В синтезе гормонов щитовидной железы можно выделить 4 этапа

1.Включение йода в щитовидную железу. Органические и неорганические соединения иода поступают в желудочно-кишечный тракт с пищей и питьевой водой и всасывается в виде йодидов. Суточное потребление йода зависит от особенностей питания и составляет от 150-300 мкг в странах Европы до 500 мкг в США .

Эпителиальные клетки разных органов обладают способностью концентрировать иод со скоростью около 2 мкг в час. Эти клетки обладают «ловушкой иода» (йодным насосом). В его работе принимает участие Na+K+ зависимая АТФ –аза.

Общее представление об обмене йода в организме представлено на следующем рис.11.17

Рис.11.17.Общее представление об обмене йода в организме.

Работа «йодного насоса» не отличается высокой специфичностью. Ряд анионов (тиоцианат- SCN^-, перхлорат -ClO^-4, пертехнетат- TcO^-4)., поступающих в железу тем же механизмом, могут конкурентно ингибировать поступление иодидов в клетки щитовидной железы. путем конкуренции. При избыточном поступлении в организм этих анионов, наступает недостаточный захват йодидов щитовидной железой, что приводит к снижению их количества в этом органе и как следствие – к недостаточному синтезу тироидных гормонов. Известны клинические варианты недостаточности щитовидной железы , связанные с нарушеннием захвата йодидов из плазмы крови и транспорта его через мембрану тироцита.

2.Органификация (окисление) йода или йодирование тирозина в тиреоглобулине. Cледующим этапом после захвата йода щитовидной железой является синтез тиреоидных гормонов, который начинается с быстрой фиксации йода в молекулы тирозинов, входящих в состав тиреоглобулина. Тиреоглобулин –главный белок коллоида, заполняющего фолликулы. Это гликопротеин с ММ 660 кДа, состоящий из 5496 аминокислот, среди которых 134 остатка тирозина, но только от 4 до 8 из них иодируются . Процессу иодирования тирозинов предшествует окисление иодидов в активную форму при помощи фермента тиреопероксидазы и перекиси водорода (H₂О₂). В механизме образования перекиси водорода в щитовидной железе принимает участие НАДФH-зависимая дегидрогеназа, расположенная на апикальной мембране клеток, которая в присутствии ионов Са²⁺переносит электроны на О₂с образованием перекиси водорода.Тиреопероксидазакатализирует окисление иодидов перекисью водорода с образованием активных форм йода I⁺и HOI. Этот процесс стимулируется ТТГ.

Рис.11.18. Участие тиреоидпероксидазы в синтезе гормонов щитовидной железы

Тиреопероксидаза, как и тиреоглобулин, могут стать антигенами, к которым образуются антитела при аутоиммунных заболеваниях щитовидной железы и, в частности, при аутоиммунном тироидите. Активированный таким образом йодид (I⁺) способен йодировать молекулы тирозина в структуре тиреоглобулина с образованием монойодтирозина (МИТ) или дийодтирозина (ДИТ). При помощи этой тиреопероксидазной системы щитовидная железа использует каждый поступающий в нее атом йода и препятствует возможному возвращению йодида в кровяное русло. Однако тиреопероксидаза может катализировать йодирование тирозина, входящего в состав других белков (альбумин и др.).

Такой метаболически неактивный белок может выделяться в кровообращение, что приводит к большой “утечке” йода из щитовидной железы. Йодирование тиреоглобулина происходит на границе между апикальной частью тироцита и коллоидом, содержащимся в просвете фолликула. Ряд химических соединений (пропилтиоурацил, мерказолил, метимазол) ингибируют активность тиреопероксидазы, блокируя тем самым образование тиреоидных гормонов, что нашло применение в лечении гиперфункции щитовидной железы

3. Процесс конденсации. МИТ и ДИТ, образовавшиеся на предыдущем этапе, конденсируются с образованием гормонов щитовидной железы. При конденсации двух молекул ДИТ образуется Т4, если же происходит конденсация молекул МИТ и ДИТ - образуется Т3. Процесс конденсации протекает в 3 этапа под влиянием тиреопероксидазы, которая участвует на всех этапах образования гормонов щитовидной железы. Образование МИТ и ДИТ и их конденсация происходят на мембране в апикальной части тироцита, где локализуется тиропероксидаза. По мере иодирования остатков тирозина с последующим образованием йодтирозинов и тиронинов, молекулы тиреоглобулина перемещаются в просвет фолликула, где они накапливаются “про запас”. Этого запаса хватает на месяц при условии полной блокады биосинтеза гормонов.

4. Высвобождение (секреция) гормонов щитовидной железы. Гормоны щитовид

Рис.11.19.Этапы секреции гормонов щитовидной железы.

ной железы освобождаются из тиреоглобулина при участии гидролаз лизосом эпителиальных клеток.

В процессе гидролиза происходит также и высвобождение МИТ и ДИТ, которые подвергаются дейодированию под действием йодтирозиндейодазы, которая выявляется в митохондриях и микросомах и является НАДФH-зависимым флавопротеином. Освобождающийся йодид вновь используется щитовидной железой в биосинтезе тиреоидных гормонов.

Т₃ и Т₄ – регуляторы своего уровня во внеклеточном пространстве.

Ось гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа представляет собой систему, образующую гормоны щитовидной железы и контролирующую их образование. Т₄ и Т₃ тормозят свой собственный синтез по механизму обратной связи. Т₃, ( Т₄ превращается в гипофизе в Т₃ ) основной сигнал в этой связи. Повышение уровня гормона ингибирует высвобождение и синтез тиреотропина в гипофизе и тиреолиберина в гипоталамусе. Это связано с тем, что Т₃ попадая в клетки гипофиза (тиротрофы) связываются с ядерными рецепторами этих клеток и тормозят экспрессию генов, кодирующих обе субъединицы тиреотропина. Таков же механизм действия Т₃, по-видимому, и на механизм образования тиреолиберина в гипоталамусе. Наоборот, снижение уровня гормонов стимулирует высвобождение указанных регуляторов.

Помимо Т₃, Т₄и тиролиберина, на секрецию ТТГ оказывают влияние и другие гормоны. Кортизол угнетает секрецию тиротропина. Гормон роста также тормозит секрецию ТТГ. Это действие СТГ на синтез и высвобождение ТТГ связывается с влиянием соматостатина, стимуляция образования которого отмечается при введении СТГ. . Глюкокортикоиды снижают уровень ТТГ в сыворотке крови. Эстрогены не влияют на базальную секрецию ТТГ, однако увеличивают ее ответ на тиролиберин, тогда как андрогены угнетают ответ ТТГ на тиролиберин.