Синтез гормонов щитовидной железы — Синтез гормонов щитовидной железы

Автор: | 20.05.2021

Содержание

Синтез гормонов щитовидной железы

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

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!

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.

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.

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.

Учитывая способность гормонов щитовидной железы всасываться в желудочно-кишечном тракте, использование ткани щитовидной железы в питании может быть причиной гипертиреоидных состояний.

Синтез гормонов щитовидной железы

Процесс синтеза тиреоидного гормона включает ряд реакций, изображенных ниже. Первый этап этого процесса заключается в захвате йода железой и окислении его ферментом пероксидазой о молекулярный йод или йодит. Йод (или, возможно, йодит— JO-) немедленно соединяется с белком; в свободной форме остается не более 1—2% йода.

Улавливание йода железой является активным процессом, требующим энергии, зависит от доступа кислорода и, вероятно, находится под ферментативным контролем. Этот процесс можно подавить агентами, препятствующими использованию кислорода клеткой, например цианидом или азидом.

Небольшое количество неорганического йодида, имеющееся в клетке, легко обменивается с йодидом плазмы. Однако активный процесс захвата позволяет создать значительный градиент концентрации неорганического йодида между клеткой и плазмой — 2:1.

Введение таких ингибиторов сульфгидрильных групп, как тиоционат или хлорат, приводит к снижению уровня неорганического йодида в железе, но не влияет на количество органически связанного йода. Этот эффект объясняют конкуренцией с йодом за места связывания в железе; его можно использовать для выявления нарушений процесса органического связывания йода в железе.

Так, если после введения 1 г KClO3 выход радиоактивного йода из железы происходит с чрезмерной скоростью, то это указывает на неспособность железы связывать йод в органической форме. Захват йода щитовидной железой стимулируется тиреотропином и возрастает при гиперплазии железы. Гипофизэктомия, а также введение тироксина или трийодтиронина тормозит этот процесс.

гормоны щитовидной железы

Проникнув в клетку, йодид окисляется, и молекулярный йод, образовавшийся внутри ацинарных клеток, соединяясь с тирозином, дает монойодтирозин и дийодтирозин (часто обозначаемые как МИТ и ДИТ соответственно), которые являются составной частью молекулы тиреоглобулииа. Этот процесс обратим. Йод МИТ и ДИТ освобождается под действием фермента — дегалогеназы — и вновь используется для синтеза гормона.

Йод может соединяться и со свободным тирозином, но скорость реакции выше тогда, когда тирозин находится в составе тиреоглобулина или других белков. МИТ и ДИТ присутствуют в коллоиде как часть молекулы тиреоглобулина. МИТ может образовываться и без участия фермента йодиназы, однако последний необходим для йодирования МИТ и образования ДИТ. По-видимому, первоначально образуется МИТ, а ДИТ является продуктом включения второго атома йода в МИТ.

У куриного эмбриона, например, МИТ обнаруживается первым, и лишь позднее удается найти ДИТ. Введение тиомочевины и других антитиреоидных агентов (которые будут описаны ниже) препятствует окислению йодида в йод и предупреждает органическое связывание йода.

Одна молекула МИТ и одна молекула ДИТ или две молекулы ДИТ в присутствии конденсирующего фермента образуют гормоны 3,5,3′-трийодтиронин (Т3) или 3,5,3,5′-тетрайодтиронин (Т4 — тироксин) соответственно. Эти гормоны сохраняются как компоненты тиреоглобулина в фолликулярном коллоиде и освобождаются по мере надобности под влиянием протеолитического фермента.
Освобождение тироксина из коллоида может происходить как внутри просвета фолликула, так и внутри клетки после попадания коллоида (вследствие гиноцитоза) в клетку. Затем свободный тироксин поступает в кровоток.

Примерно 20—30% йода в щитовидной железе представлено МИТ около 25—40% — ДИТ, около 35%—Т4, около 5—8%—Т3 и лишь около 1%—неорганическим йодидом. Через 15 минут после введения крысе радиоактивного йода 90% его уже находится в щитовидной железе в органически связанном виде.

Синтез гормонов щитовидной железы

Главным фактором, регулирующим морфологическое и функциональное состояние щитовидной железы, является ТТГ, который выделяется передней долей гипофиза. ТТГ стимулирует все стадии выработки и выделения гормонов щитовидной железы (тироидных гормонов). Гормоны щитовидной железы угнетают синтез ТТГ, благодаря чему в организме поддерживается необходимое количество тироксина и трийодтиронина. ТТГ вызывает увеличение высоты фолликулярного эпителия, снижение количества коллоида и размеров фолликулов.

Клеточная мембрана базальной части фолликулярных клеток содержит многочисленные рецепторы ТТГ. Секреция ТТГ усиливается также под влиянием холода и снижается при воздействии тепла и стрессорных стимулов.

Секреция гормонов. Функции гормоновДействие различных гипофизарных гормонов на органы-мишени и механизмы обратной связи, регулирующие их секрецию.

Синтез и накопление гормонов фолликулярными клетками щитовидной железы. Синтез и накопление гормонов включают четыре стадии: синтез тироглобулина, поглощение йодида из крови, активацию йодида и йодирование тирозиновых остатков тироглобулина.

1. Синтез тироглобулина сходен с синтезом в других клетках, выделяющих белок. Вкратце, секреторный путь включает синтез белка в грЭПС, присоединение углеводов в ЭПС и комплексе Гольджи и выделение тироглобулина из образовавшихся пузырьков в просвет фолликула на апикальной поверхности клетки.

2. Поглощение циркулирующего в крови йодида обеспечивается в фолликулярных клетках щитовидной железы с помощью мембранного транспортного белка. Этот белок, называемый Na/I-симпортер (NIS), располагается в базолатеральной мембране фолликулярных клеток и одновременно переносит две молекулы — натрия и йодида. Йод в сыворотке крови играет важную роль в регуляции функции щитовидной железы, потому что низкий уровень йода увеличивает количество NIS и тем самым усиливает поглощение йода, компенсируя низкие концентрации в сыворотке.

3. Окисление йодида обеспечивается тироидной пероксидазой, после чего он транспортируется в полость фолликула анионным транспортером, называемым пендрином.

4. Йодирование тирозиновых остатков тироглобулина происходит в коллоиде, причем этот процесс также катализируется тироидной пероксидазой, в результате чего образуются монойодтирозин и дийодтирозин. Соединение этих молекул приводит к образованию трийодтиронина и тироксина, которые становятся частью более крупной молекулы тироглобулина.

Гистология щитовидной железы и ее морфологияПроцессы синтеза и секреции гормонов щитовидной железы. Эти явления могут происходить одновременно в одной и той же клетке. Гистология щитовидной железы и ее морфологияЩитовидная железа. Видны две парафолликулярные клетки, вырабатывающие кальцитонин, и часть фолликула щитовидной железы. Обратите внимание на два кровеносных капилляра по обеим сторонам парафолликулярных клеток. Электронная микрофотография. Гистология щитовидной железы и ее морфологияКлетка, вырабатывающая кальцитонин. Обратите внимание на мелкие секреторные гранулы (СГ) и слабо развитую гранулярную эндоплазматическую сеть (грЭПС). Г — область комплекса Гольджи. Электронная микрофотография, х5000.

При стимуляции ТТГ фолликулярные клетки щитовидной железы захватывают коллоид механизмом эндоцитоза. Коллоид внутри эндоцитозных пузырьков переваривается лизосомальными ферментами. Гидролиз тироглобулина приводит к образованию тироксина, трийодтиронина, дийодтирозина и монойодтирозина, которые выделяются в цитоплазму. Свободные тироксин и трийодтиронин проходят через базолатеральную клеточную мембрану и выделяются в капилляры. Монойодтирозин и дийодтирозин не секретируются в кровь, а их йод удаляется дейодиназой. Продукты этой ферментной реакции, йод и тирозин, повторно используются фолликулярными клетками.

Тироксин представлен в большем количестве — на него приходятся 90% циркулирующих тироидных гормонов, однако трийодтиронин обладает более быстрым и мощным действием.

Нарушения деятельности щитовидной железы. Рацион с низким содержанием йода нарушает синтез гормонов щитовидной железы, вызывая повышенную секрецию ТТГ и компенсаторный рост щитовидной железы; такое состояние известно как йод-дефицитный зоб и возникает эндемично в некоторых регионах мира. Некоторые из таких пациентов могут страдать от гипотиреоза, тогда как у детей, гипотиреоидных с рождения, может иметься кретинизм, который характеризуется остановкой физического и умственного развития.

Гипотиреоз у взрослых может возникать в результате заболеваний щитовидной железы (например, вследствие дефектов синтеза и выделения гормонов), либо он может быть вторичным — из-за недостаточности гипофиза или гипоталамуса. Аутоиммунные заболевания щитовидной железы, такие, как болезнь Хашимото, могут нарушать ее функцию, с последующим развитием гипотиреоза. При этом заболевании в крови пациентов можно выявить антитела к ткани щитовидной железы. Как и другие аутоиммунные нарушения, болезнь Хашимото чаще встречается у женщин.

Гипертиреоз может быть вызван разнообразными заболеваниями щитовидной железы, из которых наиболее распространена болезнь Грейвса, которая физически характеризуется пучеглазием (экзофтальмом). Эта гиперфункция щитовидной железы вызвана иммунным нарушением, обусловливающим выработку циркулирующего в крови иммуноглобулина —длительно действующего стимулятора щитовидной железы (англ. LATS — longacting thyroid stimulator), который связывается с рецепторами ТТГ на фолликулярных клетках щитовидной железы, активируя их функцию. Помимо пучеглазия, у пациентов с болезнью Грейвса отмечается снижение массы тела, нервозность, астения и ускоренное сердцебиение.

26. Синтез гормонов щитовидной железы и их биологическое действие.

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 *