Гормони щитовидної залози

Щитовидна залоза – найважливіший орган внутрішньої секреції. У різних тварин її розміри досягають 6 – 7 см, маса – 15 – 42 г. Швидкість кровотоку в щитовидній залозі в 100 разів більша, ніж у тазових кінцівках, у 46 разів більша, ніж у м'язах, і в 5,5 раз більша, ніж у нирках. Гормони синтезуються у фолікулах, порожнина яких заповнена колоїдом.

Тироксин. Е. Кендалл у 1915 р. виділив з гідролізата щитовидної залози речовину, що оберігає від розвитку зобу, і назвав його тироксином (3,5,3',5'-тетрайодтиронин). Ч. Харінгтон у 1926 р. встановив його структуру і здійснив синтез. Була також визначена структура аналогів тироксина.

Хімічна природа. Йодовані похідні амінокислоти тирозина.

Гормони існують в трьох формах: тиреоглобулін (основна форма), тироксин (циркулює в біологічних рідинах) і 3, 5, 3'-трийодтиронін (знаходиться в комплексі з білками плазми):

Тиреоглобулін – це глікопротеїд, містить вуглеводний компонент – гіалуронову кислоту. Молекулярна маса білка досягає 700 тис. Білок зв'язаний з тироксином і 3, 5, 3'-трийодтироніном. Йод складає 65% молекулярної маси тироксина. Зв'язаний тироксин знаходиться в стані динамічної рівноваги з вільним.

Біосинтез. Синтез гормонів регулюється гіпоталамічним фактором тироліберином і гормоном гіпофіза тиротропіном за принципом зворотного негативного зв'язку, оскільки підвищення в крові концентрації тироксина гальмує біосинтез цих гормонів, а зменшення – стимулює. На інтенсивність біосинтезу гормонів впливає наявність у поживних речовинах і воді достатньої кількості йоду, навколишня температура, загальний стан організму, пора року та ін. Білкова і вуглеводна частини тиреоглобуліну утворюються в рибосомальній фракції епітелію фолікул. Потім відбувається йодування амінокислотних залишків тирозина (іноді і фенілаланіна). Джерелом йоду служать йодиди. Йодування відбувається в декілька стадій (для простоти викладу узята амінокислота аланін):

Молекула тироксина утворюється в результаті окислювальної конденсації двох молекул 3,5-дийодтирозина:

Йодування відбувається в ендоплазматичній сітці епітелію фолікул.

Метаболізм. Гормони поступають в кров у результаті дії на тиреоглобулін протеолітичних ферментів. Цей процес контролюється тиротропіном. У крові йодвмісні гормони зв'язуються з білками плазми і у такому вигляді циркулюють в організмі. В крові міститься тироксина в 7 разів більше, ніж 3,5,3'-трийодтироніна. При контакті з клітинами-мішенями білки плазми, з якими зв'язані гормони, розщеплюються, і гормони виділяються в міжклітинну рідину. В клітинах основна маса гормонів сконцентрована в гіалоплазмі, менше їх в мітохондріях і рибосомах. Під час міграції гормонів у клітини відбувається їх дезамінування і декарбоксилування з утворенням йодованих тиреооцтової і тиреопіровиноградної кислот, які і здійснюють біологічну дію. Частина гормонів інактивується відщепленням йоду, розривом біциклів і утворенням ефірів з глюкуроновою кислотою. Інактивація гормонів відбувається, головним чином, у тканинах печінки. Ефіри тироксина виділяються з калом і сечею. Частина йоду знов залучається до синтезу щитовидною залозою, надлишок йоду виділяється з сечею, жовчю, іноді з потом, слиною і повітрям.

Біологічна дія. Гормони надзвичайно сильно впливають на загальний обмін речовин в організмі, посилюють реакції біологічного окислення, активують обмін нуклеїнових кислот, білків, ліпідів, вуглеводів, мінеральних сполук, прискорюють процеси росту і розвитку організму. Гормони посилюють моторику шлунку, утворення і всмоктування летких жирних кислот. Тироксин сприяє відновленню дисульфідних груп тіолових ферментів у сульфгідрильні. Під його впливом зростає активність гексокінази, СДГ, катепсинів, ферментів, які беруть участь в окислювальному фосфорилуванні, що забезпечує адаптацію організму до низьких температур шляхом роз'єднання реакцій клітинного дихання і окислювального фосфорилування. При цьому зменшується утворення АТФ і вивільняється більше тепла. Припускають, що в цих випадках тироксин зв'язує катіони фосфорилування.

Патологія. В клініці зустрічаються симптоми гіпо- і гіпертиреоза. Гіпофункція щитовидної залози або її атрофія у молодих організмах призводить до розвитку кретинізму (карликового росту) і порушення пропорцій тіла. У дорослих виникає мікседема. При цьому розвивається набряк шкіри, відбувається затримка води в тканинах, зменшується основний обмін, наступає загальна млявість, патологічне ожиріння і передчасне старіння. Якщо гіпофункція розвивається при недостачі йоду в їжі і воді, то розвивається ендемічний зоб: щитовидна залоза збільшується в розмірах, у молодих тварин затримується ріст і розвиток, у дорослих – різко падає рівень основного обміну, порушується статевий цикл, зменшується продуктивність, змінюється екстер'єр, погано розвиваються вторинні статеві ознаки, спостерігаються самовільні аборти.

Гіперфункція виявляється у вигляді базедової хвороби – дифузного токсичного зобу. Причини можуть бути різні: хронічні інтоксикації, інфекційні захворювання, сильні перегріви та ін. Під впливом гормонів збільшується проникність мембран клітин, особливо мітохондрій. Частина субстратів циклу Кребса виходить в гіалоплазму, де відбувається посилене утворення тепла і гальмується синтез АТФ. При цьому наступає швидка стомлюваність, погіршується апетит, знижується рівень продуктивності, з'являється понос, витрішкуватість та ін. Порушуються всі види обміну речовин. Розвиваються явища токсикозу.

Застосування. Для профілактики і лікування ендемічного зобу в раціон вводиться йодована кухонна сіль (25 г KJ на 1 т солі). Для лікування зобу застосовують препарат щитовидної залози боєнського походження – тиреоїдин. При гіпертиреозі застосовуються антагоністи гормонів:

В деяких випадках для лікування гіперфункціональних порушень застосовують ¹³¹J.

Кальцитонін (тиреокальцитонін). Гормон був відкритий в 1963 р. в тканинах щитовидної залози, володіє здатністю знижувати вміст кальцію в крові. Походження гормону (з щитовидної залози) відображено в другій його назві – тиреокальцитонін.

Хімічна природа. Кальцитонін відноситься до поліпептидів, складається з 32 залишків амінокислот:

NН₂-Цис-Сер-Асп-(NН₂)-Лей-Сер-Тре-Цис-Вал-Лей-Сер-Ала-Тир-Тир-Арг-

-Асп(NH₂)-Лей-Асп(NH₂)-Асп(NН₂)-Фен-Гіс-Арг-Фен-Сер-Глі-Мет-Глі-

-Фен-Глі-Про-Глу-Тре-Про-СОNН₂.

Біосинтез. У риб, амфібій, рептилій і птахів гормон синтезується не в щитовидній залозі, а в клітинах ультимобранхіальних тілець, які розвиваються з останніх бранхіальних дуг; у ссавців – в С-клітинах інтерфолікулярних острівців щитовидної залози рибосомальним шляхом.

Метаболізм. Синтезований гормон поступає в кровоносне русло, вступає в контакт з a-глобулінами і з током крові доставляється в кісткову тканину. Може проникати в ліквор. Після прояву біологічної дії інактивується ферментами.

Біологічна дія. Гормон сприяє переходу кальцію з крові в кісткову тканину, підтримує постійний рівень у крові не тільки кальцію, але і фосфору, активує діяльність лужної фосфатази, посилює виділення фосфатів з сечею. Є антагоністом паратгормона.

Патологія. При пухлинах і інших захворюваннях, пов'язаних з атрофією щитовидної залози, синтез гормону уповільнюється і припиняється. Розвиваються патологічні явища, пов'язані з порушенням його функцій.

Застосування. Гормональний препарат застосовується при лікуванні захворювань кісткової системи і зубів (пародонтоза).