-рецептор и его миграция в ядро клетки;

· взаимодействие этого комплекса с определенным участком ДНК;

· активация нужных генов;

· синтез белков-ферментов, которые и осуществляют биологические действия гормона.

Основные метаболические эффекты Т3 и Т4:

· повышает поглощение кислорода клетками, что приводит к выработке энергии, необходимой клеткам для процессов жизнедеятельности (повышение температуры и основного обмена);

· активизируют синтез белков клетками (процессы роста и развития тканей);

· липолитический эффект (расщепляют жиры), стимулируют окисление жирных кислот, что приводит к их уменьшению в крови;

· активируют образование эндогенного холестерина, который необходим для построения половых, стероидных гормонов и желчных кислот;

· активация распада гликогена в печени, что приводит к повышению глюкозы в крови;

· стимулируют секрецию инсулина.

Все биологические эффекты тиреоидных гормонов основываются на метаболических способностях.

Основные физиологические эффекты Т3 и Т4:

· обеспечение нормальных процессов роста, дифференциации и развития органов и тканей (особенно центральной нервной системы). Это особенно важно в период внутриутробного развития. Если в это время существует недостаток гормонов, то ребенок родиться с кретинизмом (физическая и умственная отсталость);

· быстрое заживление ран и травм;

· активация работы симпатической нервной системы (учащение сердцебиения, потливость, сужение сосудов);

· повышение сократимости сердца;

· стимуляция теплообразования;

· влияют на водный обмен;

· повышают артериальное давление;

· тормозят процессы образования и отложения жировых клеток, что приводит к похудению;

· активация психических процессов человека;

· поддержание репродуктивной функции;

· стимулируют образование клеток крови в костном мозге.

Человеческий организм – разумный и достаточно сбалансированный механизм.

Среди всех известных науке инфекционных заболеваний, инфекционному мононуклеозу отводится особое место...

О заболевании, которое официальная медицина называет «стенокардией», миру известно уже достаточно давно.

Свинкой (научное название – эпидемический паротит) называют инфекционное заболевание...

Печеночная колика является типичным проявлением желчнокаменной болезни.

Отек головного мозга – это последствия чрезмерных нагрузок организма.

В мире не существует людей, которые ни разу не болели ОРВИ (острые респираторные вирусные заболевания)...

Здоровый организм человека способен усвоить столько солей, получаемых с водой и едой...

Бурсит коленного сустава является широко распространённым заболеванием среди спортсменов...

Синтез гормонов щитовидной железы

Как синтезируются гормоны щитовидной железы?

Многим известно, что гормоны щитовидной железы играют важнейшую роль в поддержании нормальной скорости метаболизма и внутреннего гомеостаза организма. Но не многие представляют себе, как и из чего синтезируются эти самые гормоны «щитовидки», как еще ее называют в народе.

Также большинство людей даже не задумываются что происходит дальше, когда гормоны были синтезированы в органе. Для самых любопытных я решила написать данную статью и подробно рассказать о механизме синтеза и секреции гормонов одной из самой известных эндокринной железе человека.

А в следующей статье я очень подробно опишу анатомическое и микроскопическое строение щитовидной железы, так что подписывайтесь на обновления блога, чтобы получать ценные статьи о щитовидной железе и здоровье.

Вы наверняка слышали, что для «щитовидки» нужен йод. Да, для того, чтобы гормоны синтезировались в достаточном количестве органу нужен такой минерал, как йод. Щитовидная железа является единственной железой у человека, которая способна кумулировать в себе огромное количество йода. Эта особенность связана с тем, что атом йода является основным компонентом молекулы гормона.

Но не торопитесь капать в молоко раствор йода, предназначенный для дезинфекции ран. Этот йод совершенно не годится для синтеза гормонов. Кроме того, в такое растворе йода очень-очень много и при попадании пары капель такого раствора в организм, произойдет блокада работы щитовидной железы, что может вызвать временное состояние гипотиреоза, т.е. снижения функции железы.

Теперь вы знаете, что много йода - это также нехорошо, как и его недостаток. Тогда какой же йод используется в синтезе? Только органический йод в составе продуктов питания или микродозы в составе препаратов йода, такой как калий йодид или йодомарин. Дозы измеряются в микрограммах, а отличие от антисептического раствора, где количество йода измеряется в граммах.

Стадии синтеза гормонов щитовидной железы

Весь процесс синтеза гормонов щитовидной железы представляется в виде последующих друг за другом биохимических процессов:

  1. окисление йодидов (органификация йодида)
  2. йодирование тирозина в молекуле тиреоглобулина
  3. конденсация
  4. перемещение тиреоглобулина в коллоид фолликула
  5. протеолиз тиреоглобулина с образованием Т3 и Т4
  6. диффузия Т3 и Т4 в кровь

Итак, когда атомы йода попадают в организм человека в виде йодидов, они перемещаются с током крови к клеткам щитовидной железы и моментально захватываются ими с помощью белка переносчика (Na-I насос).

Работа этого переносчика контролируется тиреотропным гормоном, а также общим содержанием йода в организме.

Этот переносчик имеет способность переносить не только йодиды, но радиоизотопы технеция. Это свойство используется в радоизотопном исследовании железы.

После этого с помощью белка пендрина йод перенаправляется через апикальную часть тиреоцита в коллоид. О подробном строении щитовидной железы читайте в этой статье. При недостаточности или генетическом дефекте этого белка-переносчика развивается врожденный синдром Пендрена, который сопровождается признаками гипотиреоза и нейросенсорной тугоухостью. Затем йодиды должны пройти процесс окисления (органификации). Это делается для связывания и удержания йода в железе. Этот процесс органификации происходит при участии перекиси водорода.

Гормон щитовидной железы - это белковая субстанция и основной аминокислотой является L-тирозин, которая входит в состав большой белковой молекулы - тиреоглобулина. Аминокислота L-тирозин имеет структуру фенольного кольца. Тиреоглобулин - это гликопротеид, который является белковым предшественником гормонов «щитовидки». Он синтезируется непосредственно в клетке щитовидной железы и постепенно перемещается к апикальной поверхности клетки, которая обращена в сторону коллоида. Концентрация тиреоглобулина к тиреоидной клетке составляет 75 % от всего содержащегося белка.

Далее в апикальной части тиреоидной клетки в коллоиде с помощью фермента селензависимой тиреоидной пероксидазы происходит йодирование тироксина в молекуле тиреоглобулина, т. е. присоединение атомов йода к остаткам аминокислоты тирозина, которые как бы торчат из большой молекулы тиреоглобулина. Сначала образуются моно- и дийодтирозины. Кстати, этот процесс идет в присутствии железа и при его дефиците могут быть сбои.

Именно к этому ферменту (тиреопероксидазе) вырабатываются антитела (атитела к ТПО) при аутоиммунном тиреоидите, блокируя его работу. Также замедление процесса йодирования тиреоглобулина может быть вызвано дефицитом селена.

Территория России считается селендефицитной, поэтому рекомендуется принимать селенсодержащие добавки для бесперебойной работы щитовидной железы.

Препараты для лечение диффузного токсического зоба - тиреостатики, также воздействую на данный фермент, вызывая его блокаду.

Далее происходит процесс конденсации, т. е. объединение молекул моно- и дийодтирозинов и формирование молекул тиронинов. Тоже при участии фермента тиреопероксидазы. Тиронин получается при присоединении к аминокислоте тирозину второго фенольного кольца. При этом образуются моно-, дийодтиронины, а также активные гормоны Т3 (трийодтиронин) и Т4 (тироксин). Доля последних составляет всего 30 % от всех других составляющих большой молекулы тиреоглобулина.

И вот такая огромная молекула тиреоглобулина отправляется на хранение в коллоид тиреоидного фолликула. Если произойдет так, что работа щитовидной железы будет заблокирована, то ее запасов Т4 и Т3 хватит на один месяц.

При необходимости и стимуляции щитовидной железы, псевдоподии (ворсинки) на апикальной поверхности клетки захватывают определенное количество тиреоглобулина и перемещается обратно в клетку ближе к базальной мембране, где он захватывается лизосомами клетки, а в лизосомах происходит процесс протеолиза, т. е. распада тиреоглобулина на составные части.

При этом образуются гормоны Т3 и Т4, а также моно- и дийодтиронины, которые распадаются на тирозин и йод, который потом используется повторно.

Что происходит с гормонами, когда они попадают в кровь?

Образовавшиеся Т3 и Т4 проходят сквозь клеточную мембрану и попадают в кровь, откуда разносятся по всем органам и тканям. Часть Т4 еще в клетке с помощью дейодиназы превращается в более активную форму Т3. Также Т3 образуется из Т4 уже в тканях, также с помощью фермента дейодиназы. Этот процесс пожет происходить во всех органах, но интенсивнее это происходит в печени и в почках.

При снижении ферментной функции или генетическом дефекте, процесс перехода Т4 в Т3 может быть замедлен и у человека при нормальных уровнях ТТГ и свТ4 может быть существенно снижен уровень свТ3. У некоторых людей это может проявляться симптомами гипотиреоза.

В процессе протеолиза тиреоглобулина в кровь попадают не только Т3 и Т4, а также тирозильные остатки, атомы йода и даже сам тиреоглобулин. Ранее в диагностике аутоиммунных заболеваний щитовидной железы применяли метод определения антител к тиреоглобулину (ат к ТГ), полагая, что его выход связан с разрушением тиреоидной ткани в связи с аутоиммунным процессом. Но как оказалось, что тиреоглобулин попадает в кровь и в норме, поэтому данное исследование упразднили.

После того, как Т4 и Т3 попали в кровь, большая их часть связывается с белками плазмы. Более 99,95 % Т4 и более 99,5 % Т3 находятся к крови в связанном состоянии. Таким образом, гормоны находятся как бы на сохранении, потому что в таком состоянии они неактивны. А активны только оставшиеся 0,05 % Т4 и 0,5 % Т3, которые циркулируют к органам в свободном виде.

Т4 (тироксин) связывается со следующими белками:

  • с тироксинсвязывающим глобулином на 80 %
  • с тироксинсвязывающим преальбумином на 15 %
  • с альбумином плазмы на 5 %

Т3 (трийодтиронин или лиотиронин) связывается со следующими белками:

  • с тироксинсвязывающим глобулином на 90 %
  • с тироксинсвязывающим преальбумином на 5 %
  • с альбумином плазмы на 5 %

Эти белки синтезируются в печени и их концентрация, а значит и связывающая активность напрямую зависит от функции печени. Продукция белков стимулируется эстрогенами и блокируется андрогенами, а также большими дозами глюкокортикоидами. Кроме этого имеются врожденные дефекты синтеза этих белков. Все эти факторы сказываются на концентрации общего уровня Т3 и Т4. Именно поэтому, чтобы получить информацию об истинной работе щитовидной железы, рекомендуется сдавать кровь на свободные фракции гормонов.

Поскольку Т4 - гормон с менее выраженным биологическим действием, чем Т3, то 80 % свободного тироксина метаболизируется, т.е. от молекулы тироксина отщепляется один атом йода. Этот процесс называется монодейодирования и происходит с участием селенозависимой монодейодиназы. В зависимости от того, в каком положении отщепится атом йода, может получится активный свободный Т3 (свТ3) и реверсивный Т3 (рТ3), который практически не имеет биологической активности. Указанный процесс не случайный, а регулируется рядом фактором, но в норме этот процесс протекает с одинаковой частотой.

На долю Т3 образованного из Т4 в периферических тканях, преимущественно в печени, приходится около 80 %, получается, что щитовидная железа выделяет всего 20 % свободного Т3. Именно поэтому при дефекте фермента монодейодиназы снижается уровень свободного Т3 в сыворотке крови и человек может ощущать признаки недостаточности тиреоидных гормонов.

Основное биологическое действие оказывает свободный Т3. Какие именно эффекты оказывают гормоны щитовидной железы, я расскажу уже в следующих статьях. А сегодня вы узнали, как происходит синтез гормонов «щитовидки» и дальнейшее их преобразование.


Гормоны щитовидной железы и их основные функции

gormonivnorme.ru

Функция щитовидной железы в организме. Синтез гормонов

Функция щитовидной железы в организме напрямую связана с процессом синтеза гормонов и настолько огромна, что трудно представить, как можно жить, если этот орган вдруг начинает болеть. А тем более - если его вынужденны удалить.

Чтобы понять роль щитовидки в эндокринной системе организма, необходимо знать, какие гормоны она синтезирует и на что они влияют.

В тканях щитовидной железы происходит непрерывный процесс синтеза гормонов. Именно они являются тем кнутом, с помощью которого осуществляет своё влияние на организм эта железа внутренней секреции.

Наличие и участие гормонов щитовидной железы в обменных процессах обеспечивают разнообразие функций этой железы.

Если щитовидная железа заболела - происходит сбой в синтезе гормонов и - соответственно, нарушаются многие её функции.

Какие гормоны выделяет щитовидная железа

Для нормального функционирования щитовидной железы необходимо наличие органически связанного йода. Железа умеет его запасать впрок - на десять дней в виде тироксина (Е4). Тироксин - в любой момент может перейти в активный трийодтиронин (T3) и наполнить наш организм энергией. Щитовидка выделяет два типа гормонов:

  • тиреоидные гормоны щитовидной железы - это два йодированных гормона, которые принимают участие в основном обмене организма и называются трийодтиронин (T3) и тироксин (T4). За сутки щитовидная железа производит около 80-100 мкг тироксина (Т4) - это данные из Википедии.
  • тиреокальцитонин - полипептидный гормон, не содержащий йода

Давайте посмотрим, что происходит в щитовидной железе, где и как синтезируются гормоны и что они регулируют.

Где происходит синтез тиреоидных гормонов Т3 и Т4

Давайте посмотрим, как выглядит щитовидная железа в разрезе:

Видите сферические фолликулы (на срезе они имеют вид круга)? Именно в этих тиреоидных фолликулярных А-клетках происходит синтез йодосодержащих гормонов трийодтиронина (T3) и тироксина (T4).

Фолликулярные клетки создают сферу, внутри которой находится коллоид, состоящий из белка тиреоглобулина. Этот белок является основой для синтеза трийодтиронина (T3) и тироксина (T4). Весь процесс синтеза регулируется гипофизом - тиреотропным гормоном (ТТГ). Клетки фолликул обращены ворсинками к коллоиду и проникают в него. Как только из гипофиза поступает команда на синтез тиреоидных гормонов - «завод» в фолликуле начинает работать.

Где происходит синтез тиреокальцитонина

Синтез пептидного гормона тиреокальцитонина происходит в С-клетках щитовидной железы.

С-клетки отличаются от А-клеток наличием большого количества митохондрий

Митохондрии - это заводы по синтезу белка. Именно в них и синтезируется полипептидный гормон кальцитонин.

Предлагаю для наглядности схематический рисунок, где отмечены места синтеза гормонов щитовидной железы (см. ниже).

Как видно на схеме С-клетки находятся рядом с фолликулярными А-клетками. Между ними циркулирует лимфа. Именно её загрязнённость может вызывать функциональные сбои.

Также необходимо учесть, что щитовидная железа и наши миндалины омываются общей лимфой. Любое воспаление одного органа отражается на функции другого. Особенно это касается непосредственного лечения миндалин антибиотиками (сосать таблетку) и разными орошающими спреями с сильнодействующим лекарством.

Норма концентрации гормонов щитовидной железы

Синтез гормонов эндокринной железы зависит от поступления в организм йода. Необходимо поступление 1 мг йода в виде йодидов на протяжении недели, что составляет суточную дозу 150-200 микрограммов йода для нормальной работы щитовидной железы.

Всасывание происходит в кишечнике. Йодиды попадают в кровь и, омывая фолликулы, поступают в щитовидную железу, где их включают в синтез гормонов. Происходит этот процесс под контролем гипофиза.

Предлагаю посмотреть нормальные показатели гормонов щитовидной железы в таблице:

Функция щитовидной железы в организме человека

1. Регуляция энергетического обмена

Именно эта железа внутренней секреции отвечает за наше состояние - энергетику и эмоции. В зависимости от избытка(гипертиреоз) или нехватки (гипотиреоз) гормонов щитовидной железы, у нас наблюдается гиперактивность или, наоборот, состояние «нестояния»: 1 мг тироксина провоцирует возрастание расхода энергии на 1000 ккал/сутки. Тироксин усиливает потребление глюкозы. Расщепляет в печени гликоген. Идёт выброс энергии.

Тиреоидные гормоны отвечают за теплоотдачу тела, терморегуляцию организма (переносимость жары или холода),

2. Регуляция жизненного тонуса и эмоциональной сферы

Гипертиреоз грозит нам истериками, гипотиреоз - депрессией. Если у вас часто наблюдаются истерика или склонность к депрессиям - обратитесь к эндокринологу. Более подробно отклонение функций щитовидной железы описано в статье Лечение щитовидной железы у женщин. Тироксин увеличивает потребление организмом адреналина и у вас пробуждается жизнь. При его нехватке - жизненный тонус снижается, наступает упадок сил и неверие в себя.

3. Регуляция жирового обмена

Основный источник энергии мы получаем от расщепления жиров. Как результат липолиза, освобождается большое количество АТФ, необходимое для получения энергии в организме. При нормальном уровне гормонов человек не толстеет и не худеет, у него вес в норме. Поэтому тироксин можно назвать гормоном стройности.

4. Регуляция роста и развития костной ткани, солевой обмен

Тиреокальцитонин отвечает за то, насколько усвоится организмом кальций. При нехватке тиреокальцитонина кальций не усваивается и развивается остеопороз. Кальций необходим для проведения нервных импульсов мышечными клетками. Прочность нашего скелета напрямую зависит от концентрации тиреокальцитонина. Он же отвечает за утилизацию и вывод «лишнего» кальция, что предотвращает отложение солей. Трийодтиронин участвует в регуляции синтеза гормона роста, который продуцирует гипофиз. Его нехватка отражается на росте, вплоть до его остановки.

5. Регуляция образования эритроцитов и работа сердечно-сосудистой системы

Гормоны описываемой железы усиливают синтез в костном мозге красных кровяных телец, что защищает наш организм от анемии. Также они участвуют в транспортировке необходимых питательных веществ к миокарду, снабжая его необходимыми аминокислотами, кальцием и глюкозой. Это защищает главную сердечную мышцу от преждевременного износа, вовремя обеспечивая её строительными и энергетическими материалами.

6. Регуляция баланса половых гормонов в организме

При нормальной функции щитовидки уровень половых гормонов у женщин находится в балансе. При повышенной (гипертиреоз) функции - увеличивается количество эстрогенов в организме, при пониженной (гипотиреоз) - увеличивается концентрация прогестерона.

Тиреоидные гормоны необходимы для нормального всасывания животного холестерина в кишечнике и синтез собственного холестерина в печени. Холестерин - главный материал для образования стероидных гормонов. Для синтеза половых гормонов необходимы стероиды. Отсюда вывод: при недостатке в организме Т3 и Т4 будет не хватать и материала для образования половых гормонов.

Любой дисбаланс половых гормонов приводит к развитию эндометриоза, мастопатии, фибромиом, нарушения менструального цикла вплоть до его прекращения, бесплодия, длительной послеродовой депрессии (нехватка йода в процессе вынашивания плода).

7. Регуляция работы мозга, интеллектуального развития

Гормоны тироксина и трийодтиронина необходимы для активной работы мозга. Крайний случай их нехватки - развитие кретинизма. Особенно это касается развития плода в утробе матери в период формирования нервной системы и головного мозга.

Немного полезного видео по теме:

Вот такая функция щитовидной железы в организме - контролировать и регулировать практически все системы органов. А для этого необходимо нормальное поступление йодосодержащих продуктов в наш организм для синтеза трёх главных гормонов щитовидной железы:

  • тироксина
  • трийодтиронина
  • тиреокальцитонина

Как я поддерживаю свою щитовидную железу.

Лично я употребляю в пищу фитопрепараты: Гармонию, Динамику, Клинхелп (названия кликабельны, заказать можно в интернет-магазине), содержащие водоросли спирулину, экстракт фукуса, ламинарию, в которых йод находится в органической, натуральной, легко усвояемой форме.

Я чётко понимаю, что с возрастом, деятельность щитовидной железы начинает «затухать», а я не хочу толстеть, впадать в депрессию или истерику. Также я понимаю, что принимая синтетические гормоны, я буду ещё больше усугублять проблему производства собственных гормонов щитовидной железы.

Фитопрепараты с содержанием водорослей мягко оказывают питательную поддержку железе, обеспечивают нормальное функционирование и возобновление этого важного органа.

Надеюсь, эта слишком серьёзная и, возможно, не всегда лёгкая в восприятии статья, помогла вам разобраться, почему у вас бывают разные функциональные сбои в организме.

Желаю вам всегда быть в форме! Здоровья и взаимопонимания!

prozdorovechko.ru

Синтез и секреция, метаболизм тиреоидных гормонов

Фолликулярные клетки щитовидной железы синтезируют крупный белок-предшественник гормонов (тиреоглобулин), извлекают из крови и накапливают йодид и экспрессируют на своей поверхности рецепторы, которые связывают тиреотропный гормон (тиреотропин, ТТГ), стимулирующий рост и биосинтетические функции тиреоцитов.

Синтез и секреция тиреоидных гормонов

Синтез Т4 и Т3 в щитовидной железе проходит шесть основных этапов:

  1. активный транспорт I- через базальную мембрану в клетку (захват);
  2. окисление йодида и йодирование остатков тирозина в молекуле тиреоглобулина (органификация);
  3. соединение двух остатков йодированного тирозина с образованием йодтиронинов Т3 и Т4 (конденсация);
  4. протеолиз тиреоглобулина с выходом свободных йодтиронинов и йодтирозинов в кровь;
  5. дейодирование йодтиронинов в тиреоцитах с повторным использованием свободного йодида;
  6. внутриклеточное 5"-дейодирование Т4 с образованием Т3.

Для синтеза тиреоидных гормонов необходимо присутствие функционально активных молекул НЙС, тиреоглобулина и тиреоидной пероксидазы (ТПО).

ТиреоглобулинТиреоглобулин представляет собой крупный гликопротеин, состоящий из двух субъединиц, каждая из которых насчитывает 5496 аминокислотных остатков. В молекуле тиреоглобулина содержится примерно 140 остатков тирозина, но только четыре из них расположены таким образом, что могут превращаться в гормоны. Содержание йода в тиреоглобулине колеблется от 0,1 до 1% по весу. В тиреоглобулине, содержащем 0,5% йода, присутствуют три молекулы Т4 и одна молекула Т3.Ген тиреоглобулина, расположенный на длинном плече хромосомы 8, состоит примерно из 8500 нуклеотидов и кодирует мономерный белок-предшественник, в который входит и сигнальный пептид из 19 аминокислот. Экспрессия гена тиреоглобулина регулируется ТТГ. После трансляции тиреоглобулиновой мРНК в шероховатом эндоплазматическом ретикулуме (ШЭР) образовавшийся белок поступает в аппарат Гольджи, где подвергается гликозилированию, и его димеры упаковываются в экзоцитозные пузырьки. Затем эти пузырьки сливаются с апикальной мембраной клетки, и тиреоглобулин выделяется в просвет фолликула. На границе апикальной мембраны и коллоида происходит йодирование остатков тирозина в молекуле тиреоглобулина.

Тиреоидная пероксидазаТПО, связанный с мембраной гликопротеин (молекулярная масса 102 кДа), содержащий группу гемма, катализирует как окисление йодида, так и ковалентное связывание йода с тирозильными остатками тиреоглобулина. ТТГ усиливает экспрессию гена ТПО. Синтезированная ТПО проходит по цистернам ШЭР, включается в экзоцитозные пузырьки (в аппарате Гольджи) и переносится к апикальной мембране клетки. Здесь, на границе с коллоидом, ТПО катализирует йодирование тирозильных остатков тиреоглобулина и их конденсацию.

Транспорт йодидаТранспорт йодида (Г) через базальную мембрану тиреоцитов осуществляется НЙС. Связанный с мембраной НЙС, снабжаемый энергией ионных градиентов (создаваемых Na+, К+ -АТФазой), обеспечивает концентрацию свободного йодида в щитовидной железе человека, в 30-40 раз превышающую его концентрацию в плазме. В физиологических условиях НЙС активируется ТТГ, а в патологических (при болезни Грейвса) - антителами, стимулирующими рецептор ТТГ. НЙС синтезируется также в слюнных, желудочных и молочных железах. Поэтому они также обладают способностью концентрировать йодид. Однако его накоплению в этих железах препятствует отсутствие органификации; ТТГ не стимулирует активность НЙС в них. Большие количества йодида подавляют как активность НЙС, так и экспрессию его гена (механизм ауторегуляции метаболизма йода). Перхлорат также снижает активность НЙС, и поэтому может применяться при гипертиреозе. НЙС транспортирует в тиреоциты не только йодид, но и пертехнетат (TcO4-). Радиоактивный изотоп технеция в виде Tc99mO4- используют для сканирования щитовидной железы и оценки ее поглощающей активности.На апикальной мембране тиреоцитов локализуется второй белковый транспортер йодида - пендрин, который переносит йодид в коллоид, где происходит синтез тиреоидных гормонов. Мутации гена пендрина, нарушающие функцию этого белка, обусловливают синдром зоба с врожденной глухотой (синдром Пендреда).

Йодирование тиреоглобулинаНа границе тиреоцитов с коллоидом йодид быстро окисляется перекисью водорода; эта реакция катализируется ТПО. В результате образуется активная форма йодида, которая присоединяется к тирозильным остаткам тиреоглобулина. Необходимая для этой реакции перекись водорода образуется, по всей вероятности, под действием НАДФ-оксидазы в присутствии ионов кальция. Этот процесс также стимулируется ТТГ. ТПО способна катализировать йодирование тирозильных остатков и в других белках (например, в альбумине и фрагментах тиреоглобулина), но активные гормоны в этих белках не образуются.

Конденсация йодтирозильных остатков тиреоглобулинаТПО катализирует и объединение йодтирозильных остатков тиреоглобулина. Предполагается, что в ходе этого внутримолекулярного процесса происходит окисление двух йодированных остатков тирозина, близость которых друг к другу обеспечивается третичной и четвертичной структурой тиреоглобулина. Затем йодтирозины образуют промежуточный хиноловый эфир, расщепление которого приводит к появлению йодтиронинов. При конденсации двух остатков дийодтирозина (ДИТ) в молекуле тиреоглобулина образуется Т4, а при конденсации ДИТ с остатком монойодтирозина (МИТ) - Т3.Производные тиомочевины - пропилтиоурацил (ПТУ), тиамазол и карбимазол - являются конкурентными ингибиторами ТПО. Из-за своей способности блокировать синтез тиреоидных гормонов эти средства используются при лечении гипертиреоза.

Протеолиз тиреоглобулина и секреция тиреоидных гормоновПузырьки, образующиеся на апикальной мембране тиреоцитов, поглощают тиреоглобулин и путем пиноцитоза проникают в клетки. С ними сливаются лизосомы, содержащие протео-литические ферменты. Протеолиз тиреоглобулина приводит к освобождению Т4 и Т3, равно как и неактивных йодированных тирозинов, пептидов и отдельных аминокислот. Биологические активные Т4 и Т3 выделяются в кровь; ДИТ и МИТ дейо-дируются, и их йодид сохраняется в железе. ТТГ стимулирует, а избыток йодида и литий ингибируют секрецию тиреоидных гормонов. В норме из тиреоцитов в кровь выделяется и небольшое количество тиреоглобулина. При ряде заболеваний щитовидной железы (тиреоидите, узловом зобе и болезни Грейвса) его концентрация в сыворотке значительно возрастает.

Дейодирование в тиреоцитахМИТ и ДИТ, образующиеся в процессе синтеза тиреоидных гормонов и протеолиза тиреоглобулина, подвергаются действию внутритиреоидной дейодиназы (НАДФ-зависимого флавопротеина). Этот фермент присутствует в митохондриях и микросомах и катализирует дейодирование только МИТ и ДИТ, но не Т4 или Т3. Основная часть освобождающегося йодида повторно используется в синтезе тиреоидных гормонов, но небольшие его количества все же просачиваются из тиреоцитов в кровь.В щитовидной железе присутствует также 5"-дейодиназа, которая превращает Т4 в Т3. При недостаточности йодида и гипертиреозе этот фермент активируется, что приводит к увеличению количества секретируемого Т3 и тем самым к усилению метаболических эффектов тиреоидных гормонов.

Нарушения синтеза и секреции тиреоидных гормонов

Дефицит йода в диете и наследственные дефектыПричиной недостаточной продукции тиреоидных гормонов может быть как дефицит йода в диете, так и дефекты генов, кодирующих белки, которые участвуют в биосинтезе Т4 и Т3 (дисгормоногенез). При малом содержании йода и общем снижении продукции тиреоидных гормонов увеличивается отношение МИТ/ДИТ в тиреоглобулине и возрастает доля секретируемого железой Т3. Гипоталамо-гипофизарная система реагирует на дефицит тиреоидных гормонов повышенной секрецией ТТГ. Это приводит к увеличению размеров щитовидной железы (зобу), что может компенсировать дефицит гормонов. Однако если такая компенсация недостаточна, то развивается гипотиреоз. У новорожденных и маленьких детей дефицит тиреоидных гормонов может приводить к необратимым нарушениям нервной и других систем (кретинизм). Конкретные наследственные дефекты синтеза Т4 и Т3 подробнее рассматриваются в разделе, посвященном нетоксическому зобу.

Влияние избытка йода на биосинтез тиреоидных гормоновХотя йодид необходим для образования тиреоидных гормонов, его избыток угнетает три основных этапа их продукции: захват йодида, йодирование тиреоглобулина (эффект Вольфа-Чайкова) и секрецию. Однако нормальная щитовидная железа через 10-14 суток «ускользает» из-под ингибиторных влияний избытка йодида. Ауторегуляторные эффекты йодида предохраняют функцию щитовидной железы от последствий кратковременных колебаний потребления йода.

{module директ4}

Влияние избытка йодида имеет важное клиническое значение, так как может лежать в основе индуцированных йодом нарушений функции щитовидной железы, а также позволяет использовать йодид для лечения ряда нарушений ее функции. При аутоиммунном тиреоидите или некоторых формах наследственного дисгормоногенеза щитовидная железа теряет способность «ускользать» из-под ингибирующего действия йодида, и избыток последнего может вызывать гипотиреоз. И наоборот, у некоторых больных с многоузловым зобом, латентной болезнью Грейвса, а иногда и в отсутствие исходных нарушений функции щитовидной железы, нагрузка йодидом может вызывать гипертиреоз (феномен йод-Базедов).

Транспорт тиреоидных гормонов

Оба гормона циркулируют в крови в связанном с белками плазмы виде. Несвязанными, или свободными, остаются только,0,04% Т4 и 0,4% Т3, и именно эти их количества могут проникать в клетки-мишени. Тремя главными транспортными белками для этих гормонов являются: тироксин-связывающий глобулин (ТСГ), транстиретин (ранее называвшийся тироксин-связывающим преальбумином - ТСПА) и альбумин. Связывание с белками плазмы обеспечивает доставку плохо растворимых в воде йодтиронинов к тканям, их равномерное распределение по тканям-мишеням, а также их высокий уровень в крови со стабильным 7-суточным t1/2 в плазме.

Тироксин-связывающий глобулинТСГ синтезируется в печени и представляет собой гликопротеин семейства серпинов (ингибиторов сериновых протеаз). Он состоит из одной полипептидной цепи (54 кДа), к которой прикреплены четыре углеводные цепи, в норме содержащие примерно 10 остатков сиаловой кислоты. Каждая молекула ТСГ содержит один сайт связывания Т4 или Т3. Концентрация ТСГ в сыворотке составляет 15-30 мкг/мл (280-560 нмоль/л). Этот белок обладает высоким сродством к Т4 и Т3 и связывает около 70% присутствующих в крови тиреоидных гормонов.Связывание тиреоидных гормонов с ТСГ нарушается при врожденных дефектах его синтеза, при некоторых физиологических и патологических состояниях, а также под влиянием ряда лекарственных средств. Недостаточность ТСГ встречается с частотой 1:5000, причем для некоторых этнических и расовых групп характерны специфические варианты этой патологии. Наследуясь как сцепленный с Х-хромосомой рецессивный признак, недостаточность ТСГ поэтому гораздо чаще наблюдается у лиц мужского пола. Несмотря на низкие уровни общих Т4 и Т3, содержание свободных тиреоидных гормонов остается нормальным, что и определяет эутиреоидное состояние носителей данного дефекта. Врожденная недостаточность ТСГ часто ассоциируется с врожденной недостаточностью кортикостероид-связывающего глобулина. В редких случаях врожденного избытка ТСГ общий уровень тиреоидных гормонов в крови повышен, но концентрации свободных Т4 и Т3 опять-таки остаются нормальными, а состояние носителей дефекта - эутиреоидным. Беременность, эстроген-секретирующие опухоли и эстрогенная терапия сопровождаются повышением содержания сиаловой кислоты в молекуле ТСГ, что замедляет его метаболический клиренс и обусловливает повышенный уровень в сыворотке. При большинстве системных заболеваний уровень ТСГ снижается; расщепление лейкоцитарными протеазами уменьшает и сродство этого белка к тиреоидным гормонам. И то и другое приводит к снижению общей концентрации тиреоидных гормонов при тяжелых заболеваниях. Одни вещества (андрогены, глюкокортикоиды, даназол, L-аспарагиназа) снижают концентрацию ТСГ в плазме, тогда как другие (эстрогены, 5-фторурацил) повышают ее. Некоторые из них [салицилаты, высокие дозы фенитоина, фенилбу-тазон и фуросемид (при внутривенном введении)], взаимодействуя с ТСГ, вытесняют Т4 и Т3 из связи с этим белком. В таких условиях гипоталамо-гипофизарная система сохраняет концентрацию свободных гормонов в нормальных пределах за счет снижения их общего содержания в сыворотке. Повышение уровня свободных жирных кислот под влиянием гепарина (стимулирующего липопротеинлипазу) также приводит к вытеснению тиреоидных гормонов из связи с ТСГ. In vivo это может снижать общий уровень тиреоидных гормонов в крови, но in vitro (например, при отборе крови через заполненную гепарином канюлю) содержание свободных Т4 и Т3 повышается.

Транстиретин (тироксин-связывающий преальбумин)Транстиретин, глобулярный полипептид с молекулярной массой 55 кДа, состоит из четырех одинаковых субъединиц, каждая из которых насчитывает 127 аминокислотных остатков. Он связывает 10% присутствующего в крови Т4. Его сродство к Т4 на порядок выше, чем к Т3. Комплексы тиреоидных гормонов с транстиретином быстро диссоциируют, и поэтому транстиретин служит источником легко доступного Т4. Иногда имеет место наследственное повышение сродства этого белка к Т4. В таких случаях уровень общего Т4 повышен, но концентрация свободного Т4 остается нормальной. Эутиреоидная гипертироксинемия наблюдается также при эктопической продукции транстиретина у больных с опухолями поджелудочной железы и печени.

АльбуминАльбумин связывает Т4 и Т3 с меньшим сродством, чем ТСГ или транстиретин, но в силу его высокой концентрации в плазме с ним связано целых 15% тиреоидных гормонов, присутствующих в крови. Быстрая диссоциация комплексов Т4 и Т3 с альбумином делает этот белок основным источником свободных гормонов для тканей. Гипоальбуминемия, характерная для нефроза или цирроза печени, сопровождается снижением уровня общих Т4 и Т3, но содержание свободных гормонов остается нормальным.

При семейной дисальбуминемической гипертироксинемии (аутосомно-доминантном дефекте) 25% альбумина обладают повышенным сродством к Т4. Это приводит к повышению уровня общего Т4 в сыворотке при сохранении нормальной концентрации свободного гормона и эутиреоза. Сродство альбумина к Т3 в большинстве таких случаев не меняется. Варианты альбумина не связывают аналоги тироксина, используемые во многих иммунологических системах определения свободного Т4 (свТ4); поэтому при обследовании носителей соответствующих дефектов можно получить ложно завышенные показатели уровня свободного гормона.

Метаболизм тиреоидных гормонов

В норме щитовидная железа секретирует в сутки примерно 100 нмоль Т4 и всего 5 нмоль Т3; суточная секреция биологически неактивного реверсивного Т3 (рТ3) составляет менее 5 нмоль. Основное количество Т3, присутствующего в плазме, образуется в результате 5"-монодейодирова-ния наружного кольца Т4 в периферических тканях, главным образом в печени, почках и скелетных мышцах. Поскольку Т3 обладает более высоким сродством к ядерным рецепторам тиреоидных гормонов, чем Т4, 5"-монодейодирова-ние последнего приводит к образованию гормона с большей метаболической активностью. С другой стороны, 5-дейодирование внутреннего кольца Т4 приводит к образованию 3,3",5"-трийодтиронина, или рТ3, лишенного метаболической активности.Три дейодиназы, катализирующие эти реакции, различаются по своей локализации в тканях, субстратной специфичности и активности в физиологических и патологических условиях. Наибольшие количества 5"-дейодиназы 1-го типа обнаруживаются в печени и почках, а несколько меньшие - в щитовидной железе, скелетных и сердечной мышцах и других тканях. Фермент содержит селеноцистеиновую группу, которая, вероятно, и является его активным центром. Именно 5"-дейодиназа 1-го типа образует основное количество Т3 в плазме. Активность этого фермента возрастает при гипертиреозе и снижается при гипотиреозе. Производное тиомочевины ПТУ (но не тиамазол), а также антиаритмическии препарат амиодарон и йодированные рентгеноконтрастные вещества (например, натриевая соль иоподовой кислоты) ингибируют 5"-дейодиназу 1-го типа. Превращение Т4 в Т3 снижается и при недостаточности селена в диете.Фермент 5"-дейодиназа 2-го типа экспрессируется преимущественно в головном мозге и гипофизе и обеспечивает постоянство внутриклеточного содержания Т3 в ЦНС. Фермент обладает высокой чувствительностью к уровню Т4 в плазме, и снижение этого уровня сопровождается быстрым возрастанием концентрации 5"-дейодиназы 2-го типа в головном мозге и гипофизе, что поддерживает концентрацию и действие Т3 в нейронах. И наоборот, при повышении уровня Т4 в плазме содержание 5"-дейодиназы 2-го типа снижается, и клетки мозга оказываются до некоторой степени защищенными от эффектов Т3. Таким образом, гипоталамус и гипофиз реагируют на колебания уровня Т4 в плазме изменением активности 5"-дейодиназы 2-го типа. На активность этого фермента в мозге и гипофизе влияет также рТ3. Альфа-адренергические соединения стимулируют 5"-дейодиназу 2-го типа в бурой жировой ткани, но физиологическое значение этого эффекта остается неясным. В хориальных мембранах плаценты и глиальных клетках ЦНС присутствует 5-дейодиназа 3-го типа, превращающая Т4 в рТ3, а Т3 - в 3,3"-дийодтиронин (Т2). Уровень дейодиназы 3-го типа возрастает при гипертиреозе и снижается при гипотиреозе, что предохраняет плод и головной мозг от избытка Т4.В целом, дейодиназы выполняют троякую физиологическую функцию. Во-первых, они обеспечивают возможность местной тканевой и внутриклеточной модуляции действия тиреоидных гормонов. Во-вторых, они способствуют адаптации организма к меняющимся условиям существования, например к дефициту йода или хроническим заболеваниям. В-третьих, они регулируют действие тиреоидных гормонов на ранних стадиях развития многих позвоночных - от амфибий до человека.

Дейодированию подвергается около 80% Т4:35% превращается в Т3 и 45% - в рТ3. Остальная его часть инактивируется, соединяясь с глюкуроновой кислотой в печени и выделяясь с желчью, а также (в меньшей степени) путем соединения с серной кислотой в печени или почках. Другие метаболические реакции включают дезаминирование аланиновой боковой цепи (в результате чего образуются производные тироуксусной кислоты с низкой биологической активностью), декарбоксилирование или расщепление эфирной связи с образованием неактивных соединений.

www.sweli.ru

Развитию гипотиреоза у взрослых может предшествовать увеличение размеров щитовидной железы- зоб

Простое увеличение щитовидной железы - это «попыт­ка» организма компенсировать сниженное образова­ние тиреоидных гормонов и является следствием повышения уровня тиреотропина. Нарушение любого из этапов синтеза гормонов, связанных с недостатком иодидов, нарушением их транспорта, йодирования тирозинов, нарушениями реакции конденсации, не­достаточностью дейодиназы, дефектами в структуре транспортных белков может вызывать развитие простого зоба у взрослых людей. Простой зоб можно лечить экзогенными тиреоидными гормонами. При специ­фических формах зоба рекомендуют увеличение или ограничение потребления йода.

Любое из приведенных выше нарушений синтеза или транспорта гормонов приводит к дефициту свободных Т3 или Т4, и обусловливает появление клинического состояния, известного как гипотиреоз. Однако гипотиреоз не всегда связан только с недоста­точностью функций щитовидной железы. Он может развиться и при нарушениях функций гипофиза или гипо­таламуса. При гипотиреозе снижаются основной об­мен, а также скорость других процессов, зависящих от тиреоидных гормонов (см табл. 11.10).

Гипотиреоз у плода и новорожденного приводит к нарушению роста и развития.

Проявления недостаточности гормонов щитовидной железы зависят от возраста, в котором возникает гипоти­реоз. Наиболее неблагоприятным для дальнейшего развития ребенка является гипотиреоз, развивающийся у плода или сразу после рождения. Гипотиреоз у плодов или новорожденных приводит к кретинизму, который характеризуется множествен­ными врожденными нарушениями и тяжелой не­обратимой задержкой умственного развития.

При возникно­вении гипотиреоза у детей старшего возраста на­блюдается отставание в росте без задержки умствен­ного развития. Различные формы гипотиреоза лечат заместительным введением тиреоидных гормонов.

Увеличение размеров щитовидной железы может быть признаком гиперфункции

Гипертиреоз, или тиреотоксикоз это состояние, обусловленное из­быточным образованием гормонов щитовидной железы. Среди множества форм этой патологии, наиболее известной является диффузный токсический зоб (болезнь Грейвса, Базедова болезнь) аутоиммунное заболевание, связанное с образованием тиреоид-стимулирующего иммуноглобулина (IgG), действующего подобно ТТГ и активи­рующего рецептор тиреотропина.

При болезни Грейвса наблюдается диффузное разрастание щитовид­ной железы и избыточная неконтролируемая про­дукция Т3 и Т4. Проявления гипертиреоза включают многосистемные сдвиги. Одним из признаком болезни Грейва является экзофтальм – выпячивание глазных яблок, связанное с набуханием мышц. Лечение гипертиреоза, или болезни Грейвса, состоит в подавлении образования гормонов, что достигается примене­нием антитиреоидных средств, блокированием функции железы радиоактивным изотопом йода (та­ким, как 1311) или комбинацией этих двух приемов. Иногда производят хирургическое удаление железы.

Увеличение размеров щитовидной железы может быть следствием применения антитиреоидных средств.

Большинство лекарственных препаратов, тормозящих функцию щитовидной железы оказывают влияние на механизм йодного насоса по конкурентному принципу или блокируют органификацию йода. Многие моновалентные анионы конкурирует с йодидами за активный транспорт в щитовидную железу и тем самым ингибируют поступление йода в железу. Этот ингибирующий эффект может снизить введением дополнительного количества иодидов. К таким анионам относятся хлорат, пертехнетат, периодат, дииодат, нитрат и перхлорат..

Длительное применение антитиреоидных препаратов приводит к увеличению размеров щитовидной железы. Некоторые овощи содержат вещества, обладающие ингибирующим действием на функции щитовидной железы. Описаны «капустные» зобы у вегетарианцев. Из капусты и брюквы выделены предшественники (прогоитрины) и факторы, превращающие эти предшественники в активные вещества (гоитрины) , тормозящие образование гормонов щитовидной железы.

Ат к рецепторам ттг расшифровка

7746 0

Анатомия и физиология щитовидной железы

Щитовидная железа состоит из двух долей, располагающихся по обеим сторонам трахеи. Доли связаны между собой тонким перешейком, лежащим на передней поверхности трахеи под cartilago cricoidea. Иногда из перешейка исходит дополнительная пирамидальная доля. Масса железы составляет в среднем 15-20 г и варьирует в зависимости от района проживания человека.

У зародыша щитовидная железа представляет собой выпячивание дна глоточного кармана. Удлиняясь книзу, она образует ductus thyreoglossus, преобретая двудольную структуру. В редких случаях одна или обе доли щитовидной железы не развиваются. При остановке миграции эмбриональной ткани возможно образование так называемой язычной щитовидной железы. Известны случаи, когда участки тиреоидной ткани локализуются и в других местах по ходу трахеи. Иногда они инфицируются или подвергаются злокачественному перерождению. Зародышевая тиреоидная ткань обладает свойством перемещаться вслед за вилочковой железой в грудную клетку, где спустя десятилетия способна дать начало загрудинному зобу со сдавлением трахеи или возвратного гортанного нерва.

Микроскопически ткань щитовидной железы состоит преимущественно из сферических тиреоидных фолликулов. В норме каждый фолликул представляет собой один слой кубовидных клеток, окружающих полость, заполненную вязкой гомогенной массой — коллоидом. В состоянии повышенной функции фолликулярные клетки приобретают цилиндрическую форму, а в условиях гипофункции уплощаются. Между фолликулами располагаются кровеносные капилляры и нервные окончания, непосредственно контактирующие с наружной поверхностью фолликулов. Апикальная (обращенная к заполненной коллоидом полости) поверхность каждой фолликулярной клетки (тиреоцита) снабжена микроворсинками, проникающими в коллоид.

Щитовидная железа взрослого человека содержит и парафолликулярные или К-клетки в межфолликулярной соединительной ткани, которые вырабатывают пептидный гормон — кальцитонин. Они отличаются от фолликулярного эпителия большим числом митохондрий и присутствием электронно-плотных гранул.

Синтез, секреция и метаболизм тиреоидных гормонов

На рис. 31 показана химическая структура тиреоидных гормонов — тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3), а также ряда их основных метаболитов. Предшественником Т4 и Т3 является аминокислота L-тирозин. Присоединение йода к фенольному кольцу тирозина обеспечивает образование моно- или дийодтирозинов. Если к тирозину с помощью эфирной связи присоединяется второе фенольное кольцо, то образуется тиронин. К каждому из двух или сразу к обоим фенольным кольцам тиронина может примкнуть один или два атома йода в метаположении по отношению к аминокислотному остатку. Т4 представляет собой 3,5,3",5"-тетрайодтиронин, а Т3 — 3,5,3"-трийодтиронин, т. е. содержит меньше на один атом йода в «наружном» (лишенном аминокислотной группировки) кольце.

При удалении атома йода из «внутреннего» кольца Т4 превращается в 3,3",5"-трийодтиронин или в обратный (реверсивный) Т3 (рТ3). Дийодтиронин может существовать в трех формах (3",5"-Т2, 3,5-Т2 или 3,3"-Т2). При отщеплении от Т4 или Т3 аминогруппы образуются соответственно тетрайод- и трийодтироуксусные кислоты. Значительная гибкость пространственной структуры молекулы тиреоидных гормонов, определяемой поворотом обоих колец тиронина по отношению к аланиновой части, играет существенную роль во взаимодействии этих гормонов со связывающими белками плазмы крови и клеточными рецепторами.

Основным природным источником йода служат морские продукты. Минимальная суточная потребность в йоде (в пересчете на йодид) для человека — около 80 мкг, но в отдельных местностях, где с профилактической целью применяется йодированная соль, потребление йодида может достигать 500 мкг/сут. Содержание йодида определяется не только тем его количеством, которое поступает из желудочно-кишечного тракта, но и «утечкой» из щитовидной железы (в норме около 100 мкг/сут), а также периферическим дейодированием йодтиронинов.


Рис. 31. Химическая структура тиреоидных гормонов.


Щитовидная железа обладает способностью концентрировать йодид из плазмы крови. Аналогичной способностью обладают и другие ткани, например, слизистая оболочка желудка и слюнные железы. Процесс переноса йодида в фолликулярный эпителий энергозависим, насыщаем и осуществляется сопряженно с обратной транспортировкой натрия мембранной натрий-калий-аденозинтрифосфатазой (АТФазой). Система перемещения йодида не строго специфична и обусловливает доставку в клетку ряда других анионов (перхлорат, пертехнетат и тиоцианат), которые являются конкурентными ингибиторами процесса накопления йодида в щитовидной железе.

Как уже отмечалось, помимо йода составной частью тиреоидных гормонов является тиронин, образующийся в недрах молекулы белка — тиреоглобулина. Его синтез происходит в тиреоцитах. На долю тиреоглобулина приходится 75 % всего содержащегося и 50 % синтезирующегося в каждый данный момент белка в щитовидной железе.

Йодид, попавший внутрь клетки, окисляется и ковалентно присоединяется к остаткам тирозина в молекуле тиреоглобулина. Как окисление, так и йодирование тирозильных остатков катализируются присутствующей в клетке пероксидазой. Хотя активная форма йода, йодирующая белок, точно неизвестна, но, прежде чем произойдет такое йодирование (т. е. процесс органификации йода), должна образоваться перекись водорода. По всей вероятности, она продуцируется НАД-Н-цитохромом В- или НАДФ-Н-цитохром С-редуктазой. Йодированию подвергаются как тирозильные, так и монойодтирозильные остатки в молекуле тиреоглобулина. На этот процесс влияет природа рядом расположенных аминокислот, а также третичная конформация тиреоглобулина. Пероксидаза представляет собой мембранно-связанный ферментный комплекс, простетическую группу которого образует гем. Гематиновая группировка абсолютно необходима для проявления активности фермента.

Йодирование аминокислот предшествует их конденсации, т. е. образованию тирониновых структур. Последняя реакция требует присутствия кислорода и может осуществляться через промежуточное образование активного метаболита йодтирозина, например пировиноградной кислоты, которая затем присоединяется к йодтирозильному остатку в составе тиреоглобулина. Независимо от того, какой именно механизм конденсации существует, эта реакция также катализируется тиреоидной пероксидазой.

Молекулярная масса зрелого тиреоглобулина 660000 дальтон (коэффициент седиментации — 19). Он обладает, по-видимому, уникальной третичной структурой, способствующей конденсации йодтирозильных остатков. Действительно, содержание тирозина в этом белке мало отличается от такового в других белках, причем йодирование тирозильных остатков может происходить в любом из них. Однако реакция конденсации осуществляется с достаточно высокой эффективностью, вероятно, только в тиреоглобулине.

Содержание йодаминокислот в нативном тиреоглобулине зависит от доступности йода. В норме тиреоглобулин содержит 0,5 % йода в составе 6 остатков монойодтирозина (МИТ), 4 — дийодтирозина (ДИТ), 2 — Т4 и 0,2 — Тз на молекулу белка. Обратный Т3 и дийодтиронины присутствуют в очень малых количествах. Однако в условиях дефицита йода эти соотношения нарушаются: возрастают отношения МЙТ/ДИТ и Т3/Т4, что рассматривают как активное приспособление гормогенеза в щитовидной железе к дефициту йода, поскольку Тз обладает большей метаболической активностью по сравнению с Т4.

На рис. 32 схематически изображена последовательность синтеза тиреоглобулина в фолликулярной клетке щитовидной железы. Весь процесс направлен в одну сторону: от базальной мембраны к апикальной и далее — в коллоидное пространство. Образование свободных тиреоидных гормонов и поступление их в кровь предполагает существование и обратного процесса (рис. 33). Последний складывается из ряда этапов. Вначале содержащийся в коллоиде тиреоглобулин захватывается отростками микроворсинок апикальной мембраны, образующими пузырьки пиноцитоза. Они перемещаются в цитоплазму фолликулярной клетки, где их называют коллоидными каплями. В свою очередь они сплавляются с микросомами, образуя фаголизосомы, и в их составе мигрируют к базальной клеточной мембране. В ходе этого процесса происходит протеолиз тиреоглобулина, во время которого образуются Т4 и Т3. Последние диффундируют из фолликулярной клетки в кровь.

В самой клетке происходит также частичное дейодирование Т4 с образованием Тз. В кровь попадает и некоторая часть йодтирозинов, йода и небольшое количество тиреоглобулина. Последнее обстоятельство имеет существенное значение для осмысливания патогенеза аутоиммунных заболеваний щитовидной железы, для которых характерно присутствие в крови антител к тиреоглобулину. В отличие от прежних представлений, согласно которым образование таких аутоантител связывали с повреждением тиреоидной ткани и попаданием тиреоглобулина в кровь, в настоящее время доказано, что тиреоглобулин поступает туда и в норме.

В процессе внутриклеточного протеолиза тиреоглобулина в цитоплазму фолликулярной клетки проникают не только йодтиронины, но и содержащиеся в белке в большом количестве йодтирозины. Однако, в отличие от Т4 и Тз, они быстро дейодируются ферментом, присутствующим в микросомной фракции, с образованием йодида. Большая часть последнего подвергается в щитовидной железе реутилизации, но некоторое его количество все же выходит из клетки в кровь.

Дейодирование йодтирозинов обеспечивает в 2-3 раза больше йодида для нового синтеза тиреоидных гормонов, чем транспортировка этого аниона из плазмы крови в щитовидную железу, и поэтому играет основную роль в поддержании синтеза йодт-иронинов.

За сутки щитовидная железа продуцирует примерно 80-100 мкг Т4. Период полужизни этого соединения в крови составляет 6-7 дней. Ежесуточно в организме распадается около 10 % секретируемого Т4. Скорость его деградации, как и Т3, зависит от их связывания с белками сыворотки и тканей. В нормальных условиях более 99,95 % присутствующего в крови Т4 и более 99,5 % Тз связано с белками плазмы. Последние выступают в роли буфера уровня свободных тиреоидных гормонов и одновременно служат как бы местом их хранения. На распределение Т4 и Тз среди различных связывающих белков влияют рН и ионный состав плазмы.

В плазме примерно 80 % Т4 скомплексировано с тироксинсвязывающим глобулином (ТСГ), 15 % — с тироксинсвязывающим преальбумином (ТСПА), а остальная часть — с альбумином сыворотки. ТСГ связывает и 90 % Тз, а ТСПА — 5 % этого гормона. Принято считать, что метаболически активной является только та ничтожная доля тиреоидных гормонов, которая не присоединена к белкам и способна к диффузии через клеточную мембрану. В абсолютных цифрах количество свободного Т4 в сыворотке составляет около 2 нг%, а Тз — 0,2 нг%. Однако в последнее время получен ряд данных о возможной метаболической активности и той части тиреоидных гормонов, которая связана с ТСПА. Не исключено, что ТСПА является необходимым посредником в передаче гормонального сигнала из крови в клетки.

ТСГ имеет молекулярную массу 63 000 дальтон и представляет собой гликопротеин, синтезируемый в печени. Его сродство к Т4 примерно в 10 раз выше, чем к Тз. Углеводный компонент ТСГ представлен сиаловой кислотой и играет существенную роль в комплексировании гормонов. Печеночная продукция ТСГ стимулируется эстрогенами и тормозится андрогенами и большими дозами глюкокортикоидов. Кроме того, существуют врожденные аномалии продукции этого белка, которые могут сказаться на общей концентрации тиреоидных гормонов в сыворотке крови.

Молекулярная масса ТСПА 55000 дальтон. В настоящее время установлена полная первичная структура этого белка. Его пространственная конфигурация определяет существование проходящего через центр молекулы канала, в котором расположены два одинаковых связывающих места. Комплексирование Т4 с одним из них резко снижает сродство второго к гормону. Подобно ТСГ, ТСПА обладает



Рис. 32. Последовательность синтеза тиреоглобулина в щитовидной железе (схема)


Рис. 33. Схема образования свободных тиреоидных гормонов.


гораздо большим сродством к Т4, чем к Т3. Интересно, что другие участки ТСПА способны связывать небольшой по размеру (21 000) белок, специфически взаимодействующий с витамином А. Присоединение этого белка стабилизирует комплекс ТСПА с Т4. Важно отметить, что тяжелые нетиреоидные заболевания, а также голодание сопровождаются быстрым и значительным падением уровня ТСПА в сыворотке.

Сывороточный альбумин имеет наименьшее из перечисленных белков сродство к тиреоидным гормонам. Поскольку в норме с альбумином связано не более 5 % общего количества присутствующих в сыворотке тиреоидных гормонов, изменение его уровня лишь очень слабо влияет на концентрацию последних.

Как уже отмечалось, соединение гормонов с белками сыворотки крови не только предотвращает биологические эффекты Т3 и Т4, но и в значительной степени замедляет скорость их деградации. До 80 % Т4 метаболизируется путем монодейодирования. В случае отщепления атома йода в 5"-м положении образуется Т3, обладающий гораздо большей биологической активностью; при отщеплении йода в положении 5 образуется рТз, биологическая активность которого крайне незначительна. Монодейодирование Т4 в том или ином положении является не случайным процессом, а регулируется рядом факторов. Однако в норме дейодирование в обоих положениях протекает обычно с равной скоростью. Небольшие количества Т4 подвергаются дезаминированию и декарбоксилированию с образованием тетрайодтироуксусной кислоты, а также конъюгированию с серной и глюкуроновой кислотами (в печени) с последующей экскрецией конъюгатов с желчью.

Монодейодирование Т4 вне щитовидной железы служит основным источником Т3 в организме. Этот процесс обеспечивает почти 80 % из 20-30 мкг Т3, образующегося за сутки. Таким образом на долю секреции Т3 щитовидной железой приходится не более 20 % его суточной потребности. Внетиреоидное образование Тз из Т4 катализируется Тгб"-дейодиназой. Фермент локализуется в клеточных микросомах и требует в качестве кофактора восстановленных сульфгидрильных групп. Считают, что основное превращение Т4 в Тз происходит в тканях печени и почек. Т3 слабее, чем Т4, связан с белками сыворотки, поэтому подвергается более быстрой деградации.

Период его полужизни в крови составляет около 30 ч. Он превращается преимущественно в 3,3"-Т2 и 3,5-Т2; образуются и небольшие количества трийодтироуксусной и трийодтиропропионовой кислот, а также конъюгатов с серной и глюкуроновой кислотами. Все эти соединения практически лишены биологической активности. Различные дийодтиронины превращаются затем в монойодтиронины и, наконец, в свободный тиронин, который обнаруживается в моче.

Концентрация различных йодтиронинов в сыворотке здорового человека составляет, мкг%: Т4 — 5-11; нг%: Т3 — 75-200, тетрайодтироуксусная кислота — 100-150, рТ3 — 20-60, 3,3"-Т2 — 4-20, 3,5-Т2 — 2-10, трийодтироуксусная кислота — 5-15, 3",5"-Т2 — 2-10, 3-Т, — 2,5.