Гормоны щитовидной железы контролируют метаболическую деятельность всех тканей путем регуляции генов, белковые продукты которых влияют на клеточное дыхание. Многие ткани отвечают на гормональную и паракринную стимуляцию активацией клеточного метаболизма. Например, скелетные мышцы отвечают на непрерывную стимуляцию активацией миозин-АТФазы и последующим увеличением уровня глюкозы и поддержанием сокращения мышц.
Независимо от типа тканей и функционально-ориентированной регуляции клеточного метаболизма гормоны щитовидной железы регулируют клеточный метаболизм и синтез белка. Эти процессы обычно определяют как обмен веществ. Гормоны щитовидной железы оказывают множественные эффекты, являющиеся проявлением процесса регулирования общего уровня метаболизма и энергозатрат клеток тела.
Такие факторы, как голодание или тяжелая болезнь, сокращают активность гормонов щитовидной железы и консервируют энергозатраты во многих тканях, и наоборот, в условиях возбуждения ЦНС, например состоянии страха или беспокойства, гипоталамо-гипофизарно-щитовидная система стимулируется. Гормоны щитовидной железы в целом не являются компонентами гормональной реакции на стресс из-за замедленности их действия, однако они являются дополнительным фактором при длительной стрессовой ситуации.
Синтез, высвобождение и действие гормонов щитовидной железы на органы-мишени — многоступенчатый процесс, некоторые из этих ступеней — места действия лекарств. Активный гормон щитовидной железы трийодтиронин (Т3) и его предшественник тироксин, или тетрайодтиронин (Т4), формируются в дополнение к анионам I на двух ароматических кольцах остатков тирозина на большом пептиде в щитовидной железе. Для йодирования тирозина и объединения двух йодтирозиновых молекул при образовании тиронина в эпителиальных клетках щитовидной железы необходимы три фактора:
• способность накапливать высокие межклеточные концентрации I-активным транспортом;
• действие окисляющего энзима, трийодпероксидазы, катализирующего связывание гипойодата (IO-) с тирозиновым кольцом, и связывание двух йодированных молекул тирозина;
• наличие крупного полипептидного тиреоглобулина со множественными тирозиновыми остатками, подходящими для йодирования. Иодированный тиронин хранится во внеклеточных тиреоидных фолликулах. Он высвобождается в кровь как гормон щитовидной железы после эндоцитоза фолликулярными клетками щитовидной железы. В тиреоидных фолликулах хранится тиреоидный прегормон, обычно в достаточных количествах, чтобы поддерживать высвобождение Т4 в течение примерно 6 нед.
Т3 имеет в 10 раз большее сродство к тиреоидному рецептору, чем Т4, поэтому Т3 считают активной формой гормона. Хотя некоторое количество Т3 высвобождается из щитовидной железы, основная его часть формируется путем дейодирования Т4 энзимов дейодиназы. Изоформы энзимов дейодиназы в гипофизе (тип II) и на периферии (тип I) регулируются дифференцированно. При системном заболевании или голодании активность изоформ типа I сокращается, в то время как тип II сохраняется.
Этот механизм приводит к сокращению периферических метаболических потребностей, предотвращая компенсаторное увеличение высвобождения TSH.
