Доброго дня, дорогие читатели!
Сегодня публикую обзорную статью «Щитовидная железа», на которую сподвигла меня одна хорошая знакомая. Сегодня поговорим о щитовидной железе и её гормонах, конкретно коснемся их синтеза, регуляции и их эффектов. Наиболее подробно рассмотрим йодсодержащие гормоны – тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3).
Итак.
Щитовидная железа (ЩЖ) – эндокринная железа, хранящая йод и вырабатывающая йодсодержащие гормоны – тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3), пептидный гормон кальцитонин.
Т3 и Т4 участвуют в регуляции обмена веществ в организме, росте отдельных клеток и организма в целом.
Кальцитонин играет главную роль в процессе встраивания кальция и фосфатов в костную ткань, предотвращает образование разрушителей костной ткани – остеокластов и стимулирует функциональную активность и размножение остеобластов.
Существует мнение, что щитовидная железа имеет огромное значение в деле поддержания нормального обмена веществ и в особенности в центральной нервной системе. Природа этого влияния представляется, однако, еще далеко не выясненной, и существует пока насчет этого только ряд более или менее вероятных гипотез.
Щитовидная железа.
ЩЖ состоит из двух долей, соединенных перешейком. Перешеек расположен на уровне 2 – 3 кольца трахеи, а боковые доли охватывают её.
В фолликулярных клетках ЩЖ – тироцитах вырабатываются гормоны Т3 и Т4.
В парафолликулярных клетках ЩЖ – С-клетках вырабатывается кальцитонин.
Тироксин и Трийодтиронин.
Сегодня рассмотрим вопросы, связанные с синтезом, секрецией, её регуляцией и действием йодсодержащих гормонов ЩЖ – Т3 и Т4.
Фолликулярные клетки ЩЖ соединяются между собой в форме окружности, образуя просвет для коллоида и тесно соседствуя с кровеносными капиллярами, пронизывающими ЩЖ.
Соединение фолликулярных клеток носит название дольки ЩЖ и состоит из 20 – 40 тироцитов. Именно здесь и происходит синтез Т3 и Т4.
Каким образом происходит регуляция синтеза тиреоидных гормонов?
Гипоталамус вырабатывает тиролиберин (тиреорелин, тиреотропин-рилизинг-фактор) – сокращенно – ТРГ.
ТРГ – нейропептид, усиливает секрецию передней долей гипофиза (аденогипофиз) тиреотропного гормона – ТТГ.
ТТГ – гликопротеидный гормон, состоящий из двух субъединиц – альфа и бэта.
Бэта субъединица обеспечивает специфическое связывание гормона со своими рецепторами в клетках ЩЖ.
Связываясь со своими специфическими рецепторами, ТТГ усиливает синтез Т3 и Т4 фолликулярными клетками.
Избыточное количество Т3 и Т4 улавливается гипоталамусом и синтез ТРГ уменьшается, уменьшая количество ТТГ и конечных гормонов Т3 и Т4, таким образом, реализуется принцип обратной связи в регулировке синтеза гормонов.
Трансмембранный рецептор ТТГ сопряжен с G-белком.
G-белки (англ. G proteins) — это семейство белков, относящихся к ГТФазам и функционирующих в качестве вторичных посредников во внутриклеточных сигнальных каскадах. G-белки названы так, поскольку в своём сигнальном механизме они используют замену ГДФ на ГТФ, как молекулярный функциональный «выключатель» для регулировки клеточных процессов.
Активированный G-белок внутри тироцита, в конечном итоге, запускает процесс синтеза Т3 и Т4.
Как синтезируются йодсодержащие гормоны ЩЖ?
На поверхности тироцита находится белок натрий-йод-транспортер, выполняющий функцию ионного канала, пропускающий внутрь ионы Na+ и J-, по принципу симпорта.
Симпорт – парный транспорт двух ионов через клеточную мембрану. Ионы Na+стремятся попасть в клетку по электрохимическому градиенту, так, как их концентрация в клетке на довольно низком уровне по отношению к плазме крови. Движение Na+, позволяет белку – транспортеру перетаскивать ионы йода внутрь клетки против градиента концентрации, создавая внутри тироцита весьма солидный запас J-. Обратное движение Na+ из клетки осуществляется с помощью зависимых АТФаз.
В эндоплазматическом ретикулуме – ЭПР тироцитов синтезируется тиреоглобулин, который при помощи аппарата Гольджи и экзоцитоза выводится за пределы фолликулярной клетки внутрь долькового просвета в фолликулярный коллоид.
Туда же, при помощи белка пендрина, являющимся антипортом, попадает J-, так же внутрь долькового просвета дольки ЩЖ, меняясь с ионом Cl-.
Итак, тиреоглобулин и J- оказались вместе рядом)))
Далее, реакцией с энзимом тиреопероксидазой, йод ковалентно связывается с тирозиновыми остатками тиреоглобулина, образуя монойодтирозин и дийодтирозин. Моно- и дийодтирозин конъюгируя друг с другом образуют тироксин (в случае конъюгации двух молекул дийодтирозина) и трийодтиронин (в случае конъюгации моно- и дийодтирозина).
Но…процесс не закончен, т.к. тироксин и трийодтиронин остаются в составе тиреоглобулина.
При помощи эндоцитоза тироксин и трийодтиронин, в составе тиреоглобулина, выходят из коллоида обратно в фолликулярные клетки.
Далее, при помощи ферментов лизосом тироцитов происходит протеолиз и…вуаля))) образуются зрелые молекулы Т3 и Т4.
После всех своих перипетий гормоны секретируются в кровь, хотя Т4 может накапливаться внутри клетки и ждать лучших времен.
Т3 и Т4 связываются с белками-переносчиками, т.к., несмотря на свою пептидную структуру, они проявляют свойство липофильности и не могут самостоятельно переноситься по крови.
Однако, благодаря своей липофильной структуре, тиреоидные гормоны Т3 и Т4 легко проникают через мембрану клеток-мишеней, где реализуют свое действие внутри ядра, подобно стероидным гормонам.
Читать еще автора: НПВС препараты (Сергей Александров)
Фолликулярные клетки синтезируют намного больше Т4, чем Т3, однако именно Т3 является активным, а Т4 представляет собой «стратегический запас» и, в случае необходимости, конвертируется в Т3.
Действие гормонов в ядре опосредованно парой рецепторов.
Это тироид-гормон-рецептор (TR) и ретиноид-Х-рецептор (RXR).
Т3 связывается в ядре с TR, активируя его, далее активированный TR связывается с элементами гормонального ответа (HRE) в ДНК либо в виде мономера, гетеродимера с RXR, либо в виде гомодимера.
Следует отметит, что гетеродимеры TR/RXR наиболее активны.
В отсутствии Т3, TR связан с корепрессорными белками и HRE в транскрипционно неактивном состоянии. Связывание TR гормоном Т3 ведет к конформационным изменениям TR и вытеснению корепрессора из комплекса.
Активный комплекс ДНК/TR рекрутирует РНК-полимеразу, которая транскрибирует (воспроизводит в точности) нижестоящую ДНК в мРНК и, в конце-концов))), увеличивает синтез того или иного белка, что приводит к изменению функции клетки.
Какие эффекты реализуют йодсодержащие гормоны ЩЖ?
Тиреоидные гормоны стимулируют рост и развитие организма, рост и дифференцировку тканей.
Повышают системное артериальное давление, частоту и силу сердечных сокращений.
Повышают степень бодрствования, активность и психическую энергию, повышает уровень двигательной активности.
Повышают температуру тела и уровень основного обмена, повышая потребность тканей в кислороде.
Тиреоидные гормоны увеличивают уровень глюкозы в крови, стимулируют глюконеогенез в печени, блокируют синтез гликогена в печени и скелетных мышцах.
Также они повышают захват и утилизацию глюкозы клетками, повышая активность ключевых ферментов гликолиза.
Тиреоидные гормоны усиливают липолиз (распад жира) и тормозят образование и отложение жира.
Действие тиреоидных гормонов на обмен белков зависит от концентрации гормонов. В малых концентрациях они оказывают анаболическое действие на обмен белков скелетных мышц, повышают синтез и тормозят их распад, вызывая положительный азотистый баланс. В больших же концентрациях, тиреоидные гормоны оказывают сильное катаболическое действие на белковый обмен скелетных мышц, вызывая усиленный распад белков и торможение их синтеза, и как следствие — отрицательный азотистый баланс.
Наличие определённой концентрации тиреоидных гормонов является необходимым условием для проявления ряда эффектов соматотропного гормона.
Тиреоидные гормоны усиливают процессы эритропоэза в костном мозге.
Тиреоидные гормоны также оказывают влияние на водный обмен, понижают гидрофильность тканей и канальцевую реабсорбцию воды.
Здоровья, Знаний и Успеха!
С уважением, Сергей Александров