Основы биохимии Том 3 - А. Ленинджер 1985
Некоторые аспекты биохимии человека
Гормоны
Тиреоидные гормоны регулируют скорость метаболизма
Щитовидная железа секретирует два характерных гормона-L-тироксин и L-трииодтиронин (рис. 25-24). Подобно адреналину, эти два гормона, сокращенно обозначаемые как Т4 и Т3 соответственно, являются производными тирозина. Тиреоидные гормоны вырабатываются в ответ на сигналы, поступающие в гипоталамус, который секретирует тиролиберин, а также ингибитор высвобождения тиротропина. Тиролиберин стимулирует выделение тиротропина из передней доли гипофиза и его поступление в кровь. Тиротропин связывается со специфическими рецепторами на клетках щитовидной железы и стимулирует выработку ими тиреоидных гормонов. Тироксин и трииодтиронин синтезируются в последовательности ферментативных реакций, начинающейся с иодирования остатков L-тирозина в тироглобулине (гликопротеин с мол. массой 650000), в результате которого они превращаются в остатки L-моноиодтирозина (рис. 25-24). Необходимый для реакции иод, который является незаменимым микроэлементом (гл. 26), поступает в щитовидную железу с кровью. Иод интенсивно связывается и накапливается тироглобулином, называемым также коллоидным белком, и затем используется для иодирования остатков тирозина в тироглобулине. На последующих этапах синтеза тиреоидного гормона остатки иодтирозина остаются связанными с тироглобулином. Почти весь новообразованный тироксин и трииодтиронин сохраняют связь с тироглобулином в тиреоидных пузырьках до тех пор, пока они не поступят в кровь, высвободившись под действием протеолитических ферментов. Полагают, что тироксин является предшественником, или прогормоном, трииодтиронина, стимулирующего обмен веществ.
Рис. 25-24. Тиреоидные гормоны (А и Б) и моноиодтирозин (В)-первый иодированный предшественник тиреоидных гормонов.
Далее тиреоидные гормоны попадают с током крови в органы-мишени. На большинство тканей тиреоидные гормоны оказывают стимулирующее действие; примечательное исключение составляют только мозг взрослого человека и некоторые репродуктивные ткани. Особенно сильно тиреоидные гормоны стимулируют метаболизм печени и мышц. Они связываются со специфическими рецепторными белками, которые в свою очередь обеспечивают проникновение тироксина в клеточное ядро. В результате взаимодействия тироксин-рецепторных комплексов со специфическими генами в клетках-мишенях резко возрастает синтез определенных ферментов и ферментных систем. Главный результат действия тиреоидных гормонов состоит в увеличении скорости основного обмена животного.
Скорость основного обмена (или базальная скорость метаболизма, БСМ) - это мера потребления кислорода организмом в состоянии полного покоя спустя 12 ч после еды в расчете на единицу площади поверхности тела. Величина БСМ для больного выражается в виде отклонения (в процентах) от нормального значения БСМ, т. е. в виде процентного отклонения от нормы для индивидов того же пола, веса и роста. Измерения БСМ проводятся при диагностике заболеваний, связанных с нарушением функции щитовидной железы. Состояние, вызванное повышенной секрецией тиреоидных гормонов, называется гипертиреоз. Скорость основного обмена при этом увеличена, пища сгорает быстрее, чем в норме, больные выделяют больше тепла, и им свойственна повышенная возбудимость. Недостаточность секреции тиреоидных гормонов, т.е. гипотиреоз, выражается в пониженной скорости основного обмена. Для больных с гипотиреозом характерны более медленное, чем в норме, сгорание пищи в организме, выделение меньшего количества тепла и некоторая общая медлительность. Недостаточность иода в пище приводит к базедовой болезни (гл. 26), сопровождающейся сильным увеличением щитовидной железы, что обусловлено накоплением очень большого по сравнению с нормой количества коллоидного белка, который предназначен захватывать минимальные количества иода, циркулирующего в крови.
Вопрос о том, каким образом осуществляется регуляция скорости аэробного обмена тиреоидными гормонами, остается загадкой, несмотря на многочисленные исследования в этой области. Неясно, в частности, как осуществляется влияние гормонов щитовидной железы на активность митохондрий, в которых протекают в основном процессы дыхания и образования АТР. Тиреоидные гормоны способны также ускорять созревание и развитие некоторых тканей. Они стимулируют, например, метаморфоз головастика во взрослую лягушку.