Описание
Тироксин (Т4), наряду с трийодтиронином (Т3), вырабатывается фолликулярными клетками щитовидной железы (А-клетками) и находится под контролем тиреотропного гормона (ТТГ). Для синтеза этих гормонов требуются йод и тирозин.
В качестве «запасного» продукта для синтеза гормонов в щитовидной железе формируется промежуточный белок – тиреоглобулин, который накапливается в фолликулах железы. У здоровых животных Т4 является основным продуктом секреции щитовидной железы, а Т3 высвобождается в незначительном количестве. В крови гормоны щитовидной железы связываются с белками, причем Т4 обладает большей связывающей способностью, чем T3. Менее 1% Т4 и Т3 циркулирует в крови в несвязанной «свободной» форме.
У собак к тиреоид-связывающим белкам относятся тироксин-связывающий глобулин (ТСГ), тироксин-связывающий преальбумин (ТСПА), альбумин и некоторые липопротеины плазмы. ТСГ является основным связывающим белком у собак, но он отсутствует у кошек. Более низкая концентрация ТСГ и различия в структуре между видами объясняют низкий уровень сывороточного Т4 и быстрый метаболизм Т4 у собак по сравнению с людьми. Только свободные или несвязанные формы гормонов щитовидной железы проникают в клетки для реализации своей биологической функции или для регулирования секреции ТТГ гипофизом. Связанные с белком тиреоидные гормоны служат в качестве запаса, который медленно входит в обращение по мере того, как гормон освобождается от связующих белков и проникает в клетки. Вхождение тиреоидных гормонов в клетки опосредуется транспортными белками. T3 входит в клетки быстрее, быстрее активируется и обладает в несколько раз более мощным действием, чем Т4.
Гормоны щитовидной железы образуют гормон-рецепторный комплекс с рецепторами в ядрах клеток, который затем проникает в ядро и связывается с хроматином, влияя в дальнейшем на экспрессию многих генов, кодирующих синтез ферментов. Гормоны щитовидной железы также обладают некоторыми не геномными влияниями, которые реализуются через рецепторы в плазматической мембране и цитоплазме.
Гормоны щитовидной железы регулируют многие процессы обмена веществ посредством изменения концентрации и активности многих ферментов.
Тиреоидные гормоны влияют на метаболизм субстратов, витаминов и минералов, скорость секреции и деградации практически всех гормонов, а также на ответ тканей-мишеней на эти гормоны. Гормоны щитовидной железы имеют большое значение в развитии плода, особенно при формировании нервной и костной систем. Тиреоидные гормоны оказывают стимулирующее воздействие на калоригенез, синтез белков и ферментов, а также практически на все этапы углеводного и липидного обмена, включая синтез, мобилизацию и деградацию веществ. Кроме того, гормоны щитовидной железы оказывают хронотропный и инотропный эффект на сердце, увеличивают количество и аффинность бета-адренергических рецепторов к катехоламинам. Эти гормоны необходимы для адекватного воздействия на дыхательные центры в условиях гипоксии и гиперкапнии; стимуляции эритропоэза и метаболизма костной ткани (повышают как формирование, так и резорбцию кости). В сущности, любая ткань или орган подвержены влиянию избытка или недостатка гормонов щитовидной железы.
Процесс метаболизма Т4 заключается в постепенном дейодировании молекулы тироксина с образованием Т3. Если первоначальное дейодирование T4 происходит от наружного кольца молекулы, то образуется активный Т3, но если атом йода отсоединяется от внутреннего кольца, то образуется реверсивный T3 (rT3). Превращение Т4 в Т3 положительно влияет на биологическую активность, в то время как преобразование T4 в rT3 имеет противоположный эффект. Три уникальных типа дейодиназ (D1, D2, D3) с различной степенью распределения в тканях и различным сродством к внутреннему или внешнему кольцу в процессе дейодирования играют важную регуляторную роль в гомеостазе тиреоидных гормонов, влияя на концентрацию внутриклеточного Т3.
Т3 непосредственно может поступать в клетки из крови или образовываться из Т4 под действием дейодиназ. Ядерные рецепторы в клетках гипоталамуса могут распознавать только свободный Т3.
Повышение уровня Т3 в гипоталамусе по принципу отрицательной обратной связи снижает выработку тиреолиберина (тиреотропин-рилизинг-фактора, ТРГ), влияющего на выработку ТТГ гипофизом. ТТГ, в свою очередь, регулирует выработку Т4 и Т3 щитовидной железой. Если уровень Т3 в крови снижается, то щитовидная железа через гипоталамо-гипофизарную систему начинает вырабатывать большее количество тироксина. При повышении уровня Т3 в крови или клетках щитовидная железа снижает выработку и поступление Т4 в кровь.При повышении уровня Т4 в крови щитовидная железа сама способна участвовать в регуляции путем выработки аутоантител, снижающих выработку тироксина.
Другой механизм регуляции осуществляется в клетках гипоталамуса, в котором путь метаболизма тироксина переключается на выработку rT3 (под действием дейодиназы типа III), который блокирует ядерные рецепторы клеток к Т3, снижая выработку ТРГ. Сродство реверсивного Т3 (rT3) к ядерным рецепторам значительно превышает способность связывания Т3 с рецепторами. При этом распознавание рецепторами Т3 становится невозможным. Снижение содержания Т3 в клетках и блокада рецепторов rT3 приводит к повышенному производству тиреолиберина и увеличению продукции ТТГ, даже если имеется повышенное содержание Т4 и свободного Т3.
Полагают, что у собак примерно от 40 до 60% T3 образуется при монодейодировании внешнего кольца Т4 в периферических тканях. Связывание гормонов щитовидной железы с растворимыми глюкуронидами и сульфатами с последующей экскрецией их в желчь и мочу представляет собой еще один важный путь метаболизма тиреоидных гормонов.
Для оценки функции щитовидной железы в ветеринарной медицине обычно определяются уровни сывороточной концентрации общего Т4 и общего Т3. Но исследования показали, что измерение базальной концентрации Т4в сыворотке (по сравнению с определением базального уровня Т3) является чрезвычайно надежным способом идентификации кошек с гипертиреозом при проявлении клинических признаков и пальпаторном обнаружении узелковых образований щитовидной железы. Поэтому исследование уровня Т4 в крови у кошек может использовать в качестве скринингового теста.
Первичный гипотиреоз собак — это заболевание, вызванное либо разрушением ткани щитовидной железы лимфоцитами и плазматическими клетками, либо развивающееся в результате идиопатической атрофии щитовидной железы. Гипотиреоидизм собак, возникающий в результате снижения продукции ТТГ гипофизом, и по причине длительной дисфункции гипофиза являются редкостью.
Гипертиреоидизм кошек представляет собой расстройство, вызванное автономной секрецией Т4 в результате гиперплазии или аденоматозного поражения ткани щитовидной железы. Чрезмерно высокие (токсичные) уровни Т4 вызывают клинические признаки, такие как возбудимость, снижение веса, несмотря на хороший аппетит, а также синдром полиурии-полидипсии. Заболевания, непосредственно не связанные с поражением щитовидной железы (опухолевой, воспалительной этиологии, или связанные с метаболическими или гормональными расстройствами) у обоих видов животных могут привести к сокращению выработки Т4 путем изменения связывания Т4 с белками, приводящего к увеличению клиренса тироксина, либо путем влияния на высвобождение ТТГ гипофизом или продукцию Т4 фолликулярными клетками щитовидной железы. Кроме того, некоторые заболевания сопровождаются дейодированием свободного T4 с образованием rT3.
Некоторые лекарственные препараты могут повлиять на физиологию щитовидной железы. Поэтому у собак при эутиреоидном состоянии щитовидной железы, при некоторых заболеваниях или при приеме определенных лекарственных средств уровень T4 в крови может быть ниже нижнего порога референсного значения. Подобно этому, при гипертиреозе у кошек, имеющих сопутствующее заболевание, не связанное непосредственно с патологией щитовидной железы, или при применении некоторых препаратов, значения Т4 могут находиться в пределах референсных интервалов.
