Гормоны щитовидной железы делятся на два различных класса: йодитиронины (тироксин, трийодтиронин) и кальцитонин. Из двух этих классов гормонов щитовидной железы тироксин и трийодтиронин регулируют основной обмен организма (тот уровень энергозатрат, который необходим для поддержания жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя), а кальцитонин участвует в регуляции обмена кальция и развития костной ткани.
Общие понятия о гормонах щитовидной железы
Гормоны щитовидной железы вырабатываются в сферических образованиях, называемых фолликулами. Клетки фолликулов (так называемые А-клетки щитовидной железы) вырабатывают тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3), которые являются основными гормонами щитовидной железы. Эти гормоны щитовидной железы химически очень похожи — различаются они только по количеству атомов йода в молекуле. Молекула тироксина содержит в себе 4 атома йода, а молекула трийодтиронина — 3 атома (отсюда и сокращения — Т4 и Т3). Гормоны щитовидной железы находятся в крови как в свободной форме, так и в связи со специальными белками-переносчиками. Активность проявляют только свободные формы гормонов щитовидной железы (их сокращенно обозначают FT4 и FT3, от free T4 — свободная фракция гормона Т4).
Для синтеза двух главных гормонов щитовидной железе необходим йод и аминокислота тирозин. При синтезе в первую очередь образуется специфический белок — тиреоглобулин, который накапливается в полости фолликула щитовидной железы и служит своеобразным «запасом» для быстрого синтеза гормонов. После выделения в кровь гормоны щитовидной железы связываются с белками-переносчиками — тироксинсвязывающим глобулином и альбумином. В свободном виде в крови присутствует не более 0,5% тироксина и трийодтиронина.
В синтезе гормонов щитовидной железы может участвовать только чистый («элементарный») йод. Поступающий в щитовидную железу йод обычно имеет форму йодида, который затем подвергается окислению и переходит в элементарный йод. В последующем йод включается в молекулу аминокислоты тирозина. Присоединение к молекуле тирозина одного атома йода приводит к образованию монойодтирозина, двух атомов — дийодтирозина. Эти соединения еще не обладают свойствами, присущими гормонам щитовидной железы. При слиянии двух молекул дийодтирозина образуется тетрайодтирозин (тироксин, Т4) — гормон щитовидной железы, содержащий четыре атома йода. Если же происходит слияние молекул монойодтирозина и дийодтирозина, образуется трийодтирозин (Т3).
Тиреоглобулин — запас гормонов щитовидной железы
В фолликулах щитовидной железы происходит накопление специфического белка — тиреоглобулина. Тиреоглобулин является своеобразным запасом гормонов щитовидной железы. Тиреоглобулин является гликопротеидом с молекулярной массой около 600 000 дальтон, размеры которого настолько велики, что его поступление в целом виде в кровь из щитовидной железы почти невозможно. Лишь при заболеваниях щитовидной железы, сопровождающихся разрушением ее клеток (например, при развитии тиреоидита — воспаления щитовидной железы), тиреоглобулин попадает в кровь.
Кальцитонин
Кальцитонин вырабатывается парафолликулярными клетками (С-клетками) щитовидной железы, которые относятся к диффузной эндокринной системе. Кальцитонин участвует в регуляции фосфорно-кальциевого обмена, усиливает активность остеобластов — клеток, создающих новую костную ткань. Кальцитонин, в отличие от других гормонов щитовидной железы, имеет полипептидное строение. Он состоит из 32 аминокислот.
Выработка гормонов щитовидной железы
Регуляция синтеза и выделения в кровь йодсодержащих гормонов щитовидной железы осуществляется гипофизом, синтезирующим тиреотропный гормон (тиреотропин, ТТГ). ТТГ усиливает синтез гормонов Т4 и Т3 и выделение их в кровь. Вторым важным эффектом ТТГ является усиление роста щитовидной железы. Интенсивность выделения в кровь ТТГ определяется функцией гипоталамуса, синтезирующего тиреотропин-рилизинг-гормон (ТРГ). Таким образом, выработка гормонов щитовидной железы происходит в соответствии с потребностями организма и регулируется сложным многоуровневым механизмом.
Выработка гормонов щитовидной железы зависит от времени суток (так называемый циркадный ритм). Тиреотропин-рилизинг-гормон вырабатывается гипоталамусом утром в наибольших концентрациях. Концентрация ТТГ — тиреотропного гормона гипофиза максимальна вечером и в ночные часы. Уровень же гормонов щитовидной железы максимален утром, а вечером находится на минимальных значениях.
Сезонные колебания уровня ТТГ и гормонов щитовидной железы
Существуют и сезонные колебания уровня ТТГ и гормонов щитовидной железы. Концентрация трийодтиронина повышается зимой. В это же время повышается концентрация тиреотропного гормона. Уровень Т4 — тироксина значимо в течение гоад не изменяется. После выделения в кровь гормоны щитовидной железы доставляются в те ткани организма, где необходимо их действие (так называемые клетки-мишени). В клетках-мишенях от гормона щитовидной железы Т4 «отрывается» один атом йода (этот процесс называется дейодированием), в результате чего образуется значительно более активный гормон — трийодтиронин, который и оказывает основное действие. Рецепторы к гормонам щитовидной железы присутствуют практически во всех клетках человеческого организма.
Регуляция синтеза с участием гипофиза и гипоталамуса обеспечивает поступление оптимальных количеств гормонов щитовидной железы в кровь. При снижении выработки гормонов щитовидной железой гипофиз выделяет в кровь повышенное количество ТТГ, в результате чего функция щитовидной железы усиливается, и количество выделяемых ею гормонов повышается. Если же щитовидная железа выделяет слишком много гормонов, гипофиз начинает вырабатывать меньше ТТГ, в результате чего активность щитовидной железы понижается.
Функция гормонов щитовидной железы
Функция гормонов щитовидной железы заключается в повышении синтеза белков, усилении дыхательной активности клеток, стимулировании роста костей и развития головного мозга. Особое значение имеют гормоны щитовидной железы в первые 3 месяца беременности, когда под их влиянием происходит активное формирование коры головного мозга плода. Именно поэтому многим беременным рекомендуется определение уровня гормонов щитовидной железы, а также ТТГ с целью определения достаточности их синтеза. Длительное и выраженное снижение уровня гормонов щитовидной железы во время беременности достоверно снижает IQ новорожденного, а также повышает вероятность развития осложнений беременности и преждевременного ее прерывания. Снижение функции щитовидной железы у взрослого называется гипотиреозом. Основной причиной снижения выработки гормонов щитовидной железы является поражение клеток щитовидной железы собственной иммунной системой пациента. В результате развития подобного аутоиммунного состояния количество активно функционирующих клеток значительно снижается, в результате чего щитовидная железа теряет возможность синтезировать гормоны в необходимом количестве. Симптомами нехватки гормонов щитовидной железы являются развитие отеков, сухость кожи, активное выпадение волос, снижение температуры тела, замедление умственной деятельности, развитие депрессий. При снижении уровня гормонов щитовидной железы уменьшается кровоснабжение и потребление кислорода мозгом, замедляется рост и формирование нервной ткани, а также окостенение скелета. Лечение подобного состояния чаще всего проводится приемом синтезированных гормонов щитовидной железы, которые позволяют безопасно и эффективно устранить симптомы гипотиреоза.
Усиление функции щитовидной железы происходит при развитии в ткани щитовидной железы автономно функционирующих узлов, вырабатывающих гормоны в избыточном количестве. При этом начинает преобладать катаболическое действие гормонов щитовидной железы — усиливается обмен веществ, активно сжигаются запасы энергетически богатых веществ (гликогена, жира), что приводит к избыточному выделению тепла и повышению температуры тела, потливости, а также к учащению пульса (тахикардии). Такое состояние называется тиреотоксикозом (отравление гормонами щитовидной железы). При тиреотоксикозе обычно отмечается снижение веса тела пациента, однако принимать препараты гормонов щитовидной железы с целью похудения не следует — количество побочных эффектов такого «лечения» будет значительно превышать положительный эффект. Определение уровня гормонов щитовидной железы в настоящее время проводится многими лабораториями, однако методики, используемые лабораториями, могут значительно различаться между собой. Оптимальным способом подсчета количества гормонов щитовидной железы в крови является иммунохемилюминесцентный (так называемый метод третьего поколения). Вероятность лабораторной ошибки при использовании иммунохемилюминесцентного метода минимальна, а скорость выполнения анализа, наоборот, максимальна. При этом стоимость теста остается невысокой.
