Классификация и химическая природа гормонов щитовидной железы

МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГАОУ ВО «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО»

ИНСТИТУТ БИОЛОГИИ И БИОМЕДИЦИНЫ

Кафедра биомедицины

ГОРМОНЫЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Нижний Новгород

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

1. Классификация и химическая природа гормонов щитовидной железы.. 4

2. Участие гормонов щитовидной железы в обменных процессах организма. 9

3. Проявление дефицита и избытка гормонов щитовидной железы.. 11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 14

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 15

ВВЕДЕНИЕ

Щитовидная железа имеет для человека колоссальное значение. Об этом говорит тот факт, что снижение, либо гиперфункция данного органа эндокринной системы сказывается в организме массой негативных изменений. Так, гипотиреоз (стойкий дефицит тиреоидных гормонов) и гипертиреоз (повышенная активность щитовидной железы) характеризуются гастроэнтерологическими, кардиологическими, респираторными, неврологическими, ревматологическими, гинекологическими, гематологическими, психиатрическими, эктодермальными проявлениями. Отмечается также катаболический синдром, офтальмопатии, нарушения со стороны опорно-двигательной системы (5, с. 349-348).

Все указанные нарушения не случайны. Общеизвестно, что гормоны щитовидной железы, участвуют в минеральном, белковом обмене, синтезе стероидных и половых гормонов, работе мышечной системы, жизнедеятельности костного аппарата, работе сердечной мышца, головного мозга.

Столь важная роль гормонов щитовидной железы дает основание считать их изучение актуальной проблемой современной науки.

Цель реферативной работы заключается в изучении гормонов щитовидной железы с точки зрения биологической химии и медицины.

В работе решены следующие задачи:

1. Изучить классификацию и химическое строение гормонов щитовидной железы.

2. Выявить влияние тиреоидных гормонов на метаболические процессы в организме.

3. Определить спектр и механизм возникновения заболеваний, связанных с недостатком, либо избыточной продукцией тиреоидных гормонов.

Классификация и химическая природа гормонов щитовидной железы

К числу гормонов щитовидной железы относится три вида химических соединений:

1. Тироксин, или Т₄ (далее - Т₄).

2. Трийодтиронин, или Т₃ (далее – Т₃).

3. Кальцитонин, или тиреокальцинонин.

Тироксин – это тиреоидный гормон с молекулярной массой, равной 776,9 дальтон. Молекула Т₄ содержащий 4 атома йода (далее – I). В тироксине содержится основное количество органического йода человеческого организма. Более 99% гормона при этом находится в связанном с белками плазмы состоянии. Свободная фракция гормона в норме не превышает 0,03% от его общего объема (2, с. 12-13).

Рис. 1. Варианты формул Тироксина[1]

Трийодтиронин – это гормон щитовидной железы с молекулярной массой, несколько меньшей, чем у Т₄. Молекула гормона содержит 3 атома I. Как и в случае с Т₄, Т₃ по большей части содержится в сыворотке крови в связанном виде. Свободными являются только 0,3% от его общего объема. В пересчете на 1 моль Т₃ имеет в 4 раза более высокую биологическую активность и в 10 раз большую скорость метаболизма, чем Т₄(2, с. 14-15).

Т₄ и Т₃ – это гормоны, для синтеза которых требуется I, захватываемый из крови клетками фолликулами щитовидной железы. Оба гормона являются производными аминокислоты тирозина. Каждый тиреоидный фолликул, из множества которых состоит ткань щитовидной железы, заполнен коллоидом, главная составляющая которого – это протеин тиреоглобулин (далее – ТГ). Этот протеин представляет собой субстрат для синтеза Т₄ и Т₃. Тиреоглобулин содержит большое количество остатков тирозина.

В целом тиреоидные гормоны синтезируются из тирозина и 3, либо 4 молекул I в две стадии:

1. Иодирование тирозина на апикальных мембранах клеток фолликулов щитовидной железы с образованием моноиодтирозина (далее – МИТ) и дииодтирозина (далее – ДИТ).

2. Конденсация МИТ и ДИТ с образованием Т₄ и Т₃. Схема процесса представлена на рис. 2.

Процесс можно описать синтез иодированной молекулы тиреоглобулина в просвет фолликула с последующим ее захватом клетками фолликула, гидролизом ферментами лизосом белка до аминокислот и высвобождением полученных Т₄ и Т₃ в кровь. После высвобождения из фолликул щитовидной железы концентрация Т₄ в крови в 10 раз выше, чем Т₃. Именно поэтому Т₄ считается главной формой тиреоидных гормонов в крови. При этом активность последнего в десять раз превышает активность первого. Высвободившиеся в кровь молекулы гормонов Т₄ и Т₃ связываются с белками-переносчиками и с их помощью транспортируется к органам-мишеням, которыми являются все ткани за исключением селезенки и семенников. Поступив в ткани-мишени, указанные гормоны освобождаются от белка и поступают непосредственно в клетки. Более 90% Т₄ в клетках теряет один атом I и превращается в Т₃. Указанное обстоятельство делает Т₃ главным тироидным гормонов внутри клеток 2,(с. 264-266; 3, с. 13-14).

Рис. 2.Схема синтеза тиреоидных гормонов (3, с. 13-14)

Норма содержания свободного тироксина в крови составляет 10-20 пмоль/л. Нормы концентрации свободной фракции Т₃ составляют 2,5-5,5 пмоль/л.

Норма содержания общего тироксина в крови варьирует в зависимости от возраста человека, а именно: новорожденные до 1 месяца – 116-232 нмоль/л; дети до 5 лет – 90-194 нмоль/л; дети до 10 лет – 83-172 нмоль/л, дети старше 10 лет и взрослые до 60 лет – 65-155 нмоль/л, взрослые старше 60 лет – 65-135 нмоль/л, беременные в последние 5 месяцев – 79-227 нмоль/л.

Нормы концентрации общего Т₃ также варьирует в зависимости от возраста: новорожденные — 1,16–4,00 нмоль/л, дети до 5 лет — 1,54–4,00 нмоль/л, дети до 10 лет – 1,39–3,70 нмоль/л, дети 10–15 лет — 1,23–3,23 нмоль/л, взрослые — 1,17–2,18 нмоль/л(5, с. 71-73).

Кальцитонин – это гормон, также вырабатываемый парафолликулярными клетками щитовидной железы человека и некоторых животных и ультимобранхиальными тельцами рыб, пресмыкающихся, птиц. Небольшое количество кальцитонина у человека вырабатывается паращитовидной железой.

По своей химической природе кальцитонин является пептидным гормоном, состоящих из 32 аминокислот с одной дисульфидной связью и имеющий молекулярную массу около 3454,93 дальтон. Брутто-формула кальцитонина - C₁₅₉H₂₃₂N₄₆O₄₅S_3. Его первичная структура представлена на рис. 3. Образование кальцитонина происходит благодаря протеолетическому расщеплению прокальцитонина. (4, с. 37).Норма концентрации кальцитонина в крови для женщин составляет 0-10 пг/мл, для мужчин – 0-27 пг/мл (5, с. 57).

Рис. 3. Первичное строение молекулы кальцитонина[2]

Исходя из сказанного, можно заключить, что такие гормоны щитовидной железы как Т₄, Т₃ и кальцитонин являются сложными соединениями, играющими большую роль в функционировании организма. Об этой роли, а так также последствиях дисбаланса в концентрации указанных гормонов пойдет речь в следующих частях работы.