24.1. Биосинтез тиреоидных гормонов

В ЩЖ преимущественно синтезируются Т₄ и только 5 – 10 % Т₃, остальные количества Т₃ образутся в периферических тканях в результате дейодирования Т₄ с помощью разных дейодиназ. Синтез Т₃ и Т₄ осуществляется в фолликулах, которые представляют собой функциональную и морфологическую единицу ЩЖ. Фолликулы (20 – 40) образуют дольки, отделенные друг от друга соединительной тканью. Полость фолликула заполнена коллоидом и окружена слоем кубических эпителиальных клеток. При гиперфункции железы тиреоидные клетки становятся цилиндрическими, при гипофункции – плоскими. В тиреоидных клетках синтезируется белок – тиреоглобулин, который способен проникать внутрь фолликула путем эндоцитоза.

В процессе биосинтеза и инкреции тиреоидных гормонов выделяют следующие основные фазы: 1) йодирование (поступление йода в клетки фолликула); 2) органификация (окисление элементарного йода, связывание тирозина, образование 3-монойодтирозина, 3-МИТ и 3,5-дийодтирозина, 3,5-дийодтирозина, 3,5-ДИТ); 3) конденсация (связывание молекул 3,5ДИТ и 3-МИТ с образованием биологически активных Т₃ иТ₄₎; 4) резорбция (расщепление тиреоглобулина в фаголизосомах); 5) высвобождение (инкреция гормонов из фолликулярных клеток ЩЖ во внеклеточное пространство и кровь).

Включение йода в щитовидную железу (йодирование). Йод в виде органических и неорганических соединений поступает в желудочно-кишечный тракт с пищей и питьевой водой. Йод всасывается в кишечнике в виде йодидов. Установлено, что суточное потребление йода составляет 150 – 200 мкг, если поступление йода в организм снижается ниже 100 мкг/сут, развивается вначале гиперплазия, а затем нетоксический зоб. Концентрация свободного йода в щитовидной железе в 30 – 40 раз выше, чем в плазме крови.

Органификация (окисление) йода . Следующим этапом после захвата йода ЩЖ является синтез тиреоидных гормонов, который начинается с быстрой фиксации йода в молекулу тирозина. Однако, прежде чем поступивший в щитовидную железу йодид будет использован для синтеза тиреоидных гормонов, он должен быть окислен до активной формы при помощи фермента тиропероксидазы и перекиси водорода (H₂О₂). Тиропероксидаза контролирует все этапы биосинтеза тиреоидных гормонов. Образование монойодтиронина (МИТ) и дийодтиронина (ДИТ) происходит на боковых цепях молекулы тиреоглобулина, несущих тирозиновые остатки. Йодирование тиреоглобулина осуществляется на границе между апикальной частью тиреоцита и коллоидом, содержащимся в просвете фолликула.

Процесс конденсации . В заключительной стадии МИТ и ДИТ под влиянием окислительных ферментов конденсируются с образованием биологически активных гормонов щитовидной железы: Т₃ и Т₄. При конденсации двух молекул ДИТ образуется Т₄, если происходит конденсирование между молекулами МИТ и ДИТ, образуется Т₃. Большая часть фолликулов ЩЖ предназначена для хранения тиреоглобулина, и количество в нем тиреоидных гормонов таково, что если полностью блокировать биосинтез гормонов, то запасов Т₃ иТ₄ будет вполне достаточно для поддержания эутиреоидного состояния в течение месяца.

Высвобождение (секреция) гормонов ЩЖ . Секреция тиреоидных гормонов начинается с резорбции коллоида под влиянием протеолитических ферментов. В результате протеолиза освобождаются МИТ, ДИТ, Т₃ и Т₄. МИТ и ДИТ подвергаются обратному дейодированию, и высвобождающийся в результате этого йод вновь используется в синтезе тиреоидных гормонов. Нарушение этого процесса может быть одной из причин спорадического зоба.

В случае нарушения дейодирования МИТ и ДИТ в избыточном количестве поступают в кровь и выделяются с мочой. Вследствие избыточной потери йода с мочой появляется отрицательный баланс йода в организме, что приводит к недостатку йода, необходимого для биосинтеза тиреоидных гормонов, и как следствие – развитию гипотиреоза.

По данным современных исследований, ЩЖ секретирует в 10 – 20 раз больше Т₄ , чем Т₃, однако Т₃ активнее Т₄ по своему действию в 5 – 7 раз. Период полувыведения Т₄ из организма составляет 6 – 7 дней, причем, около 40 % Т₄ метаболизируется с образованием Т₃ и реверсивного (неактивного) Т₃, в котором атом йода отсутствует во внутреннем кольце молекулы. Период полувыведения Т₃ равен 1 – 2 дням. При нарушении образования Т₃ из Т₄ содержание реверсивного Т₃ возрастает.

Поступившие из ЩЖ в кровь Т₃ и Т₄ связываются с белками крови (тироксинсвязывающий глобулин, тироксинсвязывающий преальбумин и альбумин), осуществляющими транспортную функцию. Большая часть этих гормонов, а именно 99,9 % Т₄ и 99,6%Т₃ находится в связанной с белками крови форме. Свободная фракция составляет лишь 0,04 % для Т₄ и 0,4 % для Т₃, и именно она обусловливает биологическое действие тиреоидных гормонов. Тироксинсвязывающий глобулин является стабильным, относительно инертным резервуаром тиреоидных гормонов. Тироксинсвязывающий преальбумин и альбумин представляют собой как бы лабильную фракцию тиреоидных гормонов, способную поставить при различных стрессовых ситуациях необходимое количество свободных Т₃ и Т₄ .

Принципы регуляции тиреоидных гормонов. Доказано, что продукция тиреоидных гормонов регулируется как трансгипофизарным (преимущественно гуморальным), так и парагипофизарным (преимущественно нервно-проводниковым) путями. Центральное место в регуляции ЩЖ занимает гипоталамо-гипофизарная система, которая сама находится под контролем различных структур ЦНС (особенно коры больших полушарий, лимбической системы, ретикулярной формации). Вместе с гипоталамусом, синтезирующим тиреолиберин (ТЛ) и тиреостатин (ТС) и аденогипофизом, синтезирующим тиреотропный гормон (ТТГ), ЩЖ составляет гипоталамо-гипофизарно-тиреоидную жизненно важную регуляторную систему. Последняя функционирует по принципу прямой положительной (с помощью ТЛ и ТТГ) и отрицательной (с помощью ТС), а также обратной отрицательной и положительной связей. Повышение продукции ТЛ и ТТГ стимулирует синтез и инкрецию тиреоидных гормонов (Т₃ и Т₄).

В свою очередь, высокие концентрации в крови и тканях свободных Т₃ и Т₄ ингибируют, а низкие стимулируют синтез и инкрецию ТЛ гипоталамусом и ТТГ гипофизом.