การสังเคราะห์และการเผาผลาญฮอร์โมนไทรอยด์

การสังเคราะห์ฮอร์โมนไทรอยด์เป็นกระบวนการที่ต่อมไทรอยด์ดึงไอโอดีนจากอาหารและนำมาประกอบเป็นฮอร์โมนที่มีไอโอดีน ได้แก่ ไทรอกซิน (T4) และไตรไอโอโดไทโรนีน (T3) เมื่อหลั่งออกมาแล้ว ฮอร์โมนเหล่านี้จะจับกับโปรตีนในพลาสมา กระจายไปยังเนื้อเยื่อ และถูกเปลี่ยนรูป กระตุ้น หรือยับยั้งโดยเอนไซม์ดีไอโอดีเนส ดังนั้น ฮอร์โมนที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่เซลล์หนึ่งๆ จะได้รับจึงขึ้นอยู่กับทั้งผลผลิตของต่อมและการเผาผลาญส่วนปลาย

Definition

การสังเคราะห์และการเผาผลาญฮอร์โมนไทรอยด์คือวิถีชีวเคมีที่เซลล์ฟอลลิเคิลของต่อมไทรอยด์ดักจับไอโอไดด์และผลิตไทรอกซิน (T4) และไตรไอโอโดไทโรนีน (T3) บนไทโรโกลบูลิน พร้อมกับการขนส่ง การดีไอโอดีเนชัน และการกำจัดที่ตามมา ซึ่งเป็นตัวกำหนดปริมาณฮอร์โมนที่ออกฤทธิ์ไปยังเนื้อเยื่อ

Scope

บทความนี้ครอบคลุมการสังเคราะห์ฮอร์โมนไทรอยด์ตามปกติ (การดักจับไอโอไดด์, การจัดระเบียบสารอินทรีย์, การเชื่อมต่อ, และการเก็บในไทโรโกลบูลิน), การหลั่งและการขนส่ง, และการเผาผลาญส่วนปลายผ่านการดีไอโอดีเนชัน เป็นพื้นฐานทางสรีรวิทยาสำหรับบทความเกี่ยวกับโรคภาวะพร่องไทรอยด์, ภาวะไทรอยด์เป็นพิษ, และโรคไทรอยด์ภูมิต้านตนเอง บทความนี้ถือว่าการสังเคราะห์และการเผาผลาญฮอร์โมนเป็นหัวข้อชีววิทยาอ้างอิง และไม่ได้ให้เกณฑ์การวินิจฉัยหรือการรักษา

Core questions

• ต่อมไทรอยด์ดักจับไอโอไดด์และรวมเข้ากับ T4 และ T3 ได้อย่างไร?
• ทำไมฮอร์โมนส่วนใหญ่ที่หลั่งออกมาจึงเป็น T4 และ T3 ที่ออกฤทธิ์มากกว่าถูกสร้างขึ้นในเนื้อเยื่อส่วนปลายได้อย่างไร?
• เอนไซม์ดีไอโอดีเนสกระตุ้นและยับยั้งฮอร์โมนไทรอยด์เพื่อควบคุมระดับฮอร์โมนในเนื้อเยื่อเฉพาะที่ได้อย่างไร?

Key concepts

• การดักจับไอโอไดด์ (โซเดียม-ไอโอไดด์ ซิมพอร์เตอร์)
• ไทโรโกลบูลินและการจัดระเบียบสารอินทรีย์
• ไทรอยด์เปอร์ออกซิเดส
• การเชื่อมต่อของไอโอโดไทโรซีนเพื่อสร้าง T4 และ T3
• การจับกับโปรตีนและการขนส่งในพลาสมา
• ดีไอโอดีเนส (ชนิดที่ 1, 2, และ 3)
• การเปลี่ยนรูป T4 เป็น T3 ในส่วนปลาย
• การพึ่งพาซีลีเนียมของกิจกรรมดีไอโอดีเนส

Mechanisms

เซลล์ฟอลลิเคิลจะดูดซึมไอโอไดด์ผ่านโซเดียม-ไอโอไดด์ ซิมพอร์เตอร์ และที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านบน ไทรอยด์เปอร์ออกซิเดสจะออกซิไดซ์ไอโอไดด์และเชื่อมเข้ากับหมู่ไทโรซีนบนไทโรโกลบูลิน (การจัดระเบียบสารอินทรีย์) จากนั้นจะเชื่อมไอโอโดไทโรซีนเพื่อสร้าง T4 และ T3 ในปริมาณที่น้อยกว่า ซึ่งจะถูกเก็บไว้ในคอลลอยด์จนกว่า TSH จะกระตุ้นการหลั่ง (Chaker, 2017) เนื่องจากฮอร์โมนส่วนใหญ่ที่หลั่งออกมาเป็นโปรฮอร์โมน T4 การได้รับฮอร์โมนที่ออกฤทธิ์จึงขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนรูปส่วนปลายอย่างมาก: เอนไซม์ดีไอโอดีเนสที่มีซีลีเนียมเป็นส่วนประกอบจะกำจัดอะตอมของไอโอดีน โดยดีไอโอดีเนสชนิดที่ 1 และชนิดที่ 2 จะสร้าง T3 ที่ออกฤทธิ์ และชนิดที่ 3 จะยับยั้ง T4 และ T3 ทำให้เนื้อเยื่อสามารถกำหนดระดับฮอร์โมนในท้องถิ่นของตนเองได้ (Bianco, 2002) ขั้นตอนของซีลีโนเอนไซม์นี้เชื่อมโยงเศรษฐกิจฮอร์โมนไทรอยด์เข้ากับสถานะของซีลีเนียมและระบบต่อมไร้ท่อที่กว้างขึ้น (Köhrle, 2005) และเภสัชวิทยาของการบำบัดด้วยฮอร์โมนทดแทนก็สร้างขึ้นบนพื้นฐานของการเปลี่ยน T4 เป็น T3 แบบเดียวกัน (Biondi, 2014)

Clinical relevance

การทำความเข้าใจการสังเคราะห์และการเผาผลาญช่วยให้เข้าใจว่าทำไมต่อมไทรอยด์จึงอ่อนแอต่อการขาดหรือได้รับไอโอดีนมากเกินไป ทำไมยาเตรียมฮอร์โมนไทรอยด์ส่วนใหญ่จึงใช้ T4 เป็นหลัก และทำไมการเปลี่ยนรูปส่วนปลายจึงมีความสำคัญต่อการตีความสถานะของไทรอยด์ บทความนี้เป็นเอกสารอ้างอิงทางการศึกษาเกี่ยวกับสรีรวิทยาและเภสัชวิทยา และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการตัดสินใจวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Debates

การทดแทนด้วย T4 เพียงอย่างเดียวสามารถฟื้นฟู T3 ในเนื้อเยื่อได้อย่างเพียงพอในผู้ป่วยทุกรายหรือไม่?

เนื่องจาก T3 ที่ออกฤทธิ์ส่วนใหญ่ผลิตโดยการดีไอโอดีเนชันของ T4 ในส่วนปลาย จึงมีการถกเถียงกันอย่างต่อเนื่องว่าบุคคลบางรายที่ใช้ T4 เพียงอย่างเดียวมี T3 ในเนื้อเยื่อที่ไม่เหมาะสมหรือไม่ และกลยุทธ์ T4/T3 แบบผสมผสานมีความจำเป็นหรือไม่ คำถามนี้ยังคงไม่ได้รับการแก้ไขในวรรณกรรม

Seminal works

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

Frequently asked questions

ทำไมต่อมไทรอยด์จึงสร้าง T4 เป็นส่วนใหญ่มากกว่า T3?

T4 เป็นผลิตภัณฑ์หลักที่ต่อมหลั่งออกมาและทำหน้าที่เป็นโปรฮอร์โมนที่หมุนเวียนในกระแสเลือด จากนั้นเนื้อเยื่อจะเปลี่ยน T4 เป็น T3 ที่ออกฤทธิ์มากกว่าในระดับท้องถิ่นผ่านเอนไซม์ดีไอโอดีเนส ซึ่งช่วยให้เนื้อเยื่อแต่ละส่วนสามารถควบคุมการได้รับฮอร์โมนไทรอยด์ของตนเองได้

ไอโอดีนมีบทบาทอย่างไรในการสังเคราะห์ฮอร์โมนไทรอยด์?

ไอโอดีนเป็นส่วนประกอบโครงสร้างของฮอร์โมนไทรอยด์: ต่อมไทรอยด์จะดักจับไอโอไดด์จากอาหารและรวมเข้ากับโมเลกุลของฮอร์โมน ดังนั้นทั้งการขาดและได้รับไอโอดีนมากเกินไปอย่างเห็นได้ชัดสามารถรบกวนการผลิตฮอร์โมนได้