Тиреоидные гормоны (щитовидной железы) – известный регулятор липидного метаболизма.
При помощи приведенной свежей статьи в Nature хочется более подробно взглянуть на эту тему. Речь пойдет преимущественно о процессах в печени
Т3 и Т4 обладают прямыми [и непрямыми] эффектами на холестерин и синтез жировых кислот. Повышенные уровни LDL и HDL могут быть ассоциированы с гипотиреозом, а сниженные – с гипертиреозом. Высокие дозы Т3 ранее использовали для похудания , но пришлось прекратить из-за серьезных нежелательных явлений. Сейчас левотироксин иногда используется офф-лейбл для похудания.
Способы воздействия щитовидных гормонов на метаболизм жиров:
- Транскрипторная регуляция;
- Пост-трансляционная модификация (PTM);
- Влияние на концентрацию метаболитов;
- Влияние на энергетический статус в клетке
Транскрипторная регуляция (ядро) подразумевает наличие рецепторов (THR) где-то в ядре. Благо гидрофобность гормонов позволяет позволяем им проникать в ядро клетки. Гормоны щитовидной железы могут не ограничиваться «профильными» рецепторами, могут связываться и с другими рецепторами (например, с FOXO1, forkhead box protein O1), могут связываться с другими белками (в том числе ферментами), могут участвовать в сигнальных клеточных каскадах.
Рецепторы имеют две изоформы: THRα и THRβ. Обе присутствуют в большинстве тканей, но THRβ в большей степени выражен в печени, а THRα в сердце.
Тиреоидные гормоны стимулируют липолиз из запасов жира в белой жировой ткани (WAT) и пищевых источников для создания свободных жировых кислот, которые являются основным источником липидов для печени. Также щитовидные гормоны оказывают влияние на мембранные транспортные белки (FATPs, L-FABPs, CD36), через которые жировые кислоты попадают в печень. Транспортные белки вполне успешно регулируются TH-рецепторами.
De novo липогенез – это создание триглицеридов из пирувата (продукт гликолиза) при избытке глюкозы в диете. Также липогенез (но уже не de novo) может начинаться с циркулирующих и внутриклеточных жировых кислот. Тиреоидные гормоны способствуют de novo липогенезу (из глюкозы).
Противоречие «одновременной» стимуляция липогенеза и липолиза (мы знает, что одновременно организм такого не даст сделать, это «пустой» метаболический цикл) поясняется на рисунке выше. При избытке углеводов в диете (лето), растет Т3, что логично связано с задачей запасания жира на период зимнего голода/спячки. Зимой же щитовидные гормоны стимулируют липолиз и кетогенез, как следствие доставку энергии до тканей/мозга в виде VLDL и кетонов.
Не смотря на стимуляцию липогенеза, во время гипертиреоза мы получаем похудание даже на высоко углеводной диете. Так как метаболический уровень превышает синтез триглицеридов.
Тиреоидные гормоны стимулируют липофагию и аутофагию в печени .
Щитовидные гормоны ап-регулируют число и активность пероксисом (органеллы, которые «откусыывают» по 2 углерода от длинноцепочных жировых кислот и «справляются» с образовывающимися в процессе реактивными видами кислорода).
Переходя к митохондриям, очевидно, что тиреоидные гормоны склоняют наши энергостанции к оксидативному метаболизму. За счет активации PGC-1α и (ненапрямую) SIRT1 мы задействуем ось PGC- α1 > NRF1 > mtTFA . Таким образом гормоны щитовидной железы активируют бета-оксидацию как на уровне ДНК, так и на уровне мтДНК .
Ограничивающий скорость бета-оксидации фермент карнитин O-палмитоилтрансфераза 1 (CPT1) (еще точнее его печеночная изоформа CPT1- L α) стимулируется щитовидной .
Тиреоидные гормоны «объединяют» (couple) реакции липофагии с аутофагием митохондрий, поврежденных реактивными видами кислорода .
Активация бета-оксидации означает кроме всего прочего две вещи: активацию синтеза холестерина (для создания гормонов же) и активацию синтеза кетонов (как условно конечно продуктов бета-оксидации жиров).
В тоже время периферийный холестерин (LDL) конвертируется в HDL и возвращается в печень через так называемый reverse cholesterol pathway. Последим этапом «возврата» периферийного холестерина будет секреция желчи. Таким образом, тиреоидные гормоны обладают механизмом снижения холестерина в крови.
Выводы:
- Щитовидные гормоны стимулируют бета-оксидацию, аутофагию (в том числе липофагию и митофагию), синтез холестерина в печени, утилизацию периферийного холестерина, увеличивают количество пероксисом, активируют CPT1;
- В периоды высоко-углеводной диеты тиреоидные гормоны способствуют запасанию жира, а на высоко жировой диете способствуют липолизу;
- Современные аналоги/миметики гормонов щитовидной железы я намеренно не рассматривал, чтобы не провоцировать спорные эксперименты;
- Нормальная функция щитовидной железы, как видим, очень важна для кето-диеты.
P.S. Следующая тема: фотомодуляция функции щитовидной железы (на работах ученых из Гарварда, чтобы сложнее было считать это баснями) – и, если достану достаточно информации, то как это сделать в домашних условиях.
Вырабатываемые щитовидной железой, отвечающие за регулирование обмена веществ. Для производства Т3 и Т4 необходим йод. Дефицит йода приводит к снижению производства Т3 и Т4, в результате чего наблюдается расширение тканей щитовидной железы и развитие заболевания, известного как зоб. Основной формой гормонов щитовидной железы в крови является тироксин (Т4), имеющий более длительный период полураспада, чем Т3. Отношение Т4 к Т3, выбрасываемым в кровоток, составляет примерно 20 к 1. T4 преобразуется в активный Т3 (в три-четыре раза более мощный, чем Т4) в клетках при помощи дейодиназ (5"-иодиназа). Затем вещество подвергается декарбоксилированию и дейодированию, производя иодотиронамин (T1a) и тиронамин (T0a). Все три изоформы дейодиназ представляют собой селен-содержащие ферменты, поэтому для производства T3 организму требуется поступление из пищи.
Функции гормонов щитовидной железы
Тиронины действуют почти на все клетки организма. Они ускоряют основной обмен веществ, влияют на синтез белка, помогают регулировать рост длинных костей (действуя в синергии с ), отвечают за созревание нейронов и повышают чувствительность организма к катехоламинам (например, адреналину) благодаря пермиссивности. Гормоны щитовидной железы необходимы для нормального развития и дифференциации всех клеток организма человека. Эти гормоны регулируют также белковый, жировой и углеводный обмен, влияя на то, как человеческие клетки используют энергетические соединения. Кроме того, эти вещества стимулируют метаболизм витаминов. На синтез гормонов щитовидной железы влияют многочисленные физиологические и патологические факторы.
Тиреоидные гормоны влияют на выделение тепла в организме человека. Тем не менее, все еще неизвестен механизм, путем которого тиронамины ингибируют активность нейронов, играющий важную роль в циклах спячки млекопитающих и в линьке у птиц. Одним из эффектов применения тиронаминов является резкое снижение температуры тела.
Синтез гормонов щитовидной железы
Центральный синтез
Гормоны щитовидной железы (Т3 и Т4) синтезируются фолликулярными клетками щитовидной железы и регулируются произведенными тиреотропным гормоном (ТТГ) тиротропами из передней доли гипофиза. Эффекты T4 в естественных условиях опосредованы Т3 (Т4 преобразуется в тканях-мишенях в Т3). Активность T3 в 3-5 раз выше активности Т4.
Тироксин (3,5,3",5"-тетрайодтиронин) производится фолликулярными клетками щитовидной железы. Он производится в качестве предшественника тиреоглобулина (это не то же самое, что тироксинсвязывающий глобулин), расщепляемого ферментами для получения активного Т4.
В ходе этого процесса осуществляются следующие шаги:
Na + / I- симпортер транспортирует два иона натрия через базальную мембрану клеток фолликулов вместе с ионом йода. Он представляет собой вторичный активный транспортер, который использует градиент концентрации Na+, чтобы переместить I- против градиента концентрации.
I- перемещается по апикальной мембране в коллоид фолликула.
Тиреопероксидаза окисляет два I-, формируя I2. Йодид не является реакционным веществом, и для осуществления следующего шага требуется более реакционный йод.
Тиреопероксидаза иодирует остатки тиреоглобулина в коллоиде. Тиреоглобулин синтезируется на ЭР (эндоплазматическом ретикулуме) фолликулярной клетки и секретируется в коллоид.
Тиреотропный гормон (ТТГ), высвобождаемый из гипофиза, связывает рецептор ТТГ (Gs белок-связанный рецептор) на базолатеральной мембране клетки и стимулирует эндоцитоз коллоида.
Эндоцитозированные пузырьки вплавляются в лизосомы фолликулярной клетки. Лизосомальные ферменты отщепляют T4 от йодированного тиреоглобулина.
Эти пузырьки затем подвергаются экзоцитозу, высвобождая гормоны щитовидной железы.
Тироксин производится путем присоединения атомов иода к кольцевым структурам молекул . Тироксин (Т4) содержит четыре атома йода. Трийодтиронин (Т3) идентичен Т4, но в его молекуле содержится на один атом йода меньше.
Йодид активно поглощается из крови в ходе процесса, называемого захват йодида. Натрий здесь котранспортируется с йодидом из базолатеральной стороны мембраны в клетку и затем накапливается в фолликулах щитовидной железы в концентрациях, в тридцать раз превышающих его концентрации в крови. Посредством реакции с ферментом тиреопероксидазы, йод связывается с остатками в молекулах тиреоглобулина, образуя монойодтирозин (МИТ) и дийодтирозин (ДИТ). При связывании двух фрагментов ДИТ образуется тироксин. Сочетание одной частицы МИТ и одной частицы ДИТ производит трийодтиронин.
DIT + MIT = R- T3 (биологически неактивный)
MIT + DIT = трийодтиронин (Т3)
DIT + DIT = тироксин (Т4)
Протеазы перерабатывают йодированный тиреоглобулин, высвобождая гормоны Т4 и Т3, биологически активные вещества, играющие центральную роль в регуляции метаболизма.
Периферийный синтез
Тироксин является прогормоном и резервуаром для наиболее активного и основного тиреоидного гормона Т3. T4 преобразуется в тканях при помощи дейодиназы йодтиронина. Дефицит дейодиназы может имитировать дефицит йода. T3 более активен, чем Т4, и является конечной формой гормона, хотя он присутствует в организме в меньшем количестве, чем Т4.
Начало синтеза гормонов щитовидной железы у плода
Тиреотропин-рилизинг-гормон (ТРГ) высвобождается из гипоталамуса на 6-8 недель. Секреция тиреотропного гормона (ТТГ) из гипофиза плода становится заметной на 12 неделе беременности, а на 18-20 неделе производство (Т4) у плода достигает клинически значимого уровня. Трийодтиронин (Т3) у плода все еще остается на низком уровне (менее 15 нг / дл) до 30 недель беременности, а затем увеличивается до 50 нг/дл. Достаточная выработка гормонов щитовидной железы у плода защищает плод от возможных аномалий развития мозга, вызванных гипотиреозом у матери.
Дефицит йода и синтез гормонов щитовидной железы
Если в рационе наблюдается недостаток йода, щитовидная железа не сможет производить гормоны щитовидной железы. Недостаток гормонов щитовидной железы приводит к снижению отрицательной обратной связи на гипофизе, что ведет к увеличению производства тиреотропного гормона, способствуя увеличению щитовидной железы (эндемический коллоидный зоб). При этом щитовидная железа увеличивает накопление йодида, компенсируя дефицит йода, что позволяет производить достаточное количество гормонов щитовидной железы.
Циркуляция и транспорт гормонов щитовидной железы
Плазменный транспорт
Большинство тиреоидных гормонов, циркулирующих в крови, связаны с транспортировкой белков. Только очень небольшая часть циркулирующих гормонов являются свободными (несвязанными) и биологически активными, следовательно, измерение концентрации свободных тиреоидных гормонов имеет важное диагностическое значение.
Когда гормон щитовидной железы является связанным, он не активен, поэтому особое значение представляет количество свободных T3/T4. По этой причине не так эффективно измерение общего количества в крови.
Несмотря на то, что T3 и T4 являются липофильными веществами, они пересекают клеточную мембрану с помощью АТФ-зависимого транспорта, опосредованного переносчиками. Тиреоидные гормоны функционируют с помощью хорошо изученного набора ядерных рецепторов в ядре клетки, рецепторов тиреоидных гормонов.
T1a и T0a заряжены положительно и не пересекают мембрану. Они функционируют благодаря остаточному рецептору, связанному с аминами, TAAR1 (TAR1, TA1), G-белок связанным рецептором, располагающимся в клеточной мембране.
Другим важным диагностическим инструментом является измерение количества имеющегося тиреотропного гормона (ТТГ).
Мембранный транспорт гормонов щитовидной железы
Вопреки общепринятому мнению, гормоны щитовидной железы не способны пересекать клеточные мембраны пассивным образом, как другие липофильные вещества. Йод в орто-положении делает фенольную ОН-группу более кислой, в результате чего наблюдается отрицательный заряд при физиологическом рН. Тем не менее, у людей были выявлены по крайней мере 10 различных активных, зависящих от энергии и генетически регулируемых транспортеров йодтиронина. Благодаря им внутри клеток наблюдаются более высокие уровни гормонов щитовидной железы, чем в плазме крови или интерстициальной жидкости.
Внутриклеточный транспорт гормонов щитовидной железы
Мало что известно о внутриклеточной кинетике тиреоидных гормонов. Недавно, однако, было продемонстрировано, что кристаллин CRYM связывает 3,5,3"-трийодтиронин в естественных условиях.
Анализ крови для измерения уровней гормонов щитовидной железы
Можно количественно измерить уровни и путем измерения либо свободного , либо свободного трийодтиронина, что является показателями активности и трийодтиронина в организме. Также может быть измерено общее количество или трийодтиронина, которое также зависит от и трийодтиронина, связанных с тироксин-связывающим глобулином. Связанным параметром является индекс свободного , который вычисляется путем умножения общего количества на поглощение тиреоидного гормона, которое, в свою очередь, является показателем несвязанного тироксин-связывающего глобулина.
Роль гормонов щитовидной железы в организме человека
Увеличение сердечного выброса
Увеличение частоты сердечных сокращений
Увеличение интенсивности вентиляции
Ускорение основного обмена веществ
Потенцирование эффектов катехоламинов (т.е. повышение симпатической активности)
Усиление развития мозга
Насыщение эндометрия у женщин
Ускорение метаболизма белков и углеводов
Медицинское использование гормонов щитовидной железы
Как Т3, так и Т4 используются для лечения дефицита гормона щитовидной железы (гипотиреоза). Оба вещества хорошо впитываются в кишечнике, поэтому их можно принимать перорально. Левотироксин – это фармацевтическое название левотироксина натрия (Т4), который метаболизируется медленнее T3 и, следовательно, обычно требует приема только один раз в день. Натуральные высушенные гормоны щитовидной железы извлекаются из щитовидной железы свиней. «Натуральное» лечение гипотиреозом предполагает прием 20% T3 и небольших количеств Т2, Т1 и кальцитонина. Также имеются синтетические комбинации T3/T4 в различных соотношениях (например, liotrix), а также препараты, содержащие T3 без примесей (лиотиронин). Левотироксин натрий, как правило, входит в первый пробный курс лечения. Некоторые пациенты считают, что для них лучше использовать высушенный тиреотропный гормон, однако, такое предположение основано на неофициальных данных и клинические испытания не показали преимущества натурального гормона перед биосинтезированными формам.
Тиронамины все еще не применяются в медицине, однако, их предполагается использовать для контроля индукции гипотермии, что заставляет мозг входить в защитный цикл, что полезно для предотвращения повреждений при ишемическом шоке.
Впервые синтетический тироксин был успешно произведен Чарльзом Робертом Харрингтоном и Джорджем Баргером в 1926 году.
Препараты гормонов щитовидной железы
Сегодня большинство пациентов принимают левотироксин или аналогичные синтетические формы гормона щитовидной железы. Тем не менее, по-прежнему доступны натуральные добавки тиреоидного гормона из высушенной щитовидной железы животных. Натуральный тиреоидный гормон становится менее популярным, в связи с появлением данных о том, что в щитовидной железе животных имеются различные концентрации гормонов, из-за чего различные препараты могут иметь различные потенцию и стабильность. Левотироксин содержит только T4 и, следовательно, в значительной степени неэффективен для пациентов, которые не могут осуществлять преобразования Т4 в Т3. Таким пациентам может больше подойти использование естественного гормона щитовидной железы, поскольку в нем содержится смесь Т4 и Т3, или же синтетические добавки T3. В таких случаях синтетический лиотиронин является более предпочтительным, нежели натуральный. Нелогично принимать только T4, если пациент не способен преобразовывать Т4 в Т3. Некоторые препараты, содержащие натуральный гормон щитовидной железы, одобрены F.D.A., в то время как другие – нет. Гормоны щитовидной железы, как правило, хорошо переносятся. Тиреоидные гормоны, как правило, не представляют опасности для беременных женщин и кормящих матерей, однако прием препарата обязательно должен осуществляться под наблюдением врача. Женщины с гипотиреозом без надлежащего лечения имеют повышенный риск рождения ребенка с врожденными дефектами. Во время беременности женщинам с плохо функционирующей щитовидной железой также необходимо увеличить дозу гормонов щитовидной железы. Единственным исключением является то, что прием тиреоидных гормонов может усугубить тяжесть болезней сердца, особенно у пожилых пациентов; таким образом, врачи могут поначалу назначать таким пациентам более низкие дозы и предпринимать все возможное для того, чтобы избежать риска сердечного приступа.
Заболевания, связанные с недостатком и с избытком гормонов щитовидной железы
Как избыток, так и недостаток могут вызывать развитие различных заболеваний.
Гипертиреоз (примером является болезнь Грейвса), клинический синдром, вызванный избытком циркулирующего свободного , свободного трийодтиронина, или обоих веществ. Это распространенное заболевание, которым страдает приблизительно 2% женщин и 0,2 % мужчин. Иногда гипертиреоз путают с тиреотоксикозом, однако между этими заболеваниями имеются тонкие различия. Несмотря на то, что при тиреотоксикозе также увеличиваются уровни циркулирующих гормонов щитовидной железы, это может быть вызвано приемом таблеток или сверхактивностью щитовидной железы, в то время как гипертиреоз может быть вызван только сверхактивностью щитовидной железы.
Гипотиреоз (пример – тиреоидит Хашимото), представляет собой заболевание, при котором наблюдается дефицит , триидотиронина, или обоих веществ.
Клиническая депрессия иногда может быть вызвана гипотиреозом. Исследования показали, что Т3 содержится в стыках синапсов и регулирует количество и активность серотонина, норадреналина и () в мозге.
При преждевременных родах могут наблюдаться нарушения развития нервной системы из-за отсутствия материнских гормонов щитовидной железы, когда собственная щитовидная железа ребенка еще не в состоянии удовлетворить послеродовые потребности организма.
Антитиреоидные препараты
Поглощение йода против градиента концентрации опосредовано симпортером натрий-йод и связано с АТФазой натрий-калий. Перхлорат и тиоцианат – это препараты, которые могут конкурировать с йодом на этом участке. Такие соединения, как гоитрин, могут снизить производство гормонов щитовидной железы, препятствуя окислению йода.
Загадочная щитовидная железа и ее гормоны. Тироксин, Трийодтиронин, ТТГ. Зачем они нужны и как они работают.
Тироксин (Т 4) и трийодтиронин (Т 3)
Щитовидная железа вырабатывает разнообразные гормоны, основными из которых являются тироксин (Т 4) и трийодтиронин (Т 3). Оба этих гормона оказывают сходное многогранное действие на организм.
Функции гормонов щитовидной железы:
- Повышают потребление тканями кислорода.
- Повышают (при избытке) или снижают (при недостатке) , т.е. то количество энергии, которое организм расходует в покое.
- Стимулируют рост и дифференцировку тканей: мышечной, и так далее.
- Влияют на функциональную активность нервной системы. Особенно это касается нервной системы плода. Именно поэтому важно поддерживать нормальную концентрацию гормонов щитовидной железы во время .
- Регулируют работу сердечно-сосудистой системы. Улучшают проведение нервных импульсов в сердечной мышце, силу и частоту сердцебиений. При недостатке этих гормонов сердце бьется реже и с меньшей силой, при избытке - учащенно, вплоть до фибриляции в тяжелых случаях.
- Усиливают всасывание и расходование глюкозы и .
Подробнее о функции тиреоидных гормонов Вы можете прочитать .
Т 3 (трийодтиронин) в 3–5 раз более активен, чем Т 4 (тироксин), и действует быстрее, так как циркулирует в крови преимущественно в свободном виде (меньше связывается с белками крови). Он быстрее проникает через клеточные мембраны и быстрее «расходуется» организмом.
Т 4 (тироксин) более стабилен и может находиться в крови в неизмененном виде 24–48 ч. Когда организму требуется восполнить ресурс Т 3, специальные ферменты, дейодиназы , просто превращают Т 4 в более активный Т 3 .
Т 3 и Т 4 находятся в крови как в свободной форме, так и в связи со специальными белками-переносчиками. Активность проявляют только свободные формы гормонов щитовидной железы (св. Т 3 и св. Т 4).
Влияние гормонов щитовидной железы на организм зависит от их концентрации в крови. В норме они поддерживают оптимальный энергетический и обменный баланс в организме, но все меняется, как только этих гормонов становится слишком много или слишком мало.
Так небольшое увеличение концентрации тироксина в крови оказывает анаболический эффект, т.е. стимулирует рост мышечной и костной ткани, однако чрезмерное увеличение концентрации этого гормона в крови приводит к усиленному распаду белка и может вызывать разрушение мышц и костей - приводить к мышечной дистрофии и .
Состояние избытка гормонов щитовидной железы называется .
Состояние недостатка гормонов щитовидной железы называется гипотиреоз .
Тиреотропный гормон (ТТГ)
ТТГ - это гормон, который вырабатывается гипофизом. Он стимулирует работу щитовидной железы по механизму отрицательной обратной связи. Чем ниже становится концентрация в крови Т 3 и Т 4 , тем больше ТТГ выделяется гипофизом. И наоборот.
Это значит, что если по каким-то причинам гормоны щитовидной железы расходуются быстрее, головной мозг улавливает это и «подстегивает ее работу» с помощью ТТГ.
Также выработка ТТГ регулируется гипоталамусом при помощи тиреотропин-релизинг-гормона (тиролиберина).
Почему активность щитовидной железы смотрят по ТТГ?
Концентрация Т 3 и Т 4 в крови может меняться в широких пределах как в течение дня, так и под действием различных внешних и внутренних факторов.
Болезнь, повышенная физическая активность, стресс, беременность могут вызывать снижение концентрации тиреоидных гормонов в крови.
ТТГ же меняется более медленно. В среднем в течение 3-6 недель . Таким образом, его концентрация отражает те изменения, которые происходили с щитовидной железой в течение 1-1,5 месяцев.
Именно поэтому ТТГ позволяет, к примеру, выявить снижение функции щитовидной железы на ранних этапах, когда концентрация свободного Т 4 еще в норме.
Анализ крови на ТТГ позволяет лучше всего оценить функцию щитовидной железы.
Когда лучше сдавать анализ крови на ТТГ?
ТТГ имеет четко выраженные суточные колебания концентрации. Это значит, что в течение суток он вырабатывается гипофизом с разной интенсивностью.
Наибольшая концентрация ТТГ в крови отмечается с 2.00 до 4.00 и сохраняется на таком уровне до 6.00-8.00, а дальше идет на спад и достигает минимума к 17.00-18.00.
Анализ крови на ТТГ необходимо сдавать строго до 10.00 утра.
Перед анализом желательно не есть хотя бы 4 часа.
Девушкам лучше всего сдавать ТТГ на 3-5 день менструального цикла.
ТТГ и гипотиреоз
При гипотиреозе щитовидная железа перестает вырабатывать тиреоидные гормоны вообще или в необходимом количестве. Мозг улавливает снижение тиреоидных гормонов и увеличивает выработку ТТГ, чтобы стимулировать щитовидную железу. Но его усилия оказываются тщетны.
Именно поэтому
При гипотиреозе наблюдается повышение ТТГ выше 10 мЕД/л и снижение свободного Т 4 и Т 3 ниже нормы.
Единственная функция щитовидной железы (ЩЖ) заключается в выработке биологически активных веществ — гормонов. Преобладающая часть железистых клеток производит тиреоидные гормоны, другой тип клеток вырабатывает гормон кальцитонин, участвующий в регулировании уровня кальция.
Понимание роли синтезируемых в ЩЖ гормонов и взаимосвязей гормонального обмена помогает вовремя распознать угрозы для здоровья, правильно интерпретировать результаты лабораторного анализа крови и избежать распространенных ошибок.
Сбои в работе ЩЖ широко распространены, их причиной могут служить факторы неблагоприятной экологической обстановки, специфические особенности региона проживания, аутоиммунные, генетические и другие заболевания. Нарушения функции ЩЖ чаще протекают в виде недостатка выработки гормонов, в качестве лечения применяются препараты тиреоидных гормонов, входящие в число наиболее распространенных лекарств в мире.
Что такое тиреоидные гормоны?
Ключевой гормон ЩЖ — тироксин (Т4). Правильный биосинтез тироксина важен для поддержания нормального обмена веществ во всем организме и регулирования множества жизненных процессов (дыхание, питание, сон, сокращения мускулатуры, сердцебиение и др.).
Секреторная функция щитовидной железы управляется гипофизом, он вырабатывает тиреотропный гормон (ТТГ), количество которого находится в обратной связи с активностью ЩЖ: чем больше в крови тироксина, тем меньше продуцируется ТТГ, и наоборот.
Такой механизм действия обеспечивает поддержание концентрации гормонов в крови на нужном уровне. Изредка случается нарушение обратной связи, при котором повышенная секреция тироксина сочетается с нормальным или повышенным уровнем ТТГ, в таких случаях наблюдается резистентность к гормонам щитовидной железы. Чаще всего этот синдром не вызывает типичных симптомов тиреотоксикоза, но требует тщательного исследования и контроля.
Для оценки функциональности ЩЖ используют количественный анализ уровня ТТГ в крови, в большинстве случаев этой информации достаточно для исключения патологии. Нормой считается диапазон 0,4-4,0 мкМЕ/мл.
Преобладающая часть тироксина находится в крови в связанном состоянии, его захватывает специфическое белковое вещество — ТСГ (тироксинсвязывающий глобулин), выполняющее функцию переносчика. В связанном виде гормон лишен активности, небольшое его количество остается в свободном состоянии. Анализ на свободный и общий тироксин назначается при более подробном исследовании функции ЩЖ.
В качестве дополнительной диагностической меры может использоваться тест поглощения (тест погашенных гормонов, T-uptake), который позволяет оценить концентрацию белков ТСГ в крови.
Синтез
Выделительная функция ЩЖ контролируется гипоталамо-гипофизарной системой. Для того чтобы железистая клетка выработала тиреоидный гормон, необходима цепочка сигналов, передаваемых от одного органа к другому.
Сначала в гипоталамусе (небольшой орган головного мозга) синтезируется тиротропин-рилизинг гормон (ТРГ). Попадая в гипофиз, он вызывает там выработку тиреотропина, который в свою очередь стимулирует щитовидную железу на образование ее гормона.
Поступив в кровеносную систему, гормоны ЩЖ разносятся по всему телу, активизируя метаболизм в тканях и органах всего организма.
Для осуществления полноценной выделительной функции щитовидной железе требуется постоянное присутствие в организме йода и селена.
Функции тиреоидных гормонов
Гормоны ЩЖ оказывают активизирующее и контролирующее действие на множество процессов:
- управляют ростом тканей, их развитием и дифференцировкой в период эмбриогенеза;
- обеспечивают нормальное созревание скелета;
- активизируя обмен веществ, повышают потребность тканей в кислороде и улучшают его поглощение;
- повышают артериальное давление, учащают сердцебиение;
- повышают общую энергоэффективность организма и температуру тела;
- улучшают мыслительную деятельность;
- вызывают рост двигательной активности;
- способствуют насыщению крови глюкозой и нормализуют ее утилизацию;
- усиливают распад жиров, обеспечивая получение энергии, препятствуют возникновению жировых отложений;
- улучшают синтез протеина;
- усиливают выработку красных кровяных телец (эритропоэз) в костном мозге;
- регулируют водно-солевой баланс организма, контролируя биохимию процессов;
- обеспечивают нормальное усвоение витаминов и микроэлементов;
- контролируют развитие молочных желез у женщин;
- участвуют в функционировании иммунной и репродуктивной систем.
Тиреоидная группа гормонов стимулирует синтез белков, взаимодействуя с внутриклеточными рецепторами в процессе трансформации наследственной информации от гена в функциональный продукт — белок (экспрессия гена). Рост белков при этом обеспечивается одновременно с контролем над процессом (в отличие от действия стероидных гормонов, которые влияют на линейный рост белка).
Физиологические эффекты гормонов ЩЖ настолько выражены, а роль так важна, что любой их дефицит негативно отражается на состоянии организма, а гипопродукция вызывает явления гипотиреоза. Нормы содержания каждого продукта щитовидной железы у взрослых зависят от пола и возраста.
При беременности рост плода требует повышенного расхода энергии в организме матери.
Поскольку энергетические процессы контролируются щитовидной железой, возможны колебания в ее работе, выражающиеся в отклонениях производительности от нормы, особенно ярко это бывает выражено в первом триместре. Такие колебания являются причиной резких перемен настроения, повышенной возбудимости, излишней прибавки веса и других проявлений, сопутствующих беременности.
Виды
Фолликулярные клетки щитовидной железы (тироциты) синтезируют 2 типа гормонов: трийодтиронин и тетрайодтиронин (Т3 и Т4), для Т4 широко применяется название тироксин. Оба вещества содержат в своем составе атомы йода, число которых отражается в названии: в Т4 их 4, а в Т3 — 3.
В суммарном количестве гормонов тиреоидной группы доля тироксина может достигать 80%.
Т3
Несмотря на ключевой характер синтеза тироксина щитовидной железой, его биологическая активность в несколько раз ниже, чем активность Т3. Преобладающее количество Т3, деятельно участвующего в метаболизме, конвертируется из тироксина непосредственно в тканях организма.
Т4
Т4 имеет свойство накапливаться в тканях ЩЖ, а процесс выделения в кровоток регулируется его концентрацией в крови (уменьшение концентрации стимулирует выделение, а переизбыток его подавляет). При некоторых обстоятельствах синтез Т4 у здорового человека может активизироваться (например, при переохлаждении). Патологическое повышение его выработки приводит к развитию гипертиреоза.
Тироксин, как и Т3, имеет простое химическое строение, что позволяет легко синтезировать его искусственно.
Организм человека - слаженная система, в которой все процессы регулируются между собой. И каждый орган в ее составе вносит свой вклад в поддержание целостной работы.
Наряду с головным мозгом один из важнейших механизмов регуляции - эндокринная система человека. Она осуществляет своё действие посредством которые выделяют гормоны, имеющие определённые функции и тропность к конкретным клеткам-мишеням. Так, щитовидная железа играет важную роль в развитии организма, влияет на все виды обмена. Она выделяет тиреоидные гормоны, которые способствуют физическому, умственному развитию у детей, обеспечивают и энергии у взрослых. В свою очередь, их выработка регулируется нервной системой, а именно биологически активными веществами гипофиза и рилизинг-факторами гипоталамуса. Таким образом, тиреоидные гормоны всегда находятся на определенном уровне в крови и повышаются при специальных потребностях организма, их понижение же может свидетельствовать о недостаточности функции щитовидной железы или йода.
Гормоны
Glandula thyroidea (щитовидная железа) прикреплена к трахее и состоит из правой и левой долей, соединяющихся перешейком. Непосредственный синтез тиреоидных гормонов осуществляется в ее фолликулах, заполненных изнутри коллоидом, основу которого составляет белок - тиреоглобулин. При дальнейшем йодировании аминокислотных остатков тирозина в его структуре и последующей суммации полученных соединений и образуются трийодтиронин и тетрайодтиронин (Т3 и Т4). Далее полученные тиреиодные гормоны отщепляются от молекулы тиреоглобулина и попадают в кровоток в свободном виде. Они имеют различную концентрацию, а также различаются по силе действия (Т3 выделяется значительно в меньших дозах, но сила его действия гораздо больше, чем у Т4). Однако действие на организм гормоны имеют одинаковое: усиливают жировой и углеводный обмен (повышают уровень глюкозы), запускают глюконеогенез, в печени тормозят образование гликогена и повышают (в избыточном количестве, наоборот, повышают распад последних).
Внешне это проявляется тем, что они поддерживают артериальное давление и ЧСС, а также температуру тела, ускоряют мыслительный и эмоциональный процессы. В тиреоидные гормоны отвечают за дифференцировку тканей всего организма. В детском возрасте способствуют росту и умственному развитию ребёнка. Кроме того, они усиливают эритропоэз, понижают канальцевую реабсорбцию воды.
Заболевания
При некоторых выделение гормонов снижается (гипотериоз). В таком случае их необходимо заменять медикаментами. Что может компенсировать недостаток содержания таких элементов, какк тиреоидные гормоны? Препараты, применяющиеся в этом случае, - это "Левотироксин" (Т4), "Лиотиронин" (Т3) и различные йодосодержащие медикаменты. Как недостаток, так и избыток тиреоидных гормонов приводят к заболеваниям обмена веществ в организме, которые клинически проявляются нарушением гомеостаза и психомоторной деятельности. Степень поражений зависит от возраста больного (кретинизм только у детей), уровня недостатка или избытка гормонов (гипертиреоз 1, 2, 3 степени). При последнем наблюдаются одышка, сердцебиение, повышение АД, нарушение всех видов обмена. При недостатке, наоборот, метаболизм снижен, больной становится вялым, безразличным.
