サイロキシン

前書き

サイロキシン、または「T4」は、甲状腺で産生されるホルモンです。甲状腺ホルモンは非常に幅広い活性を持っており、エネルギー代謝、成長、成熟に特に重要です。甲状腺ホルモン、したがってサイロキシンは、上位の非常に複雑な制御ループの影響を受け、「ヨウ素」の存在に依存しているため、甲状腺は機能障害の影響を非常に受けやすくなっています。したがって、甲状腺の機能亢進および機能低下は、非常に一般的な臨床像です。

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サイロキシンの構造

サイロキシンは甲状腺で作られ、放出されます。それは、とりわけ、酸素原子を介して互いに接続されている２つの「分子環」からなる。 2つのリングには合計4つのヨウ素原子があり、2つは内側のリングに、2つは外側のリングにあります。このため、サイロキシンは「T4」または「テトラヨードチロニン」としても知られています。したがって、ヨウ素は甲状腺ホルモンの合成における重要な構成要素であり、血液から甲状腺に吸収され、すぐに変換されるため、再び甲状腺ホルモンを離れることはできません。このメカニズムは「ヨウ素トラップ」としても知られています。

ヨウ素は甲状腺ホルモンの合成、ひいてはその機能にとって非常に重要であるため、体内には常に十分な量のヨウ素が供給されている必要があります。そうしないと、甲状腺機能低下症のリスクがあります。これは、特に初期には、ヨウ素添加塩がまだなかったため、一般的な問題でした。今日、ヨウ素欠乏症はヨーロッパでは甲状腺機能低下症のかなりまれな原因です。

サイロキシンの正確な構造は、その機能にとって非常に重要です。わずかな違いでも効果に大きな変化を引き起こす可能性があるからです。 2番目に重要な甲状腺ホルモン「T3」または「トリヨードサイロニン」が良い例です。 T4との違いは、外輪のヨウ素が1つ少ないため、合計で3つのヨウ素原子しかないことです。

甲状腺ホルモンは脂溶性分子です。これは、それらが脂肪性物質にのみ溶解し、水に「沈殿」することを意味します。それは誰かが水に脂肪を一滴落とし、それが溶けることを望んでいるようなものです。サイロキシンは、他のすべてのホルモンと同様に、体内の血液とともに輸送され、非常に水っぽいため、輸送タンパク質に結合する必要があります。タンパク質に結合すると、サイロキシンは体内で約1週間生存します。ホルモンが目的地に到達すると、輸送タンパク質から分離し、標的細胞の細胞膜を通過して、その効果を発揮します。

サイロキシンのタスク/機能

ホルモンは、いわゆる「体のメッセンジャー物質」です。それらは血液中で輸送され、さまざまな方法で目的地の細胞に情報を伝えます。甲状腺ホルモンは、その信号をDNAに直接伝達します。それらはこれらに直接結合し、対応する情報の読み取りを促進します。これはそれらの効果にとって決定的です。欠点は、DNAを介して効果を実装するのにかなり長い時間がかかることです。しかし、利点は、ホルモンの寿命と効果の両方がより長期的であることです。

2つの甲状腺ホルモン、サイロキシンとトリヨードサイロニンは、その効力のみが異なり、互いに変換することができます。したがって、以下において、サイロキシンが言及される場合、トリヨードサイロニンも意味される。

甲状腺の主な仕事はエネルギー代謝と成長です。サイロキシンは、エネルギー供給源として機能する血中の遊離糖の量を増やすことによってエネルギー代謝を促進します。一方では、体自身の糖分子の生産が増加し、他方では、既存の糖貯蔵が分解されて血中に放出されます。砂糖の供給に加えて、別の重要な供給者、すなわち脂肪が利用可能になります。サイロキシンは貯蔵脂肪の分解を促進し、それはより複雑なプロセスでエネルギーに変換されます。別の重要な効果は、細胞のコレステロール代謝を促進することによる血漿コレステロールレベルの低下です。砂糖と脂肪をエネルギーに変換することも熱を生み出します。これは、サイロキシンの別のより複雑な効果によってさらに強化されます。そのため、たとえば、甲状腺機能亢進症の患者は、寒い日でも汗をかき、薄手の服しか着ないことがよくあります。

エネルギー代謝に加えて、甲状腺ホルモンの2番目の主要な効果は成長で明らかです。これは特に子供や青年に重要な役割を果たしているため、新生児スクリーニングの一環として検査されます。サイロキシンは、特にさらなる成長ホルモンの放出を通じて、細胞の成長と成熟を促進し、新生児の脳の発達にとって特に重要です。甲状腺機能低下症が発見され、適切な時期に治療されない場合、それは成長および発達障害につながる可能性があります。

2つの主要な機能に加えて、サイロキシンは結合組織にも作用し、そこで促進機能を持っています。いわゆる「粘液水腫」は、機能低下のある患者に発症する可能性があります。サイロキシンも心臓に影響を与えます。そこでは、心拍数の増加と収縮力の増加の両方を引き起こします。すでに述べたように、甲状腺はサイロキシン（T4）に加えて少量のトリヨードサイロニン（T3）を生成します。 2つのホルモンは同じように機能しますが、効力が異なります。 T3はT4の約3倍の効果があります。そのため、T4の大部分（約30％）が後でT3に変換されます。しかし、トリヨードサイロニンはあまり安定しておらず、血中で約1日しか生き残れません。

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サイロキシン合成

サイロキシンの合成は甲状腺で行われます。これは血液からヨウ素を吸収し、それをいわゆる「サイログロブリン」に移します。チレログロブリンは、甲状腺ホルモンの合成の基礎となる甲状腺に見られる鎖状のタンパク質です。ヨウ素の移動により、3つまたは4つのヨウ素原子を持つ分子が作成されます。最後のステップでは、タンパク質鎖の一部が分離され、ヨウ素原子の数に応じて、最終ホルモンT3（トリヨードサイロニン）とT4（テトラヨードサイロニン/サイロキシン）が作成されます。

規制メカニズム

ホルモンは体内のメッセンジャー物質として、さまざまなプロセスの調節に関与しています。しかし、それらの効果を制御するために、それら自体は非常に複雑で敏感な規制メカニズムにさらされています。起源は脳の中央領域である「視床下部」にあります。ホルモン「TRH」（甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン）生産。 TRHは血中に放出され、制御ループ内の次のステーションである下垂体、または「下垂体」に移動します。そこでそれは別のホルモン、「TSH」の放出を引き起こします（甲状腺刺激ホルモン）、これは現在、血液に戻され、最終目的地である甲状腺に到達します。

TSHは甲状腺に信号を送り、サイロキシン（T4）とトリヨードサイロニン（T3）を放出します。これらは体内の血液とともに分布し、実際に効果を発揮することができます。規制メカニズムは、一方向だけでなく、他の方向でも可能です。 T3とT4は、TRHとTSHの両方に抑制効果があります。このメカニズムは、医学では「フィードバック阻害」として知られています。したがって、甲状腺ホルモンは、すでに放出されているホルモンの数に関するフィードバックを提供し、過剰生産を防ぎます。

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ホルモンクラス

チロキシン（T4）やトリヨードサイロニン（T3）などの甲状腺ホルモンは、いわゆる「親油性」ホルモンに属し、脂溶性であることを意味します。それらは、血液への溶解性が低いという点で水溶性（親水性）ホルモンとは異なり、したがって、いわゆる輸送タンパク質に結合する必要があります。しかし、それらの利点は、一方では寿命が長く、他方では親油性細胞膜を容易に通過し、細胞核に含まれるDNAに直接信号を渡すことができることです。