人体合成甲状腺激素的元素都需要哪些?

人体合成甲状腺激素的元素都需要哪些?

甲状腺激素主要有甲状腺素,又称甲碘甲腺原氨酸（thyroxine,3,5,3’,5’-tetraiodotyyronine,T4）和三碘甲腺原氨酸(3,5,3’-triiodothyronine,T3)两种,它们都是酷氨酸碘化物.另外,甲状腺也可合成极少量的逆-T3(3,3’,5’-T3或reverse T3,rT3),它不具有甲状腺激素有生物活性
　　甲状腺激素有化学结构
　　甲状腺激素合成的原料有碘和甲状腺球蛋白,在甲状腺球蛋白的酪氨酸残基上发生碘化,并合成甲状腺激素.人每天从食物中大约摄碘100-200μɡ,占合身碘量的90%.因此,甲状腺与碘代谢的关系极为密切.
　　在胚胎期11-12周,胎儿甲状腺开始有合成甲状腺激素的能力,到13-14周在胎儿垂体促甲状腺激素的刺激下,甲状腺加强激素的分泌,这对胎儿脑的发育起着关键作用,因为母体的甲状腺激素进入胎儿体内的量很少.
　　甲状腺有许多功能,其中最主要也是最重要的功能是分泌甲状腺激素.
　　甲状腺激素是由碘元素和一种叫酪氨酸的氨基酸为原料合成的内分泌激素,它的制造与释放要受垂体的促甲状腺激素(TSH)的调控.甲状腺激素是机体最重要的激素之一,其生理作用是：
　　(1)它是维持机体能量代谢(进行物质分解以提供生命活动所需的能量)和产热(保持体温)的主要激素.它的缺乏会导致基本生命活动受损和体能下降.
　　(2)它是促进体格发育的重要激素,生长发育期儿童的骨发育、性发育、肌肉发育及身高体重的发育都要受它的调控.它的缺乏会导致性发育落后、身体矮小、肌肉无力等体格发育落后的症状和体征.
　　(3)脑发育：在胎儿或婴幼儿脑发育的一定时期内(临界期)必须依赖甲状腺激素,它的缺乏会导致不同程度的脑发育落后,生后会有不同程度的智力障碍.
　　这种障碍基本上是不可逆的,过了临界期再补充碘也无济于事,但补碘还可以保证体格发育正常,纠正甲状腺功能低下,恢复体能,间接改善智力活动.
　　碘是人体中一种必需的微量元素.因为碘是合成甲状腺激素的原料,缺碘可导致甲状腺激素的合成和分泌减少,而甲状腺激素又是人脑发育所必需的内分泌激素.
　　人脑在形成时有两个发育、分化的旺盛期,也是最容易受损害的时期,科学界把它称为脑发育的临界期,一是胎龄10～18周,这是神经母细胞增殖、发育及分化、迁徙、形成脑组织的时期；二是生前3个月至生后2岁,即脑发育成熟的主要阶段.这两个阶段需要更多的碘来合成足量的甲状腺激素供应脑发育,若缺碘就会造成不同程度的智力损害,轻者会导致5～10个智商的丢失,重者导致呆傻,而且缺碘造成的智力损害是不可逆的.
　　孕妇缺碘除可造成胎儿脑发育障碍外,胎儿出生后还可表现为明显的智力低下和精神运动障碍,如聋哑、偏瘫和身材矮小等典型表现的克汀病,重者可造成畸型、早产、流产、死胎及新生儿死亡.
　　甲状腺激素的合成过程包括三步：
　　（一）甲状腺腺泡聚碘
　　由肠吸收的碘,以I-形式存在于血液中,浓度为250μg/L,而μg/L内I-浓度比血液高20-25倍,加上甲状腺上皮细胞膜静息电位为-50mV,因此,I-从血液转运进入甲状腺上皮细胞内,必须逆着电化学梯度面进行主动转运,并消耗能量.在甲状腺腺泡上皮细胞在底面的膜上,可能存在I-转运蛋白,它依赖Na+-K+-ATP酶活动提供能量来完全I-的主动转运,因为用哇巴因抑制ATP酶,则聚碘作用立即发生障碍.
　　有一些离子,如过氯酸盐的COO4-、硫氰桎卤的SCN-Gn I-竞争转运机制,因此能抑制甲状腺的聚碘作用.摘除垂体可降低聚碘能力,而给予TSH则促进聚碘.用同位素（Na131I）示踪法观察甲状腺对放射性碘的摄取,在正常情况下有20%-30%的碘被甲状腺摄取,临床常用摄取放射性碘的能力来检查与判断甲状腺的功能状态.
　　（二）I-的活化
　　摄入腺泡上皮细胞的I-,在过氧化酶的作用下被活化,活化的部位在腺泡上皮细胞项端质膜微绒毛与腺泡腔交界处（图11-9）.活化过程的本质,尚未确定,可能是由I-变成I2或I0.或是与过氧化酶形成某种复合物.
　　I-的活化是碘得以取代酪氨酸残基上氢原子的先决条件.如先天缺乏过剩,I-不以活化,将使甲状腺激素有合成发生障碍.
　　（三）酷氨酸碘化与甲状腺激素的合成
　　在腺泡上皮细胞粗面内质网的核糖体上,可形成一种由四个肽链组成的大分子糖蛋白,即甲状腺球蛋白（thyroglobulin,TG）,其分子量为670000,有3%的酪氨酸残基.
　　碘化过程就是发生在甲状腺球蛋白的酪氨酸残基上,10%的酪氨酸残基可被碘化.放射自显影实验证明,注入放射性碘几分钟后,即可在甲状腺腺泡上皮细胞微绒毛与腺泡腔壁的上皮细胞残部,即能碘化甲状腺球蛋白,说明碘化过程发生在甲状腺腺泡上皮细胞微绒毛与腺泡交界处.
　　甲状腺球蛋白酪氨酸残基上的氢原子可被碘原子取代或碘化,首先生成一碘酪氨酸残基（MIT）和二碘酪氨残基（DIT）,然后两个分子的DIT耦联生成四碘甲腺原氨酸（T4）；一个分子的MIT与一个分子的DIT发生耦联,形成三碘甲腺原氨酸（T3）,还能合成极少量的rT3（图11-9）
　　上述酪氨酸的碘化和碘化酪氨酸的耦联作用,都是在甲状腺球蛋白的分子上进行的,所在甲状腺球蛋白的分子上既含有酪氨酸、碘化酪氨酸,也常含有MIT、DIT和T4及T3.在一个甲状腺球蛋白分子上,T4与T3之比为20：1,这种比值常受碘含量的影响,当甲状腺内碘化活动增强时,DIT增多,T4含量也相应增加,在缺碘时,MIT增多,则T3含量明显增加.
　　甲状腺过氧化酶是由腺上皮细胞的核糖体生成的,它是一种含铁卟啉的蛋白质,分子量为60000-100000,在腺上皮顶缘的微绒毛处分布最多.实验证明,甲状腺过氧化酶的活性受TSH的调控,大鼠摘除垂体48h后,甲状腺过氧化酶活性消失,注入TSH后此酶活性再现.
　　甲状腺过氧化酶的作用是促进碘活化、酪氨酸残基碘化及碘化酪氨酸的耦联等,所以,甲状腺过氧化酶晨甲状腺激素的合成过程中起关键作用,抑制此酶活性的药物,如硫尿嘧啶,便可抑制甲状腺激素的合成,可用于治疗甲状腺功能亢进.
　　（四）甲状腺激素有贮存、释放、运输与代谢
　　1．贮存 在甲状腺球蛋白上形成的甲状腺激素,在腺泡腔内以胶质的形式贮存.甲状腺激素有贮存有两个特点：一是贮存于细胞外（腺泡腔内）；二是贮存的量很大,可供机体利用50-120天之久,在激素贮存的量上居首位,所以应用抗甲状腺药物时,用药时间需要较长才能奏效.
　　2．释放 当甲状腺受到TSH刺激后,腺泡细胞顶端即活跃起来,伸出伪足,将含有T4、T3及其他多种碘化酪酸残基的甲状腺球蛋白胶质小滴,通过吞饮作用,吞入腺细胞内.
　　吞入的甲状腺球蛋白随即与溶酶体融合而形成吞噬体,并在溶酶体蛋白水解酶的作用下,将T4、T3以及MIT和DIT水解下来.甲状腺球蛋白分子较大,一般不易进入血液循环,而MIT和DIT的分子虽然较小,但很快受脱碘酶的作用而脱碘,脱下来的碘大部分贮存在甲状腺内,供重新利用合成激素,另一小部分从腺泡上皮细胞释出,进入血液.T4和T3对腺泡上皮细胞内的脱碘不敏感,可迅速进入血液.此外,尚有微量的rT3、MIT和DIT也可从甲状腺释放,进入血中.已经脱掉T4、T3、MIT和DIT的甲状腺球蛋白,则被溶酶体中的蛋白水解酶所水解.
　　由于甲状腺球蛋白分子上的T4数量远远超过T3,因此甲状腺分泌的激素主要是T4,约占总量的90%以上,T3的分泌量较少,但T3的生物活性比T4约大5倍
　　3．运输 T4与T3释放入血之后,以两种形式在血液中运输,一种是与血浆蛋白结合,另一种则呈游离状态,两者之间可互相转化,维持动态平衡.游离的甲状腺激素在血液中含量甚少,然而正是这些游离的激素才能进入细胞发挥作用,结合型的甲状腺激素是没有生物活性的.
　　能与甲状腺激素结合的血浆蛋白有三种：甲状腺素结合球蛋白（thyroxine-binding globulin,TBG）、甲状腺素结合前白蛋白(thyroxine-binding prealbumin,TBPA)与白蛋白.
　　它们可与T4和T3发生不同程度的结合.血液中T4有99.8%是与蛋白质结合,其余10%与白蛋白结合.血中T4与TBG的结合受TBG含量与T4含量变化的影响,TBG在血浆听浓度为10mg/L,可以结合T4100-260μg.T3与各种蛋白的亲和力小得多,主要与TBG结合,但也只有T4结合量的3%.所以,T3主要以游离形式存在.正常成年人血清T4浓度为51-142nmol/L,T3浓度为1.2-3.4nmol/L.
　　4．代谢 血浆T4半衰期为7天,半衰期为1.5天,20%的T4与T3在肝内降解,也葡萄糖醛酸或硫酸结合后,经胆汁排入小肠,在小肠内重吸收极少,绝大部分被小肠液进一步分解,随粪排出.
　　其余80%的T4在外周组织脱碘酶（5’-脱碘酶或5-脱碘酶）的作用下,产生T3（占45%）与rT3(占55%).T4脱碘变成T3是T3的主要来源,血液中的T3有75%来自T4,其余来自甲状腺；rT3仅有少量由甲状腺分泌,绝大部分是在组织内由T4脱碘而来.
　　由于T3的作用比T4大5倍,所以脱碘酶的活性将影响T4在组织内发挥作用,如T4浓度减少可使T4转化为T3增加,而使rT3减少.
　　另外妊娠、饥饿、应激、代谢紊乱、肝疾病、肾功能衰竭等均会使T4转化为rT3增多.T3或rT3可再经脱碘变成二碘、一碘以及不含碘的甲状腺氨酸.另外,还有少量的T4与T3在肝和肾组织脱氨基和羧基,分别形成四碘甲状腺醋酸与在三碘甲状腺醋酸,并随尿排出体外.
　　http://www.bioon.com/Article/Class303/15232.shtml
　　http://www.hangzhou.gov.cn/main/wsbs/kstd/cjr/cjrkf/cjyf/dqf/T266589.shtml
　　http://www.412.cc/guide/detail/070114/20/5855_164.htm