Гормоны щитовидной железы T3 и T4

Фабрицио Феличи

Щитовидная железа, расположенная в передней области шеи, рядом с первыми кольцами трахеи, содержит многочисленные сферические фолликулы, каждый из которых состоит из одного слоя секреторных клеток, называемых фолликулярными клетками, которые окружают гликопротеин, секретируемый фолликулярными клетками, определяемый коллоид. Гормоны Т3 и Т4 синтезируются в фолликулах.

Тироглобулин, основное вещество, содержащееся в коллоиде, является белком, который действует как предшественник гормонов щитовидной железы. Ферменты для синтеза T3 и T4 и иодид-иона также найдены в коллоиде. Схематически фазами синтеза гормонов щитовидной железы и их секреции являются:

Молекулы тирозина йодированы. Добавление йодид-иона образует моноиодтирозин (MIT), тогда как добавление второго йодида к той же молекуле образует дийодтирозин (DIT);

Две молекулы йодата тирозина (MIT или DIT) связаны в молекуле тироглобулина, и два остатка тирозина соединены ковалентной связью. Если две молекулы DIT объединены, конечный продукт представляет собой 3, 5, 3 ', 5' - тетрайодтиронин или Т4 (также называемый тироксином); если молекула DIT объединена и молекула MIT, конечным продуктом является 3, 5, 3 '- трийодтиронин или Т3.
Т3 и Т4 являются гормонами щитовидной железы, хотя на этом этапе они все еще связаны с тиреоглобулином;

Эти гормоны хранятся в коллоиде вместе с тиреоглобулином за три месяца до высвобождения;

Гормон, стимулирующий щитовидную железу (ТТГ), который поступает из кровотока, стимулирует выброс гормонов щитовидной железы. TSH сначала связывается с рецепторами на мембране фолликулярной клетки, активируя второй мессенджер циклического AMP; это приводит к фосфорилированию ряда белков фолликулярных клеток, необходимых для секреции гормонов;

Фолликулярные клетки забирают молекулы йодированного тироглобулина из коллоида путем фагоцитоза;

Фагосома, содержащая йодированный тироглобулин, сливается с лизосомой;

Воздействие на молекулу тиреоглобулина лизосомальных ферментов приводит к высвобождению свободных Т3 и Т4 в фолликулярной клетке. Гормоны щитовидной железы являются липофильными молекулами, поэтому они могут диффундировать через плазматическую мембрану и оттуда в циркуляцию, где они избирательно связываются с транспортными белками, такими как тироксинсвязывающий глобулин и транстиретин, или могут неспецифически связываться с альбумином.

Т4 обычно продуцируется и секретируется со скоростью в десять раз быстрее, чем Т3, хотя Т3 примерно в четыре раза сильнее у органов-мишеней. Большая часть Т4, выделяемого в плазме, обычно превращается печенью, почками и органами-мишенями в более активный Т3.

Уровень гормонов щитовидной железы практически постоянен в нормальных условиях, поскольку основным механизмом контроля их секреции является отрицательная обратная связь. Как мы уже видели, секреция гормона щитовидной железы стимулируется ТТГ, происходящим из аденогипофиза. Секреция ТТГ, в свою очередь, стимулируется тиреотропин-рилизинг-гормоном (ТРГ), происходящим из гипоталамуса. Будучи выпущенными в кровообращение, гормоны щитовидной железы действуют с отрицательной обратной связью на гипоталамус и переднюю долю гипофиза, чтобы ограничить секрецию TRH и TSH. Обратите внимание, что T4 активирует более эффективную отрицательную обратную связь, чем T3.

Действия гормонов щитовидной железы

Как уже упоминалось, гормоны щитовидной железы являются липофильными, поэтому они легко преодолевают клеточные мембраны; рецепторы этих гормонов находятся в ядре клеток-мишеней. Связывание с рецептором гормонов изменяет скорость транскрипции мессенджерной РНК из ДНК, тем самым модифицируя синтез белка в клетках-мишенях. Эти модификации требуют часов или дней, чтобы создать заметный эффект, который, однако, после индуцирования длится в течение нескольких дней.

Основным действием Т3 и Т4, безусловно, является увеличение основного обмена. Как следствие, происходит увеличение производства тепла, явление, известное как термогенный эффект. Гормоны щитовидной железы усиливают основной обмен веществ в большинстве тканей организма, за исключением мозга, селезенки и половых желез. Механизм, используемый Т3 и Т4 для усиления основного обмена веществ, заключается в стимуляции активности натриево-калиевого насоса. Когда насос активен, АТФ гидролизуется и выделяется тепло. В то же время более широкое использование АТФ увеличивает скорость окисления энергетических субстратов для производства новых АТФ, и в этом процессе выделяется больше тепла. Более того, Т3 и Т4 вызывают увеличение количества митохондрий и стимулируют активность некоторых ферментов, участвующих в окислительном фосфорилировании.

Когда они присутствуют в концентрациях, превышающих нормы T3 и T4, они не только стимулируют использование энергии, но и мобилизацию энергетических резервов, стимулируя гликогенолиз, превращение мышечных белков в аминокислоты и липолиз; они также способствуют глюконеогенезу и синтезу кетонов. В отличие от более низких концентраций, чем обычно, эти гормоны оказывают противоположное действие: они стимулируют синтез гликогена и синтез белка.

Гормоны Т3 и Т4 необходимы для нормального роста и развития многих тканей и для поддержания нормальной функции после завершения роста. Многие из этих эффектов опосредованы стимуляцией высвобождения GH (в сочетании с глюкокортикоидами) и пермиссивным действием на действие GH на органы-мишени. Также важны действия гормонов щитовидной железы на нервную систему: недостаток Т3 и Т4 в детском возрасте может привести к форме необратимого повреждения головного мозга, называемого кретинизмом, при котором умственное развитие и рост тела задерживаются, а нервные клетки характеризуются от плохого развития аксонов и дендритов и неполной миелинизации. Даже в полностью развитой нервной системе гормоны щитовидной железы необходимы для нормального функционирования. У взрослых дефицит может привести к ухудшению когнитивных функций, но эти нарушения полностью регрессируют, если уровень этих гормонов в плазме нормализуется.

Гормоны щитовидной железы и упражнения

После интенсивной, но непродолжительной физической активности повышенных изменений уровня гормонов щитовидной железы в плазме не наблюдалось. Только после продолжительных тренировок было отмечено заметное увеличение T3 и T4.

Исследование, проведенное в Норвегии Herald E. Refsum, показало повышенные уровни T3, T4, TSH и белка в плазме, которые связывают гормоны щитовидной железы, у спортсменов, которые практиковали беговые лыжи сразу после выступления, отметив, что уровни в плазме возвращаются в пределах начальные пределы только после нескольких дней восстановления. Этот процесс, по-видимому, связан с тем, что во время физической активности гормоны щитовидной железы постоянно потребляются, поэтому из-за физиологического действия обратной связи гипофиз стимулируется для производства больших количеств ТТГ с последующим повышением уровня в плазме. гормонов щитовидной железы.

библиография