Синтез и метаболизм тиреоидных гормонов

Синтез тиреоидных гормонов — это процесс, при котором щитовидная железа захватывает йод из пищи и включает его в состав йодсодержащих гормонов тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3). После секреции эти гормоны связываются с белками плазмы, распределяются по тканям и подвергаются превращению, активации или инактивации ферментами-дейодиназами, так что количество биологически активного гормона, доступного для данной клетки, зависит как от выработки железой, так и от периферического метаболизма.

Definition

Синтез и метаболизм тиреоидных гормонов — это биохимический путь, посредством которого фолликулярные клетки щитовидной железы захватывают йодид и продуцируют тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3) на тиреоглобулине, а также последующие транспорт, дейодирование и клиренс, которые определяют поступление активного гормона в ткани.

Scope

Эта статья охватывает нормальный биосинтез тиреоидных гормонов (захват йодида, органификация, конъюгация и хранение на тиреоглобулине), их секрецию и транспорт, а также их периферический метаболизм посредством дейодирования. Она является физиологической основой для статей о гипотиреозе, гипертиреозе и аутоиммунных заболеваниях щитовидной железы. В ней синтез и метаболизм гормонов рассматриваются как справочная биологическая тема и не приводятся диагностические пороги или методы лечения.

Core questions

• Как щитовидная железа концентрирует йодид и включает его в состав Т4 и Т3?
• Почему большая часть секретируемого гормона — это Т4, и как более активный Т3 генерируется в периферических тканях?
• Как ферменты-дейодиназы активируют и инактивируют тиреоидные гормоны для обеспечения локального, тканевого контроля?

Key concepts

• Захват йодида (натрий-йодидный симпортер)
• Тиреоглобулин и органификация
• Тиреопероксидаза
• Конъюгация йодтирозинов с образованием Т4 и Т3
• Связывание с белками и транспорт в плазме
• Дейодиназы (типы 1, 2 и 3)
• Периферическое превращение Т4 в Т3
• Зависимость активности дейодиназы от селена

Mechanisms

Фолликулярные клетки поглощают йодид через натрий-йодидный симпортер, а на апикальной мембране тиреопероксидаза окисляет йодид и присоединяет его к остаткам тирозина на тиреоглобулине (органификация), затем связывает йодтирозины с образованием Т4 и в меньшей степени Т3, которые хранятся в коллоиде до тех пор, пока ТТГ не стимулирует их высвобождение (Chaker, 2017). Поскольку большая часть секретируемого гормона является прогормоном Т4, поступление активного гормона в значительной степени зависит от периферического превращения: селенсодержащие дейодиназы удаляют атомы йода, при этом дейодиназы 1-го и 2-го типов генерируют активный Т3, а дейодиназа 3-го типа инактивирует Т4 и Т3, что позволяет тканям устанавливать свой собственный локальный уровень гормонов (Bianco, 2002). Этот этап с участием селеноферментов связывает метаболизм тиреоидных гормонов со статусом селена и с более широкой эндокринной системой (Köhrle, 2005), а фармакология заместительной гормональной терапии основана на том же превращении Т4 в Т3 (Biondi, 2014).

Clinical relevance

Понимание синтеза и метаболизма объясняет, почему щитовидная железа уязвима к дефициту или избытку йода, почему большинство препаратов тиреоидных гормонов основаны на Т4 и почему периферическое превращение важно для интерпретации состояния щитовидной железы. Эта статья является образовательным справочным материалом по физиологии и фармакологии и не является основанием для принятия индивидуальных диагностических или лечебных решений.

Debates

Адекватно ли восстанавливает Т3 в тканях у всех пациентов заместительная терапия только Т4?

Поскольку активный Т3 продуцируется в основном путем периферического дейодирования Т4, продолжается дискуссия о том, имеют ли некоторые люди, получающие только Т4, субоптимальный уровень Т3 в тканях и оправданы ли комбинированные стратегии Т4/Т3; этот вопрос остается нерешенным в литературе.

Seminal works

• bianco-2002
• kohrle-2005
• biondi-2014

Frequently asked questions

Почему щитовидная железа производит в основном Т4, а не Т3?

Т4 является основным секреторным продуктом железы и действует как циркулирующий прогормон; затем ткани превращают его в более активный Т3 локально с помощью ферментов-дейодиназ, что позволяет каждой ткани регулировать собственное воздействие тиреоидных гормонов.

Какую роль играет йод в синтезе тиреоидных гормонов?

Йод является структурным компонентом тиреоидных гормонов: щитовидная железа захватывает йодид из пищи и включает его в молекулы гормонов, поэтому как дефицит, так и значительный избыток йода могут нарушать выработку гормонов.