Химическая природа гормона тироксина

Что такое гормон тироксин?

Гормон тироксин (T4, тетрайодтиронин) – это основная форма активных веществ, вырабатываемых щитовидной железой. Он синтезируется из L-тирозина в результате присоединения к нему йода.

В кровеносном русле весь тироксин (T4 общий) находится преимущественно в связанном состоянии (T4 связанный), но основные биологические эффекты обеспечивает та часть гормона, что не имеет связей с белками (T4 свободный).

Концентрация этих веществ имеет значение для выявления заболеваний щитовидной железы и сопутствующих патологий.

Функции тироксина

Основная функция тироксина — активация метаболических процессов через стимуляцию выработки РНК и специфических белков. В организме человека T4 играет такую роль:

Увеличение температуры тела.
Ускорение синтеза белков.
Влияние на рост и развития организма.
Повышение потребностей клеток в кислороде.
Усиление окислительных процессов в тканях.
Подготовка слизистой оболочки матки к возможной беременности во вторую фазу цикла у женщин.
Рост системного артериального давления.
Учащение сердцебиения.
Активизация мыслительных процессов.
Повышение двигательной активности.
Рост уровня глюкозы в крови и воздействие на глюконеогенез.
Усиление распада жира.
Активация эритропоэза в костном мозге.

T4 влияет на все клетки человеческого организма. Для него нет специфических органов-мишеней. Этим и объясняется многообразие функций гормона тироксина.

T4 является прогормоном к трийодтиронину (T3). Оба вещества синтезируются в тканях щитовидной железы из тирозина. Всего 1/5-1/3 часть гормонов попадает в кровь в активной форме – T3. Большая часть выходит в виде биологически малоактивного T4.

Общий и свободный тироксин

В кровоток T4 поступает в двух вариантах:

Связанный тироксин – метаболически неактивная форма T Связан с транспортными белками. Составляет 95-98% от концентрации тетрайодтиронина в крови.
Свободный тироксин – активная форма T Разносится с током крови по организму и связывается с рецепторами клеток. Обеспечивает биологические эффекты тетрайодтиронина.

T4 общий — это суммарные значения всех форм тироксина.

Свободный тироксин

T4 свободный имеет два направления развития:

Присоединение к клеткам-мишеням и выполнение своей биологической задачи.
Превращение в T

Особые черты свободного тироксина:

Оказывает непосредственное воздействие на обменные процессы.
Не связан с белками крови и передвигается в кровотоке самостоятельно.
Содержится в малом количестве.
Существует короткий промежуток времени.
Разрушается в печени и почках.

Связанный тироксин

Эта форма гормона связана с белками крови: альбумином, глобулином, транстиретином. Его основные характеристики:

Не оказывает биологического влияния на организм.
Не способен передвигаться самостоятельно по сосудистому руслу.
Содержится в большом количестве.
Существует в течение нескольких месяцев.
Не разрушается в печени и почках.

При необходимости может разрывать связи с транспортным белком и превращаться в свободный T4.

Общий тироксин

В течение суток концентрация T4 в крови меняется. Максимальный уровень гормона выявляется утром с 8 до 12 часом, минимальный – вечером и ночью с 23 до 3 часов.

В течение года уровень тироксина не остается стабильным. Максимальная выработка гормона отмечается с сентября по февраль. Минимум T4 фиксируется в летние месяцы.

Концентрация тироксина в течение жизни у мужчин остается примерно одинаковой. В среднем у женщин уровень T4 ниже, и разница наиболее заметна в подростковом возрасте (14-18 лет). У женщин наблюдается изменение уровня гормона во время беременности. После 40 лет у представителей обоих полов концентрация T4 в крови несколько опускается.

Норма тироксина

Норма тироксина не зависит от пола и определяется только возрастом. Ниже приведены данные для мужчин и женщин старше 18 лет:

T4 общий – 62-150 нмоль/л.
T4 свободный – 9-19 пмоль/л.

Для оценки уровня гормона в динамике рекомендуется забор крови в одно и то же время суток.

Показания для сдачи анализа на тироксин

Кровь на определение T4 общего и свободного сдается в таких ситуациях:

Изменение концентрации тиреотропного гормона (ТТГ) в крови.
Клинические признаки поражения щитовидной железы (гипотиреоз или гипертиреоз).
Зоб.

Оценка T4 свободного проводится при выявленном диффузном токсическом зобе для контроля уровня гормона каждые 1-3 месяца.

Причины и последствия повышения тироксина

Рост T4 наблюдается в таких ситуациях:

Гормонально активные опухоли: тиреотропинома, хориокарцинома.
Тиреоидит – воспаление щитовидной железы.
Токсический зоб.
Некоторые наследственные заболевания.
Послеродовая дисфункция щитовидной железы.
Тяжелое поражение печени и почек.
Порфирия.
Ожирение.
ВИЧ-инфекция.
Прием некоторых лекарственных средств (в том числе пероральных контрацептивов, эстрогенов, препаратов йода, инсулина).

Повышение связанного тироксина не ощущается человеком. Симптоматика возникает при увеличении T4 свободного:

Резкие перепады настроения, раздражительность, гиперактивность.
Повышение артериального давления.
Тахикардия.
потливость.
Тремор.
Снижение веса.

При истощении резервов организма нарастает усталость и отмечается уменьшение иммунитета.

Причины и последствия дефицита тироксина

Падение T4 характерно для таких состояний:

Болезни щитовидной железы: первичный, вторичный и третичный гипотиреоз.
После резекции щитовидной железы.
Прием некоторых лекарственных средств (в том числе противоопухолевых, кортикостероидов, противогрибковых, противотуберкулезных препаратов, НПВС).

Снижение свободного T4 проявляется такими симптомами:

Увеличение веса.
Дефицит концентрации внимания и памяти.
Вялость, апатия, заторможенность.
Немотивированная усталость.
Периферические отеки.
Снижение артериального давления.
Брадикардия.

В тяжелых ситуациях наблюдается нарушение сердечного ритма, кома.

Гормон тироксин при беременности

Во время беременности отмечается рост общего тироксина и одновременно с этим усиливается синтез белка, связывающего гормон. Максимальная концентрация общего T4 характерна для III триместра. Уровень свободного тироксина при беременности несколько снижается.

Свободный T4 имеет большое значение в I триместре беременности. Он обеспечивает рост и развитие плода. Нехватка тироксина на ранних сроках провоцирует миелинизации нервных волокон и влияет на становление нервной системы. Снижение тироксина грозит нарушением умственного и психического развития ребенка.

Препараты тироксина

Препараты тироксина назначаются в качестве заместительной терапии при гипотиреозе. Патология сопровождается снижением уровня гормонов щитовидной железы, и для коррекции возникших нарушений требуется прием лекарственных средств.

Представителем группы препаратов тироксина является левотироксин натрия. Ожидаемые эффекты:

В малых дозах: анаболическое действие.
В средних дозах: стимуляция роста и развития тканей, регуляция обмена веществ, активация центральной нервной и сердечно-сосудистой системы.
В высоких дозах: угнетение синтеза тиреотропных гормонов гипофиза и гипоталамуса.

Показания для применения левотироксина натрия:

Гипотиреоз различного происхождения.
Предупреждение рецидива зоба после резекции щитовидной железы.
Рак щитовидной железы после хирургического вмешательства (используется как заместительная гормональная терапия).
Аутоиммунный тиреоидит (в комплексной терапии).

L-тироксин применяется в качестве средства для похудения курсом на 1-2 месяца под контролем уровня гормонов и только после консультации со специалистом.

Повышение артериального давления.
Тахикардия.
Сбой ритма сердца.
Беспокойство, раздражительность.
Тремор конечностей.
Срывы сна.
Диарея.
Выпадение волос.
Нарушение функции почек и надпочечников.
Аллергическая реакция.

При появлении нежелательных эффектов следует обратиться к врачу.

Источник статьи: http://gormonal.ru/tiroksin/t4

Гормоны тиреоидной функции

Тиреотропный гормон

Строение

Представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 30 кДа, состоит из двух субъединиц α- и β, α-субъединица схожа с таковой гонадотропных гормонов, β-субъединица специфична для ТТГ.

Синтез

Осуществляется в базофильных тиреотрофах гипофиза.

Регуляция синтеза и секреции

Активируют : тиреолиберин, охлаждение (закаливание, обливание холодной водой); также усиливается в вечернее время суток.

Уменьшают : соматостатин, кортизол, тироксин и трийодтиронин (по механизму обратной отрицательной связи).

Механизм действия

Аденилатциклазный, связанный с ингибированием G_I-белка и накоплением цАМФ, и кальций-фосфолипидный механизм с образованием инозитол-трифосфата, диацилглицерола и комплекса кальций-кальмодулин.

Мишени и эффекты

Тиреотропный гормон в щитовидной железе:

1. Обеспечивает жизнедеятельность щитовидной железы

стимулирует углеводный обмен (гликолиз, ПФП), синтез гетерополисахаридов,
повышает синтез белков, фосфолипидов и нуклеиновых кислот,
стимулирует васкуляризацию щитовидной железы,
стимулирует рост и пролиферацию тиреоидных клеток,

2. Стимулирует гормональную активность щитовидной железы

активирует натрий-йодидный транспортер на базолатеральной мембране тиреоцита, что повышает захват йода,
активирует анион-транспортный белок на апикальной мембране тиреоцита, что увеличивает переход йода в фооликулярное пространство,
активирует все стадии образования трийодтиронина и тироксина, в том числе увеличивает экспрессию гена тиреопероксидазы.

Патология

При уменьшении выработки изменяется масса тела, повышается утомляемость, возникают симптомы гипотиреоза (см ниже).

Йодтиронины

Строение

К гормонам самой щитовидной железы относятся тироксин и трийодтиронин, которые представляют собой йодированные производные аминокислоты тирозина.

Строение гормонов щитовидной железы

Синтез

Осуществляется в фолликулярных клетках щитовидной железы. Йодиды поступают через базолатеральную мембрану в фолликулярную клетку симпортом с ионами Na + , градиент последних создается Na + ,K + -АТФазой, далее перемещаются к апикальной мембране и выходят из клетки в фолликулярное пространство при участии анион-транспортного белка.

На апикальной мембране клеток селен-зависимая гемсодержащая тиреопероксидаза :

йодирует остатки тирозина в тиреоглобулине с образованием моно- и дийодпроизводных (МИТ, ДИТ) тирозина,
конденсирует часть МИТ и ДИТ до йодтиронинов, при этом доля трийодтиронина (Т₃) и тетрайодтиронина (тироксин, Т₄) составляет около 30% от всех йодпроизводных.

Схема реакций синтеза тиреоидных гормонов

Йодированный тиреоглобулин хранится в виде коллоида в просвете фолликула, при тиреотропной стимуляции пиноцитируется фолликулярными клетками, сливается с лизосомами и гидролизуется. Далее три- и тетрайодтиронин секретируются в кровь. В крови гормоны транспортируются специфическим глобулином, а также альбумином.

Неиспользованные моно- и дийодтирозины удерживаются в клетке и дейодируются йодтирозиндегалогеназой. Высвобожденный йодид вновь используется для синтеза гормонов щитовидной железы.

Регуляция синтеза и секреции

Активируют: тиреотропин на этапах поглощения йода, синтеза тиреоглобулина, эндоцитоза и секреции Т₃ и Т₄ в кровь.

Уменьшают: тироксин и трийодтиронин (по механизму обратной отрицательной связи).

Синтез гормонов также подавляют стрессы, инфекции, травмы, высокие концентрации йода (бесконтрольный прием препаратов KJ), соединения фтора, токсины (пестициды, кадмий, свинец, ртуть).

Механизм действия

Мишени и эффекты

Рецепторы к йодтиронинам имеют все ткани организма. В клетках-мишенях, особенно в печени, тироксин дейодируется и активной формой является трийодтиронин (3,5,3′-производное).

Деактивация тироксина в неактивный 3,3′,5′-трийодтиронин (reverse T3, rT3) происходит при участии деиодиназы (тип 3). Его увеличивают стресс, травмы, низкокалорийная диета. воспалительные процессы (цитокины), инфекции, дисфункция печени и почек, токсины и некоторые лекарства.

Превращение тироксина в активный 3,5,3′-трийодтиронин (деиодиназа 2) нуждается в ионах цинка и селена. Эта реакция ослаблена у плода, новорожденных и престарелых.

Тиреоидные гормоны увеличивают скорость базального метаболизма. Главным эффектом является повышение активности Na + ,K + -АТФазы , что приводит к быстрому расходованию АТФ и по механизму дыхательного контроля запускает катаболизм углеводов и липидов. В митохондриях увеличивается количество АТФ/АДФ-транслоказы и потребление кислорода. Сопутствующим эффектом усиления катаболизма является термогенез (наработка тепла).

Белковый обмен : Усиливает транспорт аминокислот в клетки. Активирует синтез дифференцировочных белков в ЦНС, гонадах, костной ткани и обусловливает развитие этих тканей.

У детей действие тиреоидных гормонов в целом анаболическое, т.к. трийодтиронин усиливает выделение соматолиберина, что стимулирует секрецию гормона роста. Одновременно он синергичен другим метаболическим эффектам СТГ, что и является причиной низкорослости при гипотиреозе.

У взрослых действие тиреоидных гормонов, в основном, катаболическое.

Углеводный обмен : Увеличивает гликогенолиз и аэробное окисление глюкозы.

Липидный обмен : Стимулирует липолиз, β-окисление жирных кислот, подавляет стероидогенез.

Нуклеиновый обмен : Активирует начальные стадии синтеза пуринов и синтеза пиримидинов, стимулирует дифференцировочный синтез РНК и ДНК.

в надпочечниках подавляет синтез катехоламинов, хотя в целом чувствительность тканей к адреналину повышается.

Инактивация тиреоидных гормонов

Деактивация тиреоидных гормонов происходит в тканях-мишенях при действии дейодиназ, последовательно удаляющих от молекулы йод. Далее реакции катаболизма включают дезаминирование или декарбоксилирование боковой цепи или расщепление эфирной связи с образованием неактивных соединений. В печени дейодированные метаболиты связываются с глюкуроновой или серной кислотой и удаляются с желчью.

Патология

Гипофункция

Причина. Развивается при снижении синтеза тиреоидных гормонов в результате недостаточной стимуляции со стороны гипофиза и/или гипоталамуса, при заболевании самой железы, при нехватке необходимых веществ (аминокислоты, железо, йод, селен). Очень часто причиной выраженного гипотиреоза является болезнь Хашимото , при которой вырабатываются блокирующие антиантитела к рецепторам .

Клиническая картина

Симптомами субклинического гипотиреоза, зачастую неспецифическими, могут быть

отечность лица, сухость кожи и волос, ломкость ногтей, увеличение массы тела, бледность, скованность мышц,
галакторея у женщин в конце цикла,
брадикардия, понижение систолического давления,
психическая инертность, депрессия, апатия, вялость, сонливость, утомляемость, запоры,
снижение утренней температуры тела до 36,0°-35,5°С и ниже.

У подростков отмечается отставание в физическом развитии, позднее половое созревание, функциональная дебильность, т.е. замедление мышления, снижение успеваемости в школе, неспособность к творческой деятельности, утрата чувства юмора.

При наличии выраженного гипотиреоза:

у плодов, новорожденных и детей младшего возраста развивается кретинизм .
у взрослых отмечается микседема , у женщин – бесплодие и галакторея (см регуляция синтеза и секреции пролактина),
у обоих полов – деменция, психоз.

При лечении используют заместительную терапию левотироксином (L-тироксин).

Гиперфункция

Причина. Большинство случаев выраженного гипертиреоза вызвано наличием активирующих антиантител к рецепторам . В этом случае заболевание носит название болезнь фон Базедова (в отечественной и европейской литературе) или болезнь Грейвса (в американской литературе).

Клиническая картина.

Симптомами субклинического гипертиреоза являются

трудность засыпания, эмоциональная лабильность и нервозность (плаксивость),
выпадение волос, сухие ногти,
неизменность веса на фоне повышения аппетита,
тахикардия, мышечная слабость, потливость, влажные ладони.

При более выраженной форме отмечается субфебрильная температура (до 37,5°С), особенно к вечеру, нервное возбуждение, экзофтальм, тремор, диарея, похудание, у женщин бесплодие и скудость месячных.

При лечении используют тиреостатические препараты, которые ингибируют тиреопероксидазу (мерказолил, пропилтиоурацил), радиойодтерапию и хирургическое иссечение участка железы.

Источник статьи: http://biokhimija.ru/gormony/tiroksin.html