9.6. Гормони щитоподібної залози

Щитоподібна залоза – непарний ендокринний орган, розташований у ділянці гортанних хрящів. Вона складається з численних фолікулів, заповнених білковим колоїдом, основним компонентом якого є білок тиреоглобулін – високомолекулярний глікопротеїн молекулярною масою 670 000 Да, який складається з двох субодиниць і містить 115 залишків тирозину, кожен з яких є потенційним сайтом йодування. Близько 70 % йодиду в тиреоглобуліні знаходиться в складі неактивного попередника – монойодтирозину та дийодтирозину, а 30% – у йодтиронінових залишках, Т₃ і т₄.

9.6.1. Синтез, механізм дії та біологічні функції йодтиронінів. У щитоподібній залозі відбувається синтез і секреція двох йодвмісних гормонів: 3,5,3'-трийодтироніну (Т₃) і 3,5,3',5'-тетрайодтироніну (Т₄, тироксин), які є похідними амінокислоти тирозину. За умови достатнього надходження йоду в організм співвідношення т₄/Т₃ становить приблизно 7/1. особливість тиреоїдних гормонів полягає в тому, що для їх біологічної активності необхідний йод. Щитоподібна залоза поряд з епітеліальними тканинами молочної залози, плаценти, слинних залоз і шлунка володіє здатністю накопичувати йод проти високого електрохімічного градієнта. Це відбувається завдяки наявності АТФ-залежної Nа⁺/К⁺- помпи та шляхом дифузії.

Процес синтезу йодтиронінів включає наступні етапи:

1) поглинання йодидів з крові та їх окиснення до стану більшої валентності за участі гемвмісної тиреопероксидази та Н₂О₂ в якості окисника;

2) синтез тиреоглобуліну і йодування його тирозинових залишків (за участі тиреопероксидази). Першою чергою йодуванню підлягає третє положення ароматичного кільця, а згодом п’яте з утворенням монойодтирозину та дийодтирозину;

3) дві молекули дийодтирозину конденсуються в складі тиреоглобуліну з утворенням йодтироніну Т₄, а конденсація монойодтирозину з дийодтирозином спричинює утворення йодтироніну Т₃. Вважають, що цей процес теж каталізує тиреопероксидаза, яка стимулює утворення вільних радикалів йодтирозину. Утворені гормони залишаються в складі тиреоглобуліну до початку його деградації;

4) після стимуляції щитоподібної залози тиреотропіном (або цАМФ) відбувається розщеплення тиреоглобуліну протеазами та пептидазами до амінокислот і вивільнення гормонів у кров шляхом полегшеної дифузії, за умов норми щитоподібна залоза секретує 80 – 100 мкг Т₄ та 5 мкг т₃ на добу.

50 – 75 % Гормонів Т₃ і т₄ знаходяться в організмі за межами щитоподібної залози, причому більша частина їх міститься в крові в комплексі з двома білками – тироксинзв’язуючим глобуліном, який слугує основним транспортним білком йодтиронінів і формою їх депонування, і тироксинзв’язуючим преальбуміном. Біологічна активність йодтиронінів обумовлена незв’язаною фракцією. Приблизно 80 % циркулюючого Т₄ перетворюється на периферії на «реверсійну» форму Т₃, яка майже повністю позбавлена біологічної активності. Інший шлях метаболізму йодтиронінів – повне дейодування, дезамінування або декарбоксилування; йодовані продукти катаболізму йодтиронінів підлягають реакціям кон’югації в печінці.

Синтез і секреція йодтиронінів регулюється гіпоталамо-гіпофізарною системою за принципом зворотного зв’язку. Стимулом для підвищення секреції тиреоліберину та тиреотропіну слугує зниження концентрації йодтиронінів у крові. Соматотропний гормон інгібує утворення тиреотропіну.

Свою дію тиреоїдні гормони здійснюють через два типи рецепторів: одні знаходяться на плазматичній мембрані клітин, інші – внутрішньоклітинно. Вони посилюють ефекти інших гормонів (гормону росту, інсуліну, глюкокортикоїдів) на транскрипцію генів; чинять вплив на низку тканин організму, але найчутливіші до них тканини серця, печінки, нирок, скелетних м'язів і, меншою мірою, нервова та жирова тканини.

Йодтироніни мають широкий спектр дії, в якому можна виділити два основних напрями: регуляція енергетичного обміну та вплив на ріст, розвиток організму та диференціювання тканин.

Вплив тиреоїдних гормонів на енергетичний обмін виявляється в підвищеному поглинанні кисню більшістю клітин організму (за виключенням мозку, гонад і ретикулоендотеліальної системи), що пов'язано із збільшенням основного обміну, та продукуванням тепла. Тепловий ефект гормонів пов'язують із їх впливом на мітохондрії, що виражається збільшенням розмірів і кількості мітохондрій, а також числа крист у них. Тиреоїдні гормони пришвидшують біосинтез мітохондріальних дихальних ферментів, а також активують ферменти, що забезпечують механізм човникового транспорту водню з цитоплазми в мітохондрії (активність мітохондріальної α-гліцерофосфатдегідрогенази зростає в декілька разів). Це змушує клітини тканин до акумуляції АТФ, яка потім використовується на забезпечення роботи Nа⁺, К⁺-АТФази. Використання АТФ зумовлює збільшення вмісту АДФ і, як наслідок, стимулює процеси катаболізму, які супроводжуються синтезом АТФ. Одночасна стимуляція діаметрально протилежних процесів (літогенезу та ліполізу, синтезу та розпаду білків) забезпечує розсіювання енергії внаслідок прискорення катаболізму та, відповідно, підвищення теплопродукції. Стимульована тиреоїдними гормонами реакція-відповідь організму на охолодження посиленням теплопродукції зумовлена вивільненням із закінчень симпатичних нервів норадреналіну, який, своєю чергою, активує ліпазу жирової тканини та посилює мобілізацію жиру з жирових депо. Утворені при цьому жирні кислоти слугують не лише «паливом», а й важливим регулятором роз’єднання дихання та фосфоритування.

Вплив гормонів щитоподібної залози на обмін білків, вуглеводів і ліпідів має двофазний характер і залежить від концентрації гормонів у крові. За фізіологічних концентрацій вони стимулюють анаболічні процеси, а при надмірних – катаболічні. Так, початковий ефект їх дії на обмін білків проявляється індукцією синтезу їх синтезу шляхом активації механізму транскрипції (введення гормонів хворим з нестачею тироксину знижує виведення азоту з організму), але при гіперфункції щитоподібної залози посилюється катаболізм білків (виникає негативний азотистий баланс).

Так само впливають йодтироніни на обмін вуглеводів: малі дози стимулюють поглинання глюкози м’язами, підвищують синтез глікогену, прискорюють гліколіз у печінці, великі – посилюють розпад глікогену.

Вплив тиреоїдних гормонів на обмін ліпідів проявляється мобілізацією жиру з жирових депо, окисненням жирних кислот, прискоренням синтезу холестерину та перетворення його на жовчні кислоти. Йодтироніни регулюють також обмін вітамінів і водний баланс організму, діяльність ЦНС, травного тракту, функцію серцево-судинної системи.

9.6.2. Захворювання щитоподібної залози. При гіпофункції щитоподібної залози (гіпотиреозі) в організмі спостерігається нестача йодтиронінів. Гіпотиреоз, що розвивається в новонароджених або в ранньому дитячому віці, відомий під назвою кретинізм. Це захворювання характеризується затримкою росту (такі люди мають карликовий ріст), непропорційною будовою тіла, порушенням психіки та розумовою відсталістю.

При гіпофункції щитоподібної залози в дорослої людини розвивається мікседема (слизовий набряк), яка характеризується зниженням основного обміну та температури тіла, потовщенням шкіри, внаслідок надмірного накопичення в ній протеогліканів і води, погіршенням пам'яті.

В останні роки у дорослих людей частою причиною гіпотиреозу є хронічний автоімунний тиреоїдит (зоб Хашімото), який призводить до порушення синтезу йодтиронінів.

Гіпотиреоз, який розвивається внаслідок недостатнього надходження в організм йоду через низький його вміст в ґрунті та воді деяких географічних регіонів носить назву ендемічний зоб. Збільшенням розмірів щитоподібної залози при цьому має компенсаторний характер: недостатнє надходження йоду порушує продукцію йодтиронінів, що призводить до посилення секреції ТТГ (через послаблення дії йодтиронінів на гіпофіз за механізмом негативного зворотного зв'язку), під впливом якого відбувається компенсаторне збільшення розмірів щитоподібної залози (гіперплазія), але продукція йодтиронінів при цьому не збільшується.

Гіпотиреоз часто супроводжується зниженням слиновиділення, що зменшує стійкість зубів до карієсу та підвищує частоту розвитку запальних процесів слизової оболонки органів ротової порожнини. Крім цього виникає зміна мікроелементного складу твердих тканин зубів (збільшення в них марганцю, цинку, свинцю). Порушення функція травного тракту, розвиток вітамінної недостатності призводить до імуносупресії.

Запобігти цій патології можна додаванням йодиду калію до кухонної солі або до інших харчових продуктів, тоді як при гіпотиреозі, зумовленому порушенням біосинтезу і секреції тиреоїдних гормонів, лікувальний ефект досягається шляхом замісної терапії гормональними препаратами.

Гіперфункція щитоподібної залози (гіпертиреоз) характеризується надмірним утворенням йодтиронінів. Найтяжчою формою гіпертиреозу є дифузний токсичний зоб (тиреотоксикоз, базедова хвороба, хвороба Грейвса), який характеризується підвищенням основного обміну з переважанням процесів катаболізму. Швидке окиснення жирних кислот, гліцерину, вуглеводів вимагає підвищеного споживання кисню і призводить до посилення калоригенного ефекту. Характерними клінічними ознаками цього захворювання є: втрата маси тіла, підвищення температури, тахікардія, вирячкуватість (екзофтальм), надмірна нервова збудливість, збільшення розмірів щитоподібної залози.

У пацієнтів знижуються секреторна активність залоз травного тракту (у тому числі слинних), зазнають змін біохімічні показники ротової рідини: знижується в’язкість слини, підвищується вміст у ній тироксину і трийодтироніну (в 2 рази порівняно з нормою), послаблюються механізми захисту емалі від демінералізуючих чинників, що сприяє розвитку карієсу (майже 100 % випадків), у навколозубних тканинах розвивається запальний процес (хронічний катаральний гінгівіт), підвищується чутливість організму до інфекційних агентів, токсинів, отрут.