Гормоны щитовидной железы представляют собой производные йодтирозина и включают тироксин (T4) и трийодтиронин (T3). Их химическая основа — аминокислота тирозин, к которой в процессе биосинтеза присоединяются атомы йода. Степень йодирования определяет биологическую активность: T4 содержит четыре атома йода, T3 — три. Основным транспортным формам гормонов является связанный с белками плазмы тироксинсвязывающий глобулин, альбумин и транстиретин. Свободные, не связанные с белками гормоны обладают биологической активностью.
Процесс начинается с активного захвата йода клетками щитовидной железы через натрий-йодный симпортёр. Йод окисляется до активной формы пероксидазой и включается в тирозиновые остатки белка тиреоглобулина. Образуются моноиодтирозин (MIT) и ди-иодтирозин (DIT), которые конденсируются с образованием T3 (MIT + DIT) и T4 (DIT + DIT). Тиреоглобулин с включёнными гормонами накапливается в коллоидах фолликулов и при стимуляции тиреотропным гормоном (TSH) происходит протеолиз, освобождающий активные гормоны в кровоток.
Гормоны щитовидной железы обладают высокой химической стабильностью, однако чувствительны к окислительным и фотохимическим воздействиям. Они растворимы в липидах, что определяет их способность проникать через клеточные мембраны и связываться с внутриклеточными рецепторами. T4 является про-гормоном, его конверсия в T3 осуществляется ферментами дейодиназами, которые удаляют один атом йода из молекулы T4. Этот процесс регулируется тканевой активностью и позволяет точно контролировать местную концентрацию биологически активного T3.
Гормоны щитовидной железы метаболизируются преимущественно в печени и почках с образованием конъюгатов с глюкуроновой и сульфатовыми группами, что облегчает их выведение с желчью и мочой. Основная часть циркулирующих гормонов связана с белками, что обеспечивает длительный период полужизни: около 7 дней для T4 и около 1 дня для T3. Свободная фракция гормонов составляет биологически активную часть и определяет эффект на тканевом уровне.
Гормоны щитовидной железы проникают в клетки через специфические транспортные системы и связываются с ядерными рецепторами. Комплекс гормон-рецептор регулирует транскрипцию генов, отвечающих за энергетический обмен, синтез белков, рост и развитие тканей. Основные эффекты включают ускорение метаболизма, увеличение потребления кислорода, стимуляцию термогенеза, регуляцию углеводного и липидного обмена.
T3 и T4 участвуют в регуляции развития центральной нервной системы, костной ткани, сердечно-сосудистой системы. Они стимулируют сердечный ритм, повышают чувствительность тканей к катехоламинам, ускоряют рост и дифференцировку клеток. Нарушения синтеза или секреции гормонов вызывают заболевания: гипотиреоз характеризуется замедлением обмена веществ и снижением температуры тела, гипертиреоз — усилением метаболизма, тахикардией и нервной возбудимостью.
Секреция тиреоидных гормонов регулируется гипоталамо-гипофизарной системой. Гипоталамус выделяет тиреотропин-рилизинг-гормон (TRH), стимулирующий секрецию TSH гипофизом, который в свою очередь активирует щитовидную железу. Механизм обратной связи через концентрацию T3 и T4 в крови обеспечивает поддержание гомеостаза и предотвращает как избыточную продукцию, так и дефицит гормонов.
Гормоны щитовидной железы используются в терапии гипотиреоза, при котором наблюдается недостаточная секреция. T4 применяется как лекарственная форма для компенсации дефицита, а T3 — при необходимости быстрого эффекта. Биохимические исследования гормонов служат диагностическим инструментом при эндокринных нарушениях, а понимание их метаболизма позволяет прогнозировать взаимодействие с другими препаратами и оценивать риски токсичности.