3.5.1 Образование тиреоидных гормонов

К тиреоидным гормонам относятся тетрайодтиронин или тироксин и трийодтиронин, которые продуцируются щитовидной железой:

Тироксин Т₄

Трийодтиронин Т₃

Щитовидная железа является самой крупной эндокринной железой человеческого организма, имеющей только внутрисекреторную функцию. Ее масса у взрослого человека составляет около 15 – 20 г. Щитовидная железа состоит из двух долей и перешейка, располагающихся на передней поверхности трахеи и по ее бокам. Иногда от перешейка отходит дополнительная пирамидальная доля. ЩЖ развивается из выпячивания середины дна первичной глотки. Ее закладка происходит на 15 неделе внутриутробного развития, к 18—20 неделе она начинает продуцировать тиреоидные гормоны.

Щитовидная железа состоит из клеток двух разных видов: фолликулярных и парафолликулярных (С-клетки). Фолликулярные клетки, продуцирующие тироксин (Т₄) и трийодтиронин (Т_З), формируют в железе многочисленные фолликулы, каждый из которых состоит из центральной полости, заполненной коллоидом, главной составляющей которого является белок тиреоглобулин, окруженной одним слоем кубовидных эпителиальных клеток. Парафолликулярные клетки продуцируют белковый гормон кальцитонин [19].

Особенностью тиреоидных гормонов является то, что для их биосинтеза необходим йод. Схема биосинтеза тироксина и трийодтиронина представлена на рисунке 10.

Йод, практически полностью всасываясь в кишечнике, в ионизированной форме поступает в плазму крови, откуда по механизму активного транспорта через I^–-насос поступает в клетки щитовидной железы. Перенос йода внутрь тироцита энергозависим и его активность напрямую связана с активностью Na⁺,K⁺-АТФ-азой.

Еще одним необходимым компонентом для биосинтеза Т₄ и Т₃ является белок тиреоглобулин.

Рисунок 10 ­– Механизм синтеза тироксина и трийодтиронина

Тиреоглобулин синтезируется на рибосомах шероховатой ЭПС после чего идет в аппарат Гольджи, где гликозидируется. Затем по принципу экзоцитоза он секретируется в фолликулярное пространство. Туда же переносятся I^- посредством диффузии и пероксид водорода, который образуется в клетке при восстановлении кислорода:

О₂ + НАДФН + Н⁺ Н₂О₂ + НАДФ⁺

Затем в фолликулярном пространстве под действием тиреопероксидазы ион йода окисляется, после чего подвергается органификации, присоединяясь к остаткам тирозина тиреоглобулина:

Далее тиреоглобулин изменяет свою модификацию таким образом, что тирозильные остатки сближаются друг с другом, облегчая реакцию конденсации ДИТ и МИТ с образованием фрагмента трийодтиронина (Т3) или конденсацию ДИТ и ДИТ с образованием тироксина (Т4). В настоящее время конденсирующий фермент не установлен, но предполагается, что реакция конденсации осуществляется под действием тиреопероксидазы:

Далее йодированный глобулин по принципу эндоцитоза транспортируется через апикальную мембрану в фолликулярную клетку, после чего эндосома сливается с лизосомами клетки во вторичную лизосому и под действием гидролитических ферментов от белка отделяется Т3 и Т4, которые выделяются в кровь. Оставшиеся в клетке ДИТ и МИТ под действием дейодиназ дейодизируются, а белок расщепляется до аминокислот.

Попав в кровь, Т3 и Т4 разносятся по организму в основном в связанном виде (только 0,03% Т4 и 0,3% Т3 находятся в свободном состоянии) с белками плазмы – тироксинсвязывающим глобулином и преальбумином (транстиретином). Период полужизни для Т4 равно 7 – 9 дней, а для Т3 – 2 дня.

Свободные йодтиронины относительно легко проникают сквозь мембрану клеток и только они обладают гормональной активностью. Внутриклеточные эффекты тиреоидных гормонов тесно связанны с процессами их метаболизма. Самым важным является превращение Т4 в Т3, так как с рецепторами тиреоидных гормонов непосредственно взаимодействует преимущественно Т3. Лишь 5 – 10% циркулирующего в крови трийодтиронина синтезируется щитовидной железой, его большая часть образуется в результате дейодирования тироксина в периферических тканях. Конверсия Т4 в Т3 катализируется различными дейодиназами, обладающими тканевой специфичностью [19].

Главными физиологическими эффектами тиреоидных гормонов является регуляция и поддержание основного обмена:

1. Тиреоидные гормоны участвуют в росте, развитии и дифференцировке клеток. Они воздействуют на специфические ядерные рецепторы, вызывая усиление синтеза нуклеиновых кислот и соответственно белков. Эта роль особенно важна в раннем возрасте, так как известно, что рост и развитие клеток центральной нервной системы и клеток мозга продолжается до 1 – 1,5 лет. В этом возрасте дефицит тиреоидных гормонов приводит к значительным неврологическим нарушениям, следствием которых может быть умственная отсталость вплоть до кретинизма.

2. Тиреоидные гормоны участвуют в регуляции энергетического обмена. Они обеспечивают равновесие между количествами синтезируемого и расходуемого АТФ. Клинически это проявляется в хорошем снабжении всех тканей кислородом и в нормальной температуре тела.

Тиреоидные гормоны оказывают влияние на фермент Na⁺,K⁺-АТФ-азу. Его работа заключается в поддерживании необходимого значения трансмембранного потенциала и возвращении клеток в состояние покоя. При функционировании Na⁺,K⁺-АТФ-азы образуется большое количество АДФ, который является активатором цепи переноса электронов, и только при наличии АДФ запускается АТФ-синтаза. Тиреоидные гормоны через увеличение количества АДФ усиливают биосинтез АТФ. Так как для функционирования цепи переноса электронов требуется кислород и восстановительные эквиваленты, поэтому тиреоидные гормоны усиливают снабжение клеток кислородом и стимулируют все обменные процессы.