Sköldkörtelhormoner T3 och T4

Av Fabrizio Felici

Sköldkörteln, som ligger i den främre regionen av nacken, nära de första trakealringarna, innehåller många sfäriska folliklar, vilka var och en består av ett enda lager av sekretoriska celler, som kallas follikelceller, som omger ett glykoprotein utsöndrat av follikelcellerna, definierade kolloid. Hormoner T3 och T4 syntetiseras i folliklarna.

Thyroglobulin, huvudämnet i kolloidet, är ett protein som fungerar som en föregångare till sköldkörtelhormoner. Enzymer för syntesen av T3 och T4 och jodidjonen finns också i kolloiden. Schematiskt är faserna av syntesen av sköldkörtelhormoner och deras utsöndring:

Tyrosinmolekylerna är jodiserade. Tillsatsen av en jodidjon bildar monoiodotyrosin (MIT), medan tillsatsen av en andra jodid till samma molekyl bildar diiodotyrosin (DIT);

Två molekyler tyrosinjodat (MIT eller DIT) kopplas på en tyroglobulinmolekyl och de två tyrosinresterna förenas med en kovalent bindning. Om två molekyler av DIT kombineras är slutprodukten 3, 5, 3 ', 5' -tetraiodtyronin eller T4 (även kallad tyroxin); om en DIT-molekyl kombineras och en MIT-molekyl är slutprodukten 3, 5, 3 '-triodtyronin eller T3.
T3 och T4 är sköldkörtelhormoner, även om de i detta skede fortfarande är kopplade till tyroglobulin;

Dessa hormoner lagras i kolloid tillsammans med thyroglobulin upp till tre månader före frisättning;

Sköldkörtelstimulerande hormon (TSH), som kommer från blodomloppet, stimulerar frisättningen av sköldkörtelhormoner. TSH binder först till receptorer på follikelcellsmembranet, aktiverar den andra cykliska AMP-budbäraren; detta leder till fosforylering av en serie follikelcellproteiner som är nödvändiga för hormonsekretion;

Follikulära celler tar molekylerna av jodiserat thyroglobulin från kolloiden genom fagocytos;

Fagosomen innehållande jodinerade tyroglobulinsäkringar med en lysosom;

Exponering av tyroglobulinmolekylen till lysosomala enzymer resulterar i frisättningen av fria T3 och T4 i follikelcellen. Sköldkörtelhormoner är lipofila molekyler, så de kan diffunderas genom plasmamembranet och därifrån i cirkulation där de selektivt binder till transportproteiner, såsom tyroxinbindande globulin och transthyretin, eller de kan binda på ett icke-specifikt sätt till albumin.

T4 produceras normalt och utsöndras med en hastighet tio gånger snabbare än T3, även om T3 är ungefär fyra gånger kraftigare på målorganen. De flesta av T4 utsöndrade i plasma omvandlas normalt av levern, njurarna och målorganen till den mer aktiva T3.

Sköldkörtelhormonnivåerna är nästan konstanta under normala förhållanden, eftersom huvudmekanismen för att styra sin utsöndring är negativ återkoppling. Som vi har sett stimuleras utsöndringen av sköldkörtelhormonet genom att TSH kommer från adenohypofysen. TSH-sekretion stimuleras i tur och ordning av tyrotropinfrisättande hormon (TRH), som härrör från hypotalamus. När de frisätts i cirkulationen verkar sköldkörtelhormonerna med negativ återkoppling på hypotalamus och den främre hypofysen för att begränsa sekretionen av TRH och TSH. Observera att T4 aktiverar en effektivare negativ återkoppling än T3.

Åtgärder av sköldkörtelhormoner

Sköldkörtelhormoner som nämnts är lipofila, så att de lätt övervinnar cellemembran; receptorerna för dessa hormoner ligger i målcellernas kärna. Hormon-receptorbindning modifierar transkriptionshastigheten för messenger-RNA från DNA, varigenom proteinsyntesen modifieras i målceller. Dessa modifieringar kräver timmar eller dagar för att skapa en märkbar effekt, som emellertid, en gång inducerade, varar i dagar.

Huvudfunktionen hos T3 och T4 är säkerligen ökningen av basal metabolism. Till följd av detta ökar värmeproduktionen, ett fenomen som kallas termogen effekt. Sköldkörtelhormoner ökar den basala metabolismen i de flesta kroppsvävnader med undantag för hjärnan, mjälten och gonaderna. En mekanism som används av T3 och T4 för att öka basal metabolism är stimuleringen av natrium-kaliumpumpaktivitet. När pumpen är aktiv hydrolyseras ATP och värme frigörs. Samtidigt ökar ökad användning av ATP oxidationshastigheten för energisubstraten för att producera ny ATP, och i denna process genereras mer värme. Dessutom inducerar T3 och T4 ökningen av antalet mitokondrier och stimulerar aktiviteten hos vissa enzymer som är involverade i oxidativ fosforylering.

När de är närvarande i koncentrationer högre än T3- och T4-normerna stimulerar de inte bara energianvändningen utan även mobiliseringen av energireserver genom att stimulera glykogenolys, omvandling av muskelproteiner till aminosyror och lipolys. De föredrar också glukoneogenes och keton syntes. I motsats till lägre koncentrationer än normalt har dessa hormoner motsatta effekter: de stimulerar glykogensyntes och proteinsyntes.

Hormoner T3 och T4 är nödvändiga för normal tillväxt och utveckling av många vävnader och för att upprätthålla en normal funktion efter fullbordad tillväxt. Många av dessa effekter är medierade av stimulering av GH-frisättning (i synergi med glukokortikoider) och genom den tillåtna verkan på GH-verkan på målorganen. Också viktiga är de åtgärder som genomförs av sköldkörtelhormoner på nervsystemet: Brist på T3 och T4 i barndomen kan leda till en form av irreversibel hjärnskada som kallas kretinism, där mental utveckling och kroppstillväxt försenas och nervceller karakteriseras från dålig utveckling av axoner och dendriter och ofullständig myelinering. Även i det fullt utvecklade nervsystemet är sköldkörtelhormoner avgörande för normal funktion. Hos vuxna kan bristen leda till sönderfall av kognitiva funktioner, men dessa störningar återhämtar sig fullständigt om plasmanivåerna av dessa hormoner normaliseras.

Sköldkörtelhormoner och motion

Efter intensiv men kort fysisk aktivitet observerades inte förhöjda förändringar i plasmanivåerna av sköldkörtelhormoner. Först efter långvariga träningssessioner noterades en markant ökning av T3 och T4.

En studie utförd i Norge av Herald E. Refsum visade förhöjda plasmanivåer av T3, T4, TSH och det protein som binder sköldkörtelhormonerna TBG, hos idrottare som praktiserat längdskidor direkt efter en prestation, och noterade att plasmanivåerna återvände inom de initiala gränserna endast efter flera dagar av återhämtning. Denna process verkar bero på att under fysisk aktivitet konsumeras sköldkörtelhormonerna konsekvent, därför stimuleras hypofysen för att producera höga mängder TSH på grund av fysiologisk verkan av återmatningen med därmed ökad plasmakoncentration av sköldkörtelhormoner.

Bibliografi