Биосинтез и механизм действия тироидных гормонов

Щитовидная железа, располагающаяся на передней поверхности трахеи, между щитовидным хрящом и 5-6-м трахейными кольцами, является единственным органом, синтезирующим органические вещества, содержащие йод. Масса щитовидной железы у взрослого человека составляет 12-25 г, причем у женщин она несколько выше по сравнению с мужчинами того же возраста. В период менструации и беременности масса щитовидной железы увеличивается.

Щитовидная железа имеет вид бабочки, крылья которой представлены левой и правой долями, соединенными между собой перешейком. Размеры каждой доли составляют 2,5-4 см в длину, 1,5-2 см в ширину и 1-1,5 см – толщины. В 20-25% выявляется пирамидальная доля, располагающаяся над перешейком и представляющая собой небольшое количество тироидной ткани. Реже выявляются добавочные доли щитовидной железы, располагающиеся в треугольнике, основанием которого является подъязычная кость, а вершиной – щитовидный хрящ. Щитовидная железа заключена в соединительнотканную оболочку, состоящую из наружной и внутренней капсулы, в пространстве между которыми находятся сосуды, возвратный нерв и околощитовидные железы.

Синтез тироидных гормонов осуществляется в фолликулах, которые представляют собой функциональную и морфологическую единицу щитовидной железы. Форма и размеры фолликулов зависят от функционального состояния железы, их диаметр колеблется от 15 до 500 мкм. Стенки фолликулов состоят из одного слоя эпителиальных клеток (тироцитов), верхушки которых направлены в просвет фолликула, а основания прилежат к базальной мембране. Апикальная часть тироцита имеет микроворсинки, образующие псевдоподии. Мембрана этой части тироцита содержит ферменты – пероксидазу, аминопептидазу и обладает способностью генерировать перекись водорода, необходимую для биосинтеза тироидных гормонов. Базальная часть мембраны тироцита содержит Na+, K+-АТФазы и рецепторы к ТТГ. Каждый фолликул окружен сетью лимфатических сосудов и капилляров, которые являются продолжением в основном верхней и нижней артерий щитовидной железы. Скорость кровотока в щитовидной железе составляет 5 мл/г•мин. Волокна симпатической части вегетативной нервной системы (далее – симпатическая нервная система), сопровождающие сосуды, оканчиваются на стенке как капилляров, так и фолликулов. Щитовидная железа получает иннервацию и от парасимпатической части вегетативной нервной системы (далее – парасимпатическая нервная система). Фолликулы (20-40) образуют дольки, отделенные друг от друга соединительной тканью.

Помимо фолликулярных клеток, в щитовидной железе имеются так называемые С-клетки, или парафолликулярные клетки, секретирующие кальцитонин – один из гормонов, регулирующих гомеостаз кальция. Эти клетки выявляются в стенке фолликулов или в интерфолликулярных пространствах.

Полость каждого фолликула заполнена коллоидом, состоящим в основном из тироглобулина – гликопротеида (мол. м. 660 кДа). Молекула тироглобулина включает 5496 аминокислотных остатков и содержит 140 тирозиновых остатков и около 10% углеводов (галактоза, манноза, фукоза, сиаловые кислоты, N-ацетилглюкозамин, хондроитин сульфат). Содержание сиаловых кислот в тироглобулине непостоянно и увеличивается с повышением содержания йода. Показано, что при папиллярном раке щитовидной железы содержание сиаловых кислот значительно снижено (J. Sinadinjvic и соавт. 1992).

Синтез тироглобулина контролируется геном, локализованным на длинном плече 8-й хромосомы и являющимся наибольшим из известных генов человека, состоящим из более чем 300 kb, причем лишь 64 kb приходится на 42 экзоны и интроны гена. ТТГ стимулирует транскрипцию гена тироглобулина, тогда как гипофизэктомия или введение экзогенных тироидных гормонов ингибируют транскрипцию указанного гена. Тироглобулин синтезируется на рибосомах шероховатой эндоплазматической сети тироцита в виде претироглобулина, далее переносится в цистерны, где формируются вторичные и третичные структуры тироглобулина, а также углеводные компоненты молекулы, которые, как указано выше, представлены здесь в основном моносахаридами. Из цистерн шероховатой эндоплазматической сети тироглобулин транспортируется в комплекс Гольджи, где происходит окончательное образование углеводных компонентов. Далее тироглобулин перемещается к апикальной части клетки, образуя пузырьки. Путем экзоцитоза содержимое пузырьков освобождается в просвет фолликула. Здесь на апикально-коллоидном барьере под влиянием ферментов мембраны апикальной части тироцита происходит йодирование тироглобулина, с последующим его “складированием про запас” в форме коллоида. Из всех тирозиновых остатков, входящих в молекулу тироглобулина, лишь 1/5 подвергается йодированию и лишь 1/6-1/8 последних превращаются в дальнейшем в йодтиронины. В нормальных условиях транспорт тироглобулина совершается не только в просвет фолликула, но и в обратном направлении. Тироглобулин, обнаруживаемый в сыворотке крови, является гетерогенным вследствие сплайсинга мРНК (F. Bertaux и соавт., 1991) и его секреция в кровяное русло стимулируется ТТГ, где период полураспада составляет от 3 до 28 ч.

Процесс биосинтеза тироидных гормонов (схема 21) можно разделить на 4 стадии.