Тиреоидные гормоны

1. Место синтеза тиреоидных гормонов.

2. Природа тиреоидных гормонов.

3. Регуляция синтеза и секреции тиреоидных гормонов.

4. Биосинтез тиреоидных гормонов.

5. Механизм действия тиреоидныхгормонов.

6. Биологические эффекты тиреоидных гормонов.

7. Инактивация тиреоидных гормонов.

8. Заболевания щитовидной железы ( гипер- и гипо- функция )

1. Место синтеза: щитовидная железа (ЩЖ), а точнее клетки её эпителия – тироциты.

2. Природа гормона: производные аминокислоты тирозина (гидроксифенилаланин). Тиреоциты вырабатывают два тиреоидных гормона: Т₃ и Т₄. Цифры 3 и 4 означают количество атомов I в молекуле. Соотношение Т₄ к Т₃ равно 4:1.

I I

^{3' 3}

Н О- О -CH₂-CH-COOH

І

I ⁵ NH₂

3,5,3'-трийодтиронин (Т₃)

I I

^{3' 3}

Н О- О -CH₂-CH-COOH

І

I ^5' I ⁵ NH₂

3,5,3',5'-тетрайодтиронин (Т₄)

3. Регуляция секреции тиреодных гормонов.

Скорость синтеза и секреции йодтиронинов регулируется гипоталамо-гипофизарной системой по механизму обратной связи (рис. 1).

а) Тиреолиберин, который синтезируется в гипоталамусе. Стимулом его синтеза является снижение концентрации йодтиронинов в крови. Тиреолиберин (ТРГ) активирует выработку тиреотропного гормона в аденогипофизе.

б) В свою очередь тиреотропный гормон (ТТГ) стимулирует выработку йодтиронинов тиреоцитами. Другим стимулом для секреции ТТГ служит снижение концентрации йодтиронинов в крови. Тиреотропный гормон контролирует развитие и функцию щитовидной железы и регулирует биосинтез и секрецию тиреоидных гормонов.

в) Соматостатин – гормон гипоталамуса. Стимулом его секреции является высокий уровень Т₃ и Т₄ и повышение инсулиноподобного фактора роста (ИФР-1), который в свою очередь стимулируется гормоном роста соматотропином (синтезируется в аденогипофизе). Сам ИФР-1 подавляет синтез и секрецию тиреотропного гормона.

+

Н изкий Т₃

секретирует

+

+ – +

Высокий Т₃, Т₄

– ИФР-1

–

Высокий Т₃

Т₄

Рис. 1. Схема регуляции секреции тиреотропных гормонов

Захват йода из кровотока стимулируется ТТГ, ингибируется большим избытком I^-.

4. Ткани мишени Т₃ и Т₄: головной мозг, печень, миокард, плацента, ЖКТ, мышечная ткань, селезёнка, поджелудочная железа, костная ткань.

Биосинтез тиреоидных гормонов включает в себя 4 этапа.

1. Включение I^- в ЩЖ. I^- поступает в ЖКТ с пищей и водой в количестве 150-300 мкг/сутки. 25-30% этого количества захватывает ЩЖ. Транспорт I^- в клетки – энергозависимый процесс. Он происходит при участии специального транспортного белка – Na⁺/K⁺-АТФазы против высокого градиента концентрации. Его называют ”йодным насосом” ЩЖ. Непоглощённый из крови I^- выводится с мочой.

2. Йодирование или органификация йода.

• Окисление I^-. ЩЖ – единственная ткань, способная окислять I^- до реакционноспособного гипойодита (IO^-), что необходимо для органификации йода. Окисление происходит при участии гемсодержащей тиреопероксидазы и Н₂О₂ в качестве окислителя. Н₂О₂ образуется НАДФ-зависимой редуктазой (рис. 2).

НАДФН+H⁺ О₂

редуктаза

тиреопероксидаза

НАДФ⁺ Н₂О₂ + I^- IO^- + Н₂О

Рис. 2. Окисление йодида.

• Йодирование тирозина и образование йодтиронинов (рис. 3). Тиреоидные гормоны синтезируются на основе белка – тиреоглобулина. Синтез цепи тиреоглобулина и его йодирование происходят раздельно. Сначала синтезируется белок тиреоглобулин и только потом осуществляется йодирование радикалов тирозина этого белка. Тиреоглобулин – гликопротеин, содержащий 115 молекул тирозина. Углеводы составляют 8-10% массы тиреоглобулина. Тиреоглобулин синтезируется в тиреоцитах и путём экзоцитоза секрктируется во внеклеточный коллоид, где и происходит йодирование остатков тирозина и образование йодтиронинов. Гипойодит (IО^-) взаимодействует с остатками тирозина в молекуле тиреоглобулина с образованием йодтиреоглобулина. Эта реакция также катализируется тиреопероксидазой с образованием йодтиронинов (монойодтирозина – МИТ и дийодтирозина – ДИТ). Витамин А усиливает включение йода в тироксин, но в больших дозах витамин А угнетает функцию щитовидной железы – снижает образование ТТГ в гипофизе.

І І І І

СН₂ СН₂ СН₂ СН₂

І І І І

Тиреопероксидаза

+ 3IO^-

I I I

ОН ОН OH OH

МИТ ДИТ

Рис. 3. Схема процесса йодирования.

• Конденсация с образованием Т₃ и Т₄ (рис. 4).

Конденсация двух молекул ДИТ с образованием тироксина (Т₄) или МИТ и ДИТ с образованием Т₃ происходит в составе молекулы йодтиреоглобулина. Ферментом, катализирующим этот процесс, также является тиреопероксидаза. Образовавшиеся гормоны остаются в составе йодтиреоглобулина до начала его деградации. Йодтиреоглобулин – это запасная форма тиреоидных гормонов.

_{І І}

СН₂ СН₂

СН₂ СН₂ СН₂ СН₂ І І

І І І І тиреопероксидаза

_{3 5 3 5}

Y Y

І ⁵ I І I I І I І I І I I I I О O

OH OH OH OH І І

МИТ ДИТ ДИТ ДИТ

_{3' 5'}

Т₃ Т₄ I І I І I

ОН OH

Т₃ и Т₄

Рис. 4. Схема процесса конденсации.

• Протеолиз и секреция тиреоидных гормонов (рис. 5). Йодтиреоглобулин транспортируется из коллоида в фолликулярную клетку (тиреоцит) путём эндоцитоза. Там он гидролизуется ферментами лизосом с освобождением Т₃ и Т₄.

Тиреоглобулин йодтиреоглобулин

с ДИТ I I

I

Н₂О₂ -О- -ОН

^ОН йодирование^↓ -OH

↑ I конденсация I I

IO^- I

К оллоид ОН

I

I^- Т₃ Т₄

Рис. 5. Схема процесса мобилизации тиреоидных гормонов.