Tổng hợp hormone tuyến giáp và chuyển hóa iod

Tổng hợp hormone tuyến giáp là một quá trình nhiều bước, trong đó tế bào nang tuyến giáp thu nhận iodid từ chế độ ăn, oxy hóa nó và gắn nó vào các gốc tyrosin trên protein thyroglobulin để tạo thành thyroxin (T4) và triiodothyronin (T3). Vì iod là một thành phần cấu trúc của các hormone này, nên quá trình chuyển hóa iod toàn cơ thể không thể tách rời khỏi việc sản xuất hormone tuyến giáp.

Definition

Tổng hợp hormone tuyến giáp là quá trình lắp ráp enzyme T4 và T3 từ iodid và các gốc tyrosyl của thyroglobulin trong nang tuyến giáp, phụ thuộc vào nguồn cung cấp iod đầy đủ từ chế độ ăn.

Scope

Chủ đề này bao gồm các bước tế bào của quá trình sinh tổng hợp hormone: hấp thu iodid bởi kênh đồng vận chuyển natri-iodid, vận chuyển vào lòng nang, oxy hóa và gắn kết hữu cơ bởi thyroid peroxidase, gắn kết các iodotyrosin trên thyroglobulin, lưu trữ hormone trong chất keo, và quá trình tái hấp thu và phân giải protein giải phóng T4 và T3. Nó cũng bao gồm chu trình iod trong chế độ ăn cung cấp chất nền. Đây là một tài liệu tham khảo về sinh lý học và không đề cập đến việc điều trị các rối loạn iod.

Core questions

• Tế bào nang tập trung iodid chống lại gradient như thế nào?
• Iodid được oxy hóa và gắn vào thyroglobulin (gắn kết hữu cơ) như thế nào?
• Các iodotyrosin được gắn kết để tạo thành T4 và T3 như thế nào?
• Các hormone được lưu trữ được giải phóng từ chất keo vào máu như thế nào?
• Sự sẵn có của iod trong chế độ ăn hạn chế sản lượng hormone như thế nào?

Key concepts

• Kênh đồng vận chuyển natri-iodid (NIS) và bẫy iodid
• Thyroid peroxidase (TPO)
• Gắn kết hữu cơ của iodid
• Thyroglobulin như giàn giáo và kho dự trữ
• Phản ứng gắn kết tạo thành T4 và T3
• Sản xuất hydrogen peroxide bởi DUOX
• Tái hấp thu và phân giải protein chất keo
• Chu trình iod trong chế độ ăn

Mechanisms

Kênh đồng vận chuyển natri-iodid trên màng đáy bên tích cực tập trung iodid bên trong tế bào nang, sau đó iodid di chuyển đến bề mặt đỉnh và vào chất keo. Tại đó, thyroid peroxidase, sử dụng hydrogen peroxide được tạo ra bởi các enzyme dual oxidase (DUOX), oxy hóa iodid và gắn nó vào các gốc tyrosin của thyroglobulin để tạo thành monoiodotyrosin và diiodotyrosin (gắn kết hữu cơ). Thyroid peroxidase sau đó gắn kết các iodotyrosin này để tạo thành T4 và, ít hơn, T3, chúng vẫn được lưu trữ trong thyroglobulin trong chất keo. Khi được kích thích, chất keo được đưa trở lại vào tế bào và phân giải protein, giải phóng T4 và T3 để tiết ra trong khi iodid từ các iodotyrosin không gắn kết được tái chế.

Clinical relevance

Con đường tổng hợp giải thích tại sao cần có đủ iod trong chế độ ăn để sản xuất hormone bình thường và tại sao thyroid peroxidase là một enzyme chức năng quan trọng. Mục này mô tả sinh lý học để tham khảo và không cung cấp hướng dẫn về liều lượng hoặc quản lý đối với tình trạng thiếu hoặc thừa iod.

Epidemiology

Iod được phân bố không đồng đều trong môi trường, và lượng iod hấp thụ từ chế độ ăn khác nhau đáng kể giữa các vùng, đây là cơ sở sinh lý cho các chương trình bổ sung iod ở cấp độ dân số; các số liệu về tỷ lệ hiện mắc cụ thể nằm ngoài phạm vi của mục sinh lý học này.

History

Việc xác định iod là yếu tố cần thiết cho tuyến giáp và sau đó là việc phân lập thyroxin đã thiết lập chuyển hóa iod là trung tâm của chức năng tuyến. Các công trình nghiên cứu tiếp theo đã mô tả thyroglobulin là giàn giáo iod hóa, thyroid peroxidase là enzyme xúc tác, và kênh đồng vận chuyển natri-iodid cùng các dual oxidase là bộ máy vận chuyển và oxy hóa, hoàn thiện bức tranh phân tử về sinh tổng hợp.

Key figures

• Denise P. Carvalho
• Corinne Dupuy
• P. Reed Larsen

Seminal works

• carvalho-2017
• yen-2001

Frequently asked questions

Thyroglobulin đóng vai trò gì trong quá trình tổng hợp hormone?

Thyroglobulin là một protein lớn đóng vai trò vừa là giàn giáo phân tử để iod được gắn vào các gốc tyrosin và gắn kết thành hormone, vừa là dạng lưu trữ hormone tuyến giáp trong chất keo nang.

Tại sao kênh đồng vận chuyển natri-iodid lại quan trọng?

Nó tích cực vận chuyển iodid từ máu vào tế bào nang chống lại gradient nồng độ của nó, cung cấp iodid mà thyroid peroxidase sau đó kết hợp vào hormone.