Н. Н. Алипова, канд биол наук О. В. Левашова и канд биол наук М. С. Морозовой под редакцией акад. П. Г. Костюка москва «мир» 1996 ббк 28. 903 Ф50
| Вид материала | Документы |
- Приглашение и программа разнообразие почв и биоты северной и центральной азии, 521.14kb.
- М. А. Ляшко доц., канд физ мат наук; Т. Н. Смотрова доц., канд, 2299.13kb.
- Современные направления развития физической культуры, спорта и туризма, 4493.6kb.
- Отчет о проведении Международной научной конференции-семинара «Современные методы психологии», 97.76kb.
- Образовательная программа дошкольного образования Москва «Просвещение», 5670.3kb.
- Пособие для врачей и среднего медицинского персонала Минск, 5480.63kb.
- Ббк 63. 3(0) Н72, 4378.93kb.
- Тезисы докладов, 4290.75kb.
- Строительные нормы и правила нагрузки и воздействия сниП 01. 07-85* министерство строительства, 1162.86kb.
- Ббк 63. 3(0) Н72, 5546.58kb.
17.4. Система щитовидной железы
Образование и секреция тиреоидных гормонов
Регуляция синтеза гормонов. В 1969 г. две группы исследователей, руководимые Шалли [38] и Гьюллемином [20], одновременно и независимо одна от другой выделили из гипоталамуса соответственно
свиней и овец трипептид, стимулирующий секрецию ТТГ гипофизом. Это был первый рилизинг-гормон, изученный химически и полученный синтетическим путем. Данный пептид образуется в нейронах гипоталамуса и высвобождается в воротную систему (рис. 17.13). Достигнув гипофизарных клеток, секретирующих ТТГ, этот тиреотрорин-рилизинг-гормон (ТТГ-Ρ Г) стимулирует его секрецию. В свою очередь ТТГ действует на щитовидную железу и стимулирует синтез и секрецию гормонов тироксина и трийодтиронина. По механизму отрицательной обратной связи тиреоидные гормоны влияют на гипоталамус и гипофиз, и, когда их концентрация в крови бывает максимальной, секреция ТТГ снижается до минимума. Напротив, низкая концентрация тиреоидных гормонов в крови обусловливает высокую скорость секреции ТТГ. Тот факт, что у животных с нарушенной в результате повреждения гипоталамуса секрецией ТТГ-РГ сохраняется достаточно хорошая регуляция уровня тиреоидных гормонов в крови, доказывает, что механизм отрицательной обратной связи действует главным образом на уровне гипофиза. Синтетический ТТГ-РГ может быть использован для диагностических целей, поскольку при введении он вызывает быстрое увеличение секреции ТТГ гипофизом. Удивительно, однако, что при этом он стимулирует также секрецию пролактина (с. 396).
Синтез и секреция тиреоидных гормонов. Чтобы происходил синтез тиреоидных гормонов, суточное потребление иода должно составлять около 150 мкг. Поступающий с пищей иод всасывается в кишечнике в кровь и поглощается из нее клетками щитовидной
 |
| Рис. 17.13. Система гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа. Нейроны гипоталамуса секретируют тиреотропин-рилизинг-гормон (ТРГ), который по воротной системе поступает в гипофиз, и стимулирует секрецию тиреотропного гормона (ТТГ). ТТГ индуцирует в щитовидной железе образование тироксина (Т4) и трииодтиронина (Т3). Действуя по механизму отрицательной обратной связи на гипофиз и, возможно, на гипоталамус, Т3 угнетает секрецию ТТГ. Пока неясно, может ли в физиологических условиях высвобождение гипоталамусом ТРГ стимулировать также секрецию пролактина |
jpg часть iv. процессы нервной и гуморальной регуляции
 |
| Рис. 17.14. Образование, хранение и высвобождение тиреоидных гормонов. Большая часть суточной потребности в иоде покрывается за счет всасывания его в кишечнике в виде ионов. Последние поглощаются из крови клетками щитовидной железы и окисляются пероксидазой до молекулярного иода. В щитовидной железе образуется тиреоглобулин, богатый остатками тирозина, с которыми и взаимодействуют молекулы иода. В результате конденсации двух молекул дииодтирозина, находящихся в составе тиреоглобулина, образуется тироксин, который остается связанным с тиреоглобулином и в таком виде поглощается из коллоида клетками щитовидной железы. В этих клетках тироксин отщепляется под действием ферментов от тиреоглобулина и выделяется в кровоток. На периферии тироксин подвергается деиодированию с образованием трииодтиронина активного тиреоидного гормона; в самой щитовидной железе образуется лишь очень небольшая часть трииодтиронина. Некоторое количество иода, освобождающегося при деиодировании тироксина, поступает обратно в щитовидную железу, но большая часть его выводится почками |
железы (рис. 17.14). Все описанные ниже процессы стимулируются ТТГ. Прежде всего следует отметить, что концентрация иода в клетках выше, чем в крови, поэтому он не может поступать в них путем диффузии, а должен активно переноситься с затратой энергии. В клетках щитовидной железы синтезируется высокомолекулярный белок - тиреоглобулин, содержащий множество остатков тирозина. Поступивший в клетку иод включается в 3-е и/или 5-е положения бензольного кольца тирозина, входящего в состав тиреоглобулина, с образованием моно- или дииодтирозила (рис. 17.14). В условиях in vitro иодирование может идти спонтанно, но в щитовидной железе иодид окисляется ферментом пероксидазой до активного атомарного иода, который
и соединяется с тирозильными радикалами тиреоглобулина. Иодированные тирозильные радикалы конденсируются с образованием тироксина (тетраиодтиронина, Т4); при этом образуются также и небольшие количества трииодтиронина (Т3). В конечном счете Т3 и Т4 высвобождаются из клетки в составе молекулы тиреоглобулина и попадают в фолликулы щитовидной железы, представляющие собой пузырьки, образованные секреторными клетками. В фолликуле тиреоидные гормоны хранятся в составе тиреоглобулина, образующего гелеобразное вещество, называемое коллоидом.
Для выделения тиреоидных гормонов коллоид должен быть захвачен клетками железы, что осуществляется путем пиноцитоза. В клетках щитовидной железы тиреоглобулин расщепляется с образованием свободных молекул тироксина и трииодтиронина, которые диффундируют в кровь. В крови они связываются нековалентно с белками плазмы, и лишь небольшая часть их присутствует в крови в свободном виде. Среди белков плазмы, связывающих тиреоидные гормоны, наиболее важную роль играют тироксин-связывающий глобулин (ТСГ), тироксин-связывающий преальбумин и ряд других альбуминов.
Весь тироксин, присутствующий в крови, секре-
 |
| Рис. 17.15. Структурные формулы тироксина (Т4), трииодтиронина (Т3) и ревертированного трииодтиронина (NTj). Биологической активностью обладает только Т3. Щитовидная железа высвобождает значительно больше Т4 по сравнению с Т3, но Т4 превращается на периферии в Т3 в результате деиодирования по фенольному кольцу. При деиодировании в бензольном кольце образуется гТ3, не обладающий активностью |
ГЛАВА 17. ЭНДОКРИНОЛОГИЯ Ш-
тирован щитовидной железой. В то же время ею секретируется лишь 10-12% присутствующего в крови трииодтиронина, а 80-90% его образуется на периферии в результате деиодирования тироксина (рис. 17.15); в трииодтиронин превращается около 25% всего тироксина. Биологически активным гормоном является трииодтиронин, а тироксин практически не обладает активностью. Наряду с нормальным Т3 в крови присутствует так называемый ревертированный Т3 (гТ3), лишенный биологической активности; он образуется в результате деиодирования в «неправильном» положении-не в фенольном кольце, а в кольце тирозина. Как и биологически активный трииодтиронин, гТ3 образуется в основном за пределами щитовидной железы.
Небольшие количества тироксина и трииодтиронина могут подвергаться в печени и почках деиодированию, и за счет этого процесса может покрываться небольшая часть (около 50 мкг) суточной потребности в иоде (рис. 17.14). В коллоиде щитовидной железы содержится достаточный запас тиреоидных гормонов, чтобы организм мог обходиться без снабжения иодом в течение нескольких месяцев, но при более длительном отсутствии иода в пище тиреоидные гормоны уже не могут вырабатываться в количествах, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма.
Функции тиреоидных гормонов
Тиреоидные гормоны выполняют жизненно важные функции, поскольку стимулируют метаболизм во всем организме. Механизмы, лежащие в основе разнообразных эффектов тиреоидных гормонов, до конца не изучены [10, 11].
Трииодтиронин, вероятно, связывается с рецепторами в ядре клетки и воздействует на геном, вызывая усиление транскрипции и трансляции и вследствие этого стимулируя синтез белка во всех клетках тела. Кроме того, тиреоидные гормоны влияют, по-видимому, на выход из клеток Na + и поступление в них К + . Наконец, они повышают активность многих ферментов, и прежде всего ферментов, участвующих в расщеплении углеводов, из-за чего при высоком уровне тиреоидных гормонов особенно возрастает интенсивность метаболизма углеводов.
Поскольку многие из указанных процессов протекают в митохондриях, при высоком уровне тиреоидных гормонов активность этих органелл сильно повышается и они увеличиваются в размерах. Повышение ферментативной активности под действием тиреоидных гормонов сопровождается возрастанием скорости энергетического обмена, поэтому существует прямая зависимость между интенсивностью основного обмена и концентрацией тиреоидных гормонов в крови.
У детей тиреоидные гормоны способствуют физическому росту. Особенно важен этот эффект для нормального развития мозга в постнатальный период. Пока плод находится в матке, недостаточность щитовидной железы для него не опасна, так как он получает достаточное количество тиреоидных гормонов от матери, но после рождения дефицит собственных тиреоидных гормонов становится фатальным для развития мозга (см. ниже).
Патофизиологические аспекты
Существует множество видов патологии, связанных с недостатком или избытком тиреоидных гормонов. Эти патологические состояния называются соответственно гипо- и гипертиреозом.
Гипотиреоз. Недостаточность щитовидной железы у взрослых характеризуется замедлением всех метаболических процессов. При этом наблюдаются также психические симптомы, выражающиеся в замедленной реакции на раздражители из окружающей среды и в типичном «утомленном» виде таких больных, обусловленном отчасти бледным цветом кожи. Этот синдром называется микседемой. У взрослых симптомы заболевания полностью снимаются при приеме тиреоидного гормона через рот, отсутствие же гормона в раннем детском возрасте приводит к сильной задержке физического и умственного развития (кретинизму). Кретины имеют маленький рост, поскольку в отсутствие тиреоидных гормонов ослаблено стимулирующее действие гормона роста на эпифизарный рост костей. Аппозиционный рост при этом нарушается в меньшей степени, поэтому кретины выглядят грузными и рыхлыми. При выраженном гипотиреозе у новорожденных необходима срочная заместительная гормонотерапия для предотвращения необратимого повреждения мозга. Недостаточность тиреоидных гормонов в зависимости от ее степени может привести к полному идиотизму, поэтому почти во всех цивилизованных странах определяют содержание тиреоидных гормонов в крови новорожденных («скрининг на гипотиреоз»). Тиреоидные гормоны могут вырабатываться в нормальных количествах только при достаточном содержании иода в пище. Существуют большие региональные различия в содержании иода в пище; как правило, оно бывает низким в горной местности и высоким в прибрежных районах. В некоторых районах с эндемическим дефицитом иода кретинизм и микседема встречаются довольно часто. В настоящее время развитие этих заболеваний может быть предотвращено с помощью соответствующей йодной профилактики, например добавления иода в виде NaI к столовой соли.
Гипертиреоз. Патологическая гиперсекреция тиреоидных гормонов - широкое распространенное явление. У таких больных повышен основной обмен, а также скорость синтеза и расщепления белков и жиров, при этом сами больные кажутся очень возбужденными. Гипертиреоз может сопровождаться зобовидным утолщением шеи (зоб, или струма), но часто увеличение бывает диффузным или имеет форму автономных «горячих» узлов. У многих больных развивается пучеглазие (экзофтальм). Патогенез этого явления неясен, хотя установлено присутствие в
400 ЧАСТЬ IV. ПРОЦЕССЫ НЕРВНОЙ И ГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ
крови больных вещества, называемого экзофтальмическим фактором и имеющего, возможно, гипофизарное происхождение [26]. Секреция тиреоидных гормонов может быть нормализована с помощью антитиреоидных препаратов.
Как избыток, так и недостаток тиреоидных гормонов сильно влияет практически на все клетки организма. Не удивительно поэтому, что при таких отклонениях нарушаются многие функции, не связанные непосредственно с действием тиреоидных гормонов. Это особенно важно учитывать при лечении половых расстройств у женщин и мужчин. Нередко причиной этих расстройств служит не нарушение гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы, а недостаточная или избыточная активность щитовидной железы.