ТИРЕОИДНЫЕ ГОРМОНЫ

Клеточные и молекулярные механизмы, используемые щитовид­ной железой для биосинтеза, накопления и секреции тиреоидных гормонов в течение прошлых 3—4 десятилетий, изучены достаточ­но полно благодаря объединенным усилиям большого числа ис­следователей. Подробности этих исследований содержатся в ряде исчерпывающих обзоров. Синтез тиреоидных гормонов во многих. отношениях сходен с синтезом полипептидных и белковых гор­монов с добавлением нескольких уникальных этапов, особенно подходящих к метаболическим функциям щитовидной железы.

Основными тиреоидными гормонами являются йодтиронины — тетрайод-L-тиронин (тироксин, Т4) и 3,5,3-трийод-L-тиронин (трийодтиронин, Т3), которые образуются из йодированных тирозиновых предшественников. Они состоят из йодтирозина (моно — или дийодированного) и йодированного фенольного кольца, объ­единенных 4,1-эфиpнoй связью (рис. 3—9). Эти два йодтиронина вместе с йодтирозиновыми предшественниками составляют при­мерно 90% органического или белковосвязанного йода в щитовид­ной железе, причем на долю Т4 и Т3 приходится 99% секрети­руемого органического йода. Процессы образования и секреции тиреоидных гормонов включают несколько этапов, часть которых отличается своеобразием и характерна только для щитовидной железы.

Главными веществами, используемыми в синтезе тиреоидных гормонов, являются йод и тирозин. Щитовидная железа отлича­ется высокоэффективным механизмом захвата йода из крови, а в качестве источника тирозина она синтезирует и использует крупный гликопротеин — тироглобулин. Если тирозин в организме содержится в большом количестве и поступает как из пищевых продуктов, так и из распадающихся эндогенных белков, то йод присутствует лишь в ограниченном количестве и поступает толь­ко из пищевых продуктов. Йод всасывается из кишечника в фор­ме йодида и в этой форме циркулирует в крови в свободном (несвязанном) состоянии.

Йодид, захватываемый из крови тиреоидными (фолликулярны­ми) клетками, и тироглобулин, синтезируемый в этих клетках, сек­ретируются (путем экзоцитоза) во внеклеточное пространство внутри железы, называемое просветом фолликула или кол­лоидным пространством, окру­женное фолликулярными клет­ками. В просвете фолликула или (что более вероятно) на апикальной поверхности клеток, обращенной в этот просвет, йодид окисляется в йод и дру­гие окисленные продукты и ко­валентно связывается фенольными кольцами тирозиновых ос­татков, содержащихся в поли­пептидном каркасе тироглобулина. Связывание йода с фенольным кольцом происходит либо только в 3-м положении, либо как в 3-м, так и в 5-м поло­жениях, в результате чего образуются монойодтирозин (МИТ) и дийодтирозин (ДИТ) соответственно. Этот процесс йодирования тирозиновых остатков тироглобулина известен под назва­нием этапа органификации в биосинтезе тиреоидных гор­монов.

Рис. 3—9. Структура некоторых тиреоидных гормонов (Ingbar S.Н., Woeber К.A. In: Textbook of Endo­crinology/Ed. Williams R.H. Sth ed.— Philadelphia: Saunders, 1974).

Следующим этапом является конденсация йодтирозинов с об­разованием йодтиронинов. Все еще оставаясь в структуре тиро­глобулина, молекулы МИТ и ДИТ конденсируются, образуя трийодтиронин (Т3), и подобно этому две молекулы ДИТ конденси­руются, образуя молекулу L-тироксина (Т4). В таком виде, т. е. связанные с тироглобулином, йодтиронины, равно как и непроконденсировавшие йодтирозины, хранятся в тиреоидном фол­ликуле. Этот комплекс йодированного тироглобулина часто на­зывают коллоидом. Таким образом, тироглобулин, составляю­щий 10% от влажной массы щитовидной железы, служит бел­ком-носителем, или предшественником накапливающихся гор­монов.

Секреция тиреоидных гормонов — процесс, происходящий в от­вет на метаболические потребности и опосредуемый действием тиротропного гормона (ТТГ) на тиреоидные клетки, — предпола­гает высвобождение гормонов из тироглобулина. Это происходит на апикальной мембране путем поглощения коллоида, содержа­щего тироглобулин (процесс, известный под названием эндоци­тоза). Тироглобулин затем гидролизуется в клетке под влияни­ем протеаз, а высвобождаемые таким образом тиреоидные гормоны выделяются в циркулирующую кровь.

Рис.3—10. Схематическое изображение пути биосинтеза тиреоидных гормо­нов в клетке. Т3 и Т4 образуются и хранятся связанными с тироглобулином в коллоиде.

ПК — пластинчатый комплекс: МИТ — монойодтирозин: ДИТ — дийодтирозин} ШЭР — шероховатый эндоплазматический ретикулум.