Schildklierhormonen T3 en T4

Door Fabrizio Felici

De schildklier, gelegen in het voorste gedeelte van de nek, nabij de eerste tracheale ringen, bevat talrijke bolvormige follikels, die elk bestaan uit een enkele laag secretoire cellen, folliculaire cellen genaamd, die een glycoproteïne omgeven door de folliculaire cellen omgeven, gedefinieerd colloïde. Hormonen T3 en T4 worden gesynthetiseerd in de follikels.

Thyroglobuline, de belangrijkste stof in het colloïd, is een eiwit dat als een voorloper van schildklierhormonen werkt. Enzymen voor de synthese van T3 en T4 en het jodide-ion worden ook gevonden in het colloïde. Schematisch gezien zijn de fasen van de synthese van schildklierhormonen en hun afscheiding:

De tyrosinemoleculen worden gejodeerd. De toevoeging van een jodide-ion vormt monoiodothyrosine (MIT), terwijl de toevoeging van een tweede jodide aan hetzelfde molecuul diiodotyrosine (DIT) vormt;

Twee moleculen tyrosinejodaat (MIT of DIT) zijn gekoppeld aan een thyroglobulinemolecuul en de twee tyrosineresiduen zijn verbonden door een covalente binding. Als twee moleculen DIT worden gecombineerd, is het eindproduct 3, 5, 3 ', 5' - tetraiodothyronine of T4 (ook thyroxine genoemd); als een DIT-molecuul wordt gecombineerd en een MIT-molecuul is het eindproduct 3, 5, 3 '- trijoodthyronine of T3.
T3 en T4 zijn schildklierhormonen, hoewel ze in dit stadium nog steeds gekoppeld zijn aan thyroglobuline;

Deze hormonen worden tot drie maanden voordat ze vrijkomen bewaard in het colloïde samen met thyroglobuline;

Het schildklier stimulerend hormoon (TSH), dat uit de bloedbaan komt, stimuleert de afgifte van schildklierhormonen. De TSH bindt zich eerst aan receptoren op het folliculaire celmembraan en activeert de tweede cyclische AMP-boodschapper; dit leidt tot fosforylering van een reeks folliculaire celeiwitten die nodig zijn voor hormoonsecretie;

De folliculaire cellen nemen de moleculen van gejodeerd thyroglobuline uit het colloïde door fagocytose;

Het fagosoom dat gejodeerd thyroglobuline bevat, smelt met een lysosoom;

Blootstelling van het thyroglobulinemolecuul aan lysosomale enzymen resulteert in de afgifte van vrij T3 en T4 in de folliculaire cel. Schildklierhormonen zijn lipofiele moleculen, dus ze kunnen diffunderen door het plasmamembraan en van daaruit naar de circulatie, waar ze selectief binden aan transporteiwitten zoals thyroxine-bindend globuline en transthyretine, of ze kunnen op een niet-specifieke manier binden aan albumine.

T4 wordt normaal geproduceerd en uitgescheiden met een snelheid die tien keer sneller is dan T3, hoewel T3 ongeveer vier keer krachtiger is op doelorganen. Het grootste deel van de T4 die in plasma wordt uitgescheiden, wordt normaal gesproken door de lever, de nieren en de doelorganen omgezet in de actievere T3.

Schildklierhormoonniveaus zijn vrijwel constant onder normale omstandigheden, omdat het belangrijkste mechanisme voor het beheersen van hun secretie negatieve feedback is. Zoals we hebben gezien, wordt de afscheiding van het schildklierhormoon gestimuleerd door de TSH afkomstig van de adenohypophysis. TSH secretie wordt op zijn beurt gestimuleerd door thyrotropin-releasing hormone (TRH), afkomstig van de hypothalamus. Wanneer ze in de bloedsomloop worden vrijgegeven, werken de schildklierhormonen met negatieve feedback op de hypothalamus en de voorkwab van de hypofyse om de secretie van TRH en TSH te beperken. Merk op dat T4 een effectievere negatieve feedback activeert dan T3.

Acties van schildklierhormonen

De genoemde schildklierhormonen zijn lipofiel, dus ze overwinnen gemakkelijk celmembranen; de receptoren voor deze hormonen bevinden zich in de kern van de doelwitcellen. Hormoon-receptorbinding modificeert de transcriptiesnelheid van boodschapper-RNA van DNA, waardoor de eiwitsynthese in doelcellen wordt gemodificeerd. Deze modificaties vereisen uren of dagen om een merkbaar effect te creëren dat echter, eenmaal geïnduceerd, dagen aanhoudt.

De belangrijkste werking van T3 en T4 is zeker de toename van het basaal metabolisme. Als gevolg hiervan is er een toename van de warmteproductie, een fenomeen dat bekend staat als een thermogeen effect. Schildklierhormonen verhogen het basale metabolisme in de meeste lichaamsweefsels, met uitzondering van de hersenen, milt en geslachtsklieren. Een mechanisme dat door T3 en T4 wordt gebruikt om het basale metabolisme te verhogen, is de stimulatie van de natrium-kaliumpompactiviteit. Wanneer de pomp actief is, wordt ATP gehydrolyseerd en wordt warmte afgegeven. Tegelijkertijd verhoogt het toegenomen gebruik van ATP de oxidatiesnelheid van de energiesubstraten om nieuwe ATP te produceren, en in dit proces wordt meer warmte gegenereerd. Bovendien induceren T3 en T4 de toename van het aantal mitochondria en stimuleren ze de activiteit van sommige enzymen die betrokken zijn bij oxidatieve fosforylering.

Wanneer ze aanwezig zijn in concentraties hoger dan de T3- en T4-normen, stimuleren ze niet alleen het gebruik van energie, maar ook de mobilisatie van energiereserves door glycogenolyse te stimuleren, de omzetting van spiereiwitten in aminozuren en lipolyse; ze begunstigen ook de gluconeogenese en ketonsynthese. In tegenstelling tot lagere concentraties dan normaal, hebben deze hormonen tegengestelde effecten: ze stimuleren de glycogeensynthese en eiwitsynthese.

Hormonen T3 en T4 zijn noodzakelijk voor de normale groei en ontwikkeling van veel weefsels en om een normale functie te behouden na de voltooiing van de groei. Veel van deze effecten worden gemedieerd door de stimulatie van GH-afgifte (in synergie met glucocorticoïden) en door de tolerante werking op de werking van GH op de doelorganen. Ook belangrijk zijn de acties die door schildklierhormonen op het zenuwstelsel worden uitgevoerd: een gebrek aan T3 en T4 in de kindertijd kan leiden tot een vorm van onomkeerbare hersenschade, cretinisme genaamd , waarbij de mentale ontwikkeling en de groei van het lichaam worden vertraagd en zenuwcellen worden gekarakteriseerd van slechte ontwikkeling van axonen en dendrieten en onvolledige myelinisatie. Zelfs in het volledig ontwikkelde zenuwstelsel zijn schildklierhormonen essentieel voor normaal functioneren. Bij volwassenen kan het tekort leiden tot een verval van cognitieve functies, maar deze stoornissen nemen volledig af als de plasmaspiegels van deze hormonen worden genormaliseerd.

Schildklierhormonen en lichaamsbeweging

Na intense maar korte fysieke activiteit werden geen verhoogde veranderingen in de plasmaspiegels van schildklierhormonen waargenomen. Pas na langdurige trainingssessies was er een duidelijke toename in T3 en T4 genoteerd.

Een studie uitgevoerd door Herald E. Refsum in Noorwegen toonde verhoogde plasmaspiegels van T3, T4, TSH en het eiwit dat de schildklierhormonen TBG bindt, bij atleten die langlaufen gebruikten onmiddellijk na een optreden, waarbij zij opmerkten dat de plasmaspiegels terugkeerden binnen de beginlimieten pas na enkele dagen herstel. Dit proces lijkt te wijten te zijn aan het feit dat tijdens fysieke activiteit de schildklierhormonen consequent worden geconsumeerd, daarom wordt de hypofyse, vanwege de fysiologische werking van de feedback, gestimuleerd om grote hoeveelheden TSH te produceren met als gevolg een toename van de plasmaspiegels van schildklierhormonen.

bibliografie