Реклама на портале

Роль гормонов щитовидной железы в процессах роста, психического развития и метаболизма. Синтез и секреция, метаболизм тиреоидных гормонов Тиреоидные гормоны в регуляции метаболизма

Щитовидная железа (ЩЖ) и гормоны, которые она продуцирует, играют исключительно важную роль в организме человека. Щитовидка является частью эндокринной системы человека, которая вместе с нервной системой осуществляют регуляцию всех органов и систем. Тиреоидные гормоны регулируют не только физическое развитие человека, но и существенно влияют на его интеллект. Доказательством этого является умственная отсталость у детей с врожденным гипотиреозом (сниженная продукция гормонов ЩЖ). Возникает вопрос, какие гормоны здесь вырабатываются, какой механизм действия гормонов щитовидной железы и биологические эффекты этих веществ?

Строение и гормоны щитовидной железы

Щитовидная железа – это непарный орган внутренней секреции (выделяет гормоны в кровь), который находится на передней поверхности шеи. Железа заключена в капсулу и состоит из двух долей (правой и левой) и перешейка, который их соединяет. В некоторых людей наблюдают дополнительную пирамидальную долю, которая отходит от перешейка. Весит железа около 20-30 грамм. Несмотря на свой маленький размер и вес, щитовидка занимает лидирующее место среди всех органов организма по интенсивности кровотока (даже головной мозг уступает ей), что свидетельствует о важности железы для организма.

Вся ткань щитовидки состоит из фолликулов (структурно-функциональная единица). Фолликулы – это округлые образования, которые по периферии состоят из клеток (тиреоцитов), а в середине заполнены коллоидом. Коллоид – это очень важное вещество. Оно вырабатывается тиреоцитами и состоит в основном из тиреоглобулина. Тиреоглобулин – это белок, который синтезируется в тиреоцитах из аминокислоты тирозина и атомов йода, и представляет собой готовый запас йодсодержимых гормонов щитовидной железы. Оба компонента тиреоглобулина не вырабатываются в организме и должны регулярно поступать с пищей, иначе может наступить дефицит гормонов и его клинические последствия.

Если организму необходимы тиреоидные гормоны, то тиреоциты обратно захватывают из коллоида синтезированный тиреоглобулин (депо готовых тиреоидных гормонов) и расщепляют его на два гормона ЩЖ:

  • Т3 (трийодтиронин), его молекула имеет 3 атома йода;
  • Т4 (тироксин), его молекула имеет 4 атома йода.

После выброса Т3 и Т4 в кровь, они соединяются со специальными транспортными белками крови и в таком виде (неактивном) транспортируются к месту назначения (чувствительные к тиреоидным гормонам ткани и клетки). Не вся порция гормонов в крови находится в связи с белками (они и проявляют гормональную активность). Это специальный защитный механизм, который придумала природа от переизбытка тиреоидных гормонов. По мере надобности в периферических тканях Т3 и Т4 отсоединяются от транспортных белков и выполняют свои функции.

Необходимо отметить, что гормональная активность тироксина и трийодтиронина значительно отличается. Т3 в 4-5 раз активнее, кроме того он плохо соединяется с транспортными белками, что усиливает его действие, в отличие от Т4. Тироксин, когда достигает чувствительных клеток, отсоединяется от белкового комплекса и от него отщепляется один атом йода, тогда он превращается в активный Т3. Таким образом, влияние гормонов щитовидной железы осуществляются на 96-97% за счет трийодтиронина.

Регулирует работу ЩЖ и выработку Т3 и Т4 гипоталамо-гипофизарная система по принципу обратной негативной связи. Если в крови недостаточное количество тиреоидных гормонов, то это улавливается гипоталамусом (часть головного мозга, где нервная и эндокринная регуляции функций организма плавно переходят друг в друга). Он синтезирует тиреотропин-релизинг гормон (ТРГ), который заставляет гипофиз (придаток головного мозга) вырабатывать тиреотропный гормон, который с током крови достигает ЩЖ и заставляет ее продуцировать Т3 и Т4. И наоборот, если в крови наблюдается избыток тиреоидных гормонов, то меньше вырабатывается ТРГ, ТТГ и соответственно Т3 и Т4.

Механизм действия тиреоидных гормонов

Как именно тиреоидные гормоны заставляют клетки делать то, что необходимо? Это очень сложный биохимический процесс, он требует вовлечения многих веществ и ферментов.

Тиреоидные гормоны относятся к тем гормональным веществам, которые осуществляют свои биологические эффекты путем соединения с рецепторами внутри клеток (так же, как и стероидные гормоны). Существует и вторая группа гормонов, которые действуют путем соединения с рецепторами на поверхности клеток (гормоны белковой природы, гипофиза, поджелудочной железы и пр.).

Отличием между ними является скорость ответа организма на стимуляцию. Так как белковым гормонам не нужно проникать внутрь ядра, то они действуют быстрее. Кроме того они активируют ферменты, которые уже синтезированы. А тиреоидные и стероидные гормоны воздействуют на клетки-мишени путем проникновения в ядро и активации синтеза нужных ферментов. Первые эффекты таких гормонов проявляются спустя 8 часов, в отличие от пептидной группы, которые осуществляют свои эффекты на протяжении доли секунд.

Весь сложный процесс того, как гормоны щитовидной железы регулируют функции организма можно отобразить в упрощенном варианте:

  • проникновение гормона внутрь клетки через клеточную мембрану;
  • соединение гормона с рецепторами в цитоплазме клетки;
  • активирование комплекса гормон-рецептор и его миграция в ядро клетки;
  • взаимодействие этого комплекса с определенным участком ДНК;
  • активация нужных генов;
  • синтез белков-ферментов, которые и осуществляют биологические действия гормона.

Биологические эффекты тиреоидных гормонов

Роль гормонов щитовидной железы трудно переоценить. Самая важная функция этих веществ – влияние на метаболизм человека (влияет на энергетический, белковый, углеводный, жировой обмен веществ).

Основные метаболические эффекты Т3 и Т4:

  • повышает поглощение кислорода клетками, что приводит к выработке энергии, необходимой клеткам для процессов жизнедеятельности (повышение температуры и основного обмена);
  • активизируют синтез белков клетками (процессы роста и развития тканей);
  • липолитический эффект (расщепляют жиры), стимулируют окисление жирных кислот, что приводит к их уменьшению в крови;
  • активируют образование эндогенного холестерина, который необходим для построения половых, стероидных гормонов и желчных кислот;
  • активация распада гликогена в печени, что приводит к повышению глюкозы в крови;
  • стимулируют секрецию инсулина.

Все биологические эффекты тиреоидных гормонов основываются на метаболических способностях.

Основные физиологические эффекты Т3 и Т4:

  • обеспечение нормальных процессов роста, дифференциации и развития органов и тканей (особенно центральной нервной системы). Это особенно важно в период внутриутробного развития. Если в это время существует недостаток гормонов, то ребенок родиться с кретинизмом (физическая и умственная отсталость);
  • быстрое заживление ран и травм;
  • активация работы симпатической нервной системы (учащение сердцебиения, потливость, сужение сосудов);
  • повышение сократимости сердца;
  • стимуляция теплообразования;
  • влияют на водный обмен;
  • повышают артериальное давление;
  • тормозят процессы образования и отложения жировых клеток, что приводит к похудению;
  • активация психических процессов человека;
  • поддержание репродуктивной функции;
  • стимулируют образование клеток крови в костном мозге.

Нормы тиреоидных гормонов в крови

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма концентрация тиреоидных гормонов должна находиться в пределах нормальных значений, иначе появляются нарушения в работе органов и систем, которые связаны с недостатком (гипотиреоз) или избытком (тиреотоксикоз) гормонов ЩЖ в крови.

Референсные значения гормонов щитовидной железы:

  • ТТГ (тиреотропный гормон гипофиза) — 0,4-4,0 мЕд/л;
  • Т3 свободный — 2,6-5,7 пмоль/л;
  • Т4 свободный — 9,0-22,0 пмоль/л;
  • Т3 общий — 1.2-2.8 мМе/л;
  • Т4 общий — 60.0-160.0 нмоль/л;
  • тиреоглобулин – до 50 нг/мл.

Здоровая щитовидная железа и оптимальный баланс тиреоидных гормонов — очень важны для нормальной жизнедеятельности организма. Для того чтобы поддерживать нормальные значения гормонов в крови нужно не допускать дефицита в пище необходимых компонентов для построения тиреоидных гормонов (тирозин и йод).

Единственная функция щитовидной железы (ЩЖ) заключается в выработке биологически активных веществ — гормонов. Преобладающая часть железистых клеток производит тиреоидные гормоны, другой тип клеток вырабатывает гормон кальцитонин, участвующий в регулировании уровня кальция.

Понимание роли синтезируемых в ЩЖ гормонов и взаимосвязей гормонального обмена помогает вовремя распознать угрозы для здоровья, правильно интерпретировать результаты лабораторного анализа крови и избежать распространенных ошибок.

Сбои в работе ЩЖ широко распространены, их причиной могут служить факторы неблагоприятной экологической обстановки, специфические особенности региона проживания, аутоиммунные, генетические и другие заболевания. Нарушения функции ЩЖ чаще протекают в виде недостатка выработки гормонов, в качестве лечения применяются препараты тиреоидных гормонов, входящие в число наиболее распространенных лекарств в мире.

Что такое тиреоидные гормоны?

Ключевой гормон ЩЖ — тироксин (Т4). Правильный биосинтез тироксина важен для поддержания нормального обмена веществ во всем организме и регулирования множества жизненных процессов (дыхание, питание, сон, сокращения мускулатуры, сердцебиение и др.).

Секреторная функция щитовидной железы управляется гипофизом, он вырабатывает тиреотропный гормон (ТТГ), количество которого находится в обратной связи с активностью ЩЖ: чем больше в крови тироксина, тем меньше продуцируется ТТГ, и наоборот.

Такой механизм действия обеспечивает поддержание концентрации гормонов в крови на нужном уровне. Изредка случается нарушение обратной связи, при котором повышенная секреция тироксина сочетается с нормальным или повышенным уровнем ТТГ, в таких случаях наблюдается резистентность к гормонам щитовидной железы. Чаще всего этот синдром не вызывает типичных симптомов тиреотоксикоза, но требует тщательного исследования и контроля.

Для оценки функциональности ЩЖ используют количественный анализ уровня ТТГ в крови, в большинстве случаев этой информации достаточно для исключения патологии. Нормой считается диапазон 0,4-4,0 мкМЕ/мл.

Преобладающая часть тироксина находится в крови в связанном состоянии, его захватывает специфическое белковое вещество — ТСГ (тироксинсвязывающий глобулин), выполняющее функцию переносчика. В связанном виде гормон лишен активности, небольшое его количество остается в свободном состоянии. Анализ на свободный и общий тироксин назначается при более подробном исследовании функции ЩЖ.

В качестве дополнительной диагностической меры может использоваться тест поглощения (тест погашенных гормонов, T-uptake), который позволяет оценить концентрацию белков ТСГ в крови.

Синтез

Выделительная функция ЩЖ контролируется гипоталамо-гипофизарной системой. Для того чтобы железистая клетка выработала тиреоидный гормон, необходима цепочка сигналов, передаваемых от одного органа к другому.

Сначала в гипоталамусе (небольшой орган головного мозга) синтезируется тиротропин-рилизинг гормон (ТРГ). Попадая в гипофиз, он вызывает там выработку тиреотропина, который в свою очередь стимулирует щитовидную железу на образование ее гормона.

Поступив в кровеносную систему, гормоны ЩЖ разносятся по всему телу, активизируя метаболизм в тканях и органах всего организма.

Для осуществления полноценной выделительной функции щитовидной железе требуется постоянное присутствие в организме йода и селена.

Функции тиреоидных гормонов

Гормоны ЩЖ оказывают активизирующее и контролирующее действие на множество процессов:

  • управляют ростом тканей, их развитием и дифференцировкой в период эмбриогенеза;
  • обеспечивают нормальное созревание скелета;
  • активизируя обмен веществ, повышают потребность тканей в кислороде и улучшают его поглощение;
  • повышают артериальное давление, учащают сердцебиение;
  • повышают общую энергоэффективность организма и температуру тела;
  • улучшают мыслительную деятельность;
  • вызывают рост двигательной активности;
  • способствуют насыщению крови глюкозой и нормализуют ее утилизацию;
  • усиливают распад жиров, обеспечивая получение энергии, препятствуют возникновению жировых отложений;
  • улучшают синтез протеина;
  • усиливают выработку красных кровяных телец (эритропоэз) в костном мозге;
  • регулируют водно-солевой баланс организма, контролируя биохимию процессов;
  • обеспечивают нормальное усвоение витаминов и микроэлементов;
  • контролируют развитие молочных желез у женщин;
  • участвуют в функционировании иммунной и репродуктивной систем.

Тиреоидная группа гормонов стимулирует синтез белков, взаимодействуя с внутриклеточными рецепторами в процессе трансформации наследственной информации от гена в функциональный продукт — белок (экспрессия гена). Рост белков при этом обеспечивается одновременно с контролем над процессом (в отличие от действия стероидных гормонов, которые влияют на линейный рост белка).

Физиологические эффекты гормонов ЩЖ настолько выражены, а роль так важна, что любой их дефицит негативно отражается на состоянии организма, а гипопродукция вызывает явления гипотиреоза. Нормы содержания каждого продукта щитовидной железы у взрослых зависят от пола и возраста.

При беременности рост плода требует повышенного расхода энергии в организме матери.

Поскольку энергетические процессы контролируются щитовидной железой, возможны колебания в ее работе, выражающиеся в отклонениях производительности от нормы, особенно ярко это бывает выражено в первом триместре. Такие колебания являются причиной резких перемен настроения, повышенной возбудимости, излишней прибавки веса и других проявлений, сопутствующих беременности.

Виды

Фолликулярные клетки щитовидной железы (тироциты) синтезируют 2 типа гормонов: трийодтиронин и тетрайодтиронин (Т3 и Т4), для Т4 широко применяется название тироксин. Оба вещества содержат в своем составе атомы йода, число которых отражается в названии: в Т4 их 4, а в Т3 — 3.

В суммарном количестве гормонов тиреоидной группы доля тироксина может достигать 80%.

Т3

Несмотря на ключевой характер синтеза тироксина щитовидной железой, его биологическая активность в несколько раз ниже, чем активность Т3. Преобладающее количество Т3, деятельно участвующего в метаболизме, конвертируется из тироксина непосредственно в тканях организма.

Т4

Т4 имеет свойство накапливаться в тканях ЩЖ, а процесс выделения в кровоток регулируется его концентрацией в крови (уменьшение концентрации стимулирует выделение, а переизбыток его подавляет). При некоторых обстоятельствах синтез Т4 у здорового человека может активизироваться (например, при переохлаждении). Патологическое повышение его выработки приводит к развитию гипертиреоза.

Тироксин, как и Т3, имеет простое химическое строение, что позволяет легко синтезировать его искусственно.

Вас может заинтересовать:


Что нужно знать о гормоне щитовидной железы ТТГ
Колебания уровня ТТГ при гипотиреозе
Когда и как сдавать кровь на гормоны щитовидной железы

8226 0

Анатомия и физиология щитовидной железы

Щитовидная железа состоит из двух долей, располагающихся по обеим сторонам трахеи. Доли связаны между собой тонким перешейком, лежащим на передней поверхности трахеи под cartilago cricoidea. Иногда из перешейка исходит дополнительная пирамидальная доля. Масса железы составляет в среднем 15-20 г и варьирует в зависимости от района проживания человека.

У зародыша щитовидная железа представляет собой выпячивание дна глоточного кармана. Удлиняясь книзу, она образует ductus thyreoglossus, преобретая двудольную структуру. В редких случаях одна или обе доли щитовидной железы не развиваются. При остановке миграции эмбриональной ткани возможно образование так называемой язычной щитовидной железы. Известны случаи, когда участки тиреоидной ткани локализуются и в других местах по ходу трахеи. Иногда они инфицируются или подвергаются злокачественному перерождению. Зародышевая тиреоидная ткань обладает свойством перемещаться вслед за вилочковой железой в грудную клетку, где спустя десятилетия способна дать начало загрудинному зобу со сдавлением трахеи или возвратного гортанного нерва.

Микроскопически ткань щитовидной железы состоит преимущественно из сферических тиреоидных фолликулов. В норме каждый фолликул представляет собой один слой кубовидных клеток, окружающих полость, заполненную вязкой гомогенной массой — коллоидом. В состоянии повышенной функции фолликулярные клетки приобретают цилиндрическую форму, а в условиях гипофункции уплощаются. Между фолликулами располагаются кровеносные капилляры и нервные окончания, непосредственно контактирующие с наружной поверхностью фолликулов. Апикальная (обращенная к заполненной коллоидом полости) поверхность каждой фолликулярной клетки (тиреоцита) снабжена микроворсинками, проникающими в коллоид.

Щитовидная железа взрослого человека содержит и парафолликулярные или К-клетки в межфолликулярной соединительной ткани, которые вырабатывают пептидный гормон — кальцитонин. Они отличаются от фолликулярного эпителия большим числом митохондрий и присутствием электронно-плотных гранул.

Синтез, секреция и метаболизм тиреоидных гормонов

На рис. 31 показана химическая структура тиреоидных гормонов — тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3), а также ряда их основных метаболитов. Предшественником Т4 и Т3 является аминокислота L-тирозин. Присоединение йода к фенольному кольцу тирозина обеспечивает образование моно- или дийодтирозинов. Если к тирозину с помощью эфирной связи присоединяется второе фенольное кольцо, то образуется тиронин. К каждому из двух или сразу к обоим фенольным кольцам тиронина может примкнуть один или два атома йода в метаположении по отношению к аминокислотному остатку. Т4 представляет собой 3,5,3",5"-тетрайодтиронин, а Т3 — 3,5,3"-трийодтиронин, т. е. содержит меньше на один атом йода в «наружном» (лишенном аминокислотной группировки) кольце.

При удалении атома йода из «внутреннего» кольца Т4 превращается в 3,3",5"-трийодтиронин или в обратный (реверсивный) Т3 (рТ3). Дийодтиронин может существовать в трех формах (3",5"-Т2, 3,5-Т2 или 3,3"-Т2). При отщеплении от Т4 или Т3 аминогруппы образуются соответственно тетрайод- и трийодтироуксусные кислоты. Значительная гибкость пространственной структуры молекулы тиреоидных гормонов, определяемой поворотом обоих колец тиронина по отношению к аланиновой части, играет существенную роль во взаимодействии этих гормонов со связывающими белками плазмы крови и клеточными рецепторами.

Основным природным источником йода служат морские продукты. Минимальная суточная потребность в йоде (в пересчете на йодид) для человека — около 80 мкг, но в отдельных местностях, где с профилактической целью применяется йодированная соль, потребление йодида может достигать 500 мкг/сут. Содержание йодида определяется не только тем его количеством, которое поступает из желудочно-кишечного тракта, но и «утечкой» из щитовидной железы (в норме около 100 мкг/сут), а также периферическим дейодированием йодтиронинов.


Рис. 31. Химическая структура тиреоидных гормонов.


Щитовидная железа обладает способностью концентрировать йодид из плазмы крови. Аналогичной способностью обладают и другие ткани, например, слизистая оболочка желудка и слюнные железы. Процесс переноса йодида в фолликулярный эпителий энергозависим, насыщаем и осуществляется сопряженно с обратной транспортировкой натрия мембранной натрий-калий-аденозинтрифосфатазой (АТФазой). Система перемещения йодида не строго специфична и обусловливает доставку в клетку ряда других анионов (перхлорат, пертехнетат и тиоцианат), которые являются конкурентными ингибиторами процесса накопления йодида в щитовидной железе.

Как уже отмечалось, помимо йода составной частью тиреоидных гормонов является тиронин, образующийся в недрах молекулы белка — тиреоглобулина. Его синтез происходит в тиреоцитах. На долю тиреоглобулина приходится 75 % всего содержащегося и 50 % синтезирующегося в каждый данный момент белка в щитовидной железе.

Йодид, попавший внутрь клетки, окисляется и ковалентно присоединяется к остаткам тирозина в молекуле тиреоглобулина. Как окисление, так и йодирование тирозильных остатков катализируются присутствующей в клетке пероксидазой. Хотя активная форма йода, йодирующая белок, точно неизвестна, но, прежде чем произойдет такое йодирование (т. е. процесс органификации йода), должна образоваться перекись водорода. По всей вероятности, она продуцируется НАД-Н-цитохромом В- или НАДФ-Н-цитохром С-редуктазой. Йодированию подвергаются как тирозильные, так и монойодтирозильные остатки в молекуле тиреоглобулина. На этот процесс влияет природа рядом расположенных аминокислот, а также третичная конформация тиреоглобулина. Пероксидаза представляет собой мембранно-связанный ферментный комплекс, простетическую группу которого образует гем. Гематиновая группировка абсолютно необходима для проявления активности фермента.

Йодирование аминокислот предшествует их конденсации, т. е. образованию тирониновых структур. Последняя реакция требует присутствия кислорода и может осуществляться через промежуточное образование активного метаболита йодтирозина, например пировиноградной кислоты, которая затем присоединяется к йодтирозильному остатку в составе тиреоглобулина. Независимо от того, какой именно механизм конденсации существует, эта реакция также катализируется тиреоидной пероксидазой.

Молекулярная масса зрелого тиреоглобулина 660000 дальтон (коэффициент седиментации — 19). Он обладает, по-видимому, уникальной третичной структурой, способствующей конденсации йодтирозильных остатков. Действительно, содержание тирозина в этом белке мало отличается от такового в других белках, причем йодирование тирозильных остатков может происходить в любом из них. Однако реакция конденсации осуществляется с достаточно высокой эффективностью, вероятно, только в тиреоглобулине.

Содержание йодаминокислот в нативном тиреоглобулине зависит от доступности йода. В норме тиреоглобулин содержит 0,5 % йода в составе 6 остатков монойодтирозина (МИТ), 4 — дийодтирозина (ДИТ), 2 — Т4 и 0,2 — Тз на молекулу белка. Обратный Т3 и дийодтиронины присутствуют в очень малых количествах. Однако в условиях дефицита йода эти соотношения нарушаются: возрастают отношения МЙТ/ДИТ и Т3/Т4, что рассматривают как активное приспособление гормогенеза в щитовидной железе к дефициту йода, поскольку Тз обладает большей метаболической активностью по сравнению с Т4.

На рис. 32 схематически изображена последовательность синтеза тиреоглобулина в фолликулярной клетке щитовидной железы. Весь процесс направлен в одну сторону: от базальной мембраны к апикальной и далее — в коллоидное пространство. Образование свободных тиреоидных гормонов и поступление их в кровь предполагает существование и обратного процесса (рис. 33). Последний складывается из ряда этапов. Вначале содержащийся в коллоиде тиреоглобулин захватывается отростками микроворсинок апикальной мембраны, образующими пузырьки пиноцитоза. Они перемещаются в цитоплазму фолликулярной клетки, где их называют коллоидными каплями. В свою очередь они сплавляются с микросомами, образуя фаголизосомы, и в их составе мигрируют к базальной клеточной мембране. В ходе этого процесса происходит протеолиз тиреоглобулина, во время которого образуются Т4 и Т3. Последние диффундируют из фолликулярной клетки в кровь.

В самой клетке происходит также частичное дейодирование Т4 с образованием Тз. В кровь попадает и некоторая часть йодтирозинов, йода и небольшое количество тиреоглобулина. Последнее обстоятельство имеет существенное значение для осмысливания патогенеза аутоиммунных заболеваний щитовидной железы, для которых характерно присутствие в крови антител к тиреоглобулину. В отличие от прежних представлений, согласно которым образование таких аутоантител связывали с повреждением тиреоидной ткани и попаданием тиреоглобулина в кровь, в настоящее время доказано, что тиреоглобулин поступает туда и в норме.

В процессе внутриклеточного протеолиза тиреоглобулина в цитоплазму фолликулярной клетки проникают не только йодтиронины, но и содержащиеся в белке в большом количестве йодтирозины. Однако, в отличие от Т4 и Тз, они быстро дейодируются ферментом, присутствующим в микросомной фракции, с образованием йодида. Большая часть последнего подвергается в щитовидной железе реутилизации, но некоторое его количество все же выходит из клетки в кровь.

Дейодирование йодтирозинов обеспечивает в 2-3 раза больше йодида для нового синтеза тиреоидных гормонов, чем транспортировка этого аниона из плазмы крови в щитовидную железу, и поэтому играет основную роль в поддержании синтеза йодт-иронинов.

За сутки щитовидная железа продуцирует примерно 80-100 мкг Т4. Период полужизни этого соединения в крови составляет 6-7 дней. Ежесуточно в организме распадается около 10 % секретируемого Т4. Скорость его деградации, как и Т3, зависит от их связывания с белками сыворотки и тканей. В нормальных условиях более 99,95 % присутствующего в крови Т4 и более 99,5 % Тз связано с белками плазмы. Последние выступают в роли буфера уровня свободных тиреоидных гормонов и одновременно служат как бы местом их хранения. На распределение Т4 и Тз среди различных связывающих белков влияют рН и ионный состав плазмы.

В плазме примерно 80 % Т4 скомплексировано с тироксинсвязывающим глобулином (ТСГ), 15 % — с тироксинсвязывающим преальбумином (ТСПА), а остальная часть — с альбумином сыворотки. ТСГ связывает и 90 % Тз, а ТСПА — 5 % этого гормона. Принято считать, что метаболически активной является только та ничтожная доля тиреоидных гормонов, которая не присоединена к белкам и способна к диффузии через клеточную мембрану. В абсолютных цифрах количество свободного Т4 в сыворотке составляет около 2 нг%, а Тз — 0,2 нг%. Однако в последнее время получен ряд данных о возможной метаболической активности и той части тиреоидных гормонов, которая связана с ТСПА. Не исключено, что ТСПА является необходимым посредником в передаче гормонального сигнала из крови в клетки.

ТСГ имеет молекулярную массу 63 000 дальтон и представляет собой гликопротеин, синтезируемый в печени. Его сродство к Т4 примерно в 10 раз выше, чем к Тз. Углеводный компонент ТСГ представлен сиаловой кислотой и играет существенную роль в комплексировании гормонов. Печеночная продукция ТСГ стимулируется эстрогенами и тормозится андрогенами и большими дозами глюкокортикоидов. Кроме того, существуют врожденные аномалии продукции этого белка, которые могут сказаться на общей концентрации тиреоидных гормонов в сыворотке крови.

Молекулярная масса ТСПА 55000 дальтон. В настоящее время установлена полная первичная структура этого белка. Его пространственная конфигурация определяет существование проходящего через центр молекулы канала, в котором расположены два одинаковых связывающих места. Комплексирование Т4 с одним из них резко снижает сродство второго к гормону. Подобно ТСГ, ТСПА обладает



Рис. 32. Последовательность синтеза тиреоглобулина в щитовидной железе (схема)


Рис. 33. Схема образования свободных тиреоидных гормонов.


гораздо большим сродством к Т4, чем к Т3. Интересно, что другие участки ТСПА способны связывать небольшой по размеру (21 000) белок, специфически взаимодействующий с витамином А. Присоединение этого белка стабилизирует комплекс ТСПА с Т4. Важно отметить, что тяжелые нетиреоидные заболевания, а также голодание сопровождаются быстрым и значительным падением уровня ТСПА в сыворотке.

Сывороточный альбумин имеет наименьшее из перечисленных белков сродство к тиреоидным гормонам. Поскольку в норме с альбумином связано не более 5 % общего количества присутствующих в сыворотке тиреоидных гормонов, изменение его уровня лишь очень слабо влияет на концентрацию последних.

Как уже отмечалось, соединение гормонов с белками сыворотки крови не только предотвращает биологические эффекты Т3 и Т4, но и в значительной степени замедляет скорость их деградации. До 80 % Т4 метаболизируется путем монодейодирования. В случае отщепления атома йода в 5"-м положении образуется Т3, обладающий гораздо большей биологической активностью; при отщеплении йода в положении 5 образуется рТз, биологическая активность которого крайне незначительна. Монодейодирование Т4 в том или ином положении является не случайным процессом, а регулируется рядом факторов. Однако в норме дейодирование в обоих положениях протекает обычно с равной скоростью. Небольшие количества Т4 подвергаются дезаминированию и декарбоксилированию с образованием тетрайодтироуксусной кислоты, а также конъюгированию с серной и глюкуроновой кислотами (в печени) с последующей экскрецией конъюгатов с желчью.

Монодейодирование Т4 вне щитовидной железы служит основным источником Т3 в организме. Этот процесс обеспечивает почти 80 % из 20-30 мкг Т3, образующегося за сутки. Таким образом на долю секреции Т3 щитовидной железой приходится не более 20 % его суточной потребности. Внетиреоидное образование Тз из Т4 катализируется Тгб"-дейодиназой. Фермент локализуется в клеточных микросомах и требует в качестве кофактора восстановленных сульфгидрильных групп. Считают, что основное превращение Т4 в Тз происходит в тканях печени и почек. Т3 слабее, чем Т4, связан с белками сыворотки, поэтому подвергается более быстрой деградации.

Период его полужизни в крови составляет около 30 ч. Он превращается преимущественно в 3,3"-Т2 и 3,5-Т2; образуются и небольшие количества трийодтироуксусной и трийодтиропропионовой кислот, а также конъюгатов с серной и глюкуроновой кислотами. Все эти соединения практически лишены биологической активности. Различные дийодтиронины превращаются затем в монойодтиронины и, наконец, в свободный тиронин, который обнаруживается в моче.

Концентрация различных йодтиронинов в сыворотке здорового человека составляет, мкг%: Т4 — 5-11; нг%: Т3 — 75-200, тетрайодтироуксусная кислота — 100-150, рТ3 — 20-60, 3,3"-Т2 — 4-20, 3,5-Т2 — 2-10, трийодтироуксусная кислота — 5-15, 3",5"-Т2 — 2-10, 3-Т, — 2,5.

Тиреоидные гормоны синтезируются в организме одним из ключевых органов эндокринной системы - щитовидной железой. В состав данных гормонов обязательно входит йод.

Тиреоидные гормоны актуальны для полноценного развития и роста организма. Избыточное или, напротив, недостаточное количество гормонов в организме может негативно отразиться на здоровье человека.

Как происходит синтез тиреоидных гормонов?

Синтез гормонов является основным функциональным значением щитовидной железы. Именно оно играет решающую роль в метаболизме йода для организма.

Молекулы йода захватываются из общего кровотока щитовидной железой, аккумулируются в ее фолликулярной ткани и используются для последующей выработки тиреоидных гормонов.

Синтез тиреоидных гормонов осуществляется через следующие фазы:

  1. Синтез тиреоглобулинов.
  2. Скопление йодидов в клетках щитовидной железы.
  3. Окисление йодидов и трансформация их в органические соединения йода.
  4. Синтез йодтиронинов, которые и есть тиреоидные гормоны.
  5. Выброс тироксина и трийодтиронина в общий кроток организма.

Тиреоидный гормон Тироксин

Тироксин - это йодированная аминокарбоновая кислота, производная тирозина, является основным секретом щитовидки, первостепенной формой ее секрета. Тироксин на ¾ состоит из йода, который содержится в кровотоке человека.

Тироксин характеризуется следующим спектром действий:

  • важен для полноценного развития и роста тканевых структур;
  • активизирует деятельность сердечно-сосудистой системы;
  • стимулирует жировой, углеводный и азотный обмен;
  • отвечает за проводимость нервных импульсов;
  • усиливает наполнение клеток и тканей организма кислородом, несет ответственность за их теплопроводимость;
  • усиливает синтез ферментов.

В норме в крови содержится от 4 до 11 мкг/100 мл тироксина. Этот уровень в организме может быть повышен при развитии токсического зоба, а также патологических состояний, связанных с тиреотоксикозом или, напротив, гипотиреозом.

Тироксин содержится в грудном молоке: в первые сутки становления лактации после родов количество от 0,5 до 1,5 мкг/100 мл, к концу первого месяца эта цифра достигает 12,9 мкг, то есть не меньше, чем в общем кровотоке кормящей матери.

Препараты, которые содержат тироксин, используются для проведения гормонозаместительной терапии при диагнозе «Гипофункция щитовидной железы». Например, препараты «L-тироксин 100», «Тиреоидин».

Тиреоидный гормон Трийодтиронин

Трийодтиронин продуцируется фолликулами щитовидной железы, но этот синтез намного ниже, чем производство тироксина. Синтез трийодтиронина аналогичен биосинтезу тироксина.

Метаболизм трийодтиронина происходит путем медленного дейодирования с последовательным формированием Т2 - дийодтиронина, Т1 - монойодтиронина и истинного тиронина, лишенного молекулы йода.

Спектр действия трийодтиронина можно сопоставить с физиологическим эффектом тироксина. В крови он циркулирует в комплексе с глобулином, но его связь с белковой фракцией несколько слабее, в отличие от тироксина, что обуславливает повышенный физиологический синтез трийодтиронина в организме - его оборот биологической жизни равен двум суткам. Содержание трийодтиронина в крови 45-180нг/100 мл.

Количество трийодтиронина в крови существенно повышено при тиреотоксикозе, при чем это повышение происходит параллельно увеличению концентрации тироксина.

Также концентрация трийодтиронина повышается в крови у лиц пожилого возраста, во время голодания, при циррозе печени, после хирургических вмешательств и системных хронических заболеваний.

Роль тиреоидных гормонов в организме

Как было сказано выше, тиреоидные гормоны жизненно необходимы для роста и развития организма, а также для интеллектуальной активности человека.

Они качественно поддерживают работу органов дыхания, сердца и сосудов. Ускоряют поглощение кислорода тканями и клетками организма. Несут ответственность за синтез белка, жировой и углеводный обмен. Способствуют лучшей работе пищеварительного тракта.

Кроме того, тиреоидные гормоны повышают умственную и физическую работоспособность, стабилизируют обменные процессы, участвуют в таком актуальном процессе как синтез эритроцитов и замедляют отложение жировой ткани.

Что происходит, если в организме возникает нехватка или, напротив, избыток тиреоидных гормонов?

Если тиреоидных гормонов недостаточно, обычно развивается аутоиммунный тиреоидит. Его формирование обусловлено стойким нарушением функций щитовидной железы.

Если синтез тиреоидных гормонов нарушен и их не хватает в организме, возникает гиперхолестеринемия и гиперлипидемия, которые в дальнейшем могут стать причиной атеросклероза и ишемической болезни сердца. Кроме того могут возникнуть заболевания желудочно-кишечного тракта, хронические запоры, дисфункциональное расстройство печени, желчнокаменная болезнь, и даже онкологические заболевания.

Также нехватка гормонов щитовидной железы в организме может отрицательно влиять на работу вегетативной нервной системы и увеличивает чувствительность организма к стрессам.

Избыточное количество тиреоидных гормонов в организме приводит к стойкому нарушению баланса половых гормонов. Воздействуя на фолликулостимулирующий гормон, они оказывают негативное влияние на функциональную активность половых желез женщины - яичники, а также работу сердца и сосудов.

Например, у лиц, страдающих тиреотоксикозом, характеризующимся излишним содержанием в крови тиреоидных гормонов, часто отмечается тахикардия, одышка и нарушение пульса.

Также избыток гормонов щитовидной железы оказывает серьезное влияние на работу надпочечников, повышает секрецию глюкокортикоидов.

Визуальными симптомами тиреотоксикоза являются жар, потливость, горячие кожные покровы, общая слабость, отечность лица. Кроме того, у больного отмечается ярко выраженный аппетит на фоне худобы и постоянной потери веса, непреходящая жажда, полиурия - частое обильное мочеиспускание, приступы диареи.

Гормоны щитовидной железы серьезно снижают кальциевые запасы в организме, провоцируя вероятность развития остеопороза и риск переломов.

При существенном недостатке гормонов щитовидки в крови, то есть соответственно и в органах, и тканях организма, происходит нарушение его нормального функционирования, на фоне чего развивается гипотиреоз.

Внешними признаками гипотиреоза являются общая заторможенность, снижение умственных способностей, потеря волос, желтый оттенок кожных покровов, склеротические изменения, депрессивный синдром, набор лишнего веса, повышенное артериальное давление, тахикардия, патологическое увеличение печени, ухудшение половой функции, бесплодие у мужчин и у женщин.

Поскольку в тиреоидных гормонах обязательно содержатся атомы йода, следовательно, их нехватка или, напротив, излишнее количество объясняется исключительно содержанием йода в организме.

Каждый человек должен контролировать количество йода и знать, из какой пищи он может его получить.

Продукты, обогащенные йодом: морская продукция, все виды рыбы, яйца, молочные продукты.

Диагностировать содержание тиреоидных гормонов можно с помощью специальных исследований крови на содержание тироксина, трийодтиронина и тиреотропного гормона.

Незамедлительно нужно обращаться к эндокринологу, если возникли симптомы, свидетельствующие о том, что синтез тиреоидных гормонов нарушен. Последствия этого состояния достаточно серьезны, чтобы оставлять их без внимания, а последующее лечение может занять не только месяцы, но и годы.

Как помочь человеку, если баланс тиреоидных гормонов нарушен?

Пониженный синтез тиреоидных гормонов становится причиной гипотиреоза. Эндокринолог после соответствующей диагностики, назначит препараты для лечения щитовидной железы.

Они нормализуют уровень тиреоидных гормонов до показателей нормы и снимают симптоматику гипотиреоза.

Особенности приема препаратов при недостатке тиреоидных гормонов:

  • при правильной дозировке, чувство усталости исчезает в течении 2 недель;
  • препараты снижают количество холестерина в крови, регулируют вес, способствуя его уменьшению;
  • практически все пациенты при гипотиреозе нуждаются в заместительном лечении на протяжении всей жизни. При нехватке тиреоидных гормонов в организме препараты придется принимать регулярно и дополнительно проверять гормональный статус щитовидной железы с целью коррекции принимаемой дозы. Хорошее самочувствие пациента обычно является залогом того, что лечебная терапия подобрана верно.

Повышенный синтез тиреоидных гормонов приводит к развитию тиреотоксикоза. Медикаментозное лечение этого состояния включает в себя назначение следующих препаратов, регулирующих активность щитовидки:

  • антитиреоидные препараты - тионамиды, например: Мерказолил или Тиамазол, Пропилтиоурацил, которые активно подавляют синтез секрета щитовидки, ингибируя йодидпероксидазу. Также, Пропилтиоурацил замедляет процесс метаболизма тироксина в трийодтиронин.
  • бета-блокаторы: препараты Пропранолола, который заметно улучшает общее состояние лиц, страдающих тиреотоксикозом, что обусловлено блокированием бета-адренорецепторов. Пропранолол уменьшает концентрацию трийодтиронина и замедляет синтез тироксина в трийодтиронин. Бета-адреноблокаторы устраняют симптомы тиреотоксикоза.
  • йодиды: препараты Калия йодида в дозировке по 250 мг дважды в день обладают лечебно-профилактическим действием у большинства лиц, страдающих гиперфункцией щитовидки. Но здесь необходимо помнить о критерии ускользания, поскольку через 10 дней после отмены Калия йодида клиническая картина тиреотоксикоза может возобновиться с новой силой.

Тиреоидные гормоны – это биологически активные вещества, которые синтезируются в щитовидной железе (ЩЖ), являются йодированными производными тирозина и участвуют во многих обменных процессах в организме.

Что представляют собой тиреоидные гормоны

В щитовидке производятся два тиреоидных гормона – тироксин (тетрайодтиронин) и трийодтиронин, которые отличаются наличием или отсутствием дополнительного атома йода. Тироксин (Т 4) содержит 4 атома йода, трийодтиронин (Т 3) – 3 атома.

В зависимости от химического строения все гормоны подразделяют на виды:

  • стероидные;
  • производные аминокислот;
  • производные полиненасыщенных жирных кислот;
  • белково-пептидные.

Тиреоидные гормоны относятся к производным аминокислоты тирозина. Синтез и активация основного гормона щитовидной железы – тироксина – происходит при участии тиреотропного гормона (ТТГ) – гликопротеида передней доли гипофиза. Тироксин образуется в результате присоединения йода (йодирование) к протеиногенной аминокислоте L-тирозину.

Из общего количества синтезируемых тиреоидных гормонов 60-80% поступает в кровеносное русло в виде тироксина, значительная часть которого затем конвертируется в трийодтиронин, который обладает большей активностью. Сам тироксин слабо связывается в тканях с рецепторами тиреоидных гормонов.

Переход тироксина в трийодтиронин происходит при помощи селензависимой монодейодиназы. При наличии врожденного дефекта монодейодиназы (пониженной ее активности в тканях), недостатке в организме селена и/или применении ряда лекарственных средств у человека может наблюдаться недостаточность гормонов щитовидной железы на фоне нормального уровня тироксина в крови.

Функции тиреоидных гормонов в организме человека

Функциями Т 3 и Т 4 , являются:

  1. Активация метаболизма.
  2. Стимуляция процессов, обеспечивающих рост и развитие организма, дифференцирования тканей.
  3. Стимуляция глюконеогенеза в печени.
  4. Повышение концентрации глюкозы в крови и утилизация ее клетками организма.
  5. Замедление выработки гликогена.
  6. Торможение отложения жира и усиление его распада (липолиз).
  7. Повышение частоты сердечных сокращений, уровня кровяного давления, температуры тела.
  8. Стимуляция двигательной и психической активности.
  9. Увеличение потребности тканей организма в кислороде.
  10. Повышение чувствительности тканей к катехоламинам.
  11. Усиление эритропоэза в костном мозге.

Помимо этого, к свойствам Т 3 и Т 4 относится участие в водном обмене.

В зависимости от уровня Т 3 и Т 4 в крови они по-разному влияют на обмен белков. Так, малые концентрации данных веществ оказывают анаболическое действие (способны повышать образование белков и тормозить их распад), а большие концентрации – катаболическое действие (торможение выработки белков и усиление их распада).

Признаки отклонения от нормы

При недостаточной выработке данных биологически активных веществ у пациента могут наблюдаться:

  • бледность кожных покровов (возможен желтоватый оттенок);
  • вялость и быстрая утомляемость даже при минимальных физических нагрузках;
  • усиленное выпадение волос;
  • ухудшение памяти и концентрации внимания;
  • депрессивные состояния;
  • увеличение массы тела;
  • снижение полового влечения;
  • увеличение печени.

Если щитовидная железа будет выделять больше тиреоидных гормонов, могут наблюдаться:

  • тремор;
  • резкое снижение веса;
  • нарушения со стороны желудочно-кишечного тракта;
  • психические расстройства;
  • нарушения работы сердца.

При снижении способности щитовидки поглощать йод и йодировать тирозин у пациента может развиваться зоб, который сдавливает близлежащие анатомические структуры, затрудняет дыхание, глотание.

Лабораторное определение концентрации Т 3 и Т 4

Большая часть Т 3 и Т 4 находится в кровеносном русле в связанной форме. Связывать тироксин и трийодтиронин способны альбумин и тироксинсвязывающий глобулин. Кроме того, Т 4 способен связываться с транстиретином. Только незначительная часть тироксина и трийодтиронина циркулирует в крови в свободной форме и является их биологически активной фракцией.

По этой причине особое значение имеет определение свободных трийодтиронина и тироксина. Кроме того, концентрация свободного Т 4 не зависит от содержания тироксинсвязывающего глобулина, что позволяет использовать данный диагностический параметр при физиологических и патологических состояниях, которые сопровождаются изменением концентрации этого белка (беременность, врожденные нарушения).

Показания к назначению анализа

  • при подозрении на наличие заболеваний щитовидной железы;
  • для контроля эффективности проводимого лечения;
  • в ходе профилактического медицинского обследования;
  • во время вынашивания ребенка (нарушение выработки Т 3 и Т 4 может приводить к прерыванию беременности, возникновению патологий развития плода);
  • детям первых дней жизни, рожденным от матерей с патологиями щитовидной железы.

В таблице представлены нормальные значения свободной фракции тироксина и трийодтиронина в крови.

Правила сдачи анализа

  1. Кровь для определения уровня Т 3 и Т 4 нужно сдавать в утреннее время (желательно до 11:00).
  2. После последнего приема пищи должно пройти 8-12 часов.
  3. Перед исследованием нужно исключить умственные и физические перегрузки, употребление жирной пищи.

Что делать при нарушении выработки тироксина и трийодтиронина

При отклонении концентрации Т 3 и Т 4 в крови от нормы схема лечения зависит от причины возникновения патологического процесса, имеющихся у пациента симптомов, противопоказаний.

Пациентам необходимо отказаться от вредных привычек, избегать стрессовых ситуаций, нормализовать режим дня и придерживаться диеты, предписанной врачом.

Если щитовидная железа производит недостаточное количество тиреоидных гормонов, пациенту показана заместительная гормональная терапия. При избыточном синтезе данных веществ применяются антитиреоидные лекарственные средства. В некоторых случаях требуется хирургическое вмешательство.

Видео

Предлагаем к просмотру видеоролик по теме статьи.