Бюджетное общеобразовательное учреждение «Вышне-Должанская основная общеобразовательная школа»
 
Фотографии

Гормоны щитовидной железы структура биосинтез регуляция


ГОРМОНЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ. «БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ», Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф.


Щитовидная железа играет исключительно важную роль в обмене веществ. Об этом свидетельствуют резкое изменение основного обмена, наблюдаемое при нарушениях деятельности щитовидной железы, а также ряд косвенных данных, в частности обильное ее кровоснабжение несмотря на небольшую массу (20–30 г). Щитовидная железа состоит из множества особых полостей – фолликулов, заполненных вязким секретом – коллоидом. В состав коллоида входит особый йодсодержащий гликопротеин с высокой мол. массой – порядка 650000 (5000 аминокислотных остатков). Этот глико-протеин получил название йодтиреоглобулина. Он представляет собой запасную форму тироксина и трийодтиронина – основных гормонов фолликулярной части щитовидной железы.

Помимо этих гормонов (биосинтез и функции которых будут рассмотрены ниже), в особых клетках – так называемых парафолликулярных клетках, или С-клетках щитовидной железы, синтезируется гормон пептидной природы, обеспечивающий постоянную концентрацию кальция в крови. Он получил название «кальцитонин». Впервые на существование кальцито-нина, обладающего способностью поддерживать постоянный уровень кальция в крови, указал в 1962 г. Д. Копп, который ошибочно считал, что этот гормон синтезируется паращитовидными железами. В настоящее время кальцитонин не только выделен в чистом виде из ткани щитовидной железы животных и человека, но и полностью раскрыта 32-членная аминокислотная последовательность, подтвержденная химическим синтезом. Ниже приведена первичная структура кальцитонина, полученного из щитовидной железы человека:

Кальцитонин человека содержит дисульфидный мостик (между 1-м и 7-м аминокислотными остатками) и характеризуется N-концевым цистеином и С-концевым пролинамидом. Кальцитонины быка, овцы, свиньи и лососевых рыб мало отличаются друг от друга как по структуре и концевым аминокислотам, так и по гипокальциемической активности. Биологическое действие кальцитонина прямо противоположно эффекту паратгормона: он вызывает подавление в костной ткани резорбтивных процессов и соответственно гипокальциемию и гипофосфатемию. Таким образом, постоянство уровня кальция в крови человека и животных обеспечивается главным образом паратгормоном, кальцитриолом и кальцитонином, т.е. гормонами как щитовидной и паращитовидных желез, так и гормоном – производным витамина D3. Это следует учитывать при хирургических лечебных манипуляциях на данных железах.

Химическая природа гормонов фолликулярной части щитовидной железы выяснена в деталях сравнительно давно. Считается установленным, что все йодсодержащие гормоны, отличающиеся друг от друга содержанием йода, являются производными L-тиронина, который синтезируется в организме из аминокислоты L-тирозина.

Из L-тиронина легко синтезируется гормон щитовидной железы тироксин, содержащий в 4 положениях кольцевой структуры йод. Следует отметить, что гормональной активностью наделены 3,5,3'-трийодтиронин и 3,3'-дийодтиронин, также открытые в щитовидной железе. Биосинтез гормонов щитовидной железы регулируется тиротропином – гормоном гипоталамуса (см. ранее).

В настоящее время еще полностью не изучены ферментные системы, катализирующие промежуточные стадии синтеза этих гормонов, и природа фермента, участвующего в превращении йодидов в свободный йод (2IДI2), необходимый для йодирования 115 остатков тирозина в молекуле тиреоглобулина. Последовательность реакций, связанных с синтезом гормонов щитовидной железы, была расшифрована при помощи радиоактивного йода [131I]. Было показано, что введенный меченый йод прежде всего обнаруживается в молекуле монойодтирозина, затем - дийодтирозина и только потом – тироксина. Эти данные позволяли предположить, что монойод- и дийодтирозины являются предшественниками тироксина. Однако известно также, что включение йода осуществляется не на уровне свободного тироксина, а на уровне полипептидной цепи тиреоглобулина в процессе его постсинтетической модификации в фолликулярных клетках. Дальнейший гидролиз тиреоглобулина под действием протеиназ и пептидаз приводит к образованию как свободных аминокислот, так и к освобождению йодтиронинов, в частности тироксина, последующее депонирование которого способствует образованию трийодтиронина. Эта точка зрения кажется более правдоподобной с учетом универсальности постсинтетической химической модификации при биосинтезе биологически активных веществ в организме.

Катаболизм гормонов щитовидной железы протекает по двум направлениям: распад гормонов с освобождением йода (в виде йодидов) и дезами-нирование (отщепление аминогруппы) боковой цепи гормонов. Продукты обмена или неизмененные гормоны экскретируются почками или кишечником. Возможно, что некоторая часть неизмененного тироксина, поступая через печень и желчь в кишечник, вновь всасывается, пополняя резервы гормонов в организме.

Биологическое действие гормонов щитовидной железы распространяется на множество физиологических функций организма. В частности, гормоны регулируют скорость основного обмена, рост и дифференцировку тканей, обмен белков, углеводов и липидов, водно-электролитный обмен, деятельность ЦНС, пищеварительного тракта, гемопоэз, функцию сердечнососудистой системы, потребность в витаминах, сопротивляемость организма инфекциям и др. Точкой приложения действия тиреоидных гормонов, как и всех стероидов (см. далее), считается генетический аппарат. Специфические рецепторы – белки – обеспечивают транспорт тиреоидных гормонов в ядро и взаимодействие со структурными генами, в результате чего увеличивается синтез ферментов, регулирующих скорость окислительно-восстановительных процессов. Естественно поэтому, что недостаточная функция щитовидной железы (гипофункция) или, наоборот, повышенная секреция гормонов (гиперфункция) вызывает глубокие расстройства физиологического статуса организма.

Гипофункция щитовидной железы в раннем детском возрасте приводит к развитию болезни, известной в литературе как кретинизм. Помимо остановки роста, специфических изменений кожи, волос, мышц, резкого снижения скорости процессов обмена, при кретинизме отмечаются глубокие нарушения психики; специфическое гормональное лечение в этом случае не дает положительных результатов.

Недостаточная функция щитовидной железы в зрелом возрасте сопровождается развитием гипотиреоидного отека, или микседемы (от греч. myxa – слизь, oedemo – отек). Это заболевание чаще встречается у женщин и характеризуется нарушением водно-солевого, основного и жирового обмена. У больных отмечаются слизистый отек, патологическое ожирение, резкое снижение основного обмена, выпадение волос и зубов, общие мозговые нарушения и психические расстройства. Кожа становится сухой, температура тела снижается; в крови повышено содержание глюкозы. Гипотиреоидизм сравнительно легко поддается лечению препаратами щитовидной железы.

Следует отметить еще одно поражение щитовидной железы – эндемический зоб. Болезнь обычно развивается у лиц, проживающих в горных местностях, где содержание йода в воде и растениях недостаточно. Недостаток йода приводит к компенсаторному увеличению массы ткани щитовидной железы за счет преимущественного разрастания соединительной ткани, однако этот процесс не сопровождается увеличением секреции тиреоидных гормонов. Болезнь не приводит к серьезным нарушениям функций организма, хотя увеличенная в размерах щитовидная железа создает определенные неудобства. Лечение сводится к обогащению продуктов питания, в частности поваренной соли, неорганическим йодом.

Повышенная функция щитовидной железы (гиперфункция) вызывает развитие гипертиреоза, известного в литературе под названием «зоб диффузный токсический» (болезнь Грейвса, или базедова болезнь). Резкое повышение обмена веществ сопровождается усиленным распадом тканевых белков, что приводит к развитию отрицательного азотистого баланса. Наиболее характерным проявлением болезни считается триада симптомов: резкое увеличение числа сердечных сокращений (тахикардия), пучеглазие (экзофтальм) и зоб, т.е. увеличенная в размерах щитовидная железа; у больных отмечаются общее истощение организма, а также психические расстройства.

При гиперфункции щитовидной железы и, в частности, токсическом зобе показано оперативное удаление всей железы или введение 131I (β- и γ-излу-чение частично разрушает ткань железы) и антагонистов тироксина, тормозящих синтез тиреоидных гормонов. К подобным веществам относятся, например, тиомочевина, тиоурацил (или метилтиоурацил).

Снижают функцию щитовидной железы тиоцианат и вещества, содержащие аминобензольную группу, а также микродозы йода. Механизм действия антитиреоидных веществ окончательно не выяснен. Возможно, они оказывают ингибирующее действие на ферментные системы, участвующие в биосинтезе тиреоидных гормонов.

Предыдущая страница | Следующая страница

СОДЕРЖАНИЕ

Синтез гормонов щитовидной железы - обзор

Регуляция биосинтеза гормонов щитовидной железы

Биосинтез и метаболизм гормонов щитовидной железы регулируется как минимум тремя факторами: стимуляцией ТТГ, доступностью йода и активностью дейодиназ.

ТТГ стимулирует большую часть, если не все этапы биосинтеза гормонов щитовидной железы, от поглощения йода (за счет увеличения экспрессии NIS) до интернализации ТГ из просвета фолликула и последующей секреции гормонов щитовидной железы в кровоток.Секреция ТТГ стимулируется TRH, который, в свою очередь, продуцируется нейронами паравентрикулярного ядра гипоталамуса и предотвращает недостаточное снабжение щитовидной железы (Hoermann et al. , 2015). Чтобы предотвратить гиперстимуляцию ТТГ и восстановить индивидуальную уставку оси гипоталамус – гипофиз – щитовидная железа, существует несколько петель отрицательной обратной связи. Действительно, гормон щитовидной железы подавляет секрецию как TRH, так и TSH (Hoermann et al. , 2015). Что касается ингибирования высвобождения ТРГ, то здесь задействованы нейроны, секретирующие ТРГ, и танициты (Hoermann et al., 2015). Также гомеостатические отношенияhi

.

Синтез и секреция гормонов щитовидной железы

Синтез и секреция гормонов щитовидной железы

Гормоны щитовидной железы синтезируются механизмами, принципиально отличными от того, что наблюдается в других эндокринных системах. Фолликулы щитовидной железы служат одновременно фабрикой и складом для производства гормонов щитовидной железы.

Конструирование гормонов щитовидной железы

Весь процесс синтеза состоит из трех основных этапов, которые, по крайней мере, в некотором смысле аналогичны тем, которые используются при производстве интегральных схем (ИС):

  • Производство и накопление сырья (в случае ИС - большая пластина из легированного кремния)
  • Изготовление или синтез гормонов на основе или каркасе прекурсора (травление нескольких ИС на кремниевой пластине)
  • Высвобождение свободных гормонов из каркаса и секреция в кровь (вырезание отдельных IC из большей пластины и их распределение)

Рецепт производства гормонов щитовидной железы требует использования двух основных видов сырья:

  • Тирозины поступают из большого гликопротеинового каркаса, называемого тиреоглобулин , который синтезируется эпителиальными клетками щитовидной железы и секретируется в просвет фолликула - коллоид, по сути, представляет собой пул тиреоглобулина.Молекула тиреоглобулина содержит 134 тирозина, хотя лишь некоторые из них фактически используются для синтеза Т4 и Т3.
  • Йод , или, точнее, йодид (I - ), активно поглощается из крови эпителиальными клетками щитовидной железы, имеющими на внешней плазматической мембране симпортер йодида натрия или «ловушку йода ». Попав внутрь клетки, йодид транспортируется в просвет фолликула вместе с тиреоглобулином.

Производство гормонов щитовидной железы осуществляется ферментом тироидпероксидаза , интегральным мембранным белком, присутствующим в апикальной (обращенной к коллоиду) плазматической мембране эпителиальных клеток щитовидной железы.Пероксидаза щитовидной железы катализирует две последовательные реакции:

  1. Йодирование тирозинов на тиреоглобулин (также известное как «организация йодида»).
  2. Синтез тироксина или трийодтиронина из двух йодтирозинов.

Под действием пероксидазы щитовидной железы гормоны щитовидной железы накапливаются в коллоиде на поверхности эпителиальных клеток щитовидной железы. Помните, что гормон все еще связан в молекулах тиреоглобулина - остается задача освободить его от каркаса и выделить свободный гормон в кровь.

Гормоны щитовидной железы удаляются из их тиреоглобулинового каркаса путем переваривания в лизосомах эпителиальных клеток щитовидной железы. Этот последний этап синтеза гормонов щитовидной железы состоит из следующих этапов:

  • Эпителиальные клетки щитовидной железы поглощают коллоид путем эндоцитоза из своих апикальных границ - этот коллоид содержит тиреоглобулин, украшенный гормоном щитовидной железы.
  • Эндосомы, нагруженные коллоидами, сливаются с лизосомами, которые содержат гидролитические ферменты, которые переваривают тиреоглоблуин, высвобождая тем самым свободные гормоны щитовидной железы.
  • Наконец, свободные гормоны щитовидной железы, по-видимому, диффундируют из лизосом через базальную плазматическую мембрану клетки в кровь, где они быстро связываются с белками-носителями для транспортировки к клеткам-мишеням.
Контроль синтеза и секреции тироидных гормонов

Каждый из описанных выше процессов, по-видимому, стимулируется тиреотропным гормоном из передней доли гипофиза. Связывание ТТГ с его рецепторами на эпителиальных клетках щитовидной железы стимулирует синтез переносчика йода, тироидной пероксидазы и тиреоглобулина.

Величина сигнала ТТГ также определяет скорость эндоцитоза коллоидов - высокие концентрации ТТГ приводят к более быстрым темпам эндоцитоза и, следовательно, выбросу гормона щитовидной железы в кровоток. И наоборот, когда уровень ТТГ низкий, скорость синтеза и высвобождения гормонов щитовидной железы снижается.

Отправляйте комментарии [email protected]

,

Как работает ваша щитовидная железа - Контроль гормонов, необходимых для метаболизма

Ваша щитовидная железа - это небольшая железа, обычно весом менее одной унции, расположенная в передней части шеи. Он состоит из двух половин, называемых долями, которые расположены вдоль трахеи (трахеи) и соединены узкой полосой ткани щитовидной железы, известной как перешеек.

Щитовидная железа расположена чуть ниже «яблока Адамса» или гортани. Во время развития (внутри матки) щитовидная железа берет свое начало в задней части языка, но обычно перед рождением мигрирует к передней части шеи.Иногда он не может мигрировать должным образом и располагается высоко на шее или даже в задней части языка (язычная щитовидная железа). Это очень редко. В других случаях он может уйти слишком далеко и попасть в грудную клетку (это тоже редко).

Функция щитовидной железы состоит в том, чтобы принимать йод, содержащийся во многих продуктах питания, и преобразовывать его в гормоны щитовидной железы: тироксин (T4) и трийодтиронин (T3). Клетки щитовидной железы - единственные клетки в организме, которые могут поглощать йод.Эти клетки объединяют йод и аминокислоту тирозин для образования Т3 и Т4. Затем Т3 и Т4 попадают в кровоток и транспортируются по всему телу, где они контролируют метаболизм (преобразование кислорода и калорий в энергию).

Каждая клетка тела зависит от гормонов щитовидной железы, регулирующих их метаболизм. Нормальная щитовидная железа производит около 80% Т4 и около 20% Т3, однако Т3 обладает примерно в четыре раза большей «силой» гормона, чем Т4.

Щитовидная железа находится под контролем гипофиза , маленькой железы размером с арахис в основании мозга (показано здесь оранжевым цветом). Когда уровень гормонов щитовидной железы (T3 и T4) падает слишком низко, гипофиз вырабатывает тиреотропный гормон (TSH) , который стимулирует выработку большего количества гормонов щитовидной железой. Под влиянием ТТГ щитовидная железа вырабатывает и секретирует Т3 и Т4, тем самым повышая их уровень в крови.

Гипофиз чувствует это и реагирует снижением выработки ТТГ. Можно представить себе щитовидную железу как топку, а гипофиз как термостат.

Гормоны щитовидной железы подобны теплу. Когда тепло возвращается к термостату, он выключает термостат. Когда комната остывает (уровень гормонов щитовидной железы падает), термостат снова включается (повышается ТТГ), и печь вырабатывает больше тепла (гормоны щитовидной железы).

Сама гипофиз регулируется другой железой, известной как гипоталамус (показан на рисунке выше голубым цветом).Гипоталамус является частью головного мозга и производит гормона, высвобождающего ТТГ (TRH) , который сообщает гипофизу о необходимости стимулировать работу щитовидной железы (высвобождать ТТГ). Можно представить себе гипоталамус как человека, который регулирует термостат, поскольку он сообщает гипофизу, на каком уровне должна быть установлена ​​щитовидная железа.

Обновлено: 21.10.19

Щитовидная железа: обзор

,

Роль щитовидной железы и гормона щитовидной железы в поджелудочной железе: физиология и патология

  • Журналы
  • Публикуйте вместе с нами
  • Партнерские отношения с издателями
  • О нас
  • Блог

Международный журнал эндокринологииFor EditorFor Editor Обзор редактора журналаDornal обзор редактора журнала СодержаниеСпециальные выпускиПодать Международный журнал эндокринологии / 2018 / Статья Разделы статей

На этой странице

РезюмеВведениеЗаключениеКонфликт интересов Авторы БлагодарностиСсылкиАвторское право

Обзорная статья | Op

.

Смотрите также