Клетки щитовидной железы, как и все другие (за известным
исключением), содержат митохондрии, в матриксе которых
локализуется электронотранспортная система («дыхательная цепь»)
переноса окислительно-восстановительных эквивалентов от
высокоэнергетических субстратов для создания градиента электрохимических потенциалов, энергия которого используется для синтеза АТФ.
Окислительное фосфорилирование в митохондриях тироцитов в обычных условиях является высоко сопряженным и тонко регулируемым процессом, зависящим от внутриклеточной концентрации АТФ и АДФ. Ряд исследователей полагают, что свободные жирные кислоты являются предпочтительным субстратом метаболических процессов в клетках невозбужденной щитовидной железы.
ТТГ увеличивает поглощение кислорода срезами щитовидной железы в течение нескольких минут с момента стимуляции, однако, при этом не оказывает прямого стимулирующего влияния на интенсивность утилизации кислорода клетками щитовидной железы, ТТГ в условиях in vitro (в культивируемых срезах щитовидной железы) стимулирует окисление пирувата и ацетата. Перхлорат, метимазол, пропилтиоурацил, йодид, тиоционат и тиреоидные гормоны не оказывают существенного влияния на интенсивность протекания процессов окислительного фосфорилирования.
Обмен нуклеиновых кислот
Содержание РНК в щитовидных железах лабораторных животных составляет порядка 2 мкг/мг сырой ткани и ДНК - около 2-А мкг/мг Содержание нуклеиновых кислот отличается значительными межвидовыми различиями, а также изменяется в зависимости от соотношения коллоида, паренхиматозных и стромальных элементов в органе. На долю стромы может приходиться 20-30% от общего объема ткани, коллоид может составлять от 50-60% до очень низкого уровня в гипопластически измененной железе. Таким образом, в зависимости от доли фолликулярных элементов, содержание РНК может возрастать до 6-7 мкг/мг ткани и ДНК - до 16 мкг/мг ткани.
Длительная стимуляция щитовидной железы ТТГ приводит к развитию гипертрофии тироцитов, при этом увеличение общего содержания нуклеиновых кислот вызвано, главным образом, образованием новых клеток. При введении in vivo ТТГ вызывает быстрое (в течение 1 часа) и продолжительное (более 12 часов) усиление процессов синтеза нуклеиновых кислот. ТТГ стимулирует также поглощение предшественников синтеза РНК срезами щитовидной железы и активирует РНК полимеразу; возрастает также поглощение пиримидиновых и пуриновых нуклеотидов и рибозы из инкубационной среды.
Под действием ТТГ возрастает синтез и матричной, и рибосомальной РНК в тироцитах, относительно изменений скорости
Продукцияитранспорттиреоидныхгормонов
деградации РНК (то есть периода полуоборота) данных не имеется. ТТГ в условиях in vitro оказывает прямое стимулирующее влияние на активность РНК попимеразы.
Большинство описанных эффектов воспроизводятся стимуляцией щитовидной железы in vitro дибутирил-цАМФ и цАМФ, что свидетельствует об использование циклических мононуклеотидов в качестве вторых посредников в опосредовании этих эффектов ТТГ в тироцитах.
Обмен белков
Действие ТТГ вызывает увеличение скорости поглощения аминокислот изолированными клетками щитовидной железы и стимулирует синтез белка в течение 30 минут - 4 часов с момента стимуляции. В связи с доминирующим эффектом ТТГ на процессы резорбции коллоида, протеолиз тиреоглобулина и перераспределение внутриклеточного пула аминокислот, продемонстрировать результат действия гормона на целую ткань достаточно сложно. Однако, культивирование срезов ткани щитовидной железы в среде инкубации с высоким содержанием лейцина (для исключения эффектов ТТГ на транспорт аминокислот в клетку) показало очевидную стимуляцию синтеза белка как in vitro, так и в изолированных тироцитах. В течение 12-24 часовой стимуляции ТТГ in vivo было показано уменьшение содержания коллоидного белка в связи с выраженной интенсификацией активного гидролиза тиреоглобулина, однако по прекращении хронического опыта содержание белка возрастало в сравнении с интактными животными. Эта реакция имела практически линейную зависимость на протяжении 4-5 недель воздействия и в итоге выразилась в пятикратном увеличении объема железы (у животных), при этом соотношение белок/ДНК не изменилось. Эти данные свидетельствуют о стимуляции пролиферативной активности клеток щитовидной железы под действием ТТГ.
Электронно-микроскопические исследования показали наличие в тироците гигантских (±40 рибосомапьных единиц) полисом, соединенных мРНК. Именно на них, как полагают, и происходит синтез 2 полипептидных предшественников тиреоглобулина с последующим процессингом в просвете фолликула. Действие ТТГ ускоряет объединение моносом в полисомы, что указывает на прямое влияние ТТГ на процессы трансляции в тироците. Динамика этих процессов может регулироваться фосфорилированием белков рибосомапьных субъединиц цАМФ-зависимой фосфокиназой.
Стимуляция тироцитов цАМФ приводит к агрегации рибосом и
формированию пописомальных комплексов, что является
дополнительным свидетельством в пользу цАМФ-опосредованных эффектов ТТГ на белок-синтетические процессы в тиреоидных клетках. Отсутствие зависимости этого явления от ингибирующего действия актиномицина А указывает на интактность процессов формирования матричной РНК. При некоторых условиях, цАМФ может оказывать
Продукция и транспорт тиреоидных гормонов
прямое стимулирующее действие на полисомальную трансляцию мРНК, однако применяемые при этом дозы циклического нуклеотида значительно превосходят физиологические. Длительная стимуляция паренхиматозных клеток щитовидной железы вызывает развитие гиперпластических изменений.
Синтез тиреоглобулина подробно описывается далее в связи с продукцией йодсодержащих гормонов.
Обмен липидов
Наиболее характерными липидами клеток щитовидной железы являются фосфолипиды, фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин и фосфоинозитиды, а также водорастворимые моноэфиры фосфорилхолин и фосфорилэтаноламин и диэфиры глицеролфосфорилхолин и глицеролфосфорилэтаноламин. При этом фракция фосфоинозитидов является превалирующей. ТТГ вызывает увеличение включения меченного 32Р в состав липидов, что особенно отражается на фракциях фосфати дилинозитола и фосфатидных кислот. Изменения обмена липидов в тироцитах развиваются в течение 10 минут с момента стимуляции ТТГ и развиваются параллельно увеличению потребления кислорода митохондриями.
ТТГ стимулирует также липогенез и включение инозитола в фосфоинозитиды, в том числе в лишенной глюкозы среде инкубации. Добавление стабильной эмульсии свободных жирных кислот в низкой концентрации к срезам щитовидной железы вызывает усиление процессов липогенеза и потребления кислорода, а также потенцирует действие ТТГ на эти процессы.
Так как ранняя фаза действия ТТГ сопровождается также формированием капель в коллоиде, что имеет в своей основе усиление процессов экзоцитоза и, следовательно, требует возобновления структуры липидного матрикса, то не исключается вторичная активация процессов синтеза липидов в возбужденной щитовидной железе.
Простагландины - производные эйкозаполиеновых кислот, возможно, также вовлечены в регуляцию функциональной активности щитовидной железы. Так, в условиях in vitro PGE, вызывает активацию процессов органификации йодида, метаболизм углеводов, резорбцию коллоида и секрецию тиреоидных гормонов, что сопровождается повышением внутриклеточного уровня цАМФ. ТТГ, в свою очередь, повышает образование PGE1 в тироцитах. Известен также факт ослабления или даже полного угнетения ответа тироцитов на действие ТТГ на фоне применения полифлоретина - ингибитора синтеза простагландинов.