เมแทบอลิซึมและการสลายตัวของฮอร์โมนไทรอยด์

ฮอร์โมนส่วนใหญ่ที่หมุนเวียนอยู่ในร่างกายจะถูกหลั่งออกมาในรูปของโปรฮอร์โมน T4 และการเปลี่ยนรูปไปเป็น T3 ที่ออกฤทธิ์ หรือเมแทบอไลต์ที่ไม่ออกฤทธิ์ ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อส่วนปลายผ่านการกำจัดอะตอมไอโอดีนโดยเอนไซม์ดีไอโอดีเนส เมแทบอลิซึมส่วนปลายนี้ ร่วมกับการคอนจูเกชันและกระบวนการสลายตัวอื่นๆ เป็นตัวกำหนดปริมาณฮอร์โมนที่ออกฤทธิ์ที่เนื้อเยื่อแต่ละส่วนได้รับจริง

Definition

เมแทบอลิซึมของฮอร์โมนไทรอยด์คือชุดของปฏิกิริยาในส่วนปลาย ซึ่งส่วนใหญ่คือดีไอโอดีเนชัน ที่เปลี่ยน T4 ให้เป็น T3 ที่ออกฤทธิ์ หรือเมแทบอไลต์ที่ไม่ออกฤทธิ์ และสุดท้ายก็สลายและกำจัดฮอร์โมนออกไป

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมดีไอโอโดไทโรนีนดีไอโอดีเนสทั้งสามชนิดและบทบาทของพวกมันในการกระตุ้นและยับยั้งฮอร์โมนไทรอยด์ การสร้างรีเวิร์ส T3 และไอโอโดไทโรนีนอื่นๆ รวมถึงกระบวนการคอนจูเกชันที่เตรียมฮอร์โมนสำหรับการขับถ่าย โดยจะอธิบายว่าดีไอโอดีเนชันเป็นกลไกหลักในการควบคุมฮอร์โมนเฉพาะเนื้อเยื่อ นี่คือข้อมูลอ้างอิงทางสรีรวิทยาและไม่ได้กล่าวถึงความผิดปกติของเมแทบอลิซึมของฮอร์โมน

Core questions

• โปรฮอร์โมน T4 ถูกเปลี่ยนเป็น T3 ที่ออกฤทธิ์ได้อย่างไร?
• การส่งสัญญาณฮอร์โมนไทรอยด์ถูกยุติโดยการยับยั้งได้อย่างไร?
• อะไรคือความแตกต่างของเอนไซม์ดีไอโอดีเนสทั้งสามชนิด?
• ดีไอโอดีเนชันช่วยให้การควบคุมความพร้อมของฮอร์โมนเฉพาะเนื้อเยื่อได้อย่างไร?
• ฮอร์โมนที่ใช้แล้วถูกคอนจูเกตและกำจัดออกไปได้อย่างไร?

Key concepts

• ไอโอโดไทโรนีนดีไอโอดีเนส (D1, D2, D3)
• การดีไอโอดีเนชันที่วงแหวนรอบนอก (การกระตุ้น)
• การดีไอโอดีเนชันที่วงแหวนด้านใน (การยับยั้ง)
• รีเวิร์ส T3 (rT3)
• ตำแหน่งเร่งปฏิกิริยาซีลีโนซิสเทอีน
• การกระตุ้นฮอร์โมนเฉพาะเนื้อเยื่อ
• การซัลเฟชันและกลูคูโรนิเดชัน

Mechanisms

ดีไอโอดีเนสที่มีซีลีโนซิสเทอีนสามชนิดควบคุมเมแทบอลิซึมของฮอร์โมน การดีไอโอดีเนชันที่วงแหวนรอบนอก (5'-) โดยดีไอโอดีเนสชนิดที่ 1 และชนิดที่ 2 จะกำจัดไอโอดีนออกจากวงแหวนรอบนอกของ T4 เพื่อสร้าง T3 ที่ออกฤทธิ์ ซึ่งเป็นรูปแบบที่จับกับตัวรับในนิวเคลียส การดีไอโอดีเนชันที่วงแหวนด้านใน (5-) โดยดีไอโอดีเนสชนิดที่ 3 และบางส่วนโดยชนิดที่ 1 จะกำจัดไอโอดีนออกจากวงแหวนด้านในเพื่อสร้างรีเวิร์ส T3 ที่ไม่ออกฤทธิ์จาก T4 หรือเพื่อยับยั้ง T3 ซึ่งเป็นการยุติสัญญาณ เนื่องจากดีไอโอดีเนสมีการแสดงออกที่แตกต่างกันในเนื้อเยื่อต่างๆ และมีการควบคุมด้วยตัวมันเอง จึงทำให้เนื้อเยื่อแต่ละส่วนสามารถกำหนดความเข้มข้นของ T3 ในท้องถิ่นได้ค่อนข้างเป็นอิสระจากระดับในพลาสมา การคอนจูเกชันของฮอร์โมนโดยการซัลเฟชันและกลูคูโรนิเดชัน ซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นในตับ จะเตรียมไอโอโดไทโรนีนสำหรับการขับถ่ายทางน้ำดีและทางไต

Clinical relevance

การดีไอโอดีเนชันส่วนปลายอธิบายว่าทำไมสถานะฮอร์โมนในเนื้อเยื่อเฉพาะที่จึงแตกต่างจากระดับในเลือดได้ และทำไม T3 ที่ออกฤทธิ์ส่วนใหญ่ของร่างกายจึงถูกผลิตขึ้นนอกต่อมไทรอยด์ ข้อมูลนี้อธิบายสรีรวิทยาเมแทบอลิซึมปกติเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง และไม่ได้ให้คำแนะนำเกี่ยวกับความผิดปกติหรือการรักษาที่เกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมของฮอร์โมน

History

การรับรู้ในช่วงทศวรรษ 1970 ว่า T4 ส่วนใหญ่เป็นโปรฮอร์โมนที่เปลี่ยนเป็น T3 ในเนื้อเยื่อส่วนปลาย ได้เปลี่ยนความสนใจจากการหลั่งของต่อมไปสู่เมแทบอลิซึมส่วนปลาย การระบุดีไอโอดีเนสทั้งสามชนิดว่าเป็นซีลีโนเอนไซม์ในภายหลัง และการทำแผนที่กิจกรรมที่แตกต่างกันของวงแหวนรอบนอกและวงแหวนด้านใน ได้สร้างดีไอโอดีเนชันให้เป็นกลไกหลักในการควบคุมฮอร์โมนไทรอยด์เฉพาะที่

Key figures

• Antonio C. Bianco
• P. Reed Larsen
• Balazs Gereben
• Domenico Salvatore

Seminal works

• bianco-2002
• gereben-2008

Frequently asked questions

T3 ที่ออกฤทธิ์ส่วนใหญ่ผลิตที่ไหน?

T3 ที่ออกฤทธิ์ส่วนใหญ่ของร่างกายถูกสร้างขึ้นนอกต่อมไทรอยด์ ในเนื้อเยื่อส่วนปลาย โดยเอนไซม์ดีไอโอดีเนสที่กำจัดอะตอมไอโอดีนที่วงแหวนรอบนอกออกจากโปรฮอร์โมน T4

รีเวิร์ส T3 คืออะไร?

รีเวิร์ส T3 คือเมแทบอไลต์ที่ไม่ออกฤทธิ์ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อไอโอดีนถูกกำจัดออกจากวงแหวนด้านในของ T4 แทนที่จะเป็นวงแหวนรอบนอก การผลิตรีเวิร์ส T3 เป็นวิธีหนึ่งที่ร่างกายใช้ในการยับยั้งฮอร์โมนแทนที่จะกระตุ้น