Зависимость уровня тиреотропного и тиреоидных гормонов от заболеваний щитовидной железы - Биология и естествознание дипломная работа

Главная

Биология и естествознание
Зависимость уровня тиреотропного и тиреоидных гормонов от заболеваний щитовидной железы

Исследование распространенности заболеваний щитовидной железы в зависимости от возраста, выделение групп риска. Изучение методики определения уровня ТТГ и гормонов щитовидной железы. Характеристика процесса метаболизма йодида в тиреоидном фолликуле.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»
Институт сельского хозяйства и природных ресурсов
Кафедра биологии и биологической химии
ЗАВИСИМОСТЬ УРОВНЯ ТИРЕОТРОПНОГО И ТИРЕОИДНЫХ ГОРМОНОВ ОТ ЗАБОЛЕВАНИЙ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
2.3 Запасание и секреция тиреоидных гормонов
2.4 Транспорт гормонов щитовидной железы
2.5 Влияние веществ на синтез тиреоидных гормонов
2.6 Регуляция синтеза и высвобождения гормонов щитовидной железы
3.3 Функции тиреотропного гормона в организме
4. Механизм действия тиреоидных гормонов
4.1 Эффекты недостаточности тиреоидных гормонов
4.2 Эффекты избытка тиреоидных гормонов
5.3 Профилактика заболеваний щитовидной железы
6.1 Определение уровней Т 3 , Т 4 и ТТГ
Библиографический список использованных источников
Человек - неотъемлемая часть живой природы. Химический состав его организма, как и всех других форм жизни, формируется на базе элементов, представленных на нашей планете. Изучение биологического значения химических элементов земной коры было начато более ста лет назад В.И.Вернадским, который впервые отметил, что гетерохимические процессы и эволюция элементарного химического состава населяющих нашу планету живых организмов являются сопряженными процессами [3].
Щитовидная железа - один из органов эндокринной системы. Она выделяет в кровоток несколько гормонов. К ним относятся: тироксин (Т4), трийодтиронин (Т3) и кальцитонин.
Для образования тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3) клетки щитовидной железы (тиреоциты) захватывают из кровотока молекулы йода, и посредством специфических ферментных систем включают йод в состав молекулы гормона. Поэтому достаточное поступление йода в организм является очень важным. В случае нехватки йода возможно нарушение образования гормонов щитовидной железы. Кроме того, возможно врожденное нарушение синтеза гормонов щитовидной железы по причине дефекта ферментных систем, участвующих в захвате йода и образовании гормонов. Этот дефект также ведет к нехватке этих жизненно важных гормонов в организме [15].
Известно, что более половины территорий Российской Федерации относятся к йоддефицитным регионам (по содержанию йода в воде и почве), с различной степенью выраженности йодного обеспечения [6]. Новгородская область является одним из таких районам.
Важность проблемы не вызывает сомнений. Интерес врачей и исследователей к заболеваниям щитовидной железы определяется: во - первых, высокой их распространенностью среди населения, во - вторых, значимость проблемы обусловлена широким спектром тиреоидной патологии. На сегодняшний день описано несколько десятков заболеваний щитовидной железы. Следует также указать, что проблемы, связанные с нарушением работы щитовидной железы, могут встречаться во всех возрастных группах. Более того, большинство заболеваний оказывает существенное отрицательное влияние на здоровье человека.
Такое широкое и значимое влияние заболеваний щитовидной железы на организм человека обусловлено важной ролью гормонов, выделяемых щитовидной железой. Изменения функционального состояния щитовидной железы могут сказываться на сердечно - сосудистой, центральной нервной и костно-мышечной системе, репродуктивной функции, желудочно-кишечном тракте и т. д. В детском возрасте нарушения работы щитовидной железы приводят к снижению интеллектуального развития, задержке физического развития или, напротив, способствуют ускорению роста, провоцируют сложности полового созревания.
Развитие некоторых заболеваний щитовидной железы достаточно легко предупредить. К данной группе тиреоидной патологии относятся, прежде всего, заболевания щитовидной железы, в основе которых лежит дефицит йода: эндемический зоб, узловые образования щитовидной железы. Поэтому широкое распространение в обществе знаний о методах профилактики заболеваний щитовидной железы должно приводить к снижению частоты этих заболеваний.
Огромный интерес для понимания особенностей возникновения, диагностики и лечения заболеваний щитовидной железы представляют знания о механизме регуляции работы щитовидной железы. Функционирование щитовидной железы находится под контролем другого органа эндокринной системы - гипофиза. В его переднем отделе, так называемом аденогипофизе, секретируется тиреотропный гормон. Тиреотропный гормон, или сокращенно ТТГ (такую аббревиатуру вы можете видеть в бланке анализа из гормональной лаборатории) вызывает усиление выработки и секреции в кровоток гормонов щитовидной железы.
В целом, процесс регуляции работы щитовидной железы выглядит следующим образом: снижение выработки и содержания тироксина (Т4) в крови улавливается гипоталамусом и гипофизом, и ведет к повышению выработки релизинг-фактора гипоталамуса и далее ТТГ гипофизом. В свою очередь, повышение уровня ТТГ активирует работу щитовидной железы - в итоге количество тироксина в крови нормализуется. Противоположный процесс происходит при повышенном содержании тиреоидных гормонов в крови и также ведет к нормализации уровня этих гормонов в организме.
Таким образом, ТТГ является главным регулятором работы щитовидной железы. Важно отметить, что гипофиз очень чутко реагирует на любые, даже незначительные, колебания уровня тиреоидных гормонов. Следовательно, анализ содержания ТТГ позволяет, в большинстве случаев, предельно четко определять функцию щитовидной железы. Исследование уровня ТТГ также позволяет следить за ходом лечения заболевания щитовидной железы [11].
Нарушения тиреоидной физиологии могут включать изменения роста щитовидной железы либо диффузного, либо узлового характера, тогда как продукция тиреоидных гормонов остается нормальной [16]. Таким образом, для иллюстрации эффектов тиреоидных гормонов и патофизических механизмов секреции тиреоидных гормонов будут рассмотрены только гипотиреоз и гипертиреоз.
Целью данной выпускной квалификационной работы является подтверждение зависимости уровня тиреотропного и тиреоидных гормонов от заболеваний щитовидной железы.
Прежде чем начать исследования, была изучена теоретическая составляющая данного вопроса. Материал в большей степени рассматривался со стороны биохимических процессов, нежели со стороны медицины.
Для достижения цели, нами были поставлены следующие задачи:
1. Подтвердить на практике зависимость уровня тиреотропного и тиреоидных гормонов в плазме крови от заболеваний щитовидной железы;
2. Изучить уровень заболеваемости гипотиреозом и гипертиреозом;
3. Выявить распространенность заболеваний щитовидной железы в зависимости от возраста. Выделить группы риска.
4. Выявить существует ли зависимость заболеваний щитовидной железы от пола;
5. Подтвердить или опровергнуть теоретический факт о независимости уровня тиреотропного гормона от объема щитовидной железы.
Обработка данных проводилась на базе поликлиники №4 ЦГКБ. Предметом исследования служил биологический материал, в виде плазмы крови пациентов, используемый в иммуноферментном анализе определения уровня тиреотропного и тиреоидных гормонов.
Первоначально необходимо было изучить и освоить методику определения уровня ТТГ и гормонов щитовидной железы. Затем выполнить статистическую обработку амбулаторных карт пациентов с заболеваниями щитовидной железы - гипотиреоза и гипертиреоза.
Практическая значимость выполнения данной работы состоит в том, что полученные статистические данные могут быть использованы врачами эндокринологами и терапевтами при мониторинге, лечении и профилактике заболеваний.
Благодарим за высококвалифицированную помощь: заведующую клинокобиологической лаборатории Е.К.Ишейскую, врача - лаборанта Н.П.Заботину, врачей эндокринологов: Я.И.Пекину и М.М.Меринову , врача терапевта Л.А.Горчицыну, а так же сотрудников сети библиотек НовГу.
Щитовидная железа является самой крупной эндокринной железой человеческого организма, имеющей только внутрисекреторную функцию. Ее масса у взрослого человека в среднем составляет 20 г. Название щитовидной железы происходит от прилежащего щитовидного хряща гортани. Щитовидная железа состоит из двух долей и перешейка, располагающихся на передней поверхности трахеи и по ее бокам (рис. 1)[8].
Рис.1. Щитовидная железа [8]: 1 - правая доля; 2 - перешеек; 3 - левая доля; 4 - пирамидальная доля;
Щитовидная железа является самой большой железой человеческого организма. Она обладает тремя уникальными свойствами:
1. Щитовидная железа расположена снаружи тела и поэтому доступна для физикального исследования;
2. Для синтеза гормонов щитовидной железе необходим неорганический йод, который поступает извне;
3. Щитовидная железа обладает способностью запасать свои гормоны в тиреоглобулина. При полном выключении функций щитовидной железы этого запаса гормонов достаточно, чтобы поддерживать эутиреоз в течение 10-14 дней.
Вес железы колеблется от 10 до 20 г. Объем железы у женщин не превышает 18 мл, у мужчин 25 мл [5].
Щитовидная железа поглощает 10-20% от общего количества йода, поступившего в организм путём активного его извлечения из плазмы крови, против химического и электрического градиентов [21]. Железа обильно снабжается кровью по верхним и нижним тиреоидным артериям, отходящим соответственно от наружных сонных и подключичных артерий.
Щитовидная железа состоит из клеток разных видов: фолликулярных и парафолликулярных (рис.2.).
Рис. 2. Строение щитовидной железы [6]
щитовидный железа гормон метаболизм
1 - спавший (неактивный) фолликул; 2 - тироциты (фолликулярные клетки); 3 - парафолликулярные клетки; 4 - коллоид; 5 - активный фолликул.
Парафолликулярных гораздо меньше; они рассеяны между фолликулами и отличаются от основной массы фолликулярных клеток по происхождению, функции и механизмам регуляции, образуя как бы другую железу. Фолликулярные клетки составляют паренхиму железы, при этом формируют в железе многочисленные микроскопические фолликулы, каждый из которых состоит из центральной полости, заполненной коллоидом (главной составляющей которого является белок тиреоглобулин) и окруженной одним слоем кубовидных эпителиальных клеток.
Средний диаметр фолликулов около 50 мкм. При повышении активности щитовидной железы эти клетки приобретают цилиндрическую форму, пролиферируют и вдаются в полость коллоида, которая соответственно уменьшается. При снижении тиреоидной активности происходят обратные изменения: клетки уплощаются, а коллоидная полость увеличивается. Фолликулярные клетки обращены своими вершинами в просвет фолликула (коллоидную полость), а своими основаниями прилежат к базальной мембране капилляров. В цитоплазме фолликулярных клеток обнаруживается множество включений, самыми заметными среди которых являются капли коллоида, достигающие в диаметре 2 мкм. Ядра обычно расположены ближе к основанию клеток. Фолликулы щитовидной железы собранны в конгломераты, окруженные сетью кровеносных сосудов, клетками и волокнами соединительной ткани, плазматическими и тучными клетками. Эти конгломераты образуют различного размера дольки. Под электронным микроскопом на вершине фолликулярных клеток видны содержащие тончайшие канальцы микроворсинки, проникающие в полость фолликула. Именно ворсинки путем пино- или эндоцитоза переносят капли коллоида из полости фолликула в цитоплазму клеток. Помимо, коллоидных капель, в цитоплазме фолликулярных клеток видны электронно-плотные тельца (лизосомы). Часть из них сливается с коллоидными каплями, образуя, так называемые, фаголизосомы. В них происходит протеолиз коллоида с высвобождением тиреоидных гормонов.
Собственно тиреоидными гормонами принято считать лишь продукты секреции фолликулярных клеток - йодированные тиронины: тетрайодтиронин, или тироксин (Т 4 ), и трийодтиронин (Т 3 ). Физиологические эффекты тиреоидных гормонов столь многообразны, что их недостаток или избыток сказывается практически на всех системах органов и процессах жизнедеятельности [6, 8]. У человека снижение биосинтеза гормонов щитовидной железы приводит к задержке физического и психического развития, а так же к нарушению дифференцировки скелета и центральной нервной системы [3].
В основе структуры тиреоидных гормонов лежит тирониновое ядро, которое состоит из двух конденсированных молекул L-тирозина. Химическая природа гормонов фолликулярной части щитовидной железы выяснена в деталях сравнительно давно. Важнейшая структурная характеристика гормонально-активных производных тиронина - наличие в их молекуле 3 или 4 атомов йода. Таковы трийодтиронин (3,5,3`-трийодтиронин, Т 3 ) и тироксин (3,5,3`,5`-тетрайодтиронин, Т 4 ) - гормоны фолликулярных клеток щитовидной железы позвоночных, осуществляющие регуляцию энергообмена, синтеза белка и развития организма [3].
Рис. 3 Структура гормонов щитовидной железы [2] (слева направо): тиронин; тироксин; трийодтиронин; дийодтиронин.
Кроме того, образуются йодированные предшественники, моно- и дийодтирозины, не обладающие биологической активностью.
По химической структуре тиреоидные гормоны относятся к производным аминокислот, а именно тиронина. По физическому действию являются гормонами - исполнителями, действуя непосредственно на обменные процессы в клетках и тканях - мишенях [6].
Считается установленным, что все йодсодержащие гормоны, отличающиеся друг от друга содержанием йода, являются производными L-тиронина, который синтезируется в организме из аминокислоты L-тирозина.
Последовательность реакций, связанных с синтезом гормонов щитовидной железы, была расшифрована при помощи радиоактивного йода [16, 18]. Было показано, что введенный меченый йод прежде всего обнаруживается в молекуле монойодтирозина, затем - дийодтирозина и только потом - тироксина [2].
В настоящее время еще полностью не изучены ферментные системы, катализирующие промежуточные стадии синтеза этих гормонов, и природа фермента, участвующего в превращении йодидов в свободный йод, необходимый для йодирования 115 остатков тирозина в молекуле тиреоглобулина [16].
Для нормального синтеза тиреоидных гормонов необходим адекватный захват йода, так как тиреоидные гормоны являются единственными соединениями организма, содержащими йод в своей структуре [21].
Йод, открытый почти 200 лет назад, относится к категории незаменимых для организма человека элементов, являясь облигатным компонентом для синтеза тиреоидных гормонов (ТГ) - тироксина (Т 4 ) и трийодтиронина (Т 3 ). В организм человека йод поступает с пищей, водой и воздухом. Суточная потребность в йоде зависит от возраста (табл. 1).
Таблица.1 Возрастные нормы, потребления йода в сутки [22]
Беременные и женщины, кормящие грудью
В регионах, расположенных около моря, содержание йода в воздухе может достигать 50 мкг в 1 м3, в морской рыбе и морепродуктах -- от 40 до 300 мкг на 100 г, меньше в продуктах животного происхождения (от 7 до 20 мкг на 100 г продукта). Наименьшее количество йода содержится в продуктах растительного происхождения. В процессе хранения и тепловой кулинарной обработки содержание йода быстро падает.
Более половины территорий Российской Федерации относятся к йоддефицитным регионам (по содержанию йода в воде и почве) с различной степенью выраженности йодного обеспечения. Кроме природной недостаточности к дефициту йода (ДИ) в организме могут привести следующие состояния:
1) заболевания, приводящие к нарушению всасывания йода в кишечнике (кишечные инфекции и паразитарные заболевания, синдром мальабсорбции, заболевания поджелудочной железы, желчного пузыря и печени, муковисцидоз);
2) генетически детерминированные тиреопатии, инфильтрация щитовидной железы при гистиоцитозах, саркоидозе;
3) повышенная потребность в йоде в подростковом возрасте, в период беременности и лактации;
4) наличие гиповитаминозов, гипо- и дисмикроэлементозов;
5) поступление йода в недоступной для всасывания форме;
6) воздействие медикаментозных препаратов и других факторов окружающей среды химической и физической природы, в том числе и радиационное воздействие [22].
Йодид, удаляемый из сыворотки щитовидной железой, возвращается в циркуляцию в виде йодтиронинов (тиреоидных гормонов), чей йод возвращается в основном во внеклеточную жидкости после периферического дейодирования. Пул йодированных гормонов включает находящиеся в циркулярном русле, а так же тиреоидные гормоны в тканях. Самым большим пулом обладает щитовидная железа, которая содержит 8000 мкг (рис.4).
Рис. 4. Обмен йода у здорового человека [6].
Пул щитовидной железы характеризуется очень медленным оборотом, приблизительно 1% в сутки. На рисунке изображены нормальные пути метаболизма йода в состоянии равновесия йода. Стрелки указывают суточный переход из одного компартмента в дугой. Цифры в скобках указывают размеры пулов [21].
Щитовидная железа обладает способностью концентрировать иодид (I - ) против высокого электрохимического градиента. Это требующий энергии процесс, связанный с АТФазы Na + /K + - насосом. Отношение количества йодида в щитовидной железе к йодиду сыворотки отражает активность этого насоса. Она регулируется в первую очередь тиреотропином (ТТГ).
Очень малые количества йодида поступают в щитовидную железу также путем диффузии. Внутриклеточный I - , не включающийся в монойодтирозин и дийодтирозин с помощью этого механизма может и покинуть железу [13].
Поступивший в щитовидную железу йод посредством активного транспорта активируется. Этот процесс, необходимый для получения йодорганических соединений, протекает при помощи фермента йодид - пероксидазы и пероксида водорода в качестве окисляющего агента [9]:
2 I + Н 2 О 2 + 2Н + 2I + + 2H 2 O
Тиреопероксидаза представляет собой тетрамерный белок с молекулярной массой 60 кД, требующий перекись водорода в качестве окисляющего агента. Н 2 О 2 образуется НАДФ - зависимым ферментом, сходным с цитохром-с-редуктазой. Ряд соединений тормозит окисление I - и, следовательно, его дальнейшее включение в МИТ и ДИТ. Среди них наибольшее значение имеют соединения группы тиомочевины: тиомочевина, тиоурацил, пропилтиоурацил, метимазол. Эти соединения применяются в качестве антитиреодных препаратов в силу их способности подавлять на данном этапе биосинтез гормонов щитовидной железы [13]. Синтез тиреоидных гормонов в клетках щитовидной железы изображен на рисунке 5. Далее в тексте следует описание этого процесса. Йодид поступает в щитовидную железу благодаря действию насоса и путем пассивной диффузии.
Окисленный йод реагирует с тирозильными остатками тиреоглобулина. Тиреоглобулин состоит из двух субъединиц. Он содержит 115 остатков тирозина, каждый из которых представляет собой потенциальный сайт йодирования. Около 70% йодида в тиреоглобулине присутствует в составе неактивных предшественников - монойодтирозина (МИТ) и дийодтирозина (ДИТ), 30% - в йодтиронильных остатках, тироксине и трийодтиронине [8].
Тиреоглобулин синтезируется в базальной части клетки на рибосомах шероховатого эндоплазматического ретикулума, где происходит формирование вторичной и третичной структуры, включая процессы гликозилирования. Из цистерн эндоплазматического ретикулума тиреоглобулин поступает в аппарат Гольджи, включается в состав секреторных гранул и секретируется во внеклеточный коллоид, где происходит йодирование остатков тирозина и образование йодтиронинов.
Секреция тиреоглобулина в просвет фолликула происходит путем экзоцитоза. Йодирование тиреоглобулина и образование йодтиронинов осуществляется в несколько этапов.
Как тироксин (Т 4 ), так и трийодтиронин (Т 3 ) образуются на тиреоглобулине за счет реакции присоединения, включающей два дийодтирозиновых или монойодтирозиновый и дийодтирозиновый остатки соответственно. Эта реакция присоединения осуществляется отдельно от йодирования и также катализируется тиреопероксидазой.
Рис. 5. Схема метаболизма йодида в тиреоидном фолликуле [21].
Для эффективного присоединения, как полагают, важна специфическая третичная структура тиреоглобулина, так как нарушение его нативной структуры или замена тиреоглобулина другими белками ведет к очень низким уровням образования Т 4 [21].
Тиреоглобулин представляет сбой форму хранения Т 4 и Т 3 в коллоиде и при нормальной функции щитовидной железы обеспечивает поступление этих гормонов в кровь на протяжении нескольких недель. После стимуляции щитовидной железы тиреотропином (или цAMФ) уже за несколько минут заметно увеличится число микроворсинок на апикальной мембране. Происходит захват тиреоглобулина, а последующий пиноцитоз обеспечивает его перенос обратно в фолликулярную клетку. Затем он вновь поступает в клетку и движется в направлении от апикальной к базальной ее части, гидролизируясь при этом с образованием активных гормонов Т 3 и Т 4 . Все описанные процессы усиливаются тиреотропином: этот гормон (или цAMФ) стимулирует и транскрипцию тиреоглобулинового гена [8].
Фагосомы сливаются с лизосомами с образованием фаголизосом, в которых различные кислые протеазы и пептидазы гидролизуют тиреоглобулин на аминокислоты, включая йодтиронины. Т 4 и Т 3 высвобождаются в кровь из базальной части клетки, вероятно, путем облегченной диффузии. Отношение Т 4 /Т 3 в крови ниже, чем в тиреоглобулине, откуда следует, что в щитовидной железе должно иметь место избирательное дейодирование Т 4 . Ежедневная секреция гормонального йода щитовидной железой составляет 50 мкг. Большая часть йодида в тиреоглобулине не входит в состав йодтиронинов: около 70% его приходится на неактивные соединения МИТ и ДИТ. Эти аминокислоты высвобождаются при гидролизе тиреоглобулина, а йодид отщепляется от них присутствующей в системе НАД PH-зависимой дейодиназой, которая обнаруживается также в почках и печени. Йодид, выделяющийся из МИТ и ДИТ, образует внутри щитовидной железы существенный пул, отличный от I - , поступающего из крови [8]. На каждой молекуле тиреоглобулина образуется только 3-4 молекулы Т 4 , и для его образования предпочтительны только определенные тирозины. Щитовидная железа в норме продуцирует больше Т 4 , чем Т 3 , при условии если захват йода адекватный, соотношение Т 4 к Т 3 в нормальном тиреоглобулине составляет 15:1 [21].
Щитовидная железа - единственный эндокринный орган, в котором происходит двунаправленное перемещение продуктов, предназначенных для секреции в кровь. Синтезируемый и содержащий связанные йодтиронины тиреоглобулин вначале пересекает апикальную мембрану клеток, откладываясь в коллоидной полости фолликула, а затем вновь поступает в клетки и перемещается к базальной их мембране, по дороге высвобождая йодтиронины, которые и выделяются в кровь [8]. Гидролиз тиреоглобулина стимулируется тиреотропином, но тормозится I - ; последний эффект используется, применяя KI для лечения гипертиреоза [13].
2.3 Запасание и секреция тиреоидных гормонов
В отличие от большинства эндокринных желез, которые не запасают существенных количеств гормона, щитовидная железа содержит запасы тиреоидных гормонов на несколько недель в виде пула тиреоглобулина. Для секреции Т 4 и Т 3 тироглобулин должен быть гидролизован. Это отщепление йодтиронинов от тиреоглобулина осуществляется протеазами лизосом в клетке фолликула. В ответ на стимуляцию ТТГ на апикальной поверхности фолликулярных клеток образуются капли коллоида за счет эндоцитоза коллоида, прилегающего к полости. Для слияния с каплями коллоида лизосомы мигрируют с базальной поверхности фолликулярной клетки и высвобождают свои гидролитические ферменты. При гидролизе тиреоглобулина, очевидно, высвобождаются все йодированные аминокислоты в свободной форме. Йодид, высвобождаемый из монойодтирозина и дийодтирозина, впоследствии доступен для реутилизации в щитовидной железе. Свободный Т 4 и Т 3 диффундируют из клетки в циркулярное русло [21].
Катаболизм же гормонов щитовидной железы протекает по двум направлениям: распад гормонов с высвобождением йода (в виде йодидов) и дезаминирование (отщепление аминогруппы) боковой цепи гормонов. Продукты обмена или неизмененные гормоны экскретируются почками или кишечником. Возможно, что некоторая часть неизмененного тироксина, поступая через печень и желчь в кишечник, вновь всасывается, пополняя резервы гормонов в организме [2].
2.4 Транспорт гормонов щитовидной железы
От половины до двух третей Т 4 и Т 3 присутствуют в организме вне щитовидной железы, при чем большая их часть находится в крови в связанной форме в комплексе с двумя белками: тироксин-связывающим глобулином (ТСГ) и тироксин-связывающим преальбумином (ТСПА). В количественном отношении большее значение имеет ТСГ, который представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 50 кД. Он связывает Т 4 иТ 3 со сродством в 100 раз превышающим сродство ТСПА. При нормальных условиях ТСГ нековалентно связывает почти весь Т 4 и весь Т 3 , содержащийся в плазме (табл. 2).
Таблица 2. Сравнение содержания Т 4 и Т 3 в сыворотке
период полужизни в крови t 1/2 (дни)
Биологическая активность гормонов обуславливается небольшой несвязанной фракцией [13]. Только около 0,03% Т 4 и 0,3% Т3 находятся в свободной форме или диализуются в исследованиях in vitro. Тироксин связывается с сывороточными связывающими белками прочнее, чем Т 3 , что ведет к более низкой скорости метаболического клиренса и более длинному периоду полужизни в сыворотке (табл. 2)[21].
Связанные и свободные формы гормонов находятся в динамическом равновесии. Это означает, что любое уменьшение концентрации свободного гормона в крови автоматически уменьшает связывание, и наоборот.
Поскольку способность проникать в клетки, взаимодействовать со специфическими рецепторами оказывать биологические эффекты обладают лишь свободные гормоны, понятно, что не только сама щитовидная железа, но и белки плазмы служат источником доступных для клеток свободных гормонов, т.е. играет важнейшую роль в поддержании «тиреоидного статуса» организма.
Свободные йодтиронины относительно легко проникают сквозь мембрану клеток. Внутриклеточные эффекты тиреоидных гормонов тесно связаны с процессами их метаболизма (в первую очередь с механизмами дейодирования). Тироксин может подвергаться дейодированию в различные соединения, сохраняющие йод в своей структуре, пока не превратиться в полностью лишенный йода тиронин. Самым важным из таких превращений является конверсия Т 4 в более активный Т 3 [8]. Секреция Т 3 нормальной щитовидной железой определяет лишь 10 - 20% внетиреоидного количества этого гормона, а остальное его количество образуется в результате конверсии Т 4 в периферических тканях, которая осуществляется с участием фермента 5`-дейодиназы [12]. Конверсия Т 4 происходит путем монодейодирования наружного тирозильного кольца до Т 3 . Дейодиназы обладают как субстратной, так и тканевой специфичностью. В настоящее время это считается важным механизмом, посредством которого сами клетки регулируют количество активного гормона в своем ближайшем окружении, поскольку Т 3 в пересчете на 1 моль гораздо активнее Т 4 .
Дейодиназы вовлечены в активацию и инактивацию тиреоидных гормонов. Существует различные виды дейодиназ. Все они в своем активном центре имеют необычную аминокислоту селеноцистеин и могут использовать структуру, образованную в результате вставки последовательности селеноцистеина для введения селеноцистеина по кодону UAG, который обычно является стоп-кодоном.
В периферических тканях (мышцы, печень, почки, сердечная мышца, щитовидная железа) находится энзим 1, 5`-дейодиназа, который дейодирует тироксин, отщепляя от него одну молекулу йода в положении 1,5`, и превращает его в трийодтиронин. Функция 1, 5`-дейодиназы состоит в поддержании нормального уровня Т3 в сыворотке крови. В щитовидной железе 1, 5`-дейодиназа дейодирует моно- и дийодтирозины при гидролизе тиреоглобулина в тиреоидных клетках. Активность 1, 5`-дейодиназа увеличивается при гипотиреозе, и, таким образом, концентрация Т3 в сыворотке крови поддерживается в пределах нормы при низком уровне Т4.
В мозгу и гипофизе находится 2, 5`-дейодиназа. роль этого энзима состоит в поддержании нормального внутриклеточного количества Т3 в мозгу и гипофизе. Уменьшение в сыворотке крови тироксина ведет к повышению активности 2, 5`-дейодиназы в мозгу, которая в большем количестве превращает Т4 в Т3. Напротив, при повышении концентрации Т4 в сыворотке крови уменьшается активность 2, 5`-дейодиназы и образование внутриклеточного Т3 в мозгу. Предполагают, что 2, 5`-дейодиназа является монитором, посредством которого гипоталамус и гипофиз поддерживают нормальный уровень тироксина в сыворотке крови [5].
Существование механизма клеточной конверсии Т 4 в Т 3 позволяет считать тироксин прогормоном, а трийодтиронин истинным гормоном. Однако и сам Т 4 способен давать ряд эффектов, обладая, по-видимому, собственными рецепторами в некоторых клетках-мишенях. Периферические ткани могут превращать Т 4 не только в более активный Т 3 , но и в практически лишенный активности реверсивный Т 3 (рТ 3 ), в котором атом йода отсутствует во внутреннем кольце молекулы (рис. 6) [8].
Рис. 6. Образование трийодтиронина и реверсного трийодтиронина из тироксина [21].
Регуляторы переключения конверсии с активного Т 3 на неактивный рТ 3 точно неизвестны, но основное имеет, по-видимому, обеспечение организма энергией. При голодании, например, когда необходимо сохранять энергию, преобладает конверсия Т 4 в рТ 3 . [6]
2.5 Влияние веществ на синтез т иреоидных гормонов
В настоящее время считается, что влияния на синтез различных веществ имеет смешанный характер. Этот тезис доказывается в статье Р.В. Кубасова, Е.Д. Кубасовой «Современные представления о роли факторов внешней среды и дисбаланса биоэлементов в формировании эндемического зоба». Далее исследованы факторы, влияющие на синтез тиреоидных гормонов.
Йод, открытый почти 200 лет назад, относится к категории незаменимых для организма человека элементов, являясь облигатным компонентом для синтеза тиреоидных гормонов - тироксина и трийодтиронина. Иодиды и другие неорганические соединения йода депонируются в соединительной ткани, однако только в щитовидной железе иодиды окисляются до состояния более высокой валентности [22].
Йод входит в структуру тироксина. Организм человека не может синтезировать йод, поэтому получать его
Зависимость уровня тиреотропного и тиреоидных гормонов от заболеваний щитовидной железы дипломная работа. Биология и естествознание.
Что Такое Зона Комфорта Итоговое Сочинение
Дневник Практики Педиатрия 1 Курс
Дипломная работа по теме Влияние личностных качеств деловой женщины на успешность ее деятельности
Курсовая работа: Косвенные налоги. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Анализ финансового состояния предприятия ОАО 'АТК №15'
Реферат по теме Психология управления
Реферат: Школа в годы войны
Курсовая работа по теме Архитектура Киевской Руси
Реферат: Виникнення парашута історія його вдосконалення
Промышленность Реферат
Реферат: Jimmy Carter Essay Research Paper James Earl
Контрольная работа по теме Информационная система WinPost
Дипломная работа по теме Реконструкция автотранспортного предприятия города Рубцовска ОАО 'Автоколонна № 1934' с разработкой участка по ремонту топливной аппаратуры
Реферат по теме История панфиловцев
Дипломная работа: Особенности выполнения штукатурных работ
Москва Авито Купить Собрание Сочинений
Реферат: Протекторат Кромвеля. Скачать бесплатно и без регистрации
Курс Лекций На Тему Денежное Обращение В Российской Федерации
Реферат: Миграционная политика Российской Федерации
Реферат по теме Дальневосточный экономический район. Добыча алмазов и золота
Предназначение и устройство систем и средств пожаротушения и орошения резервуара - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда дипломная работа
Утомление при физической и умственной работе - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда реферат
Генотип-средовые соотношения в изменчивости показателей вегетативных реакций - Биология и естествознание контрольная работа