Hormony tarczycy T3 i T4

Fabrizio Felici

Tarczyca, znajdująca się w przednim obszarze szyi, w pobliżu pierwszych pierścieni tchawicy, zawiera liczne kuliste pęcherzyki, z których każdy składa się z pojedynczej warstwy komórek wydzielniczych, zwanych komórkami pęcherzykowymi, które otaczają glikoproteinę wydzielaną przez komórki pęcherzykowe, określone koloid. Hormony T3 i T4 są syntetyzowane w pęcherzykach.

Tyreoglobulina, główna substancja znajdująca się w koloidie, jest białkiem, które działa jako prekursor hormonów tarczycy. Enzymy do syntezy T3 i T4 oraz jonu jodkowego znajdują się również w koloidie. Schematycznie fazy syntezy hormonów tarczycy i ich wydzielania to:

Cząsteczki tyrozyny są jodowane. Dodanie jonu jodkowego tworzy monojodotyrozynę (MIT), podczas gdy dodanie drugiego jodku do tej samej cząsteczki tworzy dijodotyrozynę (DIT);

Dwie cząsteczki jodanu tyrozyny (MIT lub DIT) są sprzężone na cząsteczce tyreoglobuliny, a dwie reszty tyrozynowe są połączone wiązaniem kowalencyjnym. Jeśli łączone są dwie cząsteczki DIT, końcowym produktem jest 3, 5, 3 ', 5' - tetrajodotyronina lub T4 (zwana także tyroksyną); jeśli cząsteczka DIT jest połączona, a cząsteczka MIT, końcowym produktem jest 3, 5, 3 '- trójjodotyronina lub T3.
T3 i T4 są hormonami tarczycy, chociaż na tym etapie są nadal związane z tyreoglobuliną;

Hormony te są przechowywane w koloidie razem z tyreoglobuliną do trzech miesięcy przed wypuszczeniem;

Hormon tarczycy (TSH), który pochodzi z krwiobiegu, stymuluje uwalnianie hormonów tarczycy. TSH najpierw wiąże się z receptorami na błonie komórek pęcherzykowych, aktywując drugi cykliczny przekaźnik AMP; prowadzi to do fosforylacji szeregu białek komórek pęcherzykowych niezbędnych do wydzielania hormonów;

Komórki pęcherzykowe pobierają cząsteczki jodowanej tyreoglobuliny z koloidu przez fagocytozę;

Fagosom zawierający jodowane tyreoglobuliny łączy się z lizosomem;

Ekspozycja cząsteczki tyreoglobuliny na enzymy lizosomalne powoduje uwalnianie wolnego T3 i T4 w komórce pęcherzykowej. Hormony tarczycy są cząsteczkami lipofilowymi, dzięki czemu mogą dyfundować przez błonę plazmatyczną i stamtąd do krążenia, gdzie selektywnie wiążą się z białkami transportowymi, takimi jak globulina wiążąca tyroksynę i transtyretyna, lub mogą wiązać się w nieswoisty sposób z albuminą.

T4 jest zwykle produkowany i wydzielany z szybkością dziesięciokrotnie większą niż T3, chociaż T3 jest około czterokrotnie silniejszy w stosunku do organów docelowych. Większość T4 wydzielanego w osoczu jest zwykle przekształcana przez wątrobę, nerki i narządy docelowe w bardziej aktywne T3.

Poziomy hormonów tarczycy są praktycznie stałe w normalnych warunkach, ponieważ głównym mechanizmem kontrolowania ich wydzielania jest ujemne sprzężenie zwrotne. Jak widzieliśmy, wydzielanie hormonu tarczycy jest stymulowane przez TSH pochodzący z przysadki mózgowej. Wydzielanie TSH jest z kolei stymulowane przez hormon uwalniający tyreotropinę (TRH), pochodzący z podwzgórza. Po uwolnieniu do krążenia hormony tarczycy działają z ujemnym sprzężeniem zwrotnym na podwzgórze i przedni płat przysadki, ograniczając wydzielanie TRH i TSH. Należy zauważyć, że T4 aktywuje bardziej efektywne ujemne sprzężenie zwrotne niż T3.

Działania hormonów tarczycy

Wspomniane hormony tarczycy są lipofilowe, więc łatwo pokonują błony komórkowe; receptory tych hormonów znajdują się w jądrze komórek docelowych. Wiązanie receptora hormonalnego modyfikuje szybkość transkrypcji informacyjnego RNA z DNA, modyfikując w ten sposób syntezę białek w komórkach docelowych. Te modyfikacje wymagają godzin lub dni, aby uzyskać zauważalny efekt, który jednak raz wywołany trwa przez kilka dni.

Głównym działaniem T3 i T4 jest z pewnością zwiększenie podstawowej przemiany materii. W konsekwencji wzrasta produkcja ciepła, zjawisko znane jako efekt termogeniczny. Hormony tarczycy zwiększają podstawowy metabolizm w większości tkanek ciała, z wyjątkiem mózgu, śledziony i gonad. Mechanizmem wykorzystywanym przez T3 i T4 do zwiększenia podstawowego metabolizmu jest stymulacja aktywności pompy sodowo-potasowej. Gdy pompa jest aktywna, ATP jest hydrolizowany i uwalniane jest ciepło. Jednocześnie zwiększone stosowanie ATP zwiększa szybkość utleniania substratów energetycznych do produkcji nowego ATP, aw tym procesie generuje się więcej ciepła. Ponadto T3 i T4 indukują wzrost liczby mitochondriów i stymulują aktywność niektórych enzymów zaangażowanych w fosforylację oksydacyjną.

Gdy są obecne w stężeniach wyższych niż normy T3 i T4, nie tylko stymulują zużycie energii, ale także mobilizują rezerwy energii poprzez stymulowanie glikogenolizy, przekształcanie białek mięśniowych w aminokwasy i lipolizę; sprzyjają również glukoneogenezie i syntezie ketonów. W przeciwieństwie do niższych stężeń niż normalnie, hormony te mają przeciwne skutki: stymulują syntezę glikogenu i syntezę białek.

Hormony T3 i T4 są niezbędne do prawidłowego wzrostu i rozwoju wielu tkanek oraz do utrzymania normalnego funkcjonowania po zakończeniu wzrostu. W wielu z tych efektów pośredniczy stymulacja uwalniania GH (w synergii z glukokortykoidami) oraz pobudzające działanie na działanie GH na narządy docelowe. Ważne są również działania hormonów tarczycy na układ nerwowy: brak T3 i T4 w dzieciństwie może prowadzić do nieodwracalnego uszkodzenia mózgu zwanego kretynizmem, w którym rozwój umysłowy i wzrost ciała są opóźnione, a komórki nerwowe są scharakteryzowane ze słabego rozwoju aksonów i dendrytów i niepełnej mielinizacji. Nawet w pełni rozwiniętym układzie nerwowym hormony tarczycy są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania. U dorosłych niedobór może prowadzić do zaniku funkcji poznawczych, ale te zaburzenia całkowicie cofają się, jeśli poziomy tych hormonów w osoczu ulegają normalizacji.

Hormony tarczycy i ćwiczenia fizyczne

Po intensywnej, ale krótkiej aktywności fizycznej nie obserwowano podwyższonych zmian stężenia hormonów tarczycy w osoczu. Dopiero po długich sesjach treningowych odnotowano znaczny wzrost T3 i T4.

Badanie przeprowadzone w Norwegii przez Herald E. Refsum wykazało podwyższony poziom T3, T4, TSH w osoczu i białka wiążącego hormony tarczycy TBG u sportowców uprawiających narciarstwo biegowe natychmiast po występie, zauważając, że poziom w osoczu powrócił w ciągu początkowe limity dopiero po kilku dniach odzyskiwania. Proces ten wydaje się być spowodowany faktem, że podczas aktywności fizycznej hormony tarczycy są konsekwentnie spożywane, dlatego z powodu fizjologicznego działania sprzężenia zwrotnego przysadka mózgowa jest stymulowana do wytwarzania dużych ilości TSH z wynikającym z tego zwiększeniem poziomów w osoczu hormonów tarczycy.

bibliografia