Физиологические эффекты гормонов щитовидной железы

Щитовидная железа. Дольки железы содержат фолликулы (1), окружён- ные сетью капилляров. Фолликулы имеют различные размеры, округлую или овоидную форму. Стенка фолликулов состоит из одного слоя тиреоцитов (2). В полости фолликула находится окрашенный коллоид (3). Между фолликулами располагаются различной величины и формы островки С-клеток. От соединительнотканной капсулы внутрь органа отходят септы (4), делящие железу на дольки и содержащие кровеносные сосуды. Окраска гематоксилином и эозином.

Эндокринные функции присущи А-клеткам или тироцитам, образующим фолликулы и способным захватывать йод и синтезировать йодсодержащие тиреоидные гормоны, и парафолликулярным К-клеткам, образующим гормон кальцитонин.

Щитовидная железа состоит из фолликулов, стенки которых образованы клетками ТИРОЦИТАМИ.  Фолликулы, заполненные коллоидной массой из белка тиреоглобулина, его синтезируют тироциты.    Базальная мембрана тироцитов тесно прилежит к кровеносным капиллярам, и из крови эти клетки получают не только необходимые для энергетики и синтеза белка субстраты, но и активно захватывают соединения йода — йодиды. В тироцитах происходит синтез тиреоглобулина, окисление иодидов до образования атомарного йода. 

Тиреоглобулин содержит на поверхности молекулы значительное количество остатков аминокислоты тирозина (тиронины), которые и подвергаются йодированию. Через апикальную мембрану тироцита тиреоглобулин выделяется в просвет фолликула. При секреции гормонов в кровь ворсинки апикальной мембраны окружают и поглощают путем эндоцитоза капельки коллоида, которые в цитоплазме подвергаются гидролизу лизосомальными ферментами, и два продукта гидролиза — трийодтиронин (Т3) и тетрайодтиронин (тироксин, Т4) секретируются через базальную мембрану в кровь и лимфу. 

Все описанные процессы регулируются ТТГ-тиреотропином аденогипофиза. Наличие столь многочисленных процессов, регулируемых одним тиреотропином, обеспечивается за счет включения многих внутриклеточных вторичных посредников. Существует и прямая нервная регуляция щитовидной железы вегетативными нервами, хотя для активации секреции гормонов она играет меньшую роль, чем эффекты тиреотропина. 

Механизм отрицательной обратной связи в регуляции функции щитовидной железы реализуется уровнем тиреоидных гормонов в крови, что подавляет секрецию тиреолиберина гипоталамусом и тиреотропина гипофизом. Интенсивность секреции тиреоидных гормонов влияет на объем их синтеза в железе (механизм местной положительная обратная связь).

Рецепторы к гормонам щитовидки имееют плазматическая мембрана, ядро и митохондрии. 

 Эффекты гормонов реализуются как после проникновения гормонов внутрь клетки (влияют на транскрипцию в ядре и синтез белка, влияние на окислительно-восстановительные реакции и освобождение энергии в митохондриях), так и после связывания гормона с мембранным рецептором (образование вторичных посредников, усиливают транспорт в клетку глюкозы (для работы митохондрий и синтеза АТФ), аминокислот (для синтеза белка). 

Транспорт Т3 и Т4 в крови осуществляется с помощью специальных белков, однако, в такой связанной с белком форме гормоны не способны проникать в клетки-эффекторы. Значительная часть тироксина депонируется и транспортируется эритроцитами. Дестабилизация их мембран, например под воздействием ультрафиолетового облучения, ведет к выходу тироксина в плазму крови. При взаимодействии гормона с рецептором на поверхности клеточной мембраны происходит диссоциация гормон-белкового комплекса, после чего гормон проникает внутрь клетки. Внутриклеточными мишенями тиреоидных гормонов являются ядро и органоиды (митохондрии). 

Т3 в несколько раз активнее Т4, и в тканях происходит превращение Т4 в Т3. В связи с этим основная часть эффектов тиреоидных гормонов обеспечивается Т3. 

Основными метаболическими эффектами тиреоидных гормонов являются: 

1) усиление поглощения кислорода клетками и митохондриями с активацией окислительных процессов и увеличением основного обмена, 

2) стимуляция синтеза белка за счет повышения проницаемости мембран клетки для аминокислот и активации генетического аппарата клетки, 

3) липолитический эффект и окисление жирных кислот с уменьшением их уровня в крови,

 4) активация синтеза холестерина в печени и его экскреции с желчью,

 5) гипергликемия за счет активации распада гликогена в печени и повышения всасывания глюкозы в кишечнике, 

6) повышение потребления и окисления глюкозы клетками, 

7) активация инсулиназы печени и ускорение инактивации инсулина, 

8) стимуляция секреции инсулина за счет гипергликемии.  Таким образом, избыточные количества тиреоидных гормонов, стимулируя секрецию инсулина и одновременно вызывая контринсулярные эффекты, могут также способствовать развитию сахарного диабета.  

Основные физиологические эффекты тиреоидных гормонов, обусловленные перечисленными выше сдвигами обмена веществ, проявляются в следующем: 

1) обеспечении нормальных процессов роста, развития и дифференцировки тканей и органов, особенно центральной нервной системы, а также процессов физиологической регенерации тканей, 

2) активации симпатических эффектов (тахикардия, потливость, сужение сосудов и т. п.), как за счет повышения чувствительности адренорецепторов, так и в результате подавления ферментов (моноаминоксидаза), разрушающих норадреналин,

 3) повышении энергообразования в митохондриях и сократимости миокарда, 

4) повышении теплообразования и температуры тела, 

5) повышении возбудимости центральной нервной системы и активации психических процессов, 

6) предотвращении стрессорных повреждений миокарда и язвообразования в желудке, 

7) увеличении почечного кровотока, клубочковой фильтрации и диуреза при угнетении канальцевой реабсорбции в почках, 

8) поддержании репродуктивной функции.

Еще один гормон щитовидной железы - КАЛЬЦИТОНИН

Кальцитонин является пептидным гормоном парафолликулярных К-клеток щитовидной железы, но образуется также в тимусе и в легких. В организме существует ряд близких по химической структуре гормонов, поэтому они получили собирательное название гормонов семейства кальцитонина. К ним относятся также катакальцин и мозговой пептид, родственный гену кальцитонина, причем последний, наряду с близкими кальцитонину эффектами, рассматривается в роли возможного медиатора сосудистых нервных регуляторных влияний, так как показано его выделение на окончаниях сосудодвигательных нервов. Обнаружен гормон и в спинном мозге, где также, вероятно, играет роль медиатора или модулятора синаптической передачи. Рис. 6.18. Основные эффекты кальцитонина на органы-мишени. Гипокальциемический гормон кальцитонин усиливает выведение почками из крови (угнетая реабсорбцию) кальция и фосфата, одновременно с увеличением реабсорбции магния повышает поступление кальция и фосфата в кости, увеличивая их минерализацию. Возможен слабый эффект кальцитонина, угнетающий всасывание кальция. Кальцитонин относится к кальцийрегулирующим гормонам, и регуляция его секреции осуществляется уровнем ионизированного кальция плазмы крови по механизму обратной связи. Стимуляция секреции кальцитонина происходит при значительном повышении кальция в крови, тогда как обычные физиологические колебания концентрации кальция мало сказываются на секреции кальцитонина. Мощным регулирующим секрецию кальцитонина эффектом обладают нейропептиды и пептидные гормоны желудочно-кишечного тракта, особенно гастрин. Повышение секреции кальцитонина после перорального приема кальция обусловлено выделением в кровь гормона желудка — гастрина.

 Кальцитонин оказывает эффекты в результате взаимодействия с рецепторами органов-мишеней (почка, желудочно-кишечный тракт, костная ткань) через вторичные посредники цАМФ и цГМФ.

1) Кальцитонин снижает уровень кальция в крови (гипокальциемический гормон) за счет облегчения минерализации и подавления резорбции костной ткани, а также путем снижения реабсорбции кальция в почках. 

2) Кальцитонин вызывает фосфатурию в результате подавления реабсорбции фосфата в почечных канальцах.

3) Гормон оказывает слабое диуретическое и натрийуретическое действие, он способен тормозить секрецию гастрина в желудке и снижать кислотность желудочного сока (эффект механизма отрицательной обратной связи).

Кровоснабжение щитовидной железы очень интенсивное, осуществляется через 2 пары артерий, берущих начало от выходящих из аорты крупных артериальных стволов. 

Капилляры окружают фолликулы, тесно прилегают к эпителиальным клеткам. Иннервация железы осуществляется ветвями симпатических шейных узлов и блуждающего нерва. Интенсивный лимфоотток, наряду с венозным оттоком, обеспечивает транспорт тиреоидных гормонов в общую циркуляцию. 

Баланс йода в организме. 

В сутки поступает в организм с пищей и водой 500 мкг йода. Всасываясь в кровь, йодиды доставляются к щитовидной железе, где депонирован основной тиреоидный пул йода. Его расходование при секреции тиреоидных гормонов восполняется из резервного пула крови. Основное количество йода выделяется через почки с мочой (485 мкг), часть теряется с калом (15 мкг), следовательно, экскреция йода равна его поступлению в организм, что и составляет внешний баланс.  

Использованы данные из источников: 

1) И.И. Дедов, Г.А. Мельниченко, В.Ф. Фадеев Эндокринология. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. — 432 с: ил. I S B N 978-5-9704-0529-1 https://aspirantura1.ucoz.ru/_ld/1/107_BNI.pdf

2)https://meduniver.com/Medical/Physiology/84.html?ysclid=lpkp9r1lm529443337 MedUniver