Гормони щитовидної залози (тиреоїдні гормони)

Гормони щитовидної залози, трийодтиронін (Т3) і тироксин (Т4) - це гормони на основі тирозину, виробляються щитовидною залозою, що відповідають за регулювання обміну речовин. Для виробництва Т3 і Т4 необхідний йод. Дефіцит йоду призводить до зниження виробництва Т3 і Т4, в результаті чого спостерігається розширення тканин щитовидної залози і розвиток захворювання, відомого як зоб. Основною формою гормонів щитовидної залози в крові є тироксин (Т4), який має більш тривалий період напіврозпаду, ніж Т3. Ставлення Т4 до Т3, що викидається в кровотік, становить приблизно 20 до 1. T4 перетворюється в активний Т3 (в три-чотири рази потужніший, ніж Т4) в клітинах за допомогою дейодіназ (5`-іодіназа). Потім речовина піддається декарбоксилювання і дейодування, виробляючи іодотіронамін (T1a) і тіронамін (T0a). Всі три ізоформи дейодіназ є селен-містять ферменти, тому для виробництва T3 організму потрібно надходження селену з їжі.

Тироніни діють майже на всі клітини організму. Вони прискорюють основний обмін речовин, впливають на синтез білка, допомагають регулювати ріст довгих кісток (діючи в синергії з гормоном росту), Відповідають за дозрівання нейронів і підвищують чутливість організму до катехоламінів (наприклад, адреналіну) завдяки пермісивними. Гормони щитовидної залози необхідні для нормального розвитку і диференціації всіх клітин організму людини. Ці гормони регулюють також білковий, жировий і вуглеводний обмін, впливаючи на те, як людські клітини використовують енергетичні сполуки. Крім того, ці речовини стимулюють метаболізм вітамінів. На синтез гормонів щитовидної залози впливають численні фізіологічні і патологічні фактори.
Тиреоїдні гормони впливають на виділення тепла в організмі людини. Проте, все ще невідомий механізм, шляхом якого тіронаміни інгібують активність нейронів, що грає важливу роль в циклах сплячки ссавців і в линьки у птахів. Одним з ефектів застосування тіронамінов є різке зниження температури тіла.

Гормони щитовидної залози (Т3 і Т4) синтезуються фолікулярними клітинами щитовидної залози і регулюються виробленими тиреотропним гормоном (ТТГ) тіротропамі з передньої долі гіпофіза. Ефекти T4 в природних умовах опосередковані Т3 (Т4 перетворюється в тканинах-мішенях в Т3). Активність T3 в 3-5 разів вища за активність Т4.
Тироксин (3,5,3 `, 5`-тетрайодтіронін) проводиться фолікулярними клітинами щитовидної залози. Він проводиться в якості попередника тиреоглобуліну (це не те ж саме, що тироксинзв`язуючого глобулін), розщеплюється ферментами для отримання активного Т4.
В ході цього процесу здійснюються наступні кроки:
Na + / I- сімпортера транспортує два іона натрію через базальну мембрану клітин фолікулів разом з іоном йоду. Він являє собою вторинний активний транспортер, який використовує градієнт концентрації Na +, щоб перемістити I- проти градієнта концентрації.
I- переміщається по апікальній мембрані в колоїд фолікула.
Тіреопероксідазе окисляє два I-, формуючи I2. Йодид не є реакційним речовиною, і для здійснення наступного кроку потрібно більш реакційний йод.
Тіреопероксідазе іодірует залишки тиреоглобуліну в колоїді. Тиреоглобулін синтезується на ЕР (ЕПР) фолікулярної клітини і секретується в колоїд.
Тиреотропного гормону (ТТГ), що вивільняється з гіпофіза, пов`язує рецептор ТТГ (Gs білок-зв`язаний рецептор) на базолатеральной мембрані клітини і стимулює ендоцитоз колоїду.
Ендоцітозірованние бульбашки вплавляются в лізосоми фолікулярної клітини. Лізосомальніферменти отщепляют T4 від йодированного тиреоглобуліну.
Ці бульбашки потім піддаються екзоцитозу, вивільняючи гормони щитовидної залози.
Тироксин проводиться шляхом приєднання атомів йоду до кільцевих структур молекул тирозину. Тироксин (Т4) містить чотири атома йоду. Трийодтиронин (Т3) ідентичний Т4, але в його молекулі міститься на один атом йоду менше.
Йодид активно поглинається з крові в ході процесу, званого захоплення йодиду. Натрій тут котранспортіруется з йодидом з базолатеральной боку мембрани в клітку і потім накопичується в фолікулах щитоподібної залози в концентраціях, в тридцять разів перевищують його концентрації в крові. За допомогою реакції з ферментом тіреопероксідазе, йод зв`язується із залишками тирозину в молекулах тиреоглобуліну, утворюючи монойодтірозіна (МІТ) і дийодтирозин (ДІТ). При зв`язуванні двох фрагментів ДІТ утворюється тироксин. Поєднання однієї частки МІТ і однієї частки ДІТ виробляє трийодтиронін.
DIT + MIT = R- T3 (біологічно неактивний)
MIT + DIT = трийодтиронін (Т3)
DIT + DIT = тироксин (Т4)
Протеази переробляють йодований тиреоглобулін, вивільняючи гормони Т4 і Т3, біологічно активні речовини, які відіграють центральну роль в регуляції метаболізму.

Тироксин є прогормоном і резервуаром для найбільш активного і основного тиреоїдного гормону Т3. T4 перетворюється в тканинах за допомогою дейодінази йодтироніни. Дефіцит дейодінази може імітувати дефіцит йоду. T3 активніший, ніж Т4, і є кінцевою формою гормону, хоча він присутній в організмі в меншій кількості, ніж Т4.

Тиреотропін-рилізинг-гормон (ТРГ) вивільняється з гіпоталамуса на 6-8 тижнів. Секреція тиреотропного гормону (ТТГ) з гіпофіза плода стає помітною на 12 тижні вагітності, а на 18-20 тижні виробництво тироксину (Т4) у плода досягає клінічно значимого рівня. Трийодтиронин (Т3) у плода все ще залишається на низькому рівні (менше 15 нг / дл) до 30 тижнів вагітності, а потім збільшується до 50 нг / дл. Достатнє вироблення гормонів щитовидної залози у плода захищає плід від можливих аномалій розвитку мозку, викликаних на гіпотиреоз у матері.

Якщо в раціоні спостерігається нестача йоду, щитовидна залоза не зможе виробляти гормони щитовидної залози. Недолік гормонів щитовидної залози призводить до зниження негативного зворотного зв`язку на гіпофізі, що веде до збільшення виробництва тиреотропного гормону, сприяючи збільшенню щитовидної залози (ендемічний колоїдний зоб). При цьому щитовидна залоза збільшує накопичення йодиду, компенсуючи дефіцит йоду, що дозволяє виробляти достатню кількість гормонів щитовидної залози.

Більшість тиреоїдних гормонів, які циркулюють в крові, пов`язані з транспортуванням білків. Тільки дуже невелика частина циркулюючих гормонів є вільними (непов`язаними) і біологічно активними, отже, вимірювання концентрації вільних тиреоїдних гормонів має важливе діагностичне значення.
Коли гормон щитовидної залози є пов`язаною, він не активний, тому особливе значення представляє кількість вільних T3 / T4. З цієї причини не так ефективно вимір загальної кількості тироксину у крові.
Незважаючи на те, що T3 і T4 є липофильними речовинами, вони перетинають клітинну мембрану за допомогою АТФ-залежного транспорту, опосередкованого переносниками. Тиреоїдні гормони функціонують за допомогою добре вивченого набору ядерних рецепторів в ядрі клітини, рецепторів тиреоїдних гормонів.
T1a і T0a заряджені позитивно і не перетинають мембрану. Вони функціонують завдяки залишковим рецептора, пов`язаному з амінами, TAAR1 (TAR1, TA1), G-білок пов`язаним рецептором, розташованим в клітинній мембрані.
Іншим важливим діагностичним інструментом є вимірювання кількості наявного тиреотропного гормону (ТТГ).

Всупереч загальноприйнятій думці, гормони щитовидної залози не здатні перетинати клітинні мембрани пасивним чином, як інші ліпофільні речовини. Йод в орто-положенні робить фенольну ОН-групу кислішою, в результаті чого спостерігається негативний заряд при фізіологічному рН. Проте, у людей були виявлені принаймні 10 різних активних, залежних від енергії і генетично регульованих транспортерів йодтироніни. Завдяки їм всередині клітин спостерігаються більш високі рівні гормонів щитовидної залози, ніж у плазмі крові або інтерстиціальної рідини.

Мало що відомо про внутрішньоклітинної кінетики тиреоїдних гормонів. Нещодавно, однак, було продемонстровано, що Кристаллин CRYM пов`язує 3,5,3`-трийодтиронін в природних умовах.

Можна кількісно виміряти рівні тироксину і трийодтиронина шляхом вимірювання або вільного тироксину, або вільного трийодтироніну, що є показниками активності тироксину і трийодтироніну в організмі. Також може бути виміряна загальна кількість тироксину або трийодтироніну, яке також залежить від тироксину і трийодтироніну, пов`язаних з тироксин-зв`язуючим глобуліном. Пов`язаним параметром є індекс вільного тироксину, який обчислюється шляхом множення загальної кількості тироксину на поглинання тиреоїдного гормону, яке, в свою чергу, є показником незв`язаного тироксин-зв`язуючого глобуліну.

Збільшення серцевого викиду
Збільшення частоти серцевих скорочень
Збільшення інтенсивності вентиляції
Прискорення основного обміну речовин
Потенціювання ефектів катехоламінів (тобто підвищення симпатичної активності)
Посилення розвитку мозку
Насичення ендометрія у жінок
Прискорення метаболізму білків і вуглеводів

Як Т3, так і Т4 використовуються для лікування дефіциту гормону щитовидної залози (гіпотиреозу). Обидві речовини добре всмоктуються в кишечнику, тому їх можна приймати перорально. Левотироксин - це фармацевтичне назву левотироксина натрію (Т4), який метаболізується повільніше T3 і, отже, зазвичай вимагає прийому тільки один раз в день. Натуральні висушені гормони щитовидної залози витягуються з щитовидної залози свиней. «Натуральне» лікування гіпотиреоз передбачає прийом 20% T3 і невеликих кількостей Т2, Т1 і кальцитоніну. Також є синтетичні комбінації T3 / T4 в різних співвідношеннях (наприклад, liotrix), а також препарати, що містять T3 без домішок (ліотіронін). Левотироксин натрій, як правило, входить в перший пробний курс лікування. Деякі пацієнти вважають, що для них краще використовувати висушений тиреотропний гормон, однак, таке припущення грунтується на неофіційних даних і клінічних досліджень не показали переваги натурального гормону перед біосінтезірованнимі формам.
Тіронаміни все ще не застосовуються в медицині, проте, їх передбачається використовувати для контролю індукції гіпотермії, що змушує мозок входити в захисний цикл, що корисно для запобігання ушкоджень при ішемічному шоці.
Вперше синтетичний тироксин був успішно проведений Чарльзом Робертом Харрінгтоном і Джорджем Баргер в 1926 році.

Сьогодні більшість пацієнтів приймають левотироксин або аналогічні синтетичні форми гормону щитовидної залози. Проте, як і раніше доступні натуральні добавки тиреоїдного гормону з висушеної щитовидної залози тварин. Натуральний тиреоїдний гормон стає менш популярним, в зв`язку з появою даних про те, що в щитовидній залозі тварин є різні концентрації гормонів, через що різні препарати можуть мати різні потенцію і стабільність. Льовотіроксин містить тільки T4 і, отже, в значній мірі є неефективним для пацієнтів, які не можуть здійснювати перетворення Т4 в Т3. Таким пацієнтам може більше підійти використання природного гормону щитовидної залози, оскільки в ньому міститься суміш Т4 і Т3, або ж синтетичні добавки T3. У таких випадках синтетичний ліотіронін є кращим, ніж натуральний. Нелогічно приймати тільки T4, якщо пацієнт не здатний перетворювати Т4 в Т3. Деякі препарати, що містять натуральний гормон щитовидної залози, схвалені F.D.A., в той час як інші - ні. Гормони щитовидної залози, як правило, добре переносяться. Тиреоїдні гормони, як правило, не становлять небезпеки для вагітних жінок і матерів-годувальниць, однак прийом препарату обов`язково повинен здійснюватися під наглядом лікаря. Жінки з гіпотиреозом без належного лікування мають підвищений ризик народження дитини з вродженими дефектами. Під час вагітності жінкам з погано функціонуючої щитовидною залозою також необхідно збільшити дозу гормонів щитовидної залози. Єдиним винятком є те, що прийом тиреоїдних гормонів може збільшити ризик погіршення хвороб серця, особливо у літніх паціентов- таким чином, лікарі можуть спочатку призначати таким пацієнтам більш низькі дози і робити все можливе для того, щоб уникнути ризику серцевого нападу.

Як надлишок, так і недолік тироксину можуть викликати розвиток різних захворювань.
Гіпертиреоз (прикладом є хвороба Грейвса), клінічний синдром, викликаний надлишком циркулюючого вільного тироксину, вільного трийодтироніну, або обох речовин. Це поширене захворювання, яким страждає приблизно 2% жінок і 0,2% чоловіків. Іноді гіпертиреоз плутають з тиреотоксикозом, проте між цими захворюваннями є тонкі відмінності. Незважаючи на те, що при тиреотоксикозі також збільшуються рівні циркулюючих гормонів щитовидної залози, це може бути викликано прийомом таблеток тироксину або надактивного щитовидної залози, в той час як гіпертиреоз може бути викликаний тільки надактивного щитовидної залози.
Гіпотиреоз (приклад - тиреоїдит Хашимото), являє собою захворювання, при якому спостерігається дефіцит тироксину, тріідотіроніна, або обох речовин.
Клінічна депресія іноді може бути викликана гіпотиреозом. Дослідження показали, що Т3 міститься в стиках синапсів і регулює кількість і активність серотоніну, норадреналіну і гамма-аміномасляної кислоти (ГАМК) В мозку.
При передчасних пологах можуть спостерігатися порушення розвитку нервової системи через відсутність материнських гормонів щитовидної залози, коли власна щитовидна залоза дитини ще не в змозі задовольнити післяпологові потреби організму.

Поглинання йоду проти градієнта концентрації опосередковано сімпортера натрій-йод і пов`язане з АТФазой натрій-калій. Перхлорат і тіоціанат - це препарати, які можуть конкурувати з йодом на цій ділянці. Такі сполуки, як гоітрін, можуть знизити виробництво гормонів щитовидної залози, перешкоджаючи окисленню йоду.