Функции гормонов щитовидной железы. Влияние тиреоидных гормонов на метаболизм
а) Физиологические функции гормонов щитовидной железы. Гормоны щитовидной железы стимулируют транскрипцию многих генов. Главным эффектом гормонов щитовидной железы является активация транскрипции большого количества генов в ядре (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже).
Активация тироксином клеткимишени. Тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3) быстро диффундируют через клеточную мембрану.
Большая часть тироксина дейодируется, образуя Т3, который взаимодействует с рецептором тиреоидного гормона, связанного в виде гетеродимера с ретиноид-Х-рецептором на генном фрагменте реагирования тиреоидного гормона.
Это ведет к увеличению либо снижению процесса транскрипции гена, что обусловливает продукцию белков, осуществляющих ответ клетки на действие тиреоидного гормона.
Показано влияние тиреоидного гормона на клетки различных систем. мРНК - матричная рибонуклеиновая кислота.
Под влиянием тиреоидных гормонов практически во всех клетках организма начинает синтезироваться большое количество ферментов, структурных и транспортных белков и прочих веществ. В итоге во всем организме повышается функциональная активность.
Большая часть синтезируемого щитовидной железой тироксина преобразуется в трийодтиронин. Прежде чем тироксин окажет влияние на геном, повышающее транскрипцию генов, он претерпевает структурные изменения, заключающиеся в отдаче одного иона йода практически всеми молекулами тироксина, что превращает его в трийодтиронин. Внутриклеточные рецепторы имеют большое сродство к трийодтиронину. В результате более 90% гормонов щитовидной железы, связывающихся с рецепторами, являются трийодтиронином.
б) Гормоны щитовидной железы активируют рецепторы в ядре. Рецепторы гормонов щитовидной железы прикреплены к нитям ДНК либо расположены поблизости от них. Рецептор тиреоидного гормона обычно образует гетеродимер с ретиноидХ-рецептором на специфическом фрагменте реагирования тиреоидного гормона на ДНК. Связываясь с тиреоидным гормоном, рецепторы становятся активными и инициируют процесс транскрипции.
В результате образуются большие количества различных типов информационных РНК; в последующие несколько минут или часов они расходуются на процессы трансляции с помощью РНК на рибосомах, приводящие к образованию сотен новых внутриклеточных белков.
в) Тиреоидные гормоны увеличивают метаболическую активность клеток. Тиреоидные гормоны увеличивают метаболическую активность практически всех тканей организма. На фоне повышенной секреции гормонов уровень основного обмена может возрастать на 60-100%. Резко возрастает использование различных веществ в энергетических процессах. В то же время, несмотря на стимуляцию тиреоидными гормонами синтеза белка, скорость его распада также увеличивается. Отмечено существенное увеличение скорости роста у молодых людей.
Повышается мозговая активность, а также активность большинства существующих эндокринных желез.
г) Тиреоидные гормоны увеличивают количество и активность митохондрий. На фоне введения тиреоидных гормонов у животных в большинстве клеток увеличиваются как количество, так и размеры митохондрий. Более того, почти прямо пропорционально увеличению скорости метаболизма животного возрастает площадь поверхности мембран митохондрий, поэтому одной из основных функций тироксина является увеличение количества и активности митохондрий, приводящее к образованию аденозинтрифосфата — источника энергии клетки.
Однако увеличение количества и активности митохондрий, отмечаемое на фоне повышенной концентрации тироксина в плазме, может быть как следствием возросшей активности клетки, так и причиной этой активности.
д) Тиреоидные гормоны увеличивают активный транспорт ионов через клеточные мембраны. Одним из ферментов, увеличивающих свою активность под влиянием тиреоидных гормонов, является Na+/K+-АТФ-аза. Это в итоге увеличивает транспорт ионов натрия и калия через мембраны клеток в некоторых тканях. Поскольку этот процесс использует энергию и увеличивает рассеивание тепла организмом, предположили, что обеспечение функционирования этого механизма может быть одной из причин увеличения скорости обменных процессов.
Действительно, метаболические гормоны щитовидной железы повышают проницаемость мембран большинства клеток для натрия, активирующую Na+/K+-нaсос, что опосредованно приводит к увеличению продукции тепла.
