Un fluture-organ în formă de fluture, glanda tiroidă este situată anterior traheei, imediat inferior laringelui (figura 1). Regiunea mediană, numită istm, este flancată de lobii stâng și drept în formă de aripi. Fiecare dintre lobii tiroidieni sunt încastrați cu glande paratiroide, în principal pe suprafețele lor posterioare. Țesutul glandei tiroide este compus în principal din foliculi tiroidieni. Foliculii sunt constituiți dintr-o cavitate centrală umplută cu un lichid lipicios numit coloid. Înconjurat de un perete de celule foliculare epiteliale, coloidul este centrul producției de hormoni tiroidieni, iar această producție este dependentă de componenta esențială și unică a hormonilor: iodul.

Sinteza și eliberarea hormonilor tiroidieni

Hormonii sunt produși în coloid atunci când atomii de iod mineral se atașează la o glicoproteină, numită tiroglobulină, care este secretată în coloid de către celulele foliculare. Următoarele etape descriu asamblarea hormonilor:

1. Legăturarea TSH la receptorii săi din celulele foliculare ale glandei tiroide determină celulele să transporte în mod activ ioni de iod (I-) prin membrana lor celulară, din fluxul sanguin în citosol. Ca urmare, concentrația de ioni de iodură „prinși” în celulele foliculare este de multe ori mai mare decât concentrația din fluxul sanguin.
2. Ionii de iodură se deplasează apoi în lumenul celulelor foliculare care mărginesc coloidul. Acolo, ionii sunt supuși oxidării (electronii lor încărcați negativ sunt eliminați). Oxidarea a doi ioni de iodură (2 I-) duce la iod (I2), care trece prin membrana celulelor foliculare în coloid.
3. În coloid, enzimele peroxidază leagă iodul de aminoacizii tirozină din tiroglobulină pentru a produce doi intermediari: o tirozină atașată la un iod și o tirozină atașată la doi ioduri. Atunci când unul din fiecare dintre acești intermediari este legat prin legături covalente, compusul rezultat este triiodotironina (T3), un hormon tiroidian cu trei ioduri. Mult mai frecvent, două copii ale celui de-al doilea intermediar se leagă, formând tetraiodotironina, cunoscută și sub numele de tiroxină (T4), un hormon tiroidian cu patru ioduri.

Acești hormoni rămân în centrul coloidal al foliculilor tiroidieni până când TSH stimulează endocitoza coloidului înapoi în celulele foliculului. Acolo, enzimele lizozomale descompun coloidul tiroglobulinei, eliberând T3 și T4 libere, care difuzează prin membrana celulelor foliculare și intră în fluxul sanguin.

În fluxul sanguin, mai puțin de un procent din T3 și T4 circulante rămân nelegate. Acest T3 și T4 liber poate traversa bistratul lipidic al membranelor celulare și poate fi preluat de celule. Restul de 99 la sută din T3 și T4 circulant este legat de proteine de transport specializate numite globuline de legare a tiroxinei (TBG), de albumină sau de alte proteine plasmatice. Această „împachetare” împiedică difuzarea lor liberă în celulele organismului. Atunci când nivelurile sanguine de T3 și T4 încep să scadă, T3 și T4 legate sunt eliberate de aceste proteine plasmatice și traversează cu ușurință membrana celulelor țintă. T3 este mai puternic decât T4, iar multe celule transformă T4 în T3 prin îndepărtarea unui atom de iod.

Reglarea sintezei TH

Liberarea de T3 și T4 din glanda tiroidă este reglată de hormonul de stimulare a tiroidei (TSH). După cum se arată în figura 2, nivelurile sanguine scăzute de T3 și T4 stimulează eliberarea hormonului eliberator de tirotropină (TRH) din hipotalamus, care declanșează secreția de TSH din hipofiza anterioară. La rândul său, TSH stimulează glanda tiroidă să secrete T3 și T4. Nivelurile de TRH, TSH, T3 și T4 sunt reglementate de un sistem de feedback negativ în care creșterea nivelurilor de T3 și T4 scade producția și secreția de TSH.

Funcțiile hormonilor tiroidieni

Hormonii tiroidieni, T3 și T4, sunt adesea numiți hormoni metabolici, deoarece nivelurile lor influențează rata metabolică bazală a organismului, cantitatea de energie utilizată de organism în repaus. Atunci când T3 și T4 se leagă de receptorii intracelulari localizați pe mitocondrii, aceștia determină o creștere a descompunerii nutrienților și a utilizării oxigenului pentru a produce ATP. În plus, T3 și T4 inițiază transcrierea genelor implicate în oxidarea glucozei. Deși aceste mecanisme determină celulele să producă mai mult ATP, procesul este ineficient, iar ca produs secundar al acestor reacții este eliberat un nivel anormal de crescut de căldură. Acest așa-numit efect calorigen (calor- = „căldură”) crește temperatura corpului.

Niveluri adecvate de hormoni tiroidieni sunt, de asemenea, necesare pentru sinteza proteinelor și pentru dezvoltarea și creșterea țesuturilor fetale și infantile. Aceștia sunt deosebit de importanți pentru dezvoltarea normală a sistemului nervos atât în uter, cât și în copilăria timpurie, și continuă să susțină funcția neurologică la adulți. După cum s-a menționat anterior, acești hormoni tiroidieni au o interrelație complexă cu hormonii de reproducere, iar deficiențele pot influența libidoul, fertilitatea și alte aspecte ale funcției de reproducere. În cele din urmă, hormonii tiroidieni sporesc sensibilitatea organismului la catecolamine (epinefrină și noradrenalină) de la nivelul măduvei suprarenale prin suprareglarea receptorilor din vasele de sânge. Atunci când nivelurile de hormoni T3 și T4 sunt excesive, acest efect accelerează ritmul cardiac, întărește bătăile inimii și crește tensiunea arterială. Deoarece hormonii tiroidieni reglează metabolismul, producția de căldură, sinteza proteinelor și multe alte funcții ale organismului, tulburările tiroidiene pot avea consecințe grave și extinse.

Calcitonină

Glanda tiroidă secretă, de asemenea, un hormon numit calcitonină care este produs de celulele parafoliculare (numite și celule C) care studiază țesutul dintre foliculii distincte. Calcitonina este eliberată ca răspuns la o creștere a nivelului de calciu din sânge. Se pare că are o funcție de scădere a concentrațiilor de calciu din sânge prin:

• Inhibarea activității osteoclastelor, celule osoase care eliberează calciu în circulație prin degradarea matricei osoase
• Creșterea activității osteoblastice
• Diminuarea absorbției calciului în intestine
• Creșterea pierderilor de calciu în urină

Cu toate acestea, aceste funcții nu sunt, de obicei, semnificative în menținerea homeostaziei calciului, astfel încât importanța calcitoninei nu este pe deplin înțeleasă. Preparatele farmaceutice de calcitonină sunt uneori prescrise pentru a reduce activitatea osteoclastelor la persoanele cu osteoporoză și pentru a reduce degradarea cartilajului la persoanele cu osteoartrită. Hormonii secretați de tiroidă sunt rezumați în tabelul 1.

Tabelul 1. Hormoni tiroidieni
Hormoni asociați	Clasa chimică	Efect
Tiroxina (T4), triiodotironină (T3)	Amină	Stimulează rata metabolică bazală
Calcitonină	Peptide	Reduce nivelul de Ca2+ din sânge

Desigur, calciul este esențial pentru multe alte procese biologice. Este un al doilea mesager în multe căi de semnalizare și este esențial pentru contracția musculară, transmiterea impulsului nervos și coagularea sângelui. Având în vedere aceste roluri, nu este surprinzător faptul că nivelurile de calciu din sânge sunt strict reglementate de sistemul endocrin. Organele implicate în această reglare sunt glandele paratiroide.

Revizuirea capitolului

Glanda tiroidă este un organ în formă de fluture situat în gât, anterior traheei. Hormonii săi reglează metabolismul bazal, utilizarea oxigenului, metabolismul nutrienților, producția de ATP și homeostazia calciului. Aceștia contribuie, de asemenea, la sinteza proteinelor și la creșterea și dezvoltarea normală a țesuturilor corpului, inclusiv la maturarea sistemului nervos, și cresc sensibilitatea organismului la catecolamine. Hormonii tiroidieni triiodotironină (T3) și tiroxină (T4) sunt produși și secretați de glanda tiroidă ca răspuns la hormonul de stimulare a tiroidei (TSH) de la hipofiza anterioară. Sinteza hormonilor T3 și T4 derivați din aminoacizi necesită iod. Cantități insuficiente de iod în alimentație pot duce la gușă, cretinism și multe alte tulburări.

Autoverificare

Răspundeți la întrebarea (întrebările) de mai jos pentru a vedea cât de bine ați înțeles subiectele abordate în secțiunea anterioară.

Glosar

calcitonină: hormon peptidic produs și secretat de celulele parafoliculare (celule C) ale glandei tiroide care are rolul de a scădea nivelul calciului din sânge

coloid: lichid vâscos din cavitatea centrală a foliculilor tiroidieni, care conține glicoproteina tireoglobulină

goiter: mărirea în volum a glandei tiroide, fie ca urmare a deficitului de iod, fie ca urmare a hipertiroidismului

hipertiroidism: nivel crescut, anormal din punct de vedere clinic, al hormonului tiroidian în sânge; caracterizat printr-o rată metabolică crescută, exces de căldură corporală, transpirație, diaree, pierdere în greutate și ritm cardiac crescut

hipotiroidism: anormal din punct de vedere clinic, nivel scăzut al hormonului tiroidian în sânge; caracterizat prin rată metabolică scăzută, creștere în greutate, extremități reci, constipație și activitate mentală redusă

hipotiroidism neonatal: afecțiune caracterizată prin deficite cognitive, statură mică și alte semne și simptome la persoanele născute de femei care au avut deficit de iod în timpul sarcinii

glanda tiroidă: glandă endocrină mare responsabilă de sinteza hormonilor tiroidieni

tiroxină: (de asemenea, tetraiodotironină, T4) hormon tiroidian derivat din aminoacizi care este mai abundent, dar mai puțin puternic decât T3 și adesea convertit în T3 de către celulele țintă

triiodotironină: (de asemenea, T3) hormon tiroidian derivat din aminoacizi care este mai puțin abundent, dar mai puternic decât T4

.