- Тиреоидные гормоны
- [анат. (glandula) thyreoidea щитовидная железа] — тироксин и трийодтиронин, гормоны, синтезируемые щитовидной железой
Тироксин обладает многообразным физиологическим действием: он необходим для нормального роста, развития и дифференциации тканей, стимулирует сердечную деятельность, азотистый, углеводный и жировой обмен, проведение нервных импульсов, усиливает поглощение кислорода тканями и их теплопродукцию, повышает активность отдельных ферментных систем как в целом организме, так и в культуре тканей. L-тироксин обладает физиологической активностью, в 3 раза превышающей активность D-тироксина. Обычно ответ на тироксин наступает по истечении определенного латентного периода и проявляется усилением метаболизма в печени, сердце, мышцах и почках. В ряде других органов (головном мозге взрослого человека, селезенке, семенных пузырьках) изменений метаболизма, вызванных тироксином, не обнаружено.
Биосинтез тироксина осуществляется, как полагают, путем окислительной конденсации двух молекул дийодтирозина, находящихся в связанном состоянии в тиреоглобулине; образовавшиеся в результате реакции тироксин и дегидроаланин или серин остаются в составе молекулы тиреоглобулина. Секреции тироксина в кровь предшествует постепенный гидролиз молекул тиреоглобулина протеазами лизосом фолликулярных клеток щитовидной железы при миграции в направлении базальной мембраны фолликулярной клетки.
Тиреоидные гормоны циркулируют в крови в основном в виде комплексов с белками сыворотки крови. Среди сывороточных белков, избирательно связывающих тироксин, выделяют тироксинсвязывающие глобулин, альбумин и преальбумин. Свободный тироксин находится в крови в состоянии подвижного равновесия со связанным с белками тироксином и может проникать в клетки. Концентрация циркулирующего тироксина определяется интенсивностью его секреции щитовидной железой и потреблением гормона на периферии и контролируется выбросом в кровоток тиреотропного гормона (см. Гипофизарные гормоны). Тироксин в комплексе с глобулином обладает большей стабильностью, чем связанный с альбумином и преальбумином. Свободный тироксин, содержащийся в крови в незначительных количествах, тем не менее определяет тиреоидное состояние организма (типо-, гипер- или эутиреоз), обусловливает периферический эффект гормона, скорость его метаболизма (в норме период биологической полужизни тироксина равен 6—7 дням) и влияние на гипофиз.
Известен ряд трансформаций тироксина, важнейшая из которых заключается в его монодейодировании в положении 5 и 5'. Монодейодирование тироксина происходит под действием специфической дейодазы, отличающейся от йодтирозин-дейодазы, с образованием 3,5,3'-трийодтиронина (Т3) и 3,3',5'-трийодтиронина — так называемого обратного трийодтиронина (oT3), не обладающего гормональной активностью, которые также секретируются в кровь. В щитовидной железе взрослого человека в сутки в среднем вырабатывается 87 мкг тироксина, из которых около 8 мкг превращаются в трийодтиронин, 0,9 мкг — в оТ3, а основная масса гормона поступает в кровоток без изменений. Большая часть Т3 образуется в печени, которая принимает активное участие в метаболизме тироксина. Соотношение между количеством Т3 и оТ3, изменяется при некоторых физиологических и патологических состояниях. Физиологическая активность Т3 в 5—10 раз выше, чем физиологическая активность тироксина. Процесс образования оТ3 рассматривают как путь изъятия избыточного количества тироксина из обмена веществ. В неизмененном виде с мочой или калом экскретируется только небольшое количество тиреоидных гормонов.
Для тиреоидных гормонов не установлены специфические органы-мишени и до сих пор нет общепринятой теории, объясняющей их влияние на обмен веществ на молекулярном уровне. Предполагают, что тироксин является регулятором обмена веществ во всех чувствительных к нему тканях и, вероятно, это действие осуществляется путем присоединения гормона к клеточному ядру с первоначальным влиянием на активность ДНК-зависимой РНК-полимеразы и последующим повышением интенсивности синтеза белка. Аналогичный, но не постоянный эффект тироксин может оказывать и на митохондрии. Повышенное поглощение кислорода тканями типично для тиреотоксикоза. Однако тиреоидная стимуляция окислительного фосфорилирования в митохондриях оказалась сопряженной с тканевым дыханием (см. Дыхание тканевое), за исключением случаев тяжелого тиреотоксикоза. Тироксин вначале стимулирует энергопотребляющую систему, например активный трансмембранный перенос ионов Na+ (см. Мембраны биологические), за которым следуют повышение поглощения кислорода тканями, усиление синтеза белка, необходимое для образования митохондрии, и наполнение их ферментами, а также усиливает синтез дыхательных ферментов в тканях.
Содержание тироксина в крови в норме составляет 4—11 мкг/100 мл. Количество его повышено при зобе диффузном токсическом, различных заболеваниях, сопровождающихся тиреотоксикозом, и понижено при гипотиреозом. Тироксин обнаружен и в грудном молоке; его концентрация в первые дни лактации составляет 0,6—1,5 мкг/100 мл, она относительно низка по сравнению с содержанием гормона в сыворотке крови матери, но постепенно к 3—4-й неделе концентрация тироксина достигает 7,3—12,9 мкг/100 мл.
Тироксин входит в состав лекарственных средств, используемых для заместительной терапии при гипофункции щитовидной железы, — тиреоидина, L-тироксина-100, синтетически комбинированных препаратов.
Трийодтиронин вырабатывается в щитовидной железе в количестве, во много раз меньшем, чем тироксин. Биосинтез Т3 происходит аналогично биосинтезу тироксина в составе молекулы тиреоглобулина. Метаболизм трийодтиронина в организме осуществляется путем постепенного дейодирования Т3 и оТ3 с последовательным образованием дийодтиронинов (Т2), монойодтиронина (T1) и, наконец, тиронина, полностью лишенного атома йода. Трансаминирование и окислительное дезаминирование трийодтиронина происходят во многих органах. Продукт этих превращений 3,5,3'-трийодтиреоуксусную кислоту обнаруживают в моче и желчи.
Действие трийодтиронина аналогично физиологическому эффекту тироксина. Полагают, что главной мишенью для трийодтиронина является генетический аппарат клетки, т.к. этот гормон отличается большим сродством к ядерным участкам связывания. Рецепторные участки в ядре для тироксина и трийодтиронина идентичны, и эти гормоны конкурируют за них, однако сродство клеточных ядерных рецепторов к трийодтиронину в 4—10 раз выше, чем к тироксину. Трийодтиронин связывается преимущественно с хроматином ядра. Возможно, связывание трийодтиронина с ядерными рецепторами стимулирует транскрипцию ДНК с последующим усилением синтеза РНК и белка (см. Нуклеиновые кислоты). Количество мест связывания гормона в различных органах коррелирует с чувствительностью ткани к тиреоидным гормонам . Больше всего трийодтиронина связывается в гипофизе; полагают, что регуляция секреции тиреотропного гормона по принципу обратной связи осуществляется благодаря именно этому процессу.
В крови трийодтиронин циркулирует в виде комплекса с глобулином, однако его связи с белком гораздо слабее, чем у тироксина, что объясняет высокую скорость оборота трийодтиронина в организме (период его биологической полужизни равен 2 дням) и низкую концентрацию этого гормона в крови несмотря на его непрерывное поступление в кровоток из щитовидной железы, а также из печени и почек. Содержание свободного трийодтиронина, не связанного с белками, составляет всего 0,2% от его общего количества в крови здорового человека, которое в среднем равно 45—180 нг/100 мл.
При тиреотоксикозе содержание трийодтиронина в крови значительно повышается параллельно повышению концентрации тироксина. Однако описаны случаи так называемого трийодтиронинового тиреотоксикоза, илиТ3-тиреотоксикоза, вызванного избыточным содержанием в крови Т3, в то время как концентрация Т4 остается нормальной. Трийодтирониновый тиреотоксикоз составляет примерно 5% всех случаев тиреотоксикоза. Чаще всего он отмечается у больных с тиреотоксикозом, уже лечившихся ранее, у которых, однако, несмотря на нормальную концентрацию тироксина в крови сохраняются клинические признаки тиреотоксикоза. Клиническая картина трийодтиронинового тиреотоксикоза не отличается от таковой при обычном тиреотоксикозе. Частота встречаемости симптомов тиреотоксикоза, обусловленных изолированным повышением концентрации трийодтиронина в крови, при тиреотоксической аденоме гипофиза достигает 20—30%.
Содержание оТ3 в крови здоровых людей колеблется в пределах 30—60 нг/100 мл. Концентрация оТ3 в крови увеличивается (а концентрация Т3 параллельно снижается) при голодании, системных хронических заболеваниях, циррозе печени, у лиц пожилого возраста, после хирургических операций.
Для оценки содержания тиреоидных гормонов в крови и других биологических субстратах широко применяют так называемые радиолигандные методы, которые позволяют специфически определять Т4, Т3 и другие йодированные компоненты. Один из этих методов — радиоиммунологический метод — с помощью специальных стандартных наборов позволяет с высокой степенью точности установить концентрацию Т4 в сыворотке крови.
Библиогр.: Теппермен Дж. и Теппермен X. Физиология обмена веществ и эндокринной системы, пер. с англ., М., 1989; Тиреоидные гормоны, под ред. Я.X. Туракулова, Ташкент, 1972.