Йодтирозин и гормоны щитовидной железы¶

Йодтирозин — общее название производных аминокислоты тирозина, в молекулу которых включён один или несколько атомов йода. Эти соединения образуются в щитовидной железе позвоночных животных и человека и служат исходным материалом для биосинтеза тиреоидных гормонов — тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3). Наиболее известные представители группы — моноиодтирозин (MIT) и дииодтирозин (DIT).

¶Химическое строение

Тирозин — ароматическая аминокислота, содержащая гидроксильную группу в пара-положении бензольного кольца. При йодировании атомы йода замещают водород в кольце. В зависимости от числа заместителей различают:

MIT и DIT представляют собой отдельные молекулы тирозина с одним и двумя атомами йода соответственно. Т3 и Т4 — это уже не производные одиночного тирозина, а тиронины: они образуются при соединении двух остатков йодтирозина, поэтому содержат два ароматических кольца, связанных через кислородный мостик.

¶Биосинтез в щитовидной железе

Синтез йодтирозинов и тиреоидных гормонов происходит в фолликулах щитовидной железы и включает несколько последовательных этапов.

¶Захват йода

Йодид поступает в организм с пищей и водой и поглощается тироцитами (клетками фолликулярного эпителия) с помощью белка-переносчика NIS (натрий-йодидный симпортёр). Внутри клетки концентрация йодида в десятки раз выше, чем в крови.

¶Окисление и йодирование

На апикальной мембране тироцита фермент тиреоидная пероксидаза (ТПО) окисляет йодид до активной формы. Там же происходит йодирование остатков тирозина, входящих в состав крупного белка тиреоглобулина. В результате образуются MIT и DIT, ковалентно связанные с тиреоглобулином.

¶Сопряжение

Часть остатков MIT и DIT соединяется попарно под действием той же пероксидазы:

• DIT + DIT → тироксин (Т4);
• DIT + MIT → трийодтиронин (Т3).

Таким образом, йодтирозины выступают не только промежуточными продуктами, но и «строительными блоками» для гормонов.

¶Хранение и секреция

Йодированный тиреоглобулин накапливается в коллоиде фолликула. По мере необходимости тироциты захватывают его путём эндоцитоза, расщепляют в лизосомах, и Т3 и Т4 выделяются в кровь. Остатки MIT и DIT при этом деиодируются: йод возвращается в обменный фонд железы и используется повторно.

¶Биологическое значение

Тиреоидные гормоны регулируют интенсивность основного обмена, рост и дифференцировку тканей, работу сердечно-сосудистой и нервной систем. Йодтирозины в этом процессе играют подчинённую, но необходимую роль — без их образования синтез Т3 и Т4 невозможен.

Отклонения в содержании йодтирозинов и тиреоидных гормонов отражают состояние щитовидной железы. Их определяют при диагностике гипотиреоза, гипертиреоза, аутоиммунного тиреоидита и других заболеваний.

¶Клиническое и лабораторное значение

Определение MIT и DIT в биологических жидкостях применяется ограниченно, чаще исследуют уровень Т3, Т4 и тиреотропного гормона (ТТГ). Тем не менее анализ соотношения йодтирозинов используется в научных работах для оценки эффективности йодирования тиреоглобулина и активности пероксидазы.

Нарушения синтеза йодтирозинов могут быть вызваны:

• дефицитом йода в пище;
• наследственными дефектами ферментов (например, недостаточностью тиреоидной пероксидазы);
• действием тиреостатических препаратов (тиамазол, пропилтиоурацил), блокирующих йодирование;
• аутоиммунным поражением железы.

¶Родственные соединения и применение

Помимо MIT и DIT, к йодированным производным тирозина относят тиронины — Т3 и Т4. Синтетические аналоги этих гормонов (левотироксин, лиотиронин) применяются в медицине для заместительной терапии при гипотиреозе.

Йодированные аминокислоты используются и как реагенты в биохимических исследованиях, а также встречаются в некоторых продуктах питания, например в йодированной соли и морских водорослях, где йод связан с органическими соединениями.

¶Историческая справка

Роль йода в работе щитовидной железы была установлена в конце XIX — начале XX века. В 1910-х годах американский биохимик Эдвард Кендалл выделил из ткани железы кристаллическое соединение, содержащее йод, и идентифицировал его как тироксин. Позже, в 1950-х годах, был открыт трийодтиронин, а изучение промежуточных продуктов — моно- и дииодтирозинов — позволило описать механизм йодирования тиреоглобулина. Работы в этой области заложили основу современной тиреоидологии.

¶См. также

• Тиреоидные гормоны
• Тиреоглобулин
• Щитовидная железа
• Тирозин