甲状腺激素的合成与代谢

甲状腺激素合成是甲状腺捕获膳食碘并将其组装成含碘激素甲状腺素（T4）和三碘甲状腺原氨酸（T3）的过程。分泌后，这些激素与血浆蛋白结合，分布到组织中，并通过脱碘酶进行转化、激活或失活，因此特定细胞可利用的生物活性激素取决于腺体分泌量和外周代谢。

Definition

甲状腺激素的合成与代谢是甲状腺滤泡细胞捕获碘化物并在甲状腺球蛋白上产生甲状腺素（T4）和三碘甲状腺原氨酸（T3）的生化途径，以及随后决定组织活性激素供应的转运、脱碘和清除过程。

Scope

本条目涵盖甲状腺激素的正常生物合成（碘化物捕获、有机化、偶联和甲状腺球蛋白上的储存）、其分泌和转运，以及通过脱碘作用进行的外周代谢。它是甲状腺功能减退症、甲状腺功能亢进症和自身免疫性甲状腺疾病等疾病条目的生理学基础。它将激素合成和代谢作为参考生物学主题进行处理，不提供诊断阈值或治疗方案。

Core questions

• 甲状腺如何浓缩碘化物并将其整合到T4和T3中？
• 为什么大多数分泌的激素是T4，以及如何在周围组织中生成更具活性的T3？
• 脱碘酶如何激活和失活甲状腺激素以提供局部、组织水平的控制？

Key concepts

• 碘化物捕获（钠碘同向转运体）
• 甲状腺球蛋白和有机化
• 甲状腺过氧化物酶
• 碘酪氨酸偶联形成T4和T3
• 血浆中的蛋白质结合和转运
• 脱碘酶（1型、2型和3型）
• T4向T3的外周转化
• 脱碘酶活性的硒依赖性

Mechanisms

滤泡细胞通过钠碘同向转运体摄取碘化物，并在顶膜上，甲状腺过氧化物酶氧化碘化物并将其附着到甲状腺球蛋白上的酪氨酸残基（有机化），然后偶联碘酪氨酸形成T4和少量T3，这些物质储存在胶体中，直到促甲状腺激素（TSH）刺激释放（Chaker, 2017）。由于大多数分泌的激素是前体激素T4，活性激素的供应在很大程度上取决于外周转化：含硒脱碘酶去除碘原子，其中1型和2型脱碘酶生成活性T3，3型脱碘酶使T4和T3失活，从而使组织能够设定自己的局部激素水平（Bianco, 2002）。这一硒酶步骤将甲状腺激素的代谢与硒状态以及更广泛的内分泌系统联系起来（Köhrle, 2005），激素替代疗法的药理学也建立在相同的T4到T3转化基础上（Biondi, 2014）。

Clinical relevance

了解合成和代谢有助于阐明甲状腺为何易受碘缺乏或过量影响，为何大多数甲状腺激素制剂以T4为基础，以及外周转化对解释甲状腺状态的重要性。本条目是关于生理学和药理学的教育参考资料，并非个体诊断或治疗决策的依据。

Debates

仅用T4替代治疗能否充分恢复所有患者的组织T3水平？

由于活性T3主要通过T4的外周脱碘作用产生，因此关于一些仅使用T4的个体是否存在次优的组织T3水平以及是否需要联合T4/T3策略的讨论仍在进行；该问题在文献中仍未解决。

Seminal works

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

Frequently asked questions

为什么甲状腺主要产生T4而不是T3？

T4是腺体的主要分泌产物，并作为循环前体激素；组织随后通过脱碘酶在局部将其转化为更具活性的T3，这使得每个组织都能调节自身的甲状腺激素暴露量。

碘在甲状腺激素合成中扮演什么角色？

碘是甲状腺激素的结构组成部分：甲状腺捕获膳食碘化物并将其整合到激素分子中，因此碘的缺乏和显著过量都可能扰乱激素的产生。