Для синтеза тиреоидных гормонов необходим йодид (I), который поступает из крови, и тиреоглобулин. Единый процесс биогенеза тиреоидных гормонов включает следующие этапы: 1) поглощение йодидов из крови и их
окисление, 2) синтез тиреоглобулина и йодирования его тирозилових остатков, 3) образование гормональных йодтиронинов с йодированных тирозилових остатков в молекуле тиреоглобулина, 4) протеолитического расщепления йодтирео-глобулина и увольнения в кровь йодтиронинов.
Щитовидная железа обладает способностью активно и быстро поглощать из крови и концентрировать йодиды, вследствие чего их концентрация в железе есть в 30-40 раз больше, чем в сыворотке крови. Первый этап - транспорт I-из крови в эпителиальные клетки железы - является энергозависимой и связанным с работой Na +, K +-АТФ-азы. Поступление I-в железу связано с поступлением в клетки K + и выведением из них Na +. Накопленный I-терпит ферментативного окисления до I0 или I + с помощью гемвмисного фермента тире-пероксидазы, которая требует H2O2 качестве акцептора электронов. Этот фермент также катализирует второй этап синтеза - процесс присоединения I0 или I + к остаткам тирозина в синтезированной молекуле тиреоглобулина, который вследствие йодирования превращается в йодтиреоглобулином. Время остатки тирозина превращаются в остатки монойодтирозину и Дийодтирозин. Данная реакция, которая называется «органификации» йода, протекает в тиреоглобулину течение секунд. Пространственная структура йодтиреоглобулином обеспечивает близкое расположение йодированных остатков тирозина, что способствует их конденсации.
Конденсация монойодтирозину и Дийодтирозин приводит к образованию трийодтиронина, а конденсация двух молекул Дийодтирозин - к образованию тироксина в составе молекулы йодтиреоглобулином. Этот белок представляет собой депо тиреоидных гормонов в коллоиде и обеспечивает поступления их в кровь в течение нескольких недель. Последняя стадия биосинтеза тиреоидина - отщепления их от йодтиреоглобулином - начинается с захвата путем эндоцитоза эпителиальными клетками йодтиреоглобулином с коллоида и слияния ендоцитозного пузырька с лизосомы. Под влиянием лизосомальных ферментов происходит протеолиз йодтиреоглобулином с образованием свободных тиреоидных гормонов и их секреция в кровь.
Синтез и секреция йодтиронинов регулируется гипоталамо-гипофи-зарно системой. Тиреолиберином гипоталамуса стимулирует секрецию тиреотропина гипофиза, который по аденилатциклазной механизмом усиливает синтез и секрецию тиреоидных гормонов. Последние регулируют свой собственный синтез по механизму обратной связи. Образование тиреотропина тормозится соматотропного гормона гипофиза.
Йодтиронины, которые поступают в кровь, связываются с двумя белками: ти-роксинзвьязуючим глобулином (ТСГ) и тироксинсвязывающего преальбуми-ном (ТЗПА). В количественном отношении наибольшее значение приобретает ТСГ, потому что его сродство к гормонов в 100 раз превышает сродство ТЗПА. В крови соотношение Т4 и Т3 составляет примерно 4:1. Однако родство Т3 до ТВГ значительно (в 10-100 раз) меньше, чем Т4, поэтому он быстрее попадает из крови в ткани. Этим объясняется более высокая (»в 5 раз) биологическая активность Т3 по сравнению с Т4, а также меньший период полувыведения (около 2-х суток) по сравнению с этой же величиной для Т4 (6-7 суток). Более высокая биологическая активность Т3 объясняется также тем, что его сродство к рецепторам клеток-мишеней в 10 раз превышает сродство к ним Т4. Поэтому Т3 является преобладающей метаболически активной молекулярной форме гормона, и в периферических тканях большая часть (80%) Т4 превращается в Т3 или реверсивный Т3, который образуется дейодирование Т4 в 5-положении. Однако реверсивный Т3 имеет очень слабую биологическую активность и образуется в относительно больших количествах при хронических заболеваниях.
В процессе метаболизма тиреоидных гормонов в тканях испытывают полного дейодирование, дезаминирования и конъюгации.