การขนส่งและการจับของฮอร์โมนไทรอยด์กับโปรตีน

เมื่อหลั่งออกมาแล้ว T4 และ T3 เป็นสารที่ชอบไขมันสูงและหมุนเวียนเกือบทั้งหมดโดยจับกับโปรตีนพาหะในพลาสมา โดยมีเพียงส่วนอิสระเล็กน้อยเท่านั้นที่พร้อมใช้งานสำหรับเนื้อเยื่อ การนำส่งเข้าสู่เซลล์จึงขึ้นอยู่กับตัวขนส่งเมมเบรนที่จำเพาะ หัวข้อนี้ครอบคลุมทั้งโปรตีนจับในพลาสมาที่ทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์และกระจายฮอร์โมน และตัวขนส่งข้ามเมมเบรนที่นำฮอร์โมนเข้าสู่เซลล์เป้าหมาย

Definition

การขนส่งฮอร์โมนไทรอยด์หมายถึงการนำส่ง T4 และ T3 ในพลาสมาโดยโปรตีนจับฮอร์โมน และการนำเข้าสู่เซลล์ผ่านเมมเบรนโดยตัวขนส่งฮอร์โมนที่จำเพาะ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมโปรตีนหลักที่จับฮอร์โมนไทรอยด์ในซีรัม (ไทโรซีน-ไบน์ดิง โกลบูลิน, ทรานส์ไทเรติน, และอัลบูมิน), สมมติฐานฮอร์โมนอิสระที่เชื่อมโยงกลุ่มที่จับและกลุ่มอิสระ, และตัวขนส่งเมมเบรน เช่น MCT8, MCT10, และโพลีเปปไทด์ขนส่งแอนไอออนอินทรีย์ที่ทำหน้าที่นำฮอร์โมนเข้าสู่เซลล์ นี่คือข้อมูลอ้างอิงทางสรีรวิทยาและไม่ได้กล่าวถึงการตีความทางคลินิกของความผิดปกติของโปรตีนจับฮอร์โมน

Core questions

• โปรตีนในพลาสมาชนิดใดที่ขนส่ง T4 และ T3 และในสัดส่วนเท่าใด?
• ความสัมพันธ์ระหว่างฮอร์โมนที่จับกับส่วนอิสระที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพคืออะไร?
• ฮอร์โมนเคลื่อนที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เข้าสู่เซลล์เป้าหมายได้อย่างไร?
• เหตุใดการเข้าสู่เซลล์จึงต้องอาศัยตัวขนส่งเฉพาะแทนที่จะเป็นการแพร่แบบง่ายๆ?

Key concepts

• ไทโรซีน-ไบน์ดิง โกลบูลิน (TBG)
• ทรานส์ไทเรติน (TTR)
• อัลบูมินในฐานะพาหะที่มีความสัมพันธ์ต่ำ
• สมมติฐานฮอร์โมนอิสระ
• กลุ่มฮอร์โมนที่จับและกลุ่มฮอร์โมนอิสระ
• โมโนคาร์บอกซิเลต ทรานสปอร์เตอร์ 8 (MCT8)
• MCT10 และตัวขนส่ง OATP

Mechanisms

ในพลาสมา T4 และ T3 ส่วนใหญ่จะจับกับไทโรซีน-ไบน์ดิง โกลบูลินแบบผันกลับได้ โดยมีส่วนร่วมเล็กน้อยจากทรานส์ไทเรตินและอัลบูมิน โปรตีนเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นแหล่งสำรองหมุนเวียนที่ควบคุมความเข้มข้นของฮอร์โมนอิสระและช่วยให้การนำส่งไปยังเนื้อเยื่อเป็นไปอย่างราบรื่น ภายใต้สมมติฐานฮอร์โมนอิสระ ส่วนที่ไม่จับกันซึ่งมีขนาดเล็กเท่านั้นที่ออกฤทธิ์ทางเมตาบอลิซึมและพร้อมสำหรับการนำเข้าสู่เซลล์ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของโปรตีนจับฮอร์โมนจึงทำให้ฮอร์โมนรวมเปลี่ยนแปลงไปในขณะที่ฮอร์โมนอิสระมีแนวโน้มที่จะถูกควบคุม การเข้าสู่เซลล์ไม่ได้เป็นเพียงการแพร่แบบเฉื่อยชา: ตัวขนส่งข้ามเมมเบรนที่จำเพาะ ซึ่งรวมถึงโมโนคาร์บอกซิเลต ทรานสปอร์เตอร์ 8, MCT10, และโพลีเปปไทด์ขนส่งแอนไอออนอินทรีย์ จะนำฮอร์โมนข้ามเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อให้สามารถเข้าถึงดีไอโอดีเนสภายในเซลล์และตัวรับนิวเคลียร์ได้

Clinical relevance

ความแตกต่างระหว่างฮอร์โมนที่จับและฮอร์โมนอิสระเป็นเหตุผลว่าทำไมการวัด T4 อิสระและ T3 อิสระจึงอาจแตกต่างจากฮอร์โมนรวมเมื่อโปรตีนจับฮอร์โมนเปลี่ยนแปลงไป และทำไมตัวขนส่งในเซลล์จึงจำเป็นสำหรับฮอร์โมนในการเข้าถึงเป้าหมายของมัน ข้อมูลนี้เป็นสรีรวิทยาเชิงพรรณนาและไม่ใช่แนวทางสำหรับการประเมินหรือจัดการความผิดปกติของโปรตีนจับฮอร์โมนหรือตัวขนส่ง

History

งานวิจัยทางชีวเคมีในยุคแรกได้ระบุลักษณะของโปรตีนจับฮอร์โมนไทรอยด์ในซีรัมและนำไปสู่สมมติฐานฮอร์โมนอิสระ ซึ่งเป็นการปรับกรอบการทำงานของฮอร์โมนโดยเน้นที่ส่วนที่ไม่จับกันมากกว่าความเข้มข้นรวม การระบุตัวขนส่งเมมเบรนที่จำเพาะในภายหลัง โดยเฉพาะ MCT8 แสดงให้เห็นว่าการนำเข้าสู่เซลล์เป็นขั้นตอนที่ต้องใช้พลังงานและอาศัยตัวขนส่ง ไม่ใช่การแพร่แบบง่ายๆ ที่เคยสันนิษฐานมานานสำหรับฮอร์โมนที่ชอบไขมัน

Key figures

• Luigi Bartalena
• Theo J. Visser
• Robin P. Peeters
• Paul M. Yen

Seminal works

• bartalena-1990
• vanderdeure-2010

Frequently asked questions

สมมติฐานฮอร์โมนอิสระคืออะไร?

สมมติฐานนี้ระบุว่าฮอร์โมนไทรอยด์ส่วนน้อยเท่านั้นที่ไม่จับกับโปรตีนในพลาสมาซึ่งออกฤทธิ์ทางเมตาบอลิซึมและพร้อมที่จะเข้าสู่เซลล์ ดังนั้นความเข้มข้นของฮอร์โมนอิสระจึงเป็นตัวกำหนดการทำงานของฮอร์โมน ไม่ใช่ความเข้มข้นรวม

ทำไมเซลล์จึงต้องการตัวขนส่งฮอร์โมนไทรอยด์?

แม้ว่าฮอร์โมนไทรอยด์จะเป็นสารที่ชอบไขมัน แต่การเข้าสู่เซลล์อย่างมีประสิทธิภาพและมีการควบคุมนั้นขึ้นอยู่กับตัวขนส่งเมมเบรนที่จำเพาะ เช่น MCT8 ซึ่งนำฮอร์โมนไปยังดีไอโอดีเนสภายในเซลล์และตัวรับนิวเคลียร์