Препараты гормонов щитовидной железы
И АНТИТИРЕОИДНЫЕ СРЕДСТВА
Когда царь Давид состарился, вошел в преклонные лета, то покрывали его одеждами, но не мог он согреться.
Третья книга Царств, 1: 1
Щитовидная железа – небольшой железистый орган (размер которого не превышает 2 ногтевых фаланг большого пальца руки человека), располагается на поверхности щитовидного хряща гортани. Основу щитовидной железы составляют фолликулы. Фолликул представляет собой группу эндокринных клеток, основная функция которых заключается в секреции тиреоидных гормонов – тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3). Внутри фолликулов располагается коллоид – основной субстрат для синтеза и депонирования тиреоидных гормонов. За пределами фолликулов лежат С-клетки, основная роль которых заключается в секреции тиреокальцитонина – гормона, регулирующего кальциево-фосфорный обмен.
В настоящей лекции мы остановимся только на фармакологической регуляции функции фолликулов щитовидной железы. Фармакология тиреокальцитонина будет рассмотрена в лекции, посвященной обмену кальция и фосфатов.
Физиологическая функций щитовидной железы. Гормоны щитовидной железы Т3 и Т4 представляют собой производное йодированной аминокислоты тирозина, в котором йод составляет »59 и 65% молекулярной массы гормона соответственно. Синтез гормонов и их выделение в организме протекает в несколько этапов (см. схему 1):
Схема 1. Синтез и секреция тиреоидных гормонов. HOI – гипойодная кислота, E-OI – фермент-связанный гипойодат, ТГ – тиреоглобулин, МИТ – монойодтирозин, ДИТ – дийодтирозин, Т3 – трийодтиронин, Т4 – тироксин. Цифрами на схеме показаны основные этапы синтеза гормонов: 1 – захват йода в эпителий фолликулов, 2 – органификация йода и синтез йодтирозинов, 3 – конденсация остатков йодтирозинов в молекулах тиреоглобулина, 4 – выделение гормонов из коллоида фолликулов, их протеолитическое освобождение из тиреоглобулина и секреция в кровь.
1. Захват йода. Общее количество йода в организме человека »30-50 мг из которых 1/5 находится в тканях щитовидной железы. Йод поступает в организм с пищей и водой в виде иодидов (I-), поглощение которых происходит, в основном, в тонком кишечнике. В крови концентрация иодидов находится на уровне 0,2-0,4 мкг/дл, тогда как его концентрация в ткани щитовидной железы составляет 600 мкг/г массы, т.е. более чем в 100 раз превышает плазменную концентрацию иодидов. Тем не менее анионы йода быстро захватываются клетками щитовидной железы при помощи специального иодидного насоса (раюота которого тесно сопряжена с функционированием Na+/K+-АТФазы). Работа данного насоса стимулируется тиреотропным гормоном гипофиза. Подобный иодидный насос обнаружен также в коже, слюнных железах, слизистой желудка и кишечника, молочных железах и плаценте, но в этих органах он не способен стимулироваться ТТГ.
2. Органификация йода. Данный процесс протекает в цитоплазме эндокринных клеток щитовидной железы из которых образована стенка фолликула. Процесс органификации йода складывается из 2 независимых реакций. В рибосомах клетки происходит синтез тиреоглобулина – гликопротеина с молекулярной массой »660 кДа, содержащего около 10% полисахарида и 115 остатков тирозина. В цитоплазме клетки всосавшийся иодид подвергается восстановлению ферментом йодпероксидазой. До настоящего времени окончательные продукты этой реакции не установлены. Полагают, что ими являются ион йодиния (I+), гипойодная кислота (HOI) и фермент-связанный гипойодат (E-OI). После образования этих активных форм йода йодпероксидаза включает их в молекулы тирозиновых остатков тиреоглобулина. При этом образуются монойодтирозины (МИТ) и дийодтирозины (ДИТ) – остатки тирозина, йодированные в 3- или 3-,5- положениях соответственно, а тиреоглобулин выделяется клеткой внутрь фолликула в коллоид.
3. Конденсация. После образования МИТ и ДИТ конформация молекулы тиреоглобулина меняется таким образом, чтобы произошло сближение гидроксила фенильного кольца одного остатка с метиленовым мостиком фенила другого йодтирозина. Это приводит к спонтанной конденсации молекул. Если в конденсацию вступают моно- и дийодтирозин образуется трийодтиронин (МИТ+ДИТ=Т3), а если конденсируются 2 молекулы дийодтирозина образуется тироксин (ДИТ+ДИТ=Т4). В процессе конденсации образуется обычно в 5 раз больше Т4, чем Т3 и отношение Т4/Т3 внутри тиреоглобулина составляет примерно 5:1.
4. Выделение гормонов. Иодированный и конденсированный тиреоглобулин сохраняется в коллоиде щитовидной железы. По мере надобности капли коллоида путем эндоцитоза (резорбции) захватываются клетками фолликула и в их цитоплазме сливаются с лизосомами. Ферменты лизосом выполняют протеолиз молекулы тиреоглобулина и выделяют Т3 и Т4 из него. Свободные Т3 и Т4 секретируются в кровь. Помимо тиреоидных гормонов при протеолизе тиреоглобулина образуется небольшое количество свободных молекул МИТ и ДИТ. Эти молекулы подвергаются дейодированию и затем свободный йод вновь включается в процесс органификации, а остатки тирозина – в синтез тиреоглобулина.
Работа щитовидной железы находится под контролем гипоталамуса и гипофиза. Гипоталамические нейроны вырабатывают тиреолиберин, который связывается с рецепторами на поверхности аденогипофиза и через аденилатциклазу (цАМФ-зависимый путь) стимулирует синтез и секрецию ТТГ. Тиреостатина гипоталамус не вырабатывает. Его роль выполняют отчасти соматостатин (который синтезируется в гипоталамусе), допамин и кортикостероиды. ТТГ воздействует на специфические рецепторы, расположенные на поверхности клеток фолликулов щитовидной железы и через фосфолипазу С (IP3/DAG-зависимый путь) стимулирует рост фолликулов, резорбцию коллоида, выделение Т3 и Т4, усиливает васкуляризацию (рост сосудов) железы.
Секреция щитовидной железой Т3 и Т4 приводит к тому, что эти гормоны связываются с рецепторами гипофиза и гипоталамуса и по механизму отрицательной обратной связи тормозят синтез и секрецию тиреолиберина и ТТГ.
За сутки щитовидная железа здорового человека секретирует »70-90 мкг Т4 и »5-10 мкг Т3 (соотношение Т4/Т3=15:1). Однако, в дальнейшем в тканях оргнизма Т4 подвергается «периферической конверсии». Основными ферментами, которые обеспечивают конверсию Т4 являются дейодазы. В настоящее время обнаружено 3 типа дейодаз:
· D1-тип – 5’-дейодаза печени, почек и щитовидной железы. Этот фермент обеспечивает удаление йода в 5’ положении внешнего кольца Т4 и превращение его в Т3. Процесс протекает в плазме крови. Данный фермент является регулируемым и имеет относительно низкое сродство к тироксину.
· D2-тип – 5’-дейодаза мозга, сердца и скелетных мышц. Она обеспечивает конверсию Т4 в Т3 внутри клетки. Этот фермент является нерегулируемым и его активность зависит лишь от наличия в клетке продукта реакции (при снижении уровня Т3 активность фермента резко возрастает). Имеет очень высокое сродство к Т4.
· D3-тип – 5-дейодаза, обеспечивает дейодирование внутреннего кольца Т4. При этом образуется неактивный обратный или реверсный Т3 (rT3). Фермент локализуется в клетках плаценты, кожи и мозга и обеспечивает их защиту от избытка Т4 при гипертиреозе.
Т.о. метаболизм Т4 включает в себя превращение около 50% гормона в неактивный rT3 (фермент D3), около 30% в Т3 (ферменты D1 и D2). Оставшиеся »20% Т4 подвергаются минорному метаболизму до неактивных компонентов путем конъюгации в печени.
Фармакологическая регуляция функции щитовидной железы. Проблема коррекции сниженной функции щитовидной железы в настоящее время решается 2 принципиальными путями:
1. Если гормонсекретирующие возможности железы сохранены, то дефицит Т3 и Т4 можно восполнить вводя в организм малые дозы иодидов. При этом они будут стимулировать продукцию собственных тиреоидных гормонов.
2. Если гормонсекретирующая функция щитовидной железы утрачена, вследствие ее аутоиммунного, радиационного, инфекционного, механического или иного повреждения, то прибегают к заместительной гормональной терапии искусственными гормонами щитовидной железы.
Значительно более сложна проблема фармакологической коррекции патологически повышенной функции щитовидной железы. Основные подходы к решению этой проблемы изложены в таблице 1.
Таблица 1. Фармакологические подходы к коррекции патологически повышенной функции щитовидной железы.
| Фармакологический подход | Лекарственные средства |
| Нарушение поглощения иодидов железой | Перхлораты, тиоцианаты |
| Нарушения органификации йода и конденсации йодтирозинов (синтеза Т4 и Т3) | Пропилтиоурацил, тиамазол |
| Нарушение резорбции коллоида и поступления тиреоглобулина в лизосомы щитовидной железы | Колхицин, ионы Li+, высокие дозы иодидов |
| Нарушение протеолиза тиреоглобулина и высвобождения Т3 и Т4 | Высокие дозы иодидов |
| Нарушение периферической конверсии Т4 в Т3 | Пропилтиоурацил, йопаноевая кислота, b-адреноблокаторы, глюкокортикостероиды, амиодарон |
| Увеличение синтеза белков крови, способных связать активный Т4 и Т3 | Эстрогены, тамоксифен, метадон, героин |
| Уничтожение эндокринного эпителия щитовидной железы | Радиоактивный 131I (b-излучение) |
Классификация лекарственных средств, влияющих на функции щитовидной железы
I. Препараты тиреоидных гормонов:
1. Монокомпонентные: лиотиронин, левотироксин натрия;
2. Комбинированные: тиреотом
II. Антитиреоидные средства:
1. Тиоамиды: пропилтиоурацил, тиамазол;
2. Анионные ингибиторы: калия перхлорат;
3. Рентгенконтрастные средства: йопаноевая кислота;
4. Радиоактивный йод (131I)
III. Препараты иодидов: иодид калия, Люголя раствор