Тиреоглобулин. Образование и секреция тиреоглобулина
а) Тиреоглобулин. Химические процессы образования тироксина и трийодтиронина. Образование и секреция тиреоглобулина клетками щитовидной железы. Клетки щитовидной железы являются типичными белково-секреторными гландулоцитами (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже).
Тиреоидные внутриклеточные механизмы ионного транспорта, образование тироксина и трийодтиронина и их высвобождение в кровь.
МИТ — монойодтирозин; ДИТ - дийодтирозин; Т3 - трийодтиронин;
Т4 — тироксин; ТГ — тиреоглобулин; ЭР — эндоплазматический ретикулум
Эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи синтезируют и секретируют в фолликулы крупные молекулы гликопротеина, названного тиреоглобулином, с молекулярной массой около 335000.
Каждая молекула тиреоглобулина состоит из 70 остатков аминокислоты тирозина. Это основной субстрат для взаимодействия с йодом при формировании гормонов щитовидной железы. Таким образом, гормон образуется внутри молекулы тиреоглобулина, следовательно, тироксин и трийодтиронин образуются из аминокислоты тирозина, оставаясь частью молекулы тиреоглобулина во время синтеза гормона, при этом тиреоглобулин используется в качестве хранилища гормонов в фолликуле.
б) Окисление иона йода. Первой существенной ступенью в образовании гормона щитовидной железы является окисление иона йода, преобразование йодидов в окисленную форму йода, или появление из (I0)I3-, который способен непосредственно связываться с тирозином. Такое окисление осуществляется ферментом пероксидазой и сопутствующей ему перекисью водорода, которые позволяют системе активно окислять йодиды. Пероксидаза либо расположена в апикальной мембране, либо связана с ней, что обусловливает окисление йода непосредственно у места выхода тиреоглобулина из аппарата Гольджи через клеточную мембрану в депо коллоида. В случаях блокады системы пероксидазы либо врожденного ее отсутствия в клетке образование гормонов падает до нуля.
в) Йодирование тирозина и образование гормонов щитовидной железы - органификация тиреоглобулина. Взаимодействие йода с молекулой тиреоглобулина называют органификацией тиреоглобулина. Окисленный йод может непосредственно, но очень медленно, связываться с тирозином. Окисленный йод в клетках щитовидной железы связан с ферментом йодиназой (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок выше), присутствие которого ускоряет процесс от нескольких секунд до нескольких минут, поэтому во время высвобождения молекулы тиреоглобулина из аппарата Гольджи или секреции ее через апикальную мембрану в фолликул йод успевает связаться с 1/6 частью молекул тирозина в тиреоглобулине.
На рисунке ниже показана последовательность стадий йодирования тирозина и окончательное формирование двух важных гормонов щитовидной железы — тироксина и трийодтиронина.
Реакции образования тироксина и трийодтиронина
Тирозин в начале йодируется в монойодтирозин, а затем — в трийодтиронин. Если же 1 молекула монойодтирозина объединяется с 1 молекулой дийодтирозина, образуется трийодтиронин, которым представлена 1/15 окончательного количества гормонов. В течение последующих нескольких минут, часов и даже дней все больше молекул йодтирозина объединяются друг с другом.
Большая часть продуктов реакции взаимодействия превращается в гормон тироксин, остающийся частью молекулы тиреоглобулина.
г) Хранение тиреоглобулина. Щитовидные железы отличаются от прочих эндокринных желез способностью запасать большие количества гормонов. После синтеза гормонов и устранения вызвавшей его причины каждая молекула тиреоглобулина включает до 30 молекул тироксина и несколько молекул трийодтиронина. В такой форме гормоны щитовидной железа хранятся в фолликулах в количествах, достаточных для обеспечения нормальных потребностей организма в метаболических гормонах в течение 2-3 мес. Следовательно, если синтез гормонов прекращается, их дефицит не обнаруживается на протяжении нескольких месяцев.
Видео физиология гормонов щитовидной железы - профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин
