Медицина / Физиология / Физиология (статья)

Физиология щитовидной железы и тиреоидных гормонов

Щитовидная железаЩитовидная железа локализуется в области шеи, имеет форму бабочки. Железа разделена на две доли, расположенных сразу под гортанью по обе стороны трахеи, которые соединены между собой перешейком. Масса щитовидной железы составляет примерно 20 г.

Увеличение размеров щитовидной железы (так называемый «зоб») происходит в результате многих нарушений функций этого органа. Увеличение обнаруживается при физикальном обследовании (пальпации), а также визуально (припухлость шеи).

Щитовидная железа

Рисунок 1. Щитовидная железа

Синтез гормонов в щитовидной железе происходит в двух видах клеток: фолликулярных и парафолликулярных (С-клетках). Фолликулярные клетки щитовидной железы образуют два тиреоидных гормона – тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3). Парафолликулярные клетки (С-клетки) секретируют кальцитонин (гормон, участвующий в кальциевом обмене).

Основные функции тироксина и трийодтиронина

Гормоны щитовидной железы (тиреоидные гормоны) транспортируются кровью почти во все ткани организма. Несмотря на то, что трийодтиронин более активный, оба гормона способствуют повышению скорости метаболизма в клетках. Так, тиреоидные гормоны усиливают мобилизацию и распад жиров, повышают белковый и углеводный обмен. То есть, стимулируя обмен веществ, тиреоидные гормоны способствуют нормальному росту и развитию организма (в том числе и половому созреванию), влияют на функции нервной и сердечно-сосудистой системы. Уровень тиреоидных гормонов в крови оказывает влияние на сердечный выброс. От синтеза тиреоидных гормонов в адекватном количестве зависит умственное развитие новорожденных: дефицит гормонов щитовидной железы в этом периоде является не только причиной нарушений физического развития ребенка, но и причиной серьезных необратимых умственных нарушений.

Продукция тиреоидных гормонов

В щитовидной железе сконцентрировано примерно 95% йода, который содержится в организме человека. Йод попадает в организм с пищей. Из тонкого кишечника этот микроэлемент всасывается в кровь в форме йодида. В процессе метаболизма фолликулярные клетки щитовидной железы улавливают йодид, удаляя его из крови. В клетках щитовидной железы йодиды участвуют в образовании тироксина и трийодтиронина.

В фолликулярных клетках щитовидной железы происходит процесс окисления йодида, в результате чего начинается процесс синтеза гормона. Первая реакция синтеза - йодирование, - при которой происходит объединение окисленного йодида с аминокислотой тирозином (см рисунок 2).

Рисунок 2. Образование тиреоидных гормонов

Эти два процесса – оксиление и йодирование – катализируются с помощью ключевого фермента – тиреопероксидазы (тиреоидной прероксидазы, ТПО).

В результате йодирования (присоединения йода) образуются монойодтирозин и дийодтирозин. Тироксин образуется путем объединения двух молекул дийодтирозина, а трийодтиронин – путем объединения одной молекулы монойодтирозина с одной молекулой дийодтирозина. Тироксин и трийодтиронин из фолликулярных клеток поступают в кровь.

Отметим, что примерно 80% циркулирующего в крови трийодтиронина образуется не в щитовидной железе, а в периферических тканях (печени, почках) путем ферментативного отщепления одной молекулы йода от тироксина. В результате образуется две формы трийодтиронина – физиологически активный трийодтиронин и физиологически неактивный реверсивный трийодтиронин (rT3).

В свободной форме (то есть физиологически активны) в крови содержится менее 0,05% от общего количество тироксина и трийодтиронина. Более 99% циркулирующих в крови тиреоидных гормонов связаны со специфическими белками. В такой связанной форме эти гормоны неактивны – они хранятся в качестве резерва. Поэтому, для различия фракций тиреоидных гормонов применяют специальные обозначения: FT4 – свободный тироксин и FT3 – свободный трийодтиронин.

Регуляция процесса образования тиреоидных гормонов

Условием поддержания физиологического здоровья организма является сохранение необходимого уровня тиреоидных гормонов. Процесс образования и секреция этих гормонов очень важен, поэтому строго контролируется гипофизом (эндокринной железой, расположенной в основании головного мозга). В гипофизе образуется тиреотропный гормон (тиреоидстимулирующий, тиротропин, ТТГ), название которого говорит само за себя – функция этого гормона заключается в стимуляции образования тиреоидных гормонов.

В свою очередь образование тиреотропного гормона регулирует тиролиберин (тиреотропин-рилизинг-гормон, ТЛ), который синтезируется в гипоталамусе. Секреция тиреотропного гормона и тиролиберина контролируется сывороточной концентрацией гормонов щитовидной железы (тироксина и трийодтиронина). То есть, при снижении концентрации тиреоидных гормонов в крови, повышается секреция тиролиберина и тиреотропного гормона, которые стимулируют секрецию тироксина и трийодтиронина в клетках щитовидной железы. И наоборот, при повышении концентрации гормонов щитовидной железы в крови, выделение тиролиберина и тиреотропного гормона снижается – продукция тиреоидных гормонов в щитовидной железе также снижается. Таким образом происходит постоянный процесс отрицательной реверсивной (обратной) связи, благодаря чему концентрация тиреоидных гормонов в крови остается в необходимых пределах (см рисунок 3).

Регуляция процесса образования тиреоидных гормонов

Рисунок 3. Регуляция процесса образования тиреоидных гормонов

Таким образом, поддержание нормального уровня тиреоидных гормонов в крови зависит от:

• Достаточного поступления йода с продуктами питания
• Полноценной функции щитовидной железы
• Необходимого количества тиреотропного гормона, то есть нормальной функции гипофиза
• Необходимого количества тиролиберина, то есть нормальной функции гипоталамуса