Механизм действия гормонов щитовидной железы — Механизм действия гормонов щитовидной железы

Автор: | 20.05.2021

Содержание

Механизм действия гормонов щитовидной железы

Механизм действия гормонов щитовидной железы

Препараты для лечения щитовидной железы

Для лечения щитовидки наши читатели успешно используют Монастырский чай. Видя, такую популярность этого средства мы решили предложить его и вашему вниманию.
Подробнее здесь…

лечение щитовидной железы

Препараты гормонов щитовидной железы принято делить по происхождению на две группы: синтетические и гормоны животных. Препараты для лечения щитовидной железы у женщин лучше выбирать синтетические, несмотря на их «неестественное» происхождение. Такие лекарства практически лишены примесей, их эффект полностью предсказуем, гораздо меньше побочных эффектов, случаев непереносимости.

Показания

Когда применяют тиреоидные препараты, или препараты щитовидных гормонов:

При их недостатке вследствие болезни, врожденного отсутствия, облучения шеи вследствие лучевой терапии, или лечения радиоактивным йодом, или оперативного удаления щитовидной железы уровень ее гормонов не может отвечать потребностям организма. В ряде случаев препараты щитовидных гормонов приходится в этих случаях принимать неопределенно долго, годами.

Нужно временно «выключить» щитовидку. Когда приходится иметь дело с раком из ткани щитовидной железы, то его рост можно задержать, остановив гормональную продукцию в железе. Раковый рост основан на делении клеток, которое замедляется, если железа не работает. Человеку дают столько щитовидных гормонов, сколько нужно организму, или чуть-чуть больше. Тогда прекращается стимуляция щитовидки, и она замирает – рак тоже.

Для похудения. На это отваживаются те немногие женщины, чья смелость победила здравый смысл. Щитовидные гормоны, принимаемые без врачебного назначения и контроля, не являются адекватным и безопасным средством для снижения веса, так как он резко увеличивает аппетит, а у лиц с заболеваниями сердца может вызывать аритмии, приступы стенокардии, острую сердечную недостаточность. Тироксин при передозировке вреден для сердца даже здорового человека. При длительном приеме или в высоких дозах женщина имеет шанс на развитие патологии также и щитовидной железы.

Противопоказания

Лечение щитовидной железы

Противопоказания делят на абсолютные и относительныеБывают абсолютные и относительные. Перечень абсолютных противопоказаний, как обычно, невелик – это гипертиреоз, когда щитовидных гормонов и так избыток, и аллергия, которая обычно бывает на гормоны животного происхождения и при замене на синтетический препарат исчезает.
Перечень относительных противопоказаний:

  1. Сахарный диабет, ведь щитовидные гормоны повышают сахар в крови и поэтому увеличивают потребность в инсулине. Если назначение гормонов жизненно необходимо, то их дозы приходится кропотливо подбирать и соотносить с остаточной гормональной функцией железы и текущей потребностью человека в инсулине. Это очень непростая задача даже для опытного эндокринолога.
  2. Недостаточность гормонов надпочечников (аддисонова болезнь), так как гормоны щитовидной железы увеличивают потребность в кортизоле.
  3. Общее значительное истощение. Повышая скорость метаболизма и, соответственно, энергозатраты на жизнеобеспечение, гормоны щитовидной железы лишь усугубят истощение и приведут к кахексии.
  4. Тяжелые формы ИБС. Происходит активизация сердечной деятельности, с чем больное сердце может и не справиться, возможен инфаркт.

Если прием щитовидных гормонов человеку жизненно необходим, то их все рано назначают, но в минимально эффективных дозах, обычно в больнице и под прикрытием других лекарств.

Лечение щитовидной железы

Взрослым дозу препарата не меняют, детям увеличивают с потребностями организмаДоза тиреоидных препаратов зависит от того, что им лечат, однако в любом случае главным ориентиром служит ТТГ. Если тиреоидные препараты назначают для лечения гипотиреоза, то нормализация ТТГ – критерий идеальной дозы. Напротив, ТТГ должен быть резко снижен, если цель лечения – «выключить» щитовидную железу. Заново подбирать дозу надо, если:

  • Заболевание прогрессирует и соответственно усугубляется гипотиреоз.
  • Имеют/имели место тяжелые стрессовые реакции, операции.
  • Человек переходит на постоянный прием амиодарона или некоторых других препаратов. Вот почему при назначении новых препаратов надо предупреждать врача о том, что вы принимаете щитовидные гормоны. И наоборот, эндокринологу на приеме всегда сообщать названия, дозы всех препаратов, которые принимаете.
  • Отмечается внезапное похудение без видимых причин, переменчивое настроение («то в смех, то в слезы»), поднимается давление, а препараты в привычных дозах его уже не снижают.
  • Увеличение веса, опять же, без видимых тому причин, отеки, заторможенность, ухудшение памяти, постоянно депрессивное, меланхолическое настроение.
  • При сахарном диабете беспричинно поднимается сахар.

Если женщина, которая получает лечение тиреоидными препаратами, забеременела, то их не отменяют. В ряде случаев приходится корригировать дозы в соответствии с меняющимися потребностями развивающегося ребенка и матери.

Взрослым правильно подобранную дозу препарата меняют редко, а детям постепенно увеличивают в соответствии со всевозрастающими потребностями растущего организма.

Разновидности

Самый удобный и потому популярный препарат из группы гормонов щитовидки – это левотироксин. Аналог тироксина, или образующегося в щитовидной железе Т4. Он начинает действовать через 3-4 дня и эффект его длится примерно две недели. Этот препарат обычно выбирают как для обусловленного субклиническим гипотиреозом бесплодия женщин, так и при нехватке щитовидных гормонов у беременных. Назначают в таблетках или для введения в вену.

Существует в арсенале врачей синтетический аналог и Т3, лиотиронин. Препарат аналогичен естественному трийодтиронину человека и по химическому строению, и по биологическому действию. Он примерно в 5 раз активнее, чем Т4. Это мощное лекарство используют только при коме, психозах из-за очень сильного дефицита гормонов щитовидной железы.

Лиотиронин часто эффективен при отсутствии ответа на тиреоидин и почти не вызывает аллергических реакций. Максимальный эффект – через сутки, действует препарат практически неделю. Выпускается в таблетках и в растворе для введения в вену.

Из щитовидных желез убойного скота добывают тиреоидин. Он содержит Т3 и Т4, эффект несколько слабее, а частота аллергий больше, чем у синтетических аналогов. Ответ организма на лечение тиреоидином сложно предсказать, ведь сила действия Т3 и Т4 различна, а в этом лекарстве стандартизировать их соотношение невозможно.

Эффективны комбинации щитовидного гормона с препаратами йода. Так, йодтирокс состоит из йодида калия и левотироксина. Тиреокомб, например, содержит еще и лиотиронин.

НАДПОЧЕЧНИКИ

НАДПОЧЕЧНИКИ

  • ДРУГИЕ ЖЕЛЕЗЫ И ТКАНИ
    • ЛИШНИЙ ВЕС
    • НЕРВНАЯ АНОРЕКСИЯ
    • ОСТЕОПОРОЗ
    • ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА
    • СТАТЬИ В СЛАЙДЕРЕ
    • ЭНДОКРИННАЯ ОФТАЛЬМОПАТИЯ
  • ЖЕЛЕЗЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА
    • ГИПОТАЛАМУС
    • ГИПОФИЗ
    • ЭПИФИЗ
  • НАДПОЧЕЧНИКИ
    • КОРА НАДПОЧЕЧНИКОВ
    • МОЗГОВОЕ ВЕЩЕСТВО НАДПОЧЕЧНИКОВ
  • ПАРАЩИТОВИДНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ
    • ПОВЫШЕННАЯ ФУНКЦИЯ
    • ПОНИЖЕННАЯ ФУНКЦИЯ
  • ПОЛОВЫЕ ЖЕЛЕЗЫ
  • РАЗНОЕ И ЛИЧНОЕ
  • ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА
    • ИССЛЕДОВАНИЕ ЖЕЛЕЗЫ (анализы, УЗИ и пр.)
    • НОРМАЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ (узловой зоб, эндемический зоб, онкология и пр.)
    • О ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЕ (строение, функции, симптомы болезней, лечение и пр.)
    • ПОВЫШЕННАЯ ФУНКЦИЯ (ДТЗ, функциональные автономии, тиреоидит и пр.)
    • ПОНИЖЕННАЯ ФУНКЦИЯ (АИТ, гипотиреоз и пр.)
    • ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА И БЕРЕМЕННОСТЬ

Лечение кальцитонином – показания и особенности применения

Давайте разберемся, от чего это происходит, какой механизм управляет процессами, делая нашу кость крепче или слабее. Кальцитонин (тиреокальцитонин) – один из гормонов щитовидной железы, синтезирующийся в фолликулярных клетках, является главным регулятором кальциевых и фосфорных реакций.

Синтез гормона в крови и его концентрация напрямую зависит от количества кальция. Но время жизни кальцитонинов в организме весьма мало, всего несколько минут, поэтому требуется его постоянный синтез на протяжении всей жизни.

Для чего же нам нужен этот гормон в организме и как влияет его концентрация на жизнедеятельность человека? В клетках костного скелета существуют специфические реагенты, воздействуя на них, кальцитонин регулирует насыщение материала костной ткани кальцием.

Этот процесс не дает развиваться патологическим реакциям, которые направлены на разрушение нашего костного скелета. Значит, гормон тиреокальцитонина следит за концентрацией кальция в нашем организме и переносит его в ткани костей, делая их прочнее и эластичнее, не допускает старения и разрушения костного скелета. Кстати, концентрация кальцитонина в крови имеет важнейшее значение при диагностике рака щитовидной железы.

Как ни странно, но природа распорядилась таким образом, что у щитовидной железы существует другой гормон, называемый паратгормон (ПТГ), который выполняет совершенно противоположные функции, относительно тиреокальцитонина. Гормон ПТГ тщательно следит за концентрацией кальциевых соединений в нашей крови и не допускает ее понижения. Как он это делает? Все просто — вымывает кальций из нашего костного скелета, тем самым делая наши кости менее прочными, рыхлыми, ломкими.

Но не стоит расценивать паратгормон врагом человечества. Дело в том, что в теле здорового человека эти оба гормона — кальцитонин и паратгормон — находятся в точном балансе и не конкурируют друг с другом, а наоборот, дополняют друг друга, совершая тонкую регуляцию кальциевого и фосфорного обмена веществ в организме, тщательно корректируя плотность костного скелета человека.

Отклонения

Анализ на концентрацию гормонов кальцитонина и паратгормона проводят до и после лечения заболеваний остеопорозом или щитовидной железы или для оценки результатов операции. Анализы синтеза этих гормонов обычно осложнены тем, что на концентрацию кальцитонина в крови сильное влияние оказывают ферменты и многие щелочи желудочно-кишечного тракта, а также некоторые болезни других частей тела, например, заболевания печени (почечная недостаточность), почек (нефроз).

Если гормонный баланс нарушается в ту или иную сторону, возникают заболевания, имеющие общее название остеопороз (пониженный кальцитонин) или рак щитовидной железы (кальцитонин повышен).

Остеопороз — это заболевание, характерное резким понижением прочности костного скелета, изменением (как правило, уменьшением) плотности костей. Биологическая структура костей при этом остается прежней, но прогрессивное уменьшение их плотности ведет к повышенной вероятности травм и переломов, а также нарушения функциональности опорно-двигательного аппарата.

Если же содержание кальцитонина в организме значительно выше, то это главный диагностический симптом, позволяющий констатировать рак щитовидной железы и даже судить о стадии заболевания и размерах злокачественной опухоли. Главными причинами нарушения кальциевого баланса в организме считаются:

  • общеизвестно, что огромное количество кальция вымывается из организма алкоголем,
  • неспортивный, сидячий образ жизни,
  • увлечение диетами, особенно низкоуглеводными (знаменитая кремлевская диета),
  • чрезмерное увлечение гормональными препаратами,
  • патологии пищеварительного аппарата.

При пониженной концентрации кальция и фосфора, кости становятся рыхлыми как дерево, изъеденное термитами, в результате этого увеличивается их ломкость и уменьшается плотность. До возраста 19-28 лет плотность костного скелета постепенно возрастает, тяжелеет, обретая свой максимум примерно к тридцатилетнему возрасту – содержание кальцитонина в крови преобладает над концентрацией паратгормона.

А потом этот же процесс начинает плавно и незаметно идти вспять – прочность и плотность костного скелета понижается, и уже к 60-ти годам кости становятся заметно более ломкими и хрупкими, хотя бывают и исключения. Результатами обеднения костей кальцием и фосфором у пожилых людей случаются травмы отдельных позвонков, что характеризуется значительным ростом инвалидности и даже смертности.

При пониженном содержании кальция рекомендуется употребление в пищу следующих продуктов питания: очень много кальция содержат все без исключения сорта капусты и все виды орехов; горох, фасоль; изделия изо ржи и пшеницы; весь молочный ряд, особенно твороги и кефиры; фрукты свежие и сухофрукты; петрушка, лук, сельдерей, шпинат.

Но на первом месте в рационе пациента, страдающего остеопорозом, как основной источник витамина D, безусловно, должен присутствовать рыбий жир, в связи с этим инструкция по применению препаратов, на основе кальцитонинов, всегда содержит в качестве показаний гипервитаминоз D.

Лечение

Научно-исследовательские лаборатории всего мира успешно разрабатывают все новые и новые синтетические препараты для регулирования кальциево-фосфорного баланса у человека. На сегодняшний день уже известны более десяти видов кальцитонинов. Из них в лечебной практике наиболее успешно используются:

  • препарат — синтетический кальцитонин лосося, как спрей и пероральный препарат, механизм действия – восполнение дефицита кальция в костной ткани. Оказывает непосредственное влияние на почки, увеличивает выведение кальция, фосфора и натрия с мочой;
  • спрей — препарат из кальцитонина свиньи, механизм действия – уменьшение вымывания кальциевых соединений из костного скелета. Препарат повышает активность остеобластов и способствует образованию кости;
  • мазь и спрей — препарат на основе синтетического человеческого кальцитонина, механизм действия – регуляция кальциево-фосфорного баланса в организме.

Самым эффективным считается кальцитонин лосося, который имеет наибольшую биохимическую активность среди остальных синтетических кальцитонинов. Основной ожидаемый от этих препаратов фармакологический эффект состоит в том, чтобы уменьшить дефицит естественного кальцитонина в крови человека и сбалансировать кальциевый обмен с тканями костного скелета.

Инструкция по применению препарата (в том числе и спрея) на основе кальцитонинов содержит следующие рекомендации по применению: заболевания остеопорозом, травмы костей с замедленным и затрудненным сращиванием, остеомиелит, профессиональные отклонения и перестройка костей у спортсменов, тиреотоксикоз, миелома, костные метастазы, гипервитаминоз D, острый панкреатит.

При лечении пациентов, склонных к аллергическим заболеваниям, следует учитывать механизм действия и соблюдать некоторую осторожность ввиду того, что препарат имеет высокую химическую активность. Это не относится к таким препаратам, как кальцитонин лосося, так как этот кальцитонин не может вызывать какие-либо аллергические реакции.

Перед началом лечения проводят анализ на гиперчувствительность больного к кальцитонинам и измеряют концентрацию кальция в сыворотке. Больным с пониженным содержанием кальция, учитывая механизм действия, в лечении отказывают. Во время первичного введения препарата иногда случается гипокальциемия, поэтому для скорой помощи пациенту необходимо иметь в наличии такой препарат, как глюконат кальция для парентерального введения (или спрей).

Во время продолжительного лечения препаратом кальцитонина лосося, который для нашего организма считается чужеродным веществом, случается формирование антител. Во время краткосрочного применения (до 1,5 лет) антитела выявлялись примерно у 20–50% больных. Длительное лечение может быть назначено только тем пациентам, у которых не выявлялось формирование антител.

В противном случае назначается лечение кальцитонином человека, поскольку он имеет ту же структуру, что и естественный, формирование антител почти исключается. Это его свойство допускает проходить продолжительное лечение.

Лечение больных с гиперкальциемией требуется обеспечить усиленное поступление в организм витамина D, а также проводить усиленный контроль концентрации кальция в организме. Во время продолжительного лечения назначается регулярный анализ осадка мочи. После завершения лечения препаратами кальцитонина, обычно не наблюдается серьезных изменений в почках (токсикозов), а анализ мочи становится естественным.

Механизм действия гормонов

Согласно современным представлениям, действие гормонов основано на стимуляции или угнетении каталитической функции определенных ферментов. Этот эффект достигается, во-первых, посредством активации или ингибирования уже имеющихся ферментов в клетках, во-вторых, посредством увеличения концентрации ферментов в клетках за счет ускорения синтеза ферментов путем активации генов. Гормоны могут увеличивать или уменьшать проницаемость клеточных и субклеточных мембран для ферментов и других биологически активных веществ, благодаря чему облегчается или тормозится действие фермента на субстрат.

Различают следующие типы механизма действия гормонов: мембранный, мембранно-внутриклеточный и внутриклеточный (цитозольный).

Мембранный механизм. Гормон связывается с клеточной мембраной и в месте связывания изменяет ее проницаемость для глюкозы, аминокислот и некоторых ионов. В этом случае гормон выступает как эффектор транспортных систем мембраны. Такое действие оказывает инсулин, изменяя транспорт глюкозы. Но этот тип транспорта гормонов редко встречается в изолированном виде. Инсулин, например, обладает как мембранным, так и мембранно-внутриклеточным механизмом действия.

Мембранно-внутриклеточный механизм. По мембранно-внутриклеточному типу действуют гормоны, которые не проникают в клетку и поэтому влияют на обмен веществ через внутриклеточного химического посредника. К ним относят белково-пептидные гормоны (гормоны гипоталамуса, гипофиза, поджелудочной) и паращитовидной желез, тиреокальцитонин щитовидной железы); производные аминокислот (гормоны мозгового слоя надпочечников — адреналин и норадреналин, щитовидной железы — тироксин, трийодтиронин).

Функции внутриклеточных химических посредников гормонов выполняют циклические нуклеотиды — циклический 3′,5′-аденозинмонофос-фат (цАМФ) и циклический 3′,5′-гуанозинмонофосфат (цГМФ), ионы кальция.

Гормоны влияют на образование циклических нуклеотидов: цАМФ — через аденилатциклазу, цГМФ — через гуанилатциклазу.

Аденилатциклаза встроена в мембрану клетки и состоит из трех взаимосвязанных частей: рецепторной, представленной набором мембранных рецепторов, находящихся снаружи мембраны; сопрягающей (Л), представленной особым Л-белком, расположенным в липидном слое мембраны, и каталитической (С), являющейся ферментным белком, то есть собственно аденилатциклазой, которая превращает АТФ (аденозинтрифосфат) в цАМФ.

Аденилатциклаза работает по следующей схеме. Как только гормон связывается с рецептором (R) и образуется комплекс гормон — рецептор, происходит образование комплекса Л-белок — ГТФ (гуанозинтрифосфат), который активирует каталитическую (С) часть аденилатциклазы. Активация аденилатциклазы приводит к образованию цАМФ внутри клетки у внутренней поверхности мембраны из АТФ.

Даже одна молекула гормона, связавшегося с рецептором, заставляет работать аденилатциклазу. При этом на одну молекулу связавшегося гормона образуется 10-100 молекул цАМФ внутри клетки. В активном состоянии аденилатциклаза находится до тех пор, пока существует комплекс гормон — рецептор.

Аналогичным образом работает и гуанилатциклаза. Комплекс гормон — рецептор активирует гуанилатциклазу, ее активация приводит к образованию цГМФ внутри клетки из ГТФ.

В цитоплазме клетки находятся неактивные протеинкиназы. Циклические нуклеотиды — цАМФ и цГМФ — активируют протеинкиназы. Существуют цАМФ-зависимые и цГМФ-зависимые протеинкиназы, которые активируются своим циклическим нуклеотидом. В зависимости от мембранного рецептора, связывающего определенный гормон, включается или аденилатциклаза, или гуанилатциклаза и соответственно происходит образование или цАМФ, или цГМФ.

Через цАМФ действует большинство гормонов, а через цГМФ — только окситоцин, тиреокальцитонин, инсулин и адреналин (через а-адренорецепторы).

При помощи активированных протеинкиназ осуществляется два вида регуляции активности ферментов: активация уже имеющихся ферментов путем ковалентной модификации, то есть фосфорилированием (количество ферментного белка не изменяется); изменение количества ферментного белка за счет изменения скорости его биосинтеза.

Влияние циклических нуклеотидов на биохимические процессы прекращается под влиянием специального фермента — фосфодиэстеразы, разрушающей цАМФ и цГМФ. Образующие АМФ и ГМФ не способны активировать протеинкиназы.

Другой фермент — фосфопротеид-фосфатаза — разрушает результат действия протеинкиназы, то есть отщепляет фосфорную кислоту от ферментных белков, в результате чего они становятся неактивными.

Внутри клетки ионов кальция содержится ничтожно мало, вне клетки их больше. Ионы кальция поступают из внешней среды по кальциевым каналам в мембране. В клетке кальций взаимодействует с кальций-связывающим белком калмодулином (КМ). Комплекс Са2+- КМ изменяет (модулирует) активность ферментов, что ведет к изменению биохимических функций клеток.

Таким образом, чувствительность тканей и органов к гормонам зависит от мембранных рецепторов, а специфическое регуляторное влияние их определяется внутриклеточным посредником.

Внутриклеточный (цитозольный) механизм действия. Он характерен для стероидных гормонов (кортикостероидов, половых гормонов — андрогенов, эстрогенов и гестагенов). Стероидные гормоны по физико-химическим свойствам относятся к липофильным веществам и способны проникать через липидный слой плазматической мембраны.

Гормон проникает внутрь клетки и взаимодействует со специфическим белком-рецептором, находящимся в цитоплазме, образуя гормон-рецепторный комплекс. В цитоплазме клетки последний подвергается активации. В активированной форме этот комплекс проникает через ядерную мембрану к хромосомам ядра и взаимодействует с ними. При этом происходит активация генов, сопровождающаяся усиленным синтезом РНК, что приводит к ускоренному синтезу соответствующих ферментов. Цитоплазматический белок-рецептор служит посредником в действии гормона, однако он приобретает эти свойства только после его соединения с гормоном.

Наряду с непосредственным действием на ткани гормоны влияют и через центральную нервную систему. Они возбуждают специальные хеморецепторы, от которых возбуждение направляется в центральную нервную систему, причем рефлекторные дуги рефлексов, вызванных гормонами, замыкаются в разных отделах центральной нервной системы, включая кору больших полушарий.

Механизм действия гормонов щитовидной железы

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?

Строение и гормоны щитовидной железы

Строение щитовидной железыЩитовидная железа – это непарный орган внутренней секреции (выделяет гормоны в кровь), который находится на передней поверхности шеи. Железа заключена в капсулу и состоит из двух долей (правой и левой) и перешейка, который их соединяет. В некоторых людей наблюдают дополнительную пирамидальную долю, которая отходит от перешейка. Весит железа около 20-30 грамм. Несмотря на свой маленький размер и вес, щитовидка занимает лидирующее место среди всех органов организма по интенсивности кровотока (даже головной мозг уступает ей), что свидетельствует о важности железы для организма.

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.

Видео: Химия нашего тела. Гормоны

Биологические эффекты тиреоидных гормонов

<>Роль гормонов щитовидной железы трудно переоценить. Самая важная функция этих веществ – влияние на метаболизм человека (влияет на энергетический, белковый, углеводный, жировой обмен веществ).

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:

Видео: Роль Гормонов Щитовидной Железы | Rol’ Gormonov Shhitovidnoj Zhelezy

  • 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.

Нормы тиреоидных гормонов в крови

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма концентрация тиреоидных гормонов должна находиться в пределах нормальных значений, иначе появляются нарушения в работе органов и систем, которые связаны с недостатком (гипотиреоз) или избытком (тиреотоксикоз) гормонов ЩЖ в крови.

Видео: Видеоурок по биологии «Роль гормонов в обмене, росте и развитии организма»

Референсные значения гормонов щитовидной железы:

  • ТТГ (тиреотропный гормон гипофиза) — 0,4-4,0 мЕд/л;
  • Т3 свободный — 2,6-5,7 пмоль/л;
  • Т4 свободный — 9,0-22,0 пмоль/л;
  • Т3 общий — 1.2-2.8 мМе/л;
  • Т4 общий — 60.0-160.0 нмоль/л;
  • тиреоглобулин – до 50 нг/мл.

Здоровая щитовидная железа и оптимальный баланс тиреоидных гормонов — очень важны для нормальной жизнедеятельности организма. Для того чтобы поддерживать нормальные значения гормонов в крови нужно не допускать дефицита в пище необходимых компонентов для построения тиреоидных гормонов (тирозин и йод).

cbschr.ru

Симптомы. Анатомия. Ноги. Суставы. Боли. Физиотерапия. Обзоры товаров

Механизм действия гормонов щитовидной железы. Синтез и функции гормонов щитовидной железы Структура 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 Т 4 и Т 3 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 Т 3 и Т 4 (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 Т 4 с образованием Т 3 .

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

Тиреоглобулин
Тиреоглобулин 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 Т 4 и одна молекула Т 3 .
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 пероксидаза
ТПО, 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 йодида
Транспорт 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 (TcO 4 -). Радиоактивный изотоп технеция в виде Tc 99m O 4 — 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 тиреоглобулина
На 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 тиреоглобулина
ТПО 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 Т 4 , а при конденсации ДИТ с остатком монойодтирозина (МИТ) — Т 3 .
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 гормонов

Пузырьки, 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 тиреоцитах
МИТ 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 Т 4 или Т 3 . 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 Т 4 в Т 3 . При недостаточности йодида и гипертиреозе этот фермент активируется, что приводит к увеличению количества секретируемого Т 3 и тем самым к усилению метаболических эффектов тиреоидных гормонов.

Нарушения синтеза и секреции тиреоидных гормонов


Дефицит йода в диете и наследственные дефекты

Причиной недостаточной продукции тиреоидных гормонов может быть как дефицит йода в диете, так и дефекты генов, кодирующих белки, которые участвуют в биосинтезе Т 4 и Т 3 (дисгормоногенез). При малом содержании йода и общем снижении продукции тиреоидных гормонов увеличивается отношение МИТ/ДИТ в тиреоглобулине и возрастает доля секретируемого железой Т 3 . 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 Т 4 и Т 3 подробнее рассматриваются в разделе, посвященном нетоксическому зобу.


Влияние избытка йода на биосинтез тиреоидных гормонов

Хотя 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.

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% Т 4 и 0,4% Т 3 , 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 t 1/2 в плазме.

Тироксин-связывающий глобулин
ТСГ 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 Т 4 или Т 3 . Концентрация ТСГ в сыворотке составляет 15-30 мкг/мл (280-560 нмоль/л). Этот белок обладает высоким сродством к Т 4 и Т 3 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 Т 4 и Т 3 , 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 Т 4 и Т 3 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 Т 4 и Т 3 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 Т 4 и Т 3 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 Т 4 . Его сродство к Т 4 на порядок выше, чем к Т 3 . Комплексы тиреоидных гормонов с транстиретином быстро диссоциируют, и поэтому транстиретин служит источником легко доступного Т 4 . Иногда имеет место наследственное повышение сродства этого белка к Т 4 . В таких случаях уровень общего Т 4 повышен, но концентрация свободного Т 4 остается нормальной. Эутиреоидная гипертироксинемия наблюдается также при эктопической продукции транстиретина у больных с опухолями поджелудочной железы и печени.

Альбумин
Альбумин связывает Т 4 и Т 3 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 Т 4 и Т 3 с альбумином делает этот белок основным источником свободных гормонов для тканей. Гипоальбуминемия, характерная для нефроза или цирроза печени, сопровождается снижением уровня общих Т 4 и Т 3 , но содержание свободных гормонов остается нормальным.

При семейной дисальбуминемической гипертироксинемии (аутосомно-доминантном дефекте) 25% альбумина обладают повышенным сродством к Т 4 . Это приводит к повышению уровня общего Т 4 в сыворотке при сохранении нормальной концентрации свободного гормона и эутиреоза. Сродство альбумина к Т 3 в большинстве таких случаев не меняется. Варианты альбумина не связывают аналоги тироксина, используемые во многих иммунологических системах определения свободного Т 4 (свТ 4); 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 Т 4 и всего 5 нмоль Т 3 ; суточная секреция биологически неактивного реверсивного Т 3 (рТ 3) составляет менее 5 нмоль. Основное количество Т 3 , присутствующего в плазме, образуется в результате 5″-монодейодирова-ния наружного кольца Т 4 в периферических тканях, главным образом в печени, почках и скелетных мышцах. Поскольку Т 3 обладает более высоким сродством к ядерным рецепторам тиреоидных гормонов, чем Т 4 , 5″-монодейодирова-ние последнего приводит к образованию гормона с большей метаболической активностью. С другой стороны, 5-дейодирование внутреннего кольца Т 4 приводит к образованию 3,3″,5″-трийодтиронина, или рТ 3 , 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 Т 3 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 Т 4 в Т 3 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 Т 3 в ЦНС. Фермент обладает высокой чувствительностью к уровню Т 4 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 Т 3 в нейронах. И наоборот, при повышении уровня Т 4 в плазме содержание 5″-дейодиназы 2-го типа снижается, и клетки мозга оказываются до некоторой степени защищенными от эффектов Т 3 . Таким образом, гипоталамус и гипофиз реагируют на колебания уровня Т 4 в плазме изменением активности 5″-дейодиназы 2-го типа. На активность этого фермента в мозге и гипофизе влияет также рТ 3 . 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 Т 4 в рТ 3 , а Т 3 — в 3,3″-дийодтиронин (Т 2). Уровень дейодиназы 3-го типа возрастает при гипертиреозе и снижается при гипотиреозе, что предохраняет плод и головной мозг от избытка Т 4 .
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% Т 4:35% превращается в Т 3 и 45% — в рТ 3 . 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.

В результате всех этих метаболических превращений ежесуточно теряется примерно 10% общего количества (около 1000 нмоль) Т 4 , содержащегося вне щитовидной железы, и его t 1/2 в плазме составляет 7 суток. Т 3 связывается с белками плазмы с меньшим сродством, и поэтому его кругооборот происходит более быстро (t 1/2 в плазме — 1 сутки). Общее количество рТ 3 в организме почти не отличается от такового Т 3 , но обновляется еще быстрее (t 1/2 в плазме всего 0,2 суток).

Щитовидная железа , расположенная сразу ниже гортани, кпереди и но обе стороны от трахеи, является одной из наиболее крупных эндокринных желез (ее масса — от 15 до 20 г у взрослых в норме). Щитовидная железа секретирует два важных гормона: тирозин и трийодтиронин, обычно обозначаемых соответственно как Т3 и Т4. Оба эти гормона резко увеличивают скорость обменных процессов в организме. Полное отсутствие секреции щитовидных желез снижает основной обмен на 40-50% относительно нор мы, а чрезвычайно высокий уровень активности железы может повышать его на 60-100%. Секреция щитовидных желез регулируется главным образом тирсотропным гормоном, продуцируемым передней долей гипофиза.
Щитовидные железы синтезируют также кальцитонин — важный гормон, регулирующий обмен кальция.

Цель статей нашего сайта — рассмотрение образования и секреции гормонов щитовидной железы и их метаболических функций, а также регуляции функций щитовидной железы.

Почти 93% активности гормонов щитовидной железы , влияющих на обменные процессы, обусловлены тироксином и лишь 7% — трийод-тиронином. Однако почти весь тироксин в тканях в итоге превращается в трийодтиронин, поэтому оба эти гормона функционально важны. Эффекты действия этих гормонов практически одинаковы, но различаются по скорости и интенсивности. Трийодтиронин почти в 4 раза активнее тироксина, но присутствует в крови в гораздо меньшем количестве, и время его пребывания в крови заметно короче, чем тироксина.

Функциональная анатомия щитовидной железы . Щитовидная железа, состоит из большого количества замкнутых фолликулов (от 100 до 300 мкм в диаметре), заполненных продуцируемым веществом, названным коллоидом, и отграниченных кубовидными эпителиальными клетками, выделяющими секрет в просвет фолликулов. Коллоид состоит преимущественно из крупномолекулярного гликопротеина тиреоглобулина, включающего гормоны щитовидной железы. Продукты секреции, содержащиеся в фолликулах, должны абсорбироваться в кровь, пройдя через фолликулярный эпителий. Кровоснабжение щитовидной железы — больше, чем любой другой области тела, за исключением только коры надпочечников. Минутный кровоток через щитовидные железы почти в 5 раз превышает массу самих желез.

Синтез гормонов щитовидной железы — йодная ловушка

Для образования нормального количества тироксина необходимо поступление в организм почти 50 мг йода в виде йодидов в течение года, или около 1 мг в неделю. Для предотвращения дефицита йода обычная столовая соль йодируется: к каждым 100000 частям хлорида натрия добавляют 1 часть йоди-да натрия.

Потребление с пищей йодидов . Йодиды, попавшие с пищей в желудочно-кишечный тракт, всасываются в кровь точно так же, как хлориды. Большинство йодидов в норме быстро экскретируются почками, и лишь менее 1/5 избирательно извлекаются из циркулирующей крови клетками щитовидной железы и используются для синтеза тиреоидных гормонов.

Первой стадией образования гормонов щитовидной железы, является транспорт йодидов из крови в клетки и фолликулы щитовидной железы. Базальная мембрана клеток щитовидной железы обладает специфической способностью активно закачивать йодиды внутрь клеток. Этот процесс называют йодной «ловушкой». В норме концентрация йода в щитовидной железе в 30 раз выше, чем в крови, а при максимальной активности железы концентрация йода увеличивается в 250 раз по сравнению с концентрацией в крови. Скорость захвата йода щитовидной железой зависит от ряда факторов, наиболее важным из которых является концентрация тиреотропного гормона; ТТГ стимулирует, а гипофизэктомия резко снижает активность йодного насоса.

Учебное видео гормоны щитовидной железы в норме и при болезни

Видите сферические фолликулы (на срезе они имеют вид круга)? Именно в этих тиреоидных фолликулярных А-клетках происходит синтез йодосодержащих гормонов трийодтиронина (T 3) и тироксина (T 4).

Фолликулярные клетки создают сферу, внутри которой находится коллоид, состоящий из белка тиреоглобулина. Этот белок является основой для синтеза трийодтиронина (T 3) и тироксина (T 4). 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

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 . 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

В основе структуры тиреоидных гормонов лежит тирониновое ядро, которое состоит из двух конденсированных молекул L-тирозина. Химическая природа гормонов фолликулярной части щитовидной железы выяснена в деталях сравнительно давно. Важнейшая структурная характеристика гормонально-активных производных тиронина — наличие в их молекуле 3 или 4 атомов йода. Таковы трийодтиронин (3,5,3`-трийодтиронин, Т 3) и тироксин (3,5,3`,5`-тетрайодтиронин, Т 4) — гормоны фолликулярных клеток щитовидной железы позвоночных, осуществляющие регуляцию энергообмена, синтеза белка и развития организма .

Рис. 3 Структура гормонов щитовидной железы (слева направо): тиронин; тироксин; трийодтиронин; дийодтиронин.

Кроме того, образуются йодированные предшественники, моно- и дийодтирозины, не обладающие биологической активностью.

По химической структуре тиреоидные гормоны относятся к производным аминокислот, а именно тиронина. По физическому действию являются гормонами — исполнителями, действуя непосредственно на обменные процессы в клетках и тканях — мишенях .

Считается установленным, что все йодсодержащие гормоны, отличающиеся друг от друга содержанием йода, являются производными L-тиронина, который синтезируется в организме из аминокислоты L-тирозина.

Последовательность реакций, связанных с синтезом гормонов щитовидной железы, была расшифрована при помощи радиоактивного йода . Было показано, что введенный меченый йод прежде всего обнаруживается в молекуле монойодтирозина, затем — дийодтирозина и только потом — тироксина .

В настоящее время еще полностью не изучены ферментные системы, катализирующие промежуточные стадии синтеза этих гормонов, и природа фермента, участвующего в превращении йодидов в свободный йод, необходимый для йодирования 115 остатков тирозина в молекуле тиреоглобулина .

Синтез тиреоидных гормонов

Синтез йодида

Для нормального синтеза тиреоидных гормонов необходим адекватный захват йода, так как тиреоидные гормоны являются единственными соединениями организма, содержащими йод в своей структуре .

Йод, открытый почти 200 лет назад, относится к категории незаменимых для организма человека элементов, являясь облигатным компонентом для синтеза тиреоидных гормонов (ТГ) — тироксина (Т 4) и трийодтиронина (Т 3). В организм человека йод поступает с пищей, водой и воздухом. Суточная потребность в йоде зависит от возраста (табл. 1).

Таблица.1 Возрастные нормы, потребления йода в сутки

В регионах, расположенных около моря, содержание йода в воздухе может достигать 50 мкг в 1 м3, в морской рыбе и морепродуктах — от 40 до 300 мкг на 100 г, меньше в продуктах животного происхождения (от 7 до 20 мкг на 100 г продукта). Наименьшее количество йода содержится в продуктах растительного происхождения. В процессе хранения и тепловой кулинарной обработки содержание йода быстро падает.

Более половины территорий Российской Федерации относятся к йоддефицитным регионам (по содержанию йода в воде и почве) с различной степенью выраженности йодного обеспечения. Кроме природной недостаточности к дефициту йода (ДИ) в организме могут привести следующие состояния:

2) генетически детерминированные тиреопатии, инфильтрация щитовидной железы при гистиоцитозах, саркоидозе;

3) повышенная потребность в йоде в подростковом возрасте, в период беременности и лактации;

4) наличие гиповитаминозов, гипо- и дисмикроэлементозов;

5) поступление йода в недоступной для всасывания форме;

6) воздействие медикаментозных препаратов и других факторов окружающей среды химической и физической природы, в том числе и радиационное воздействие .

Йодид, удаляемый из сыворотки щитовидной железой, возвращается в циркуляцию в виде йодтиронинов (тиреоидных гормонов), чей йод возвращается в основном во внеклеточную жидкости после периферического дейодирования. Пул йодированных гормонов включает находящиеся в циркулярном русле, а так же тиреоидные гормоны в тканях. Самым большим пулом обладает щитовидная железа, которая содержит 8000 мкг (рис.4).

Пул щитовидной железы характеризуется очень медленным оборотом, приблизительно 1% в сутки. На рисунке изображены нормальные пути метаболизма йода в состоянии равновесия йода. Стрелки указывают суточный переход из одного компартмента в дугой. Цифры в скобках указывают размеры пулов .

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;

· 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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *