Гормоны щитовидной железы: механизм действия и физиологические эффекты

Рецепторами гормонов щитовидной железы являются внутриклеточные ДНК-связывающие белки, которые функционируют как гормон-рецепторные факторы транскрипции, очень похожие на рецепторы стероидных гормонов. Гормоны щитовидной железы проникают в клетки через мембраны транспортных белков.

Количество транспортных белков в плазме крови уже установлено, а относительная важность различных носителей пока не выяснена, и может отливаться в разных тканях организма. Оказавшись внутри ядра клетки, гормон связывается со своим рецептором, и комплекс гормон — рецептор взаимодействует со специфическими последовательностями ДНК в регуляторах определенных генов. Таким образом, комплекс гормон-рецептор, связываясь с ДНК, оказывает влияние на генную экспрессию, стимулируя или ингибируя транскрипцию определенных генов.

Чтобы лучше представить себе, как это работает, разберем пример одного механизма, посредством которого гормоны щитовидной железы увеличивают силу сердечных сокращений. Сократимость миокарда зависит, частично, от соотношения разных типов белка миозина в сердечной мышце. Гормоны щитовидной железы стимулируют транскрипцию одних генов миозина, и ингибируют транскрипцию других. В норме гормоны должны действовать так, чтобы изменять соотношение в сторону большей сократимости миокарда.

Физиологические эффекты гормонов щитовидной железы

Пока это не доказано, но ученые считают очень вероятным, что гормоны щитовидной железы могут воздействовать абсолютно на все клетки организма. Хотя они не являются совершенно необходимыми для поддержания жизни, тиреоидные гормоны играют ключевую роль во многих физиологических процессах, таких как развитие, рост и обмен веществУлучшаем обмен веществ и худеем без диет, а дефицит гормонов щитовидной железы не совместим с нормальным здоровьем. Кроме того, многие эффекты гормонов щитовидной железы были определены при исследовании состояний, связанных с их дефицитом или избытком.

• Метаболизм

Гормоны щитовидной железы стимулируют различные обменные процессы в большинстве тканей организма, приводя к увеличению скорости базального метаболизма. Одним из следствий работы этого механизма является увеличение выработки тепла организмом, что, в свою очередь, считается результатом возрастающего потребления кислорода и повышения скорости гидролиза аденозинтрифосфата. Образно говоря, действие гормонов щитовидной железы можно сравнить с ветром, дующим на тлеющие угли. Несколько примеров метаболического эффекта гормонов щитовидной железы:

• Метаболизм липидов

Повышение уровня тиреоидных гормонов стимулирует то, что называется мобилизацией жира. Это приводит к повышению концентрации жирных кислот в плазме крови. Гормоны щитовидной железы также стимулируют окисление жирных кислот во многих тканях. Наконец, концентрация в плазме холестерола и триглицеридов обратно пропорциональна уровню гормонов щитовидной железы — одним из диагностических критериев гипотиреоза является повышению уровня холестерола в крови.

• Метаболизм углеводов

Гормоны щитовидной железы стимулируют почти все аспекты метаболизма углеводов, включая поглощение глюкозы клетками и ускорение процессов глюконеогенеза и гликогенолиза, в ходе которых генерируется свободная глюкоза.

• Рост

Тиреоидные гормоны абсолютно необходимы для нормального роста детей и детенышей животных, о чем свидетельствует замедленный рост, отмечаемый при дефиците гормонов щитовидной железыДефицит гормонов щитовидной железы — выявлена неизвестная ранее причина. Неудивительно, что эффект тиреоидных гормонов, оказывающий влияние на процесс роста, тесно связан с действием гормона роста, что лишний раз показывает, насколько сложно устроен организм человека, и от сколь многочисленных факторов зависит его здоровье.

• Развитие

Классическим экспериментом в области эндокринологии стала демонстрация того, что головастики, лишенные гормонов щитовидной железы, не смогли пройти естественную метаморфозу и превратиться в лягушек. О крайней важности тиреоидных гормонов для млекопитающих говорит тот факт, что нормальный уровень этих гормонов необходим для развития головного мозга у плода и новорожденного.

Другие эффекты

Вероятно, у нас нет органов или тканей, на которые не воздействовали бы гормоны щитовидной железы. Вот лишь некоторые из наиболее хорошо изученных эффектов тиреодиных гормонов:

• Сердечно-сосудистая система

Гормоны щитовидной железы увеличивают такие показатели, как частота сердечных сокращений, сократимость миокарда и сердечный выброс. Кроме того, они способствуют вазодилатации (расслабление гладкой мускулатуры стенок кровеносных сосудов), что приводит к увеличению притока крови ко многим органам.

• Центральная нервная система

И повышение, и снижение концентрации тиреоидных гормонов в крови приводит к изменениям ментального статуса. Слишком мало гормонов – и человек становится невнимательным, более пассивным, чем обычно. Избыток гормонов приводит к тревожностиТревожность — как отличить норму от патологии? и нервозности.

• Репродуктивная система

Нормальное репродуктивное поведение и физиология зависят от уровня гормонов щитовидной железы. Гипотиреоз часто связан с бесплодием.

Заболевания, связанные с гормонами щитовидной железы

Как избыток, так и нехватка гормонов щитовидной железы может привести к заболеваниям, которые приблизительно одинаково проявляются у человека и животных.

Гипотиреоз является результатом любого нарушения, которое приводит к дефициту тиреоидных гормонов. Наиболее распространенными из таких нарушений являются:

• Дефицит йода. Йод совершенно необходим для выработки гормонов щитовидной железы. Если в организм не поступает достаточно йода, синтез тиреоидных гормонов становится невозможным. Раньше от дефицита йода наиболее часто страдали люди, живущие в удаленных от моря регионах, где в продуктах питания это вещество практически не содержится. Сегодня проблему можно решить, использую йодированную соль и принимая витаминные добавки с йодом.
• Воспалительные заболевания щитовидной железыЗаболевания щитовидной железы — женщины в группе риска, которые разрушают часть железы, также могут стать причиной развития гипотиреоза.
• Распространенными симптомами гипотиреоза, развивающегося в детстве, являются апатия, повышенная утомляемость, слабость, непереносимость холода, выпадение волос и дисфункция репродуктивной системы. В тяжелой форме эти симптомы могут присутствовать у пациентов с микседемой — это тяжелое нарушение, при котором скорость базального метаболизма снижается на 30-40%.
• Наиболее тяжелые и разрушительные формы гипотиреоза наблюдаются у детей с врожденной недостаточностью щитовидной железы. Если состояние ребенка не корректировать при помощи специальной терапии сразу после рождения, у него может развиться кретинизм — форма необратимой задержки физического и умственного развития. В большинстве случаев гипотиреоз успешно лечится при помощи перорального приема синтетических гормонов щитовидной железы. Раньше эффективным лекарством от гипотиреоза считалась засушенная щитовидная железа животных.
• Гипертиреоз развивается в результате избыточной секреции гормонов щитовидной железы. Одной из наиболее распространенных причин гипертиреоза является болезнь Грейвса — аутоиммунное заболевание, при котором аутоантитела связываются с рецепторами тиреотропного гормона и активизируют их, что приводит к постоянной стимуляции синтеза тиреоидных гормонов.

Основные признаки гипертиреоза противоположны тем, что характерны для гипотиреоза: нервозность, бессонница, увеличенная частота сердечных сокращений, тревожность. Для лечения болезни Грейвса обычно используются антитиреоидные препараты (например, пропилтиоурацил и метимазол), которые подавляют синтез гормонов щитовидной железы.