Щитовидна залоза - орган, який реалізує біологічну функцію йоду.
Щитовидна залоза людини знаходиться спереду на нижній частині шиї. Через цю залозу проходить весь об'єм циркулюючої в організмі крові протягом 17 хвилин. За цей час секретується щитовидною залозою йод вбиває нестійких мікробів, що потрапляють в кров через пошкодження шкіри, слизову оболонку носа або горла, або з травного тракту. Стійкі, вірулентні мікроби, послаблюються, при повторному проходженні через щитовидну залозу стають значно слабшими, поки остаточно не загинуть.
Друга функція щитовидної залози - відновлення енергії, витраченої на виконання роботи протягом дня. Існує прямий зв'язок між запасом енергії у людини і споживанням йоду. Якщо людина швидко втомлюється і повільно відновлює сили, значить, йоду він споживає недостатньо.
Третя функція щитовидної залози - надавати заспокійливий вплив на організм і нервову систему. При збільшенні нервового напруження, великий дратівливості і безсонні виникає потреба в иоде. Якщо дратівливому дитині до 10 років додати 1 краплю йоду в 1 склянку фруктового або овочевого соку, він заспокоїться на 2 години.
Четверта функція щитовидної залози - розумова діяльність людини. При нормальному забезпеченні організму йодом спостерігається підвищення розумової діяльності.
П'ята функція щитовидної залози - окислювальна. Йод - один з кращих каталізаторів окислення в організмі. Якщо в організмі не вистачає йоду, жири не окислюються, чоловік гладшає. Йод втрачається при підвищеному вживанні кухонної солі і при вживанні хлорованої води. Якщо вона відстоїться добу, з неї випаровується весь хлор.
При нестачі йоду, за умови хлорування води, при частих захворюваннях, при нестачі енергії і витривалості організму, при розвитку нервової напруги, при накопиченні небажаних жирових запасів йод можна заповнити шляхом вживання тих продуктів, в яких він є.
Фізіологічна роль тиреоїдних гормонів.
Щитовидна залоза є органом внутрішньої секреції, розташована на передній поверхні шиї, складається з двох довгастих часток і перешийка. Основна функція щитовидної залози - вироблення тиреоїдних гормонів, перш за все, тироксину (Т4) і тріїодтіроніна (Т3). Роль тиреоїдних гормонів в організмі надзвичайно велика, більшість життєво важливих функцій, в тому числі, пов'язаних з адаптаційними реакціями організму, здійснюється з їх участю. Тиреоїдні гормони абсолютно необхідні для розвитку центральної нервової системи у внутрішньоутробному періоді і в перші три роки життя. Дефіцит тиреоїдних гормонів у плоду, новонародженого або дитини молодшого віку викликає затримку психічного розвитку та неврологічні порушення.
Тироксин і трііодтіронін впливають на основний обмін: при гіпертиреозі він підвищується, при гіпотиреозі - знижується.
Атоми йоду в тиреоїдних гормонах виконують функцію перенесення електронів завдяки переходам атомів з позитивно одновалентной форми в негативно одновалентних, і назад.
Фізіологічні функції, контрольовані тиреоїдними гормонами, є життєво важливими, надзвичайно різноманітними, мабуть, всеосяжними. Сюди відносяться теплоутворення, або швидкість мета-болізма; зростання і розвиток організму; метаболічні процеси - загальний білковий, вуглеводний і жировий обмін - відкладення жиру, обмін жир-них кислот, холестерину і фосфоліпідів; перетворення каротину в віта-мін А; проміжний білковий обмін - накопичення білка в тканинах, особливо в зв'язку з гормонами росту, мобілізація тканинних білків при неадекватній по калорійності їжі; обмін вітамінів, кальцію, креатину; водний і електролітний обмін; функціонування всіх систем організму; реакція на лікарські речовини, включаючи адреналін і питуитрин (Баркер, 1963; Краків, 1968; Хохлов, Овчинников, 1969). В основі всіх цих функцій лежить одна реакція. «Щитовидна залоза, за допомогою спеціальних ферментів, перетворює іодіди в так званий орга-ний йод, що в моїй інтерпретації означає зміну знака заряду йоду: 1 до 1 +; Це перетворення йоду, на мою думку, лежить в основі гормональної дії залози »(Мохнач, 1967. 159).
Для детального розгляду дії мікстури синього йоду хотілося б розглянути питання дії і механізми пов'язані зі станом організму.
Дії тиреоїдних гормонів можна розділити на дві основні групи:
1. Прискорення росту і розвитку.
2. Вплив на обмін речовин.
Вивчення функції щитовидної залози виявило важливу властивість її гормонів здатних контролювати зростання і диференціювати тканини організму. Гіпотиреоз призводить до уповільнення росту організму, викликаючи карликовість. Зростання організму залежить від розвитку кісткової тканини. Соматотропний гормон гіпофіза збільшує в довжину зростання трубчастих кісток, але мало впливає на їх мінералізацію (диференціювання). Гормони щитовидної залози покликані посилювати мінералізацію.
Гормони щитовидної залози абсолютно необхідні для нормального розвитку нервової системи. Кретинізм у дітей проявляється не тільки в деформації скелета, але і в сильній затримки розумового розвитку.
Гормони щитовидної залози прискорюють ряд обмінних процесів: підсилюють обмін вуглеводів, жирів, холестерину. Тиреоїдні гормони - індуктори синтезу великої кількості ферментів. У клітинах під їх впливом збільшується кількість мітохондрій. Тироксин і трііодтіронін збільшують не тільки загальну продукцію енергії в мітохондріях, а й теплоутворення; а також впливають на обмін холестерину.
Гормони щитовидної залози регулюють такі біологічні процеси в організмі:
- Фізичний та інтелектуальний розвиток
- Диференціювання різних тканин насамперед нервової - кори головного мозку;
- Фізіологіческаой і репаративної регенерації;
- Біоенергетичних процесів;
- Всіх видів обміну речовин;
- Генотипу в фенотип
Механізм дії тиреоїдних гормонів.
Тиреоїдні гормони, а, точніше, трііодтіронін, мають геномної і негеномний механізми дейятвія. Геномний полягає в тому, що трііодтіронін проникає в ядра клітин і зв'язується з специфічними ядерними рецепторами. Даний комплекс ініціює транскрипцію Т3-залежних генів, і, потім, синтез білків і ферментів, наприклад, альфагліцерол-3-фосфат-дегідрогенази, малатдегідрогенази, глюкокинази і ін. На рівні генома реалізуються основні ефекти тиреоїдних гормонів, але вони надають і негеномний дію на рівні плазматичної мембрани клітин, цитоплазми, мітохондрій, де також є специфічні рецептори до трііодтіронін, відмінні від ядерних. Зокрема, мітохондріальний рецептор бере участь в регуляції процесів енергетичного обміну. Крім того, цей гормон активує натрієвий насос і деякі етапи зв'язування аміноацил-тРНК з рибосомами, транслокацию і утворення пептидних зв'язків. Т3 впливає також на транспорт амінокислот, цукрів, кальцію.
Синтез тиреоїдних гормонів за участю йоду
Мікстура йоду всмоктуються у верхньому відділі тонкого кишечника і через кровоносну систему надходять в щитовидну залозу. При цьому на відміну від солей йоду тиреоїдних епітелію немає необхідності активно накопичувати іодіди проти градієнтаконцентрацій і під впливом ферменту тиреоїдної пероксидази окисляти йодид в елементарний йод. Мікстура йоду надходить в щитовидну залозу і включається в основний білок щитовидної залози тиреоглобулін. При цьому немає витрат на його переробку, так як основним компонентом є позитивний одновалентних йод. Біологічно доступний йод приєднується до тірозільним залишкам цього білка, утворюючи моноіодтірозін і дііодтірозін, а подальша їх конденсація приводить до утворення тріїодтіроніна і тетрайодтиронин (тироксину) поки в складі молекули тиреоглобуліну. Процес йодування тиреоглобуліну і синтезу гормонів відбувається у апікальних мікроворсинок тиреоцитов, звернених в просвіт фолікула. Потім иодированная тиреоглобулін секретується в порожнину фолікула, де і зберігається в складі колоїду, і лише невелика його частина надходить в кровотік. Таким чином, тиреоглобулін, головний компонент колоїду, виконує функції матриці для синтезу тиреоїдних гормонів і їх депонування.
Секреція тиреоїдних гормонів.
Секреція гормонів щитовидної залози відбувається під стимулюючим впливом тиреотропного гормону (ТТГ) гіпофіза і починається з процесу резорбції колоїду, який у вигляді крапель захоплюється апикальной поверхнею тиреоцитов. Далі під впливом ферментів протеаз і пептидаз тироксин і трііодтіронін відокремлюються від молекули тиреоглобуліну і дифундують в кров. Протягом доби щитовидна залози продукує близько 90 мкг Т4 і 10 мкг Т3. Поряд з тиреоїдними гормонами в результаті протеолізу тиреоглобуліну відокремлюються також молекули негормональних иодированная амінокислот моноіодтірозіна і дііодтірозіна. Вони деіодіруются в тиреоїдних клітинах, а звільнився йод знову включається в описаний вище цикл. Повторна утилізація йоду є важливий механізм його збереження.
Тиреоїдні гормони, що надходять в кровотік, зв'язуються транспортними білками - тироксинзв'язуючого глобуліном, транстиретин і альбуміном, проте це неактивна фракція гормонів, на яку припадає понад 99% загальних Т4 і Т3. Біологічні ефекти тиреоїдних гормонів здійснюються їх вільними фракціями, не пов'язаними з білками - вільним Т4 і вільним Т3. Їх частка в складі загальних тиреоїдних гормонів дуже мала - 0,02-0,05% загального Т4 і 0,2-0,5% загального Т3. Т4, який синтезується виключно щитовидною залозою, деіодіруется в периферичних тканинах, головним чином в печінці, нирках, м'язах, гіпофізі, в результаті чого утворюється Т3. У нормі 80% Т3 утворюється саме на периферії з Т4 і тільки 20% продукується щитовидною залозою. Процес утворення Т3 дуже важливий для прояву біологічної ефекту Т4. Біологічна активність Т3 в 3-5 разів вище, ніж Т4.
У печінки тиреоїднігормони утворюють сполуки з глюкуроновою кислотою, які виводяться з жовчю в кишечник, де розщеплюються. Частина йоду знову всмоктується в кров (механізм збереження йоду), а частина виводиться з калом. Інший шлях катаболізму тиреоїдних гормонів - дезамінування і декарбоксилювання бічній аланиновой ланцюга з утворенням три- і тетраіодтіроуксусной кислот. Виділення йоду з організму здійснюється переважно через нирки (70-80%). Період напіврозпаду (напіввиведення) Т4 складає близько 7 діб, Т3 - близько 1 доби.
Регуляція функціонування щитовидної залози.
Головним регулятором росту, диференціювання і функціонування тиреоцитов є ТТГ гіпофіза. Цей гормон впливає на боьшінства етапів обміну йоду. ТТГ, зв'язуючись з рецепторами тиреоцитов, стимулює накопичення біорлогіческі активного йоду, синтез тиреоїдних гормонів, надходження тиреоглобуліну з колоїду в цитоплазму тиреоцитов і вивільнення Т4 і Т3. Регуляція синтезу і секреції тиреоїдних гормонів здійснюється за принципом негативного зворотного зв'язку: високий рівень Т4 і Т3 пригнічує продукцію ТТГ, а найнижчий - стимулює. Синтез і секреція ТТГ в свою чергу стимулюється тиреотропин-рилізинг-гормоном гіпоталамусу (тиролиберином).
Патогенез іододефіцітного ендемічного зобу.
Вплив дефіциту йоду на організм людини повністю підкоряється третьому закону біогеохімії (закону В.В.Ковальского) - біологічні ефекти дефіциту міроелемента в біогеохімічної харчового ланцюга виявляються послідовно. Крім того, в результаті еволюційно вироблених механізмів адаптації 80-9% організмів пристосовуються до даного дисбалансу, і лише 5-20% популяції не здатні впоратися з регуляцією метаболічних процесів і розвивають ендемічну патологію.
Таким чином, ендемічний зоб є яскравим прикладом специфічного екологічно обумовленого захворювання, що залежить від властивостей біогеохімічної провінції, тобто проявом біогеохімічної ендемії.
Постійна нестача йоду призводить в першу чергу до зниження синтезу і секреції основного гормону щитовидної залози Т4, що за принципом зворотного зв'язку стимулює синтез і секрецію ТТГ гіпофізом. Під його впливом посилюється поглинання йодиду щитовидною залозою з циркулюючої крові, стимулюється синтез тиреоїдних гормонів, причому синтезується відносно більшу кількість Т3, для якого потрібно менше йоду, ніж для Т4, прискорюється кругообіг йоду в щитовидній залозі. Все це - адаптаційні механізми економії йоду. Разом з тим, під впливом ТТГ відбуваються проліферація тиреоцитов і накопичення колоїду в фолікулах. Так формується зоб - дифузний, вузловий, дифузно-вузловий, багатовузловий. Дітям і підліткам властивий дифузний зоб, дорослим - вузлові форми зобу. З морфологічної точки зору це колоїдні в різному ступені пролиферирующие вола. З клінічної точки зору ендемічний зоб протягом багатьох років може бути еутиреоїдного. т.е.протекать без порушення функції щитовидної залози. Рівень ТТГ крові у цих хворих залишається в межах норми, оскільки адаптація до іоддефіціту призводить до встановлення рівноваги на новому рівні - еутиреоїдного стан зберігається за рахунок збільшення обсягу щитовидної залози. Коли ж її компенсаторні можливості виявляються вичерпаними, розвивається гіпотиреоз та інші йододефіцитних захворювання.