人体甲状腺激素是怎样合成的（甲状腺激素是如何合成的）
本文目录一览：
甲状腺激素是如何产生和代谢的？
甲状腺激素是在甲状腺滤泡上皮细胞内合成的。首先，血液中的碘离子（I-）被甲状腺滤泡上皮细胞“吸入”其内部，滤泡上皮细胞有一种独特的本领，将“吸入”其内部的I-进行氧化，形成“活性碘”备用。
此外，滤泡上皮细胞还有合成甲状腺球蛋白（Tg）的功能，这种蛋白含有酪氨酸，也是合成甲状腺激素的原料，“活性碘”形成后，就和甲状腺球蛋白上面的酪氨酸发生反应。使其发生碘化，形成碘化的酪氨酸，即3-碘酪氨酸和3，5-二碘酪氨酸。然后，位于甲状腺球蛋白上的两个3，5-二碘酪氨酸“手拉手”偶联在一起，就形成了甲状腺素（T4）；一个3，5-二碘酪氨酸与一个3-碘酪氨酸“手拉手”偶联在一起，就形成了另一种甲状腺激素：三碘甲腺原氨酸（T3）。
甲状腺激素（T3和T4）合成后仍保留在甲状腺球蛋白（Tg）上，储存在由滤泡上皮细胞手拉手围成的滤泡腔中，储存的激素量很大，足够机体使用50～120天。机体需要甲状腺激素时，滤泡上皮细胞就把滤泡腔中带有T4和T3的甲状腺球蛋白“吸入”细胞内部，将T4和T3从甲状腺球蛋白上解离下来，释放入血液中，供机体利用。
甲状腺激素在体内代谢，部分从肾脏直接滤出，部分在体内降解后排出。其在体内降解途径：①经脱碘后排出；②经侧链降解后排出。
甲状腺激素是如何合成的？
甲状腺激素主要由四碘甲状腺原氨酸（3，5，3'，5'- 四碘甲状腺原氨酸，即T4）和三碘甲状腺原氨酸（3，5，3'- 三碘甲状腺原氨酸，即T3）两种物质组成，习惯上都称为甲状腺激素。两种物质都是酪氨酸碘化物，T4 全部由甲状腺细胞直接产生，然后分泌到血液中，T3也可由甲状腺细胞直接产生，然后分泌到血液中，但是它大部分是在甲状腺以外的组织中由T4 脱碘转变而成，T4 脱去5′位上的碘变成T3。T3 和T4 都有生物活性，也就是说它们具有促进各种代谢的作用。T4 和T3 相比，T4 的生物活性较低，T3 比较高，T3 的生物活性比T4 高出3 ～ 5 倍。
甲状腺与碘的代谢的关系极为密切。人每天从食物和水中大约摄取100 ～ 200μg 碘，约1/3 进入甲状腺，甲状腺含碘总量为8000μg，占全身碘含量的90%，地区缺碘或食物中含抗甲状腺的成分过多，或因消化道疾病而影响碘的吸收，以及先天缺乏合成甲状腺激素的酶或脱碘酶，以致合成发生障碍或碘的再利用难以实现，这样均将不同程度地影响甲状腺激素的生物合成。
甲状腺激素的形成过程
甲状腺素的形成过程
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。
甲状腺激素合成总程序.从食物和水中摄入碘被甲状腺主动浓集,经过氧化酶转变成有机碘,并和在甲状腺滤泡细胞基层细胞表面的胶状质中滤泡内甲状腺球蛋白上的酪氨酸结合.酪氨酸碘化是在1(单碘酪氨酸)或2(二碘酪氨酸)个位置上产生,然后偶联形成活性激素[二碘酪氨酸 二碘酪氨酸→四碘酪氨酸(T4 )；二碘酪氨酸 一碘酪氨酸→三碘酪氨酸(T3 )],另一些T3 来 自甲状腺内借I5'脱碘酶T4 外环脱碘产生.甲状腺球蛋白(含有T3 和T4 的糖蛋白)从滤泡被甲状腺细胞吸取成胶滴小粒.
溶酶体中的蛋白酶使球蛋白中的T3 和T4 裂解,结果游离T3 (FT3 )和游离T 4 (FT4 )释放.碘化酪氨酸(单碘酪氨酸和二碘酪氨酸)也从甲状腺球蛋白中同时释放,但只小部分进入血流.经细胞内脱碘酶脱碘,这些碘被甲状腺重新利用.
T 4 和T3 经蛋白分解从甲状腺释放进入血流,与甲状腺激素结合蛋白结合转运.主要甲状腺激素结合蛋白是甲状腺素结合球蛋白(TBG),其对T4 和T3 具 有高亲和力,但结合容量低.TBG正常约占结合激素的75%.其他甲状腺激素结合蛋白---主要是甲状腺素结合前白蛋白,又称转甲状腺蛋白(transthyretin),对T4 有高亲和性,低结合容量,和白蛋白对T4 和T3 有低亲和性,高结合容量---占结合血清甲状腺激素其余部分.约0.03%的总血清T4 和 0.3%的总血清T3 呈游离状态,与结合激素动态平衡.唯有FT4 和FT3 在周围组织起甲状腺激素作用.
垂体甲状腺兴奋激素(TSH),亦称作促甲状腺激素,可兴奋甲状腺内滤泡细胞,是影响和控制T3 和T4 形成的整个序列反应所必需的.TSH与滤泡外表面上甲状腺细胞浆膜受体结合,激活腺苷酸环化酶,因此增加了腺苷3'：5'-环化磷酸化(cAMP)形成,核苷酸介导TSH细胞内效应.垂体TSH分泌受循环中FT3 ,FT4 和垂体促甲状腺细胞内T4 转换至T3 的负反馈调节控制.T3 是代谢上有活性碘甲腺原氨酸.游离甲状腺激素(T4 和T3 )增加抑制垂体TSH分泌,而T 4 和T3 水平降低导致垂体TSH释放增加.TSH分泌也受TRH影响,这是由下丘脑合成的三个氨基酸肽.TRH释放至下丘脑和垂体之间门脉系统,与垂体前叶促甲状腺细胞上的特异TRH受体结合,引起TSH系列释放.虽然甲状腺激素对TRH合成和释放起作用,但精确的机制仍不清.
约20%循环中T3 由甲状腺产生,其余80%主要来自肝脏,由T4 的外环脱碘(5'D-Ⅰ)转换产生.T4 的内环单脱碘酶[5-脱碘酶(5D-Ⅲ)]同样可发生于肝内和肝外,产生3,3',5'-T3 (反T3 或rT3 ).这些碘甲腺原氨酸代谢活性小,但存在于正常人的血清中和极小量在甲状腺球蛋白内.约99%rT3 是在周围组织T4 内环脱碘产生.在许多情况出现rT3 增加,此时T3 水平降低是因为外环5'D-Ⅰ活性降低(如慢性肝病,肾病,急性和慢性病,饥饿和碳水化合物缺乏).rT3 增高主要是因为外环(5'D-Ⅰ)活性降低,明显减少了rT3 的清除.这些慢性病因此导致活性激素(T3 )产生减少和由于清除减少而rT3 增高.T3 产生降低可能是机体对疾病的适应性反应.
甲状腺激素是怎样合成，贮存和释放的
甲状腺具有强大的摄碘能力。甲状腺滤泡细胞内碘浓度比血浆高25~50倍，且滤泡细胞膜有50mv静息电位，所以碘的摄取是逆电化学梯度的主动转运。研究结果提示此过程由滤泡细胞膜上的“碘泵”完成，Na+、-K+-ATP的酶提供能量。进人细胞内的I-在过氧化酶(TPO)的催化下被氧化(活化)为活性碘。活性碘的形式目前尚不清楚，可能为I2或I+、H20I，其产生过程可能为：
H2O2+2I-+2H+=
I2+2HO
2
H2O2+2
I-=
I++H2OI
活性碘一旦产生，便在碘化酶的作用下，与甲状腺球蛋白分子中的酪氨酸残基结合，生成碘化酪氨酸。碘化酪氨酸有两种，分别为一碘酪氨酸(MIT)和二碘酪氨酸(DIT)。一个分子的MIT与一个分子的DIT缩合而成三碘甲腺原氨酸，即为T3;两个分子的DIT缩合而成四碘甲腺原氨酸，即为T4。上述反应均是在甲状腺球蛋白(TG)上进行的。
甲状腺是体内内分泌腺中唯一能将合成的激素贮存在细胞外的腺体。被碘化的甲状腺球蛋白(含T4、T3真及MIT、DIT)从滤泡细胞顶端通过胞溢作用排入滤泡腔，构成滤泡内胶质的主要成分，此为甲状腺激素的贮存形式。甲状腺激素的贮存量较大，一般可供机体2~3个月之需，这对饮食中碘量变异很大的情况下维持血浆中甲状腺激素浓度有重要意义。
当甲状腺受到适宜刺激，如TSH作用后，滤泡细胞通过胞饮作用将滤泡内胶质吞饮人细胞内，胶质小滴与滤泡细胞内的溶酶体融合，在溶酶体蛋白水解酶的作用下，甲状腺球蛋白被水解，MIT、DIT、T4、T3逐步从甲状腺球蛋白上解脱下来。MIT、DIT被细胞内脱碘酶脱碘，脱下的无机碘被再利用，参人甲状腺球蛋白合成新的MIT和DIT，此为“碘的甲状腺内再循环”，而脱碘酶对T4、T3不起作用。甲状腺内T3、T4浓度较高，与血液之间形成一定的浓度差，故T3、T4顺浓度差扩散至血液中。血浆中存在可与甲状腺激素呈高亲和力结合的血浆蛋白，T3、T4的释放被加强。
甲状腺素合成过程
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。
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。
扩展资料：
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。
参考资料：百度百科---甲状腺激素
