一、游离甲状腺素生物学作用
促进生长发育
甲状腺激素促进生长发育作用最明显是在婴儿时期,在出生后头五个月内影响最大。它主要促进骨骼、脑和生殖器官的生长发育。若没有甲状腺激素,垂体的GH也不能发挥作用。而且,甲状腺激素缺乏时,垂体生成和分泌GH也减少。所以先天性或幼年时缺乏甲状腺激素,引起呆小病。呆小病患者的骨生长停滞而身材矮小,上、下半身的长度比例失常,上半身所占比例超过正常人。又因神经细胞树突、轴突、髓鞘以及胶质细胞生长障碍,脑发育不全而智力低下,他们性器官也不能发育成熟,没有正常的生殖功能。新生儿甲状腺功能低下时,应在一岁之内适量补充甲状腺激素,这对中枢神经系统的发育和脑功能的恢复还有效。迟于此时期,以后即使补充大量T3或T4,也不能恢复正常功能,则治疗往往无效。
对代谢的影响
1.产热效应甲状腺激素可提高大多数组织的耗氧率,增加产热效应。这种产热效应可能由于甲状腺激素能增加细胞膜上Na+-K+泵的合成,并能增加其活力,后者是一个耗能过程。甲状腺素使基础代谢率增高,1mg的甲状腺素可增加产热4000KJ。甲状腺功能亢进患者的基础代谢率可增高35%左右;而功能低下患者的基础代谢率可降低15%左右。
2.对三大营养物质代谢的作用它对三大营养物质代谢的影响十分复杂。总的来说,在正常情况下甲状腺激素主要是促进蛋白质合成,特别是使骨、骨骼肌、肝等蛋白质合成明显增加,这对幼年时的生长、发育具有重要意义。然而甲状腺激素分泌过多,反而使蛋白质,特别是骨骼肌的蛋白质大量分解,因而消瘦无力。在糖代谢方面,甲状腺激素有促进小肠粘膜对糖的吸收,肝糖元分解的作用。同时它还能促进外周组织对糖的利用,甲状腺功能亢进时血糖升高,有时出现尿糖。总之,它加速了糖和脂肪代谢,特别是促进许多组织的糖、脂肪及蛋白质的分解氧化过程,从而增加机体的耗氧量和产热量。
二、甲状腺素形成过程
甲状腺激素的独特性在于其生物学活性需要微量元素碘。在世界上大部分地区碘是土壤中的稀有成分,因此食物中含碘稀少。生物在进化中形成了一种复杂的机制来获得和保有这种关键元素,并将其转化为适宜掺入有机成分的形式。同时,甲状腺必须合成甲状腺素,这种合成发生在甲状腺球蛋白。
甲状腺素的形成经过合成、贮存、碘化、重吸收、分解和释放六个过程:
1.滤泡上皮细胞从血液中摄取氨基酸,在粗面内质网合成甲状腺球蛋白的前体,继而在高尔基复合体加糖并浓缩形成分泌颗粒,再以胞吐方式排放到滤泡腔内贮存。
2. 滤泡上皮细胞能从血液中摄取I-,I-经过过氧化物酶的作用而活化。
3. 活化后的I-进入滤泡腔与甲状腺球蛋白结合,形成碘化的甲状腺球蛋白。
4. 滤泡上皮细胞在腺垂体分泌的促甲状腺激素的作用下,胞吞滤泡腔内的碘化甲状腺球蛋白,成为胶质小泡。
5. 胶质小泡与溶酶体融合,碘化甲状腺球蛋白被水解酶分解形成大量四碘甲状腺原氨酸(T4)和少量三碘甲状腺原氨酸(T3),即甲状腺素。
6. T3和T4于细胞基底部释放入血。
三、甲状腺激素的作用
甲状腺激素包括:甲状腺素和三碘甲状腺原氨酸。
作用:维持生长发育 甲状腺激素为人体正常生长发育所必需,其分泌不足或过量都可引起疾病。甲状腺功能不足时,躯体与智力发育均受影响,可致呆小病(克汀病),成人甲状腺功能不全时,则可引起粘液性水肿。
促进代谢 甲状腺激素能促进物质氧化,增加氧耗,提高基础代谢率,使产热增多,而又不能很好利用。甲状腺功能亢进时有怕热、多汗等症状。
神经系统及心血管效应 呆小病患者的中枢神经系统的发育发生障碍。甲状腺功能亢进时出现神经过敏、急躁、震颤、心率加快、心输出量增加等现象。因甲状腺激素可增强心脏对儿茶酚胺的敏感性。
甲状腺激素除影响长骨的生长发育外,还影响脑的发育,婴幼儿甲状腺激素缺乏,将导致身高和智力发育障碍的呆小症
正常情况下,在中枢神经系统的调控下,下丘脑释放促甲状激素释放激素(TRH)调节腺垂体促甲状腺激素(TSH)的分泌,TSH则刺激甲状腺细胞分泌T4和T3;当血液中T4和T3浓度增高后,通过负反馈作用,抑制腺垂体TSH的合成和释放,降低腺垂体对TRH的反应性,使TSH分泌减少,从而使甲状腺激素分泌不至于过高;而当血中T4和T3浓度降低时,对腺垂体负反馈作用减弱。TSH分泌增加,促使T4、T3分泌增加。总之,下丘脑-腺垂体-甲状腺调节环路可维持甲状腺激素分泌的相对恒定。
碘是甲状腺激素的一种重要成分,缺碘会导致体内甲状腺激素合成不足,患地方性甲状腺肿,俗称"大脖子病",患者会出现呼吸困难等症状,食用海带和加碘盐可以有效预防地方性甲状腺肿的发生。
四、甲状腺激素临床应用
生理作用和代谢
1.甲状腺激素的产生
T4是Tg中含量最高的碘化氨基酸,比T3多10-20倍,T4也是血清中最多的碘化氨基酸,占血清蛋白结合碘的90%以上,T3的产量和外池的容量明显小于T4。
游离T4和T3分别占T4,T3的0.02%和0.2%,T4的血清浓度比T3高50--80倍。而游离T3的活性比T4大3-5倍,RT3无活性。
2.甲状腺激素的输送和代谢
T3,T4被酶分解后进入血液,99.98%的T4和99.8%的T3在血中与结合蛋白结合进行运输。
T3和T4的代谢由两种途径:
(1)是通过与葡萄苷酸和硫酸结合物的形式由胆汁及尿排泄,占日消耗总量的15%-20%。
(2)是经脱碘酶降解为其他碘氨酸,如T2是T3,rT3的主要代谢产物。
3.甲状腺激素的调控
甲状腺激素的分泌受下丘脑,腺垂体和血浆中甲状腺激素水平的调节,以维持血浆激素水平的动态平衡,这就是下丘脑-垂体-甲状腺轴系统。
TSH是垂体前叶分泌的一种糖蛋白,它受下丘脑的促甲状腺激素释放激素(TRH)刺激而释放,血清T4,T3水平的增高则可抑制TSH的分泌,称为负反馈。
甲状腺尚有一种自主调节功能。碘化物的摄入量对甲状腺的功能起直接调节作用,故甲状腺对缺碘状态有一定程度的自身调节代偿作用。
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