13. Йодсодержащие гормоны щитовидной железы: их структура, особенности образования, механизм действия, биохимические эффекты, биологическая роль, патология при нарушении синтеза.

Тироксин (тетрайодтиронин, Т4) и трийодтиронин (Т3)

Место образования: в фолликулярных клет

В тиреоцитах (в фолликулах) синтезируется белок тиреоглобулин. Сначала на рибосомах шероховатого ЭПР синтезируется претиреоглобулин, который в ЭПР формирует вторичную и третичную структуру, гликозилируется и превращается в тиреоглобулин. Из ЭПР тиреоглобулин поступает в аппарат Гольджи, где включается в секреторные гранулы и секретируется во внеклеточный коллоид.

2. Транспорт йода в коллоид щитовидной железы. Йод в виде органических и неорганических соединений поступает в ЖКТ с пищей и питьевой водой. Суточная потребность в йоде 150-200 мкг. 25—30% этого количества йодидов захватывается щитовидной железой. Йод поступает в клетки щитовидной железы активным транспортом при участии йодид-переносящего белка симпортом сNа+. Далее йод пассивно по градиенту поступает в коллоид.

3. Окисление йода и йодирование тирозина. В коллоиде при участии гемсодержащей тиреопероксидазы и Н2О2 йодируют остатки тирозина в тиреоглобулине с образованием моно- и дийодпроизводных тирозина (МИТ, ДИТ).

4. Конденсация МИТ и ДИТ. Две молекулы ДИТ конденсируются с образованием йодтиронина Т4, а МИТ и ДИТ — с образованием йодтиронина Т3 и тетрайодтиронина (тироксин, Т4).

Классификация:

- по месту синтеза – гормоны щитовидной железы;

- по хим.строению – производные аминокислот(тирозина);

- по биол.функциям – регулируют скорость основного обмена; регулируют обмен белков, жиров и углеводов.

- по механизму действия – цитозольный. В основе механизма физиол. действия лежит взаимод. со специфич. рецепторами клеточных ядер и регулирующее влияние на процессы синтеза РНК и белка.

Биохим.эффекты:

Рецепторы к йодтиронинам имеют все ткани организма. В клетках-мишенях, особенно в печени, тироксин дейодируется и активной формой является трийодтиронин (3,5,3'-производное).

Превращение тироксина в неактивный 3,3',5'-трийодтиронин (reverse T3, rT3) происходит при участии деиодиназы (тип 3). Его увеличивают стресс, травмы, низкокалорийная диета. воспалительные процессы (цитокины), инфекции, дисфункция печени и почек, токсины и некоторые лекарства.

Превращение тироксина в активный 3,5,3'-трийодтиронин (деиодиназа 2) нуждается в ионах цинка и селена. Эта реакция ослаблена у плода, новорожденных и престарелых.

Главным эффектом трийодтиронина является повышение активности Na+,K+-АТФазы, что приводит к быстрому расходованию АТФ и по механизму дыхательного контроля запускает катаболизм углеводов и липидов. В митохондриях увеличивается количество АТФ/АДФ-транслоказы и потребление кислорода. Сопутствующим эффектом усиления катаболизма является наработка тепла.

Влияние на белковый обмен

* В физиологической концентрации стимулируют синтез белка, нуклеиновых кислот.

* В высоких концентрациях активируют распад белка.

Влияние на углеводный обмен

* Ускоряют всасывание углеводов в кишечнике

* Активируют расщепление гликогена.

Влияние на липидный обмен

* активируют выход жира из депо, его расщепление и окисление

Влияние на энергетический обмен

* При избытке тироксин разобщает дыхание и фосфорилирование, уменьшает образование АТФ и усиливает образование тепла

Возможные нарушения

Гиперфункция щитовидной железы

Диффузный токсический зоб (Базедова болезнь, болезнь Грейвса) – найболее распространенное заболевание щитовидной железы. Концентрация йодтиронинов увеличивается в 2-5 раз, развивается тиреотоксикоз.

Характерные признаки заболевания:

* увеличение размеров щитовидной железы (зоб);

* пучеглазие (экзофтальм);

* увеличение числа сердечных сокращений (тахикардия);

* увеличение основного обмена, усиленный распад тканевых белков, снижение массы тела (при повышенном аппетите);

* повышение температуры тела, потливость;

* повышенная возбудимость, тремор, высокая утомляемость;

* мышечная слабость.

Эти симптомы отражают стимуляцию высокими дозами йодтиронинов основного обмена, разобщения тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования, катаболизма углеводов, липидов и белков.

Гипофункция щитовидной железы

Гипотиреоз у новорожденных приводит к развитию кретинизма:

* необратимая задержка умственного развития;

* остановка роста;

* резкое снижение скорости обменных процессов.

Гипотиреоз у взрослых сопровождается развитием микседемы:

* слизистый отек кожи и подкожной клетчатки;

* снижение частоты сердечных сокращений (брадикардия);

* снижение основного обмена и как следствие – патологическое ожирение;

* снижение теплопродукции (t° тела ниже 36°), холодная и сухая кожа; непереносимость холода;

* мозговые нарушения и психические расстройства.

При недостаточном поступлении йода в организм возникает эндемический зоб (нетоксический зоб). Происходит компенсаторное увеличение размеров щитовидной железы (гиперплазия), но продукция йодтиронинов при этом не увеличивается.