Щитовидная железа. Действие тиреоидных гормонов Физиологические эффекты тироксина

Биологическое действие гормонов щитовидной железы распространяются на множество физиологических функций организма.

Функции трийодтиронина и тироксина:

1. Стимуляция обменных процессов: усиление расщепления белков, жиров, углеводов; усиление окислительных процессов; термогенез; активация пищеварительных процессов, повышение продуктивности.

2. Регуляция роста, развития, дифференцировки тканей. Метаморфоз. Формирование костей. Рост волосяного покрова. Развитие нервной ткани и стимуляция нервных процессов.

3. Усиление сердечной деятельности, повышение чувствительности сердца к влиянию симпатической нервной системы.

Симпатическая нервная система усиливает активность щитовидной железы, парасимпатическая угнетает. Физиологическая гипофункция щитовидной железы: во время сна. Физиологическая гиперфункция железы: во время беременности и лактации. В частности, гормоны регулируют скорость основного обмена, роста и дифференцировку тканей, обмена белков, углеводов и липидов, водно-электролитный обмен, деятельность центральной нервной системы, пищеварительного тракта, гемопоэз, функцию сердечнососудистой системы, потребность в витаминах, сопротивляемость организма инфекциям.

В эмбриональном периоде тиреоидные гормоны оказывают исключительное влияние на формирование основных структур мозга, отвечающих за моторные функции и интеллектуальные возможности человека, а также способствуют созреванию «улитки» слухового анализатора.

Хотя существуют некоторые доказательства в поддержку действия тиреоидных гормонов на уровне клеточной поверхности и митохондрий, большинство характерных для тиреоидных гормонов биологических эффектов, как считается, опосредуется взаимодействием Т 3 со специфическими рецепторами. Механизм действия тиреоидных гормонов очень похож на действие стероидных гормонов в том, что гормон связывается с ядерным рецептором, в результате чего изменяется транскрипция специфических информационных РНК.

Тиреоидные гормоны так же как и стероидные, легко диффундируют через липидную клеточную мембрану и связываются внутриклеточными белками. По другим данным, тиреоидные гормоны взаимодействуют сначала с рецептором на плазматической мембране и лишь после этого попадают в цитоплазму, где комплексируются с белками, образуя внутриклеточный пул тиреоидных гормонов. Биологическое действие в основном осуществляется Т3, который связывается с цитоплазматическим рецептором. Механизм действия тиреоидных гормонов иллюстрируется схемой, изображенной на рисунке ниже.

Рис. Механизм действия тиреоидных гормонов

МБ- мембрана клетки; Р – рецептор мембраны; МЯ – мембрана ядра; РЦ – цитоплазматический рецептор; РЯ – рецептор ядра; ЭС – эндоплазматическая сеть; М – митохондрия.

Тироидцитоплазматический комплекс сначала диссоциирует, а затем Т 3 непосредственно связывается рецепторами ядра, обладающими к нему высокой аффинностью. Кроме того, высокоаффинные рецепторы к Т 3 обнаруживаются и в митохондриях. Считается, что калоригенное действие тиреотропных гормонов осуществляется в митохондриях посредством генерации новой АТФ, для образования которой используется аденозиндифосфат (АДФ).

Тиреотропные гормоны регулируют синтез белка на уровне транскрипции, и это их действие, обнаруживается через 12 – 24 ч, может быть блокировано введение ингибиторов синтеза РНК. Помимо внутриклеточного действия, тиреоидные гормоны стимулируют транспорт глюкозы и аминокислот через клеточную мембрану, непосредственно влияя на активность некоторых локализованных в ней ферментов.

Таким образом, специфическое действие гормонов проявляется лишь после компенсирования его с соответствующим рецептором. Рецептор после опознавания и связывания гормона генерирует физические или химические сигналы, которые вызывают последовательную цепь пострецепторных взаимодействий, заканчивающихся проявлением специфического биологического эффекта гормона. Отсюда следует, что биологическое действие гормона зависит не только от его содержания в крови, но и от количества и функционального состояния рецепторов, а так же от уровня функционирования пострецепторного механизма.

В отличие от рецепторов стероидных гормонов, которые не могут прочно заякориваться в ядре перед связыванием гормона (и таким образом обнаруживаются в цитозольных фракциях после разрушения клеток), рецепторы тиреоидных гормонов прочно связанны с кислыми негистоновыми ядерными белками. Высокая гидрофобность Т 3 и Т 4 является основанием для действия их по цитозольному механизму. Оказалось, что рецепторы тиреоидных гормонов в основном находятся в ядре и образованные гормон-рецепторные комплексы, взаимодействуя с ДНК, изменяют функциональную активность некоторых участков генома. Результатом действия Т 3 и является индукция процессов транскрипции и, как следствие, биосинтез белков. Эти молекулярные механизмы лежат в основе влияния тиреоидных гормонов на многие обменные процессы в организме. В ответ на тиреоидные гормоны растет количество рецепторов, а не их сродство. Этот ядерный рецептор тиреоидных гормонов обладает низкой емкостью (приблизительно 1 пмоль/мг ДНК) и высоким сродством к Т 3 около (10 -10 М). Сродство рецептора к Т 4 примерно в 15 раз меньше.

Главная метаболическая функция гормонов щитовидной железы состоит в повышении поглощения кислорода. Эффект наблюдается во всех органах, кроме мозга, ретикулоэндотелиальной системы и гонад. Особое внимание привлекают к себе митохондрии, в которых Т 4 вызывает морфологические изменения и разобщает окислительное фосфорилирование. Эти эффекты требуют больших количеств гормона и, почти наверняка, не имеет места в физиологических условиях. Тиреоидные гормоны индуцируют митохондриальную α-глицеро-фосфатдегидрогеназу, что, возможно, связано с их действием на поглощение О 2 .

Согласно гипотезе Эдельмана, большая часть энергии, утилизируемой клеткой, используется для работы Na + / K + - ATФазного насоса. Гормоны щитовидной железы повышают эффективность этого насоса, увеличивая количества составляющих его единиц. Поскольку таким насосом обладают все клетки и практически каждая из них реагирует на тиреоидные гормоны, повышенная утилизация АТФ и связанное с нею увеличение потребление кислорода в процессе окислительного фосфорилирования могут представлять собою основной механизм действуя этих гормонов.

Гормоны щитовидной железы, подобно стероидам индуцируют синтез белков путем активации механизма генной транскрипции. По – видимому, именно таков механизм, посредством которого Т 3 усиливает общий синтез белка и обеспечивает положительный азотный баланс. Здесь проявляется связь между двумя группами гормонов, оказывающих влияние на рост: тиреоидными гормонами и гормонами роста. Т 3 и глюкокортикоиды повышают уровень транскрипции гена гормона роста, увеличивая тем самым образование последнего. Это объясняет классическое наблюдение, согласно которому в гипофизе животных с дефицитом Т 3 отсутствует гормон роста. Очень же высокие концентрации Т 3 подавляют синтез белка и обуславливают отрицательный азотный баланс.

Гормоны щитовидной железы взаимодействуют и с низкоаффинными связывающими участками в цитоплазме, которые, очевидно, не тождественны белку ядерного рецептора. Цитоплазматическое связывание может служить для удержания гормонов поблизости от истинных рецепторов. Тиреоидные гормоны известны, как важные модуляторы процессов развития.

Поскольку именно Т 3 осуществляет основные метаболическое действие на уровне ядра и митохондрий, а эффективность взаимодействия Т 3 с внутриклеточным рецепторным аппаратом зависит от ряда факторов, то изменение гормонсвязывающей активности клетки по отношению к Т3 может повлиять на эффективность трансформации гормонального сигнала в биохимический ответ клетки. Не исключено, что нарушение способности клетки связывать тиреоидные гормоны может играть роль в патогенезе рака щитовидной железы и тиреоидита.

Н едостаток тиреоидных гормонов

Тяжелая недостаточность тиреоидных гормонов у детей называется кретинизмом и характеризуется задержкой роста и умственного развития. Вехи развития ребенка, такие как сидение и ходьба, отставлены. Нарушение линейного роста может приводить к карликовости, характеризуемой непропорционально короткими конечностями по сравнению с туловищем. Когда недостаточность тиреоидных гормонов возникает в более позднем детстве, задержка умственного развития менее выражена, и главной характеристикой является нарушение линейного роста. В результате ребенок выглядит более юным по сравнению со своим хронологическим возрастом. Развитие эпифизов задерживается, так что костный возраст становится меньше хронологического. Возраста.

Возникновение недостаточности тиреоидных гормонов у взрослых обычно малозаметно; признаки и симптомы возникают постепенно в течение месяцев или лет. Ранние симптомы неспецифичны. Со временем замедляются умственные процессы и моторная активность в целом. Хотя наблюдается некоторая прибавка в весе, аппетит обычно снижен, так что сильное ожирение встречается редко. Непереносимость холода может быть первой манифестацией недостаточности тиреоидных гормонов с индивидуальными жалобами на ощущение холода в комнате, в которой другие чувствуют себя комфортно. Женщины могут испытывать нарушения менструальной функции, причем более обильные менструации наблюдаются чаще, чем прекращение менструации. Пониженный клиренс андрогенов надпочечников может облегчать образование эстрогенов за пределами желез, что ведет к ановуляторным циклам и бесплодию. Когда недостаточность тиреоидных гормонов является длительной и тяжелой, возникает аккумуляция мукополисахаридов в подкожных тканях и других органах, обозначаемая микседемой. Инфильтрация дермы ведет к огрублению черт, приорбитальной эдеме и отеку рук и ног, не связанному с давлением. Отвердение и болезненность мышц могут быть следствием отека мышц как раннего проявления заболевания. Запаздывающие сокращения и расслабления мышц ведут к медленным движениям и отставленным рефлексам сухожилий. Как объем выбросов, так и частота сердечных сокращений снижены, так что производительность сердца снижается. Сердце может увеличиться, и развиваться экссудативный перикард. Накапливается плевральная жидкость, богатая белком и мукополисахаридами. Замедление умственных способностей характеризуется нарушением памяти, замедленной речью, пониженной инициативностью и в конечном итоге сонливостью. При воздействии окружающей среды легкая гипотермия иногда переходит в более тяжелую. В конечном счете, может развиться кома в сочетании с гиповентиляцией.

Избыток тиреоидных гормонов

Наиболее ранние проявления избытка тиреоидных гормонов- нервозность, возбудимость или эмоциональная нестабильность, ощущение сердцебиения, утомляемость и непереносимость тепла. Как и в случае с недостаточности тиреоидных гормонов, последнее может проявляться в виде дискомфорта в комнате, в которой другие ощущают себя комфортно. Обычно отмечается повышенная потливость.

Потеря веса, не смотря на нормальное или повышенной потребление пищи, является одним из наиболее обычных проявлений. Повышенное потребление пищи иногда может быть настолько велико, что преодолевает гиперметаболический статус и ведет к увеличению массы тела. Большинство больных утверждают, что повышенное потребление калорий у них происходит преимущественно в форме углеводов. У женщин менструальные кровотечения снижаются или отсутствуют. Частота перистальтики кишечника в сутки часто растет, но истинная водная диарея возникает редко. Внешние признаки могут включать теплую влажную кожу с бархатистой текстурой, часто сравниваемую с кожей новорожденных; изменения ногтей пальцев, называемые онихолизисом, включающие отслоение ногтя от ногтевого ложа; слабость проксимальных мышц, часто создающая трудности для больного при подъеме из сидячего положения или с корточек. Волосы имеют хорошую текстуру, но может наблюдаться выпадение волос. Характерна тахикардия, сохраняющаяся во сне, могут развиваться предсердная аритмия и застойная недостаточность сердца.

Важную роль в работе всего организма играют незаменимые тиреоидные гормоны щитовидной железы.

Они являются своего рода топливом, которое обеспечивает полноценную работу всех систем и тканей организма.

При нормальной работе щитовидной железы их работа незаметна, но стоит только нарушиться балансу активных веществ эндокринной системы, то сразу же недостаток выработки тиреогормонов становится ощутимым.

Физиологическое действие тиреоидных гормонов щитовидной железы весьма широко.
Оно затрагивает следующие системы организма:

сердечную деятельность;
органы дыхания;
синтез глюкозы, контроль производства гликогена в печени;
работа почек и производство гормонов коры надпочечников;
температурный баланс в теле человека;
формирование нервных волокон, адекватная передача нервных импульсов;
распад жира.

Без тиреоидных гормонов не возможен кислородный обмен между клетками организма, а также доставка витаминов и минералов к клеткам организма.

Механизм действия эндокринной системы

На работу щитовидной железы прямое воздействие оказывает работа гипоталамуса и гипофиза.

Механизм регулировки производства тиреогормонов в щитовидке напрямую зависит от — ТТГ, причем, на гипофиз происходит в двустороннем порядке благодаря нервным импульсам, передающим информацию в двух направлениях.

Система работает следующим образом:

Как только появляется необходимость в усилении в щитовидке, к гипоталамусу поступает нейронный импульс от железы.
Необходимый для производства ТТГ релизинг-фактор посылается из гипоталамуса в гипофиз.
В клетках передней синтезируется нужное количество ТТГ.
Поступающий в щитовидку тиреотропин стимулирует выработку Т3 и Т4.

Известно, что в разное время суток и при различных обстоятельствах эта система работает по-разному.

Так, максимальная концентрация ТТГ обнаруживается с вечерние часы, а релизинг-фактор гипоталамуса активен именно в ранние утренние часы после пробуждения человека.

Возможно, что лекарственные средства придется принимать всю жизнь для поддержания нормальной работы железы, но желательно знать и о других .

Лекция 8.

Щитовидная железа. Физиологические эффекты гормонов щитовидной железы.

1. Строение. Эмбриогенез.

5. Механизм действия тиреоидных гормонов.

1. Строение. Эмбриогенез.

Щитовидная железа есть у всех позвоночных. У человека она расположена в передней области шеи, несколько ниже перстневидного хряща гортани. Она подковообразной формы и состоит из трех основных частей: двух боковых долей и средней непарной части – перешейка.

В процессе эмбриогенеза человека щитовидная железа закладывается на 3-ей неделе внутриутробного развития. Уже между 12-ой и 14-й неделями внутриутробной жизни щитовидная железа способна поглощать и накапливать йод. Между 15-й и 19-й неделями начинается органическое связывание йода и синтез гормона тироксина. Т.о., щитовидная железа начинает функционировать у зародыша задолго до его рождения, ее гормональная деятельность необходима для полноценного развития плода.

Ткань щитовидной железы разделена соединительнотканными прослойками на отдельные дольки. Основным элементом ее паренхимы являются фолликулы. стенка каждого фолликула состоит из тиреоцитов – клеток однослойного эпителия, вырабатывающих два йодсодержащих гормона щитовидной железы. В периоды низкой функциональной активности железы эпителий плоский, при увеличении ее он становится кубическим и даже цилиндрическим. Внутри фолликула содержится коллоид – секретируемая эпителием фолликулом однородная масса, содержащая йод. Между фолликулами расположена рыхлая соединительная ткань, в которой встречаются скопления эпителиальных клеток – интерфолликулярные островки, которые служат источником образования новых фолликулов.

В стенке фолликулов и в интерфолликулярных островках встречаются особые клетки круглой или овальной формы, отличающиеся светлоокрашивающейся цитоплазмой («светлые» клетки). Повышение активности этих клеток происходит после перфузии щитовидной железы растворами с высоким содержанием кальция. «светлые» клетки участвуют в секреции кальцитонина, и поэтому получили название С-клетки или К-клетки (англ. – calcitonin или рус. кальцитонин). Некоторое количество «светлых» клеток в процессе эволюции мигрировало в другие эндокринные железы – околощитовидные и вилочковую железы.

Щитовидная железа занимает первое место в организме по объему кровоснабжения (через грамм ткани за 1 мин протекает 5,6 мл крови, через почки – только 1,5 мл), что свидетельствует об активной эндокринной функции железы. Иннервация железы осуществляется симпатическими, парасимпатическими и соматическими нервами. Многие симпатические нервные окончания непосредственно связаны с фолликулами, что создает условия для прямого их воздействия на секрецию тиреоидных гормонов.

2. Гормоны щитовидной железы и их образование.

К гормонам щитовидной железы относятся два йодированных гормона (тироксин и трийодтиронин) и три пептидных гормона, входящих в семейство кальцитонина.

Тироксин и трийодтиронин образуются в клетках фолликулярного эпителия. Для синтеза этих гормонов необходимо постоянное поступление в организм неорганического йода, который человек получает с пищей в виде иодидов – йодистого калия и йодистого натрия (в суточном рационе – 100-200 мкг). В организме человека содержится 30-50 мг йода, из них около 15 мг – в щитовидной железе.

Гормонообразование в щитовидной железе проходит следующие фазы:

1. Неорганический йод, поступивший в организм с пищей, всасывается в кровь и поступает в фолликулы щитовидной железы, где он концентрируется. Затем их йодидов в процессе ферментативного окисления освобождается элементарный йод.

2. Йод соединяется с молекулой тирозина и образуется монойодтирозин и дийодтирозин. Затем йодированные тирозины окисляются, конденсируются и образуют тироксин и трийодтирозин. Соотношение синтезируемых тироксина и трийодтиронина составляет примерно 4:1. Центральная роль в описанных процессах принадлежит крупномолекулярному гликопротеиду тиреоглобулину , который включает в себя остатки аминокислоты тирозина и йод. Тиреоглобулин синтезируется эпителиальными клетками фолликулов, а затем накапливается в коллоиде фолликулярной полости. Именно внутри его молекулы происходят процессы органического связывания йода, образования йодированных тирозинов и их конденсация. Таким образом, биосинтез тироксина и трийодтиронина основан на непрерывном образовании тиреоглобулина. Частично этот процесс может происходить и непосредственно в тиреоцитах.

3. Тиреоидные гормоны освобождаются из молекулы тиреоглобулина и выделяются в кровь. Этот этап начинается с поступления коллоидных капелек внутрь эпителиальных клеток путем пиноцитоза, после чего происходит протеолитическое расщепление молекулы тиреоглобулина катепсинами лизосом эпителиальных клеток. В результате освобождаются тироксин, трийодтирозин, а также моно- и дийодтирозины. Гормоны проникают в кровь, а йотирозины подвергаются деиодированию.

Основным тиреоидным гормоном, циркулирующим в крови, является тироксин. Тироксин находится в связанном с белками состоянии. У человека примерно 75 % циркулирующего тироксина связано с α -глобулином, 10-15 % - с преальбумином, небольшие количества – с альбумином. Эта связь носит обратимый характер. Трийодитонин также связывается с белками плазмы, но менее прочно, поэтому физиологическое действие его проявляется быстрее, чем тироксина. Связь с белками препятствует потере тиреоидных гормонов через почки.

Внутрь клетки проникают только свободные тироксин и трийодтиронин, которые фиксируются специфическими белками. В периферических тканях происходит метаболизм тиреоидных гормонов, в том числе их деиодирование. При этом тироксин частично переходит в биологически более активный трийодтиронин. при полном деиодировании, а также разрушении пептидной цепочки гормоны полностью инактивируются.

Организму взрослого человека в сутки требуется 100-300 мкг тироксина или 50-150 мкг трийодтиронина. Разрушаются тиреоидные гормоны довольно медленно: период полураспада тироксина – около 4 суток, а трийодиронина – 45 часов. Избыток гормонов разрушается или выводится из организма. Метаболическая деградация гормонов происходит главным образом в печени. Причем, полагают, что образующиеся метаболиты обладают физиологической активностью. Известно, что продукт дезаминирования тироксина сильно стимулирует метаморфоз у амфибий (действие у млекопитающих не изучено).

Выведению тироксина и трийодтиронина из ооганизма предшествует их конъюгирование с глюкуроновой и серной кислотами в печени. Образующиеся глюкурониды и сульфоглюкурониды тиреоидных гормонов проступают в желчь и с ней в кишечник. Небольшая часть этих конъюгатов гидролизируется кишечными ферментами и реабсорбируется в кровь. Некоторое количество тиреоидных гормонов выводится почками.

3. Регуляция биосинтеза и секреции тиреоидных гормонов .

Основным регулятором функции фолликулов щитовидной железы является тиреотропин (гормон, секретируемый передней долей гипофиза ). Под влиянием тиреотропина происходят следующие изменения:

1. Происходит рост тиреоцитов (после удаления гипофиза они становятся плоскими, а после введения тиреотропина – кубическим или цилиндрическим);

2. Активирует биосинтез треоидных гормонов на разных этапах:

Усиливает активный перенос иодидов из крови в фолликулы железы, благодаря деполяризации клеточных мембран и повышению АТФ-азной активности;

Увеличивает окисление иодидов, образование йодтиронинов, синтез тиреоглобулина;

усиливаются пиноцитоз тиреоглобулина и миграция его к лизосомам, расщепление его протеолитическими ферментами и выделение свободных тироксина и трийодтиронина в кровь.

Все это объясняет, почему разрушение передней доли гипофиза влечет за собой атрофию паренхимы щитовидной железы и гипотериоз и отчего избыточная продукция тиреотропина приводит к развитию гипертиреоза.

Взаимоотношения между гипофизом и щитовидной железы происходит по принципу прямой и обратной связи.

Секреция тиреотропина активируется тиреолиберином (тиреотропин-рилизинг- фактором), вырабатываемым нейросекреторными элементами гипоталамуса. Таким образом, в организме функционирует единая система: тиреолиберин-тиреотропин- тиреоидные гормоны или система гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа. Через гипоталамическую область мозга и гипофиз к щитовидной железе передаются сигналы из ЦНС, в том числе ее высших отделов. Этот механизм лежит в основе острого (иногда в течение 1-2 суток) повышения функциональной активности щитовидной железы после психических травм у человека.

Между тиреоидными гормонами и тиреотропином, с одной стороны, и гипоталамическими клетками, вырабатывающих тиреолиберин, - с другой стороны, также существует обратная связь: повышенная выработка тиреоидных гормонов и тиреотропина угнетает образование тиреолиберина.

Полагают, что симпатические нервы возбуждают секреторную активность щитовидной железы, а парасимпатические - угнетают ее. Однако прямых доказательств мало. Имеются данные о контактах симпатических нервных окончаний с фолликулярным эпителием. Полагают, что вегетативная нервная система осуществляет лишь иннервацию сосудов (денервация щитовидной железы не препятствует ее реакции на тиреотропный гормон).

4. Методы оценки функциональной активности щитовидной железы.

1. Оценка функционального состояния щитовидной железы по величине основного обмена. Метод основан на данных о том, что йодсодержащие гормоны способны повышать основной обмен. Однако это метод неточен, так как на величину основного обмена могут влиять иные факторы (тонус вегетативной нервной системы, гормональная деятельность других эндокринных желез и др.).

2. Применения радиоактивного йода . Вводят небольшую дозу радиоактивного йода (от 1 до 5 мкКи) и через 2 и 24 часа определяют поглощение йода щитовидной железой (например, с помощью счетчика Гейгера-Мюллера). При нормальном функционировании щитовидной железы накопление йода в ней составляет: за 2 часа – 7-12 %, а за 24 часа – 20-29 % введенного количества. При снижении ее функции соответствующие величины составляют соответственно – 1-2 и 2-4-%, а при повышенной функции – 20-40 и 40-80 %.

3. Определение количества связанного с белками йода плазмы (СБИ). У здоровых людей СБИ составляет 3,4-8 мкг%, при тиреотоксикозе – свыше 8,5, а при гипотиреозе – менее 3 мкг%.

4. Определение реактивности щитовидной железы к тиреотропину : сначала определяют базальную концентрацию тиреоидных гормонов в плазме (сыворотке) крови, а затем их содержание после введения тиреотропина.

5. Физиологическое значение и механизмы действия гормонов щитовидной железы.

Тироксин и трийодтиронин обладают очень широким спектром действия на функции организма.

Рост и развитие . Удаление или ослабление функций щитовидной железы у взрослых способствует снижению секреции тиреоидных гормонов, что приводит к снижению основного обмена на 40-50 %. Кожа теряет свою эластичность, волосяной покров редеет, замедляется работа сердца. У детей также задерживается рост скелета, развитие и половое созревание. Тироксин и трийодтиронин взаимодействуют с гормоном роста (соматотропным гормоном). Врожденное недоразвитие или даже полное отсутствие щитовидной железы у человека способствует развитию кретинизма . Кретинизм проявляется нарушением пропорций тела, задержкой роста, снижением основного обмена, изменением состояния покровных тканей, недоразвитием мышц, подавлением рассудочной деятельности, бесплодием, сердечной слабостью и т.д. Природа нарушений процесса дифференцировки железы в эмбриогенезе пока недостаточно выяснена. Причиной развития спонтанного кретинизма у человека также может быть хроническая недостаточность йодидов в пищевом рационе. Гиперфункция щитовидной железы оказывает противоположные изменения в организме человека.

Влияние на нервную систему . При подавлении или выключении функции щитовидной железы на начальных этапах онтогенеза возникают глубокие нарушения функций высших отделов головного мозга: снижение условно-рефлекторной деятельности, снижение ориентировочных реакций. Гипотериоз приводит к изменениям в других отделах мозга и периферической нервной системе: снижается возбудимость нервных центров, периферических ганглиев и нервно-органных синапсов. Полагают, что в основе этих нарушений лежит резко сниженная степень дифференцировки нервной ткани: уменьшение размеров нейронов, торможение развития нервных терминалей, торможение сипапсогенеза, снижение миелинизации нервов и белкового синтеза в ткани мозга. По мнению некоторых ученых, тироксин необходим для запуска дифференцировки нервных клеток. Дефицит или избыток тиреоидных гормонов в критическом периоде развития ЦНС вызывают глубокие изменения в различных отделах мозга. Они могут быть компенсированы нормализацией баланса тиреоидных гормонов только в пределах этого же периода, но не позже (у человека в первые 3-6 месяцев). После завершения критического периода развития возникшие изменения в нервных клетках становятся необратимыми.

Важную роль в работе всего организма играют незаменимые тиреоидные гормоны щитовидной железы.

Они являются своего рода топливом, которое обеспечивает полноценную работу всех систем и тканей организма.

Для чего нужны тиреогормоны щитовидной железы?

сердечную деятельность;
органы дыхания;
синтез глюкозы, контроль производства гликогена в печени;
работа почек и производство гормонов коры надпочечников;
температурный баланс в теле человека;
формирование нервных волокон, адекватная передача нервных импульсов;
распад жира.

Механизм действия эндокринной системы

На работу щитовидной железы прямое воздействие оказывает работа гипоталамуса и гипофиза.

Механизм регулировки производства тиреогормонов в щитовидке напрямую зависит от гормона передней доли гипофиза — ТТГ, причем, влияние щитовидной железы на гипофиз происходит в двустороннем порядке благодаря нервным импульсам, передающим информацию в двух направлениях.

Система работает следующим образом:

Как только появляется необходимость в усилении выработки тиреотропных гормонов в щитовидке, к гипоталамусу поступает нейронный импульс от железы.
Необходимый для производства ТТГ релизинг-фактор посылается из гипоталамуса в гипофиз.
В клетках передней доли гипофиза синтезируется нужное количество ТТГ.
Поступающий в щитовидку тиреотропин стимулирует выработку Т3 и Т4.

Известно, что в разное время суток и при различных обстоятельствах эта система работает по-разному.

Такой суточный ритм работы эндокринной системы называется циркадным ритмом.

Что такое гормон Т3?

Гормон трийодтиронин Т3 — это основное активное вещество щитовидной железы.

В нем содержится три молекулы йода. Он производится в меньшей концентрации, чем Т4.

В крови Т3 перемещается с помощью специального белка — тиреосвязывающего глобулина.

Как только трийодтиронин приближается к клеткам-мишеням, он высвобождается из связки с ТСГ для проникновения внутрь клеточной оболочки.

Таким образом, в крови можно наблюдать Т3 как в свободном состоянии, так и в связанном.

Чем отличается гормон Т4?

Гормон тироксин Т4 — это своего рода прогормон трийодтиронина. Он содержит в себе 4 молекулы йода.

Его концентрация всегда больше количества Т3 в 3-4 раза, но активность гораздо меньше.

Гормон Т4 является своего рода стратегическим запасом тиреогормонов, так как он легко преобразуется в трийодтиронин путем высвобождения одной молекулы йода, если в этом есть необходимость.

Организм всегда обладает определенным запасом этого гормона на 10 дней вперед.

Как происходит синтез тиреогормонов?

Тиреоидные гормоны щитовидной железы — это единственные активные вещества в организме, которые в своей структуре содержат молекулы чистого йода.

Поэтому для их производства постоянно происходит захват йода.
Синтез тиреоидных гормонов происходит в А-клетках щитовидной железы по следующему принципу:

Внутри фолликулярных клеток образуется коллоидная полость, которая состоит из тиреоглобулина.
Белок тиреоглобулин является основой для создания трийодтиронина и тироксина.
При попадании в полость фолликула тиреотропного гормона гипофиза, начинается процесс создания тиреогормонов внутри полости.
Для этого привлекаются соединения йода.
Для синтеза тиреоидных гормонов требуется также аминокислота тирозина.
Для транспортировки к тканям организма привлекается ТСГ — тиреосвязывающий глобулин.

Гормоны щитовидной железы влияют не только на ткани и клетки организма, но также и на другие железы внутренней секреции.

Велико их значения для синтеза половых гормонов как мужских, так и женских. Благодаря их действию регулируется менструальный цикл у женщин, что влияет на способность к зачатию ребенка и его полноценному вынашиванию.

Гипертиреоз

Повышенный уровень тиреоидных гормонов негативно сказывается на работе всех систем организма.

Щитовидная железа начинает синтезировать повышенное количество Т3 и Т4 по многим причинам.
Такое состояние называется гипертиреоз, оно зависит от следующих факторов:

наследственности;
генетических изменений в работе эндокринной железы;
внешних неблагоприятных факторов;
длительного пребывания в стрессовом состоянии;
возрастных гормональных изменений в организме человека.

Гипертиреоз может сопровождаться увеличением щитовидной железы.
Но наиболее частыми симптомами данного заболевания являются:

повышенная возбудимость, нарушение сна;
нарушение сердечного ритма, дыхания;
потеря веса при сохранении сильного аппетита;
нарушение зрения вплоть до катаракты и глаукомы;
поносы, которые могут привести к обезвоживанию организма.

При гипертиреозе увеличивается ритм всех обменных процессов, при этом повышается температура тела и потливость.

Эффект такого состояния опасен для человека, так как все ресурсы расходуются очень быстро и происходит истощение организма. К тому же возникает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, в частности, возникновения инфаркта.

По анализам крови можно определить гипертиреоз, если показатель ТТГ будет низким, тогда как концентрация Т3 и Т4 наоборот высоким.

Гипотиреоз

Противоположное гипертиреозу состояние гипотиреоз характеризуется пониженным уровнем тиреоидных гормонов.

Существенной причиной его развития является недостаток йода в пище человека. Особенно часто такая патология настигает женщин среднего и старшего возраста.

Гипотиреоз может стать причиной следующих недугов:

бесплодия;
сниженного либидо;
почечной недостаточности;
остеопороза;
инсультов и инфарктов;
сбоев в работе печени.

Снижение количества тиреогормонов можно определить по следующим признакам замедления метаболизма:

апатии и сонливости;
резкому набору веса при отсутствии аппетита;
запорам;
пониженной температуре тела;
снижению сердечных сокращений.

Такое состояние корректируется приемом гормонозаместительных препаратов.

Возможно, что лекарственные средства придется принимать всю жизнь для поддержания нормальной работы железы, но желательно знать и о других способах восстановления щитовидной железы.

Физиологическая роль гормонов коры надпочечников

Гормоны и коркового, и гормоны мозгового слоя надпочечников играют в человеческом организме большую роль. Основные гормоны, которые вырабатываются корой надпочечников – это кортизол, андрогены и альдостерон.

Если рассматривать надпочечники с анатомической точки зрения, то их можно разделить на три зоны – клубочковую, пучковую и сетчатую. В клубочковой зоне синтезируются минералокортикоиды, в пучковой – глюкокортикоиды, а сетчатая зона вырабатывает андрогены – половые гормоны. Мозговая часть устроена более просто – она состоит из нервных и железистых клеток, которые активизируясь синтезируют адреналин и норадреналин. Гормоны коры надпочечников, несмотря на то, что выполняют разные функции, синтезируются из одного и того же соединения – холестерина.

Вот почему, прежде чем абсолютно отказываться от употребления жиров, необходимо подумать о том, из чего же будут синтезироваться гормоны надпочечной зоны.

Если гормоны мозгового слоя продуцируются при активном участии нервной системы, то гормоны коркового вещества регулируются гипофизом. При этом выделяется АКТГ, и чем больше этого вещества содержится в крови, тем быстрее и активнее синтезируются гормоны. Обратная связь тоже имеет место – если уровень гормонов увеличивается, уровень, так называемого контролирующего вещества, снижается.

Гормоны сетчатой зоны

Гормоны сетчатой зоны коры надпочечников в большей степени представлены андростендионом – этот гормон тесно связан с эстрогеном и тестостероном. Физиологически он слабее тестостерона, и является мужским гормоном женского организма. От того в каком количестве он имеется в организме зависит как будут формироваться вторичные половые признаки. Недостаточное или избыточное количество андростендиона в организме женщины может вызвать сбои в организме, что может стать причиной развития некоторых заболеваний эндокринного порядка:

бесплодие или сложности с вынашиванием ребенка;
наличие у женщины мужских признаков – низкий голос, повышенное оволосение и прочие;
проблемы с функциональностью половых органов.

Кроме андростедиона, сетчатый слой надпочечников синтезирует дегидроэпиандростерон. Его роль заключается в продуцировании белковых молекул, с ним очень хорошо знакомы атлеты, поскольку при помощи этого гормона они наращивают мышечную массу.

Пучковая зона надпочечников

В этой зоне синтезируются стероидные гормоны – это кортизол и кортизон. Их действие заключается в следующем:

производство глюкозы;
расщепление белковых и жировых молекул;
снижение аллергических реакций в организме;
уменьшение воспалительных процессов;
возбуждение нервной системы;
влияние на кислотность желудка;
удержание в тканях воды;
если имеется физиологическая необходимость (скажем, беременность), угнетение работы иммунной системы;
регуляция давления в артериях;
повышение сопротивляемости и устойчивости к стрессам.

Гормоны клубочковой зоны

В этом отделе надпочечников продуцируется альдестерон, его роль в снижении концентрации калия в почках и в усилении всасывания жидкости и натрия. Таким образом происходит балансировка эти двух минералов в организме. Очень часто у людей со стойко высоким артериальным давлением обнаруживается повышенный уровень альдостерона.

В каком случае может произойти гормональный сбой

Роль гормонов надпочечников для организма человека очень велика, и естественно, нарушение работы надпочечников и их гормонов не только влечет за собой сбои в функционировании всего организма, но и напрямую зависит от процессов, которые в нем происходят.В частности,гормональные нарушения могут развиться при следующих патологиях:

инфекционные процессы;
туберкулезные заболевания;
онкология и метастазы;
кровоизлияния или травмы;
патологии аутоиммунного характера;
заболевания печени;
проблемы с почками;
врожденные патологии.

Что касается врожденных патологий, то речь идет о гиперплазии коры надпочечников. В этом случае синтез андрогена усиливается, и у девочек с данной патологией развиваются признаки псевдо гермафродитима, а мальчики в половом плане созревают раньше срока. Дети с такими нарушениями имеют недостаток в росте, поскольку дифференциация костной ткани прекращается.

Клиническая картина

Самыми первыми признаками плохой работы гормонов является усталость и повышенная утомляемость, в дальнейшем присоединяются другие симптомы, которые могут сменять друг друга в зависимости от того какая степень нарушения имеет место.

Нарушение функциональности сопровождается следующим:

отсутствие адекватной способности справляться со стрессовыми ситуациями, постоянные нервные срывы и депрессивные состояния;
чувство страха и тревожности;
сбои в сердечном ритме;
усиленное потовыделение;
нарушение сна;
тремор и дрожь;
слабость, обмороки;
болевые ощущения в поясничной области и головные боли.

Безусловно, хотя бы один из этих признаков может обнаружить у себя каждый человек, и естественно бежать в аптеку за лекарствами в этом случае неразумно. Каждый симптомом, взятый в отдельности, может быть ответной реакцией организма на стрессовую ситуацию, поэтому для уточнения диагноза необходимо проконсультироваться со специалистом, сдать необходимые анализы и только потом принимать решение о медикаментозной терапии.

У женщин сбои в работе надпочечников приводят к:

нарушению менструального цикла;
проблемам с мочеиспусканием;
избыточному весу, так как происходят нарушения в процессах метаболизма.

У мужчин может наблюдаться следующее:

жировые отложения в области живота;
плохой рост волос;
отсутствие полового влечения;
высокий тембр голоса.

Диагностические мероприятия

В настоящее время определить сбой в работе надпочечников никакой сложности не представляет. Лабораторные исследования могут определить уровень гормонов при помощи обычного анализа мочи или крови. Как правило, этого вполне достаточно, чтобы поставить правильный диагноз. В некоторых случаях врач может назначить УЗИ, КТ или МРТ интересующего эндокринного органа.

Как правило, исследования чаще всего назначаются лицам, у которых имеется задержка полового развития, привычный выкидыш или бесплодие. Кроме того, врач может исследовать деятельность надпочечников при сбоях в менструальном цикле, мышечной атрофии, остеопорозе, стойком повышении давления, ожирении или усиленной пигментации кожного покрова.

Как влиять на гормональные показатели

К нарушению функциональности надпочечников приводит голодание и стрессовые ситуации. Так как синтез кортикостероидов происходит в определенном ритме, необходимо питаться соблюдая этот ритм. Утром синтез гормонов наиболее высокий, поэтому завтрак должен быть плотным, вечером усиленной выработки гормонов не требуется, поэтому легкий ужин сможет снизить их концентрацию в крови.

Нормализовать продуцирование гормонов помогают активные физические нагрузки. Спортом лучше всего заниматься в первой половине дня, а если вы предпочитаете для спортивных нагрузок вечернее время, то в этом случае полезными будут только легкие нагрузки.

Естественно правильное питание тоже положительно сказывается на работе надпочечников – в рационе должны присутствовать все необходимые витамины и минералы. Если же ситуация запущенная, врач может назначить медикаментозное лечение, в некоторых случаях такая терапия может назначаться пожизненно, поскольку в противном случае могут развиваться тяжелые нарушения.

Принцип медикаментозной терапии основывается на восстановлении гормонального фона, поэтому пациентам выписываются гормональные препараты – синтетические аналоги недостающих гормонов. При избыточном количестве определенных гормонов также назначаются гормональные препараты, которые воздействуют на гипоталамус и гипофиз, они приостанавливают избыточную функциональность железы, и она меньше синтезирует гормонов.

Терапия включает следующее:

Если в организме наблюдается недостаток кортизола, выписывают гормональные препараты, а также препараты, которые восполняют натрий и другие минералы.
При нехватке альдостерона выписывают аналог синтетического происхождения, а если не хватает андрогена, его заменяют синтетическим производным тестостерона.
Чтобы надпочечники начали функционировать правильно, необходимо перестать принимать оральные контрацептивы.
Замерять уровень артериального давления необходимо постоянно, поскольку дисбаланс гормонов приводит к тому, что водно-солевой баланс нарушается, что собственно и приводит к повышению давления в артериях.

Самыми известными и распространенными медикаментами, которые используются в лечении гормонального дисбаланса надпочечников являются следующие:

Гидрокортизон;
Преднизолон;
Кортизон;
Дезоксикортон.

Самостоятельный прием медикаментозных средств недопустим, все препараты должен выписывать только грамотный специалист.

Профилактика заболеваний надпочечников

Зная, что такое кора надпочечников, какие гормоны в ней синтезируются и какие заболевания может вызвать дисбаланс гормонов, необходимо задуматься о профилактике болезней этих эндокринных органов. Первым делом необходимо предотвратить заболевания и нарушения, которые могут спровоцировать сбой в работе надпочечников. В большинстве случаев нарушение функциональности этих органов происходит по причине затяжных стрессов и депрессивных состояний, поэтому все врачи рекомендуют избегать негативных ситуаций, которые могут привести к стрессам.

Правильное питание и активный образ жизни – это тоже очень важная составляющая здоровья надпочечников.

Щитовидная железа (ЩЖ) и гормоны, которые она продуцирует, играют исключительно важную роль в организме человека. Щитовидка является частью эндокринной системы человека, которая вместе с нервной системой осуществляют регуляцию всех органов и систем. Тиреоидные гормоны регулируют не только физическое развитие человека, но и существенно влияют на его интеллект. Доказательством этого является умственная отсталость у детей с врожденным гипотиреозом (сниженная продукция гормонов ЩЖ). Возникает вопрос, какие гормоны здесь вырабатываются, какой механизм действия гормонов щитовидной железы и биологические эффекты этих веществ?

Строение и гормоны щитовидной железы

Щитовидная железа – это непарный орган внутренней секреции (выделяет гормоны в кровь), который находится на передней поверхности шеи. Железа заключена в капсулу и состоит из двух долей (правой и левой) и перешейка, который их соединяет. В некоторых людей наблюдают дополнительную пирамидальную долю, которая отходит от перешейка. Весит железа около 20-30 грамм. Несмотря на свой маленький размер и вес, щитовидка занимает лидирующее место среди всех органов организма по интенсивности кровотока (даже головной мозг уступает ей), что свидетельствует о важности железы для организма.

Вся ткань щитовидки состоит из фолликулов (структурно-функциональная единица). Фолликулы – это округлые образования, которые по периферии состоят из клеток (тиреоцитов), а в середине заполнены коллоидом. Коллоид – это очень важное вещество. Оно вырабатывается тиреоцитами и состоит в основном из тиреоглобулина. Тиреоглобулин – это белок, который синтезируется в тиреоцитах из аминокислоты тирозина и атомов йода, и представляет собой готовый запас йодсодержимых гормонов щитовидной железы. Оба компонента тиреоглобулина не вырабатываются в организме и должны регулярно поступать с пищей, иначе может наступить дефицит гормонов и его клинические последствия.

Если организму необходимы тиреоидные гормоны, то тиреоциты обратно захватывают из коллоида синтезированный тиреоглобулин (депо готовых тиреоидных гормонов) и расщепляют его на два гормона ЩЖ:

Т3 (трийодтиронин), его молекула имеет 3 атома йода;
Т4 (тироксин), его молекула имеет 4 атома йода.

После выброса Т3 и Т4 в кровь, они соединяются со специальными транспортными белками крови и в таком виде (неактивном) транспортируются к месту назначения (чувствительные к тиреоидным гормонам ткани и клетки). Не вся порция гормонов в крови находится в связи с белками (они и проявляют гормональную активность). Это специальный защитный механизм, который придумала природа от переизбытка тиреоидных гормонов. По мере надобности в периферических тканях Т3 и Т4 отсоединяются от транспортных белков и выполняют свои функции.

Необходимо отметить, что гормональная активность тироксина и трийодтиронина значительно отличается. Т3 в 4-5 раз активнее, кроме того он плохо соединяется с транспортными белками, что усиливает его действие, в отличие от Т4. Тироксин, когда достигает чувствительных клеток, отсоединяется от белкового комплекса и от него отщепляется один атом йода, тогда он превращается в активный Т3. Таким образом, влияние гормонов щитовидной железы осуществляются на 96-97% за счет трийодтиронина.

Регулирует работу ЩЖ и выработку Т3 и Т4 гипоталамо-гипофизарная система по принципу обратной негативной связи. Если в крови недостаточное количество тиреоидных гормонов, то это улавливается гипоталамусом (часть головного мозга, где нервная и эндокринная регуляции функций организма плавно переходят друг в друга). Он синтезирует тиреотропин-релизинг гормон (ТРГ), который заставляет гипофиз (придаток головного мозга) вырабатывать тиреотропный гормон, который с током крови достигает ЩЖ и заставляет ее продуцировать Т3 и Т4. И наоборот, если в крови наблюдается избыток тиреоидных гормонов, то меньше вырабатывается ТРГ, ТТГ и соответственно Т3 и Т4.

Механизм действия тиреоидных гормонов

Как именно тиреоидные гормоны заставляют клетки делать то, что необходимо? Это очень сложный биохимический процесс, он требует вовлечения многих веществ и ферментов.

Тиреоидные гормоны относятся к тем гормональным веществам, которые осуществляют свои биологические эффекты путем соединения с рецепторами внутри клеток (так же, как и стероидные гормоны). Существует и вторая группа гормонов, которые действуют путем соединения с рецепторами на поверхности клеток (гормоны белковой природы, гипофиза, поджелудочной железы и пр.).

Отличием между ними является скорость ответа организма на стимуляцию. Так как белковым гормонам не нужно проникать внутрь ядра, то они действуют быстрее. Кроме того они активируют ферменты, которые уже синтезированы. А тиреоидные и стероидные гормоны воздействуют на клетки-мишени путем проникновения в ядро и активации синтеза нужных ферментов. Первые эффекты таких гормонов проявляются спустя 8 часов, в отличие от пептидной группы, которые осуществляют свои эффекты на протяжении доли секунд.

Весь сложный процесс того, как гормоны щитовидной железы регулируют функции организма можно отобразить в упрощенном варианте:

проникновение гормона внутрь клетки через клеточную мембрану;
соединение гормона с рецепторами в цитоплазме клетки;
активирование комплекса гормон-рецептор и его миграция в ядро клетки;
взаимодействие этого комплекса с определенным участком ДНК;
активация нужных генов;
синтез белков-ферментов, которые и осуществляют биологические действия гормона.

Биологические эффекты тиреоидных гормонов

Роль гормонов щитовидной железы трудно переоценить. Самая важная функция этих веществ – влияние на метаболизм человека (влияет на энергетический, белковый, углеводный, жировой обмен веществ).

Основные метаболические эффекты Т3 и Т4:

повышает поглощение кислорода клетками, что приводит к выработке энергии, необходимой клеткам для процессов жизнедеятельности (повышение температуры и основного обмена);
активизируют синтез белков клетками (процессы роста и развития тканей);
липолитический эффект (расщепляют жиры), стимулируют окисление жирных кислот, что приводит к их уменьшению в крови;
активируют образование эндогенного холестерина, который необходим для построения половых, стероидных гормонов и желчных кислот;
активация распада гликогена в печени, что приводит к повышению глюкозы в крови;
стимулируют секрецию инсулина.

Все биологические эффекты тиреоидных гормонов основываются на метаболических способностях.

Основные физиологические эффекты Т3 и Т4:

обеспечение нормальных процессов роста, дифференциации и развития органов и тканей (особенно центральной нервной системы). Это особенно важно в период внутриутробного развития. Если в это время существует недостаток гормонов, то ребенок родиться с кретинизмом (физическая и умственная отсталость);
быстрое заживление ран и травм;
активация работы симпатической нервной системы (учащение сердцебиения, потливость, сужение сосудов);
повышение сократимости сердца;
стимуляция теплообразования;
влияют на водный обмен;
повышают артериальное давление;
тормозят процессы образования и отложения жировых клеток, что приводит к похудению;
активация психических процессов человека;
поддержание репродуктивной функции;
стимулируют образование клеток крови в костном мозге.

Нормы тиреоидных гормонов в крови

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма концентрация тиреоидных гормонов должна находиться в пределах нормальных значений, иначе появляются нарушения в работе органов и систем, которые связаны с недостатком (гипотиреоз) или избытком (тиреотоксикоз) гормонов ЩЖ в крови.

Референсные значения гормонов щитовидной железы:

ТТГ (тиреотропный гормон гипофиза) — 0,4-4,0 мЕд/л;
Т3 свободный — 2,6-5,7 пмоль/л;
Т4 свободный — 9,0-22,0 пмоль/л;
Т3 общий — 1.2-2.8 мМе/л;
Т4 общий — 60.0-160.0 нмоль/л;
тиреоглобулин – до 50 нг/мл.

Здоровая щитовидная железа и оптимальный баланс тиреоидных гормонов — очень важны для нормальной жизнедеятельности организма. Для того чтобы поддерживать нормальные значения гормонов в крови нужно не допускать дефицита в пище необходимых компонентов для построения тиреоидных гормонов (тирозин и йод).