Гормоны щитовидной железы

Отношение уровня Т₄ к Т₃, выделяемых в кровь ниже, чем в тиреоглобулине, что подводит нас к важной функции щитовидной железы - избирательному 'центральному' дейодированию Т₄, в противоположность 'периферическому', которое имеет место в различных тканях организма, и будет рассмотрено ниже. Я.Х. Туракулов с соавторами рассматривали внутритиреоидное дейодирование тироксина и влияние на эти процессы тиреотропного гормона и деятельности вегетативной нервной системы. Их данные, полученные в экспериментах на животных, подтвердили, что часть Т₄ в процессе секреции из щитовидной железы дейодируется до трийодтиронина и реверсивного трийодтиронина, представляющего собой неактивный продукт метаболизма тироксина, и дийодтиронина. Они также подтвердили наличие специфических дейодирующих ферментов в микросомальных фракциях щитовидной железы, печени и почек, но показали, что в отличие от находящихся в печени и почках активность дейодиназы щитовидной железы в значительной мере регулируется уровнем ТТГ. Кроме того, они показали, что суммарное воздействие симпатической и парасимпатической системы угнетает процесс внутритиреоидного дейодирования тироксина, что согласуется с данными о подавлении ТТГ-стимулированной секреции тиреоидных гормонов адреналином и норадреналином.

От половины до двух третей содержащихся в организме тиреоидных гормонов постоянно находятся вне щитовидной железы, причём большая часть циркулирующих  в крови гормонов существует в  связанном с белками-переносчиками состоянии. Тироксин и Т₃ связываются с тремя белками: тироксинсвязывающим глобулином (ТСГ), тироксинсвязывающим преальбумином (ТСПА) и альбумином. В количественном отношении более важен ТСГ, который представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 50000 Да. На его долю приходится 75% тироксина и 85% Т₃, которые связываются с ним со сродством в 100 раз превышающим таковое для ТСПА. Период полураспада в крови для ТСГ равняется 5 дням, скорость его разрушения равна 15 мг в сутки, а концентрация 1,6 мг/100 мл. Его ёмкость по гормонам щитовидной железы равняется 20 мкг на 100 мл плазмы. Этот белок лучше связывает тироксин, а Т₃ в 4-5 раз слабее. ТСПА имеет время полураспада 2 дня, скорость распада 650 мг/сут, т.е. обращается быстрее, а концентрация его в плазме составляет 25мг/100 мл. Он связывает 15% Т₄ и менее 5% Т₃, причём оба гормона связываются с ним менее прочно, чем с ТСГ. Примерно по 10% каждого тиреотропного гормона в связанном состоянии приходится на альбумин крови. Время его полураспада составляет 15 дней, разрушение 7 г за сутки и содержание 3,5 г/100 мл плазмы.

Свободная фракция тиреоидных гормонов крайне мала и составляет 0,03% для  Т₄ и 0,3% для Т₃. Однако именно это небольшое количество свободных гормонов определяет их биологическую активность. Несмотря на большую разницу в концентрации общих гормонов (связанных и несвязанных) в сыворотке крови (8 мкг/100 мл для Т₄ и 0,15 мкг/100мл для Т₃) различное сродство белков-переносчиков к тиреоидным гормонам обеспечивает близкую их концентрацию в несвязанной, активной форме.

Роль белков-переносчиков в процессах  транспорта тиреоидных гормонов заключается  в предупреждении потери гормонов через  почки и печень и регуляции  скорости их доставки на периферию. То, что сам ТСГ является объектом регуляции необходимо учитывать при диагностических исследованиях функции щитовидной железы, поскольку большинство используемых в клинике методов позволяет измерять общее содержание тиреоидных гормонов, а не содержание их свободной фракции. ТСГ образуется в печени и его уровень может регулироваться многими факторами. Он повышается эстрогенами (при беременности и применении противозачаточных средств), снижается при терапевтическом введении андрогенов или глюкокортикоидов и при некоторых болезнях почек. Кроме того, существует ряд генетически обусловленных нарушений выработки этого белка: увеличение синтеза или заметное его снижение.  Во всех этих случаях будет регистрироваться  сдвиги общего содержания Т₃ и Т₄, тогда как содержание свободной его фракции нарушено не будет. Салицилаты, конкурируя с Т₃ и Т₄ за связывание с ТСГ, могут понижать общее содержание тиреоидных гормонов в плазме, тогда как содержание свободной фракции остаётся в норме.

При определении уровня тироксинсвязывающих  белков применяется радио иммунологический метод, дающий нормальное значения уровня белка в плазме на уровне 1,2 - 2,2 мг на 100 мл. Кроме того для определения содержания тироксинсвязывающих белков используют специальные наборы типа 'Тиопак-3', основанные на способности белков крови связывать тироксин до полного насыщения.

Таблица 1. Показатели гормональной регуляции гомеостаза у практически здоровых мужчин г. Архангельска.

В крови здорового взрослого  человека концентрация общего тироксина  составляет 0,065-0,156мкмоль/л. Концентрация же свободного тироксина составляет 30 пмоль/л. Для Т₃ эти цифры составляют 0,61 нмоль/л и 6 пмоль/л, причём по некоторым данным концентрация Т₃ в сыворотке крови у мужчин на 5-10% выше, чем у женщин. Эти числа непостоянны. На основании данных исследований (Б.Я. Бакрадзе) можно сделать вывод о зависимости состояния гипофизарно-тиреоидной системы от сезонов года, состояния здоровья, возраста и пола. Все эти факторы определяют роль данной системы в сложных процессах роста, развития и адаптации организма к меняющимся условиям среды. Её роль в адаптации детского организма демонстрируется результатами исследования, полученными в сезонном аспекте. Особенно это выражено в зимний перйод, когда у детей регистрируется высокий уровень активности тиреотропной функции гипофиза, при низком уровне гормонов щитовидной железы. Это объясняется тем, что понижение температуры воздуха компенсируется повышением основного обмена, в регуляции уровня которого принимает участие процесс периферического превращения Т₄ в Т₃. При этом уровень Т₃ начинает повышаться, что зафиксировано исследованиями у взрослых. У детей к этому механизму прибавляется усиленный расход Т₄, связанный с продолжением роста. Такие изменения и приводят к уменьшению его уровня, с возрастанием по механизму обратной связи уровня ТТГ.

Подтверждают эти наблюдения и  эксперименты на лабораторных животных. У крыс, длительное время содержавшихся при экстремально низких (-10°С) температурах в сыворотке снизился уровень тироксина, увеличилось отношение Т₃/Т₄, в ткани щитовидной железы повысилось содержание тиреоидных гормонов. Таким образом при воздействии экстремально низких температур функциональная  активность щитовидной железы повышается, несмотря на истощение приспособительных реакций организма.

Вообще изменение функциональной активности щитовидной железы вовлекается  в любую реакцию стресса на ранних стадиях, но реакция на различные воздействия может быть разной. Так при при влиянии низких температур функциональная актвность щитовидной железы повышается, тогда как в условиях долговременного стресса ожидания у крыс снижается гормоносинтетическая активность щитовидной железы, проявляются признаки гипофункции, которые исчезают только через две недели после окончания невротизирующего воздействия.

Участие системы гипофиз-щитовидная железа в адаптации организма  к неблагоприятным условиям среды отмечается в исследованиях Раменской Е.Б. Она отмечает у аборигенов Заполярья несколько большую стабильность взаимообусловленности эволюционно сложившихся гормональных реакций, служущюю адаптационнным механизмом. У представителей аборигенов, имеющих больший срок исторического проживания (ненцев и эскимосов по сравнению с чукчами и коми) обнаруженные особенности более выражены. Изменения заключались в повышении уровня тироксина по сравннию со среднеширотным или уровнем, характерным для приезжих жителей.

Таблица 2. Показатели в системе гипофиз-щитовидная железа у представителей различных групп населения севера.

Одним из основных направлений метаболизма  тиреоидных гормонов является дейодирование. Дейодирование осуществляется специфическими ферментами - дейодиназами. 5-дейодиназа ответственна за удаление одного атома йода из тироксина в 5-ом положении α-кольца (ближнего к боковой цепи молекулы), что приводит к образованию рТ₃, а действие 5'-дейодиназы приводит к образованию Т₃.

Кроме описанного ранее механизма  дейодирования тироксина в щитовидной железе, потеря тироксином одного атома йода может проходить и в других органах. Исследованиями установлено наличие 5'-дейодиназы в почках, печени, культуре фибробластов, а 5-дейодиназы также в плаценте человека. Показано, что 5'-дейодирование тиронинов в печени опосредуется микросомальными ферментами ЭПР. Дейодированию в печени подвергается до 75% метаболизируемого тироксина.

Дейодирование тиреоидных гормонов является важнейшим направлением их метаболизма, но не только. Предполагается, что основным действующим гормоном является Т₃, а тироксин является его предшественником - прогормоном, обеспечивающим постоянный запас гормона в малоактивной форме. Т₄ связывается с рецепторами клеток-мишеней со сродством в 10 раз более слабым, чем Т₃, т.е. преобладающей метаболически активной формой гормона действительно является Т₃. Таким образом, дейодирование важно не только для деактивации и выведения гормона из организма, но и для достижения им оптимального биологического эффекта.

 Доказательством того, что Т₄ скорее служит прогормоном Т₃ являются исследования с применением радиологического метода, показавшие, что 80% циркулирующего в крови Т₃ являются продуктами дейодирования Т₄, а 20% непосредственно образуются в щитовидной железе. Из 42 нмоль трийодтиронина, образующегося в организме в сутки, лишь 5% образуется непосредственно в щитовидной железе, 95% образуется из тироксина.

Превращение тироксина в Т₃ ингибируется пропилтиоурацилом и пропранололом.

Трийодтиронин не единственный продукт дейодирования тироксина. Кроме него образуется реверсивный (обратный) трийодтиронин, который является практически неактивным агентом и образуется в относительно больших количествах при некоторых хронических болезнях, при углеводном голодании у плодов. В норме 34% Т₄ дейодируется до Т₃, 42% до рТ₃, а оставшиеся 24% непосредственно участвуют в регуляции обменных процессов, разрушается и экскретируется. Таким образом, в сутки вырабатывается 83-93 мкг Т₄, 22,6-44,8 мкг Т₃ и 17-52 мкг рТ₃.  Концентрация обратного трийодтиронина в плазме составляет от 14 до 40 нг/100 мл (22,2±2 нг/100мл), а время его распада 5-6 часов. Полагают, что рТ₃ является одним из регуляторов конверсии Т₄ в Т₃ в клетках тканей-мишеней (ингибирует реакцию частичного дейодирования Т₄ и превращения его в Т₃). Содержание рТ₃ резко повышается при состояниях, когда необходимо сберечь энергию или предохранить организм от перегревания (при голодании, повышении температуры тела, заболеваниях печени и почек, а также в пожилом и старческом возрасте). Определение сывороточного уровня рТ₃ помогает при диагностике гипер- и гипотиреоза, связанных с нарушениями дейодирования тироксина. Он повышено при болезни Грейвса и понижен при гипотиреозе.

По данным радиоиммунологического метода диагностики можно определить динамику уровня общего тироксина в онтогенезе. У плода во время первой половины беременности тироксин неопределим или находится на нижней границе чувствительности метода. Во второй половине внутриутробного развития отмечается его резкое повышение; его уровень находится на нижней границе уровня для здорового взрослого человека. В первые часы после рождения уровень тироксина начинает повышаться и практически достигает уровня, характерного для взрослого в норме в течение первых 2-3 дней, а к шести годам окончательно устанавливается 'взрослый' уровень гормона. После 60-65 лет уровень тироксина в крови незначительно снижается. Уровень общего трийодтиронина в крови новорождённого составляет от четверти до трети уровня, наблюдаемого у взрослых, а к 1-2 суткам достигает уровня, регистрируемого у взрослых. В раннем детском возрасте концентрация Т₃ несколько уменьшается, восстанавливаясь в подростковом, а после 65 наблюдается её снижение, более значительное по сравнению с уровнем тироксина. Содержание обратного Т₃ у новорождённых резко повышено, но в течение первых недель уровень трийодтиронинов достигает пропорции, характерной для взрослых.