thumb|Kilpirauhashormonien järjestelmä. Kilpirauhashormoneihin kuuluvat kilpirauhasen erittämät tyroksiini ja trijodityroniini. Nämä hormonit säätelevät elimistön aineenvaihduntaa, kasvua ja kehitystä. Kilpirauhanen erittää myös kalsiumaineenvaihduntaan vaikuttavaa kalsitoniinia, jota ei kuitenkaan yleensä lasketa varsinaiseksi kilpirauhashormoniksi.

Kilpirauhanen tuottaa lähteestä riippuen 10-20 kertaa enemmän tyroksiinia kuin trijodityroniinia. Tyroksiinia kuitenkin muunnetaan kohdekudoksissa biologisesti aktiivisemmaksi trijodityroniiniksi. Veressä kiertävästä trijodityroniinista vain 20 % on peräisin kilpirauhasesta ja loput 80 % on muodostunut muissa kudoksissa tyroksiinista. Trijodityroniini on vaikutukseltaan 4-5 kertaa tyroksiinia vahvempaa. Kummankin vaikutukset välittyvät saman kilpirauhashormonireseptorin kautta. Tyroksiinin puoliintumisaika elimistössä on 6-7 vuorokautta ja trijodityroniinin 1-2 vuorokautta.

Teollisesti valmistettua tyroksiinia ja trijodityroniinia käytetään myös lääkkeinä kilpirauhasen vajaatoiminnassa. Synteettistä tyroksiinia kutsutaan levotyroksiiniksi ja synteettistä trijodityroniinia liotyroniiniksi, mutta molekyylit eivät poikkea kilpirauhasen tuottamista. Rakenne

Tyroksiinin (3,5,3’,5’-tetrajodi-L-tyroniini) kemiallinen kaava on C15H11I4NO4 ja moolimassa 776,87 g/mol. Sekä elimistön tuottama että synteettinen tyroksiini on L-enantiomeeri.

Trijodityroniinin (3,3’,5’-trijodi-L-tyroniini) kemiallinen kaava on C15H12I3NO4 ja moolimassa 650,97 g/mol. Sekä elimistön tuottama että synteettinen trijodityroniini on L-enantiomeeri.

Muodostuminen elimistössä

Tyroksiini ja trijodityroniini muodostuvat kilpirauhasen follikkeleissa seuraavien vaiheiden kautta:

Kilpirauhasen epiteelisolut ottavat jodi-ioneja (I-) verenkierrosta. Tämä tapahtuu basolateraaliselta (verenkierron puoleiselta) solukalvolta natrium-jodikotransportterien kautta. Jodi-ionit siirtyvät luminaaliselta (follikkelin puoleiselta) solukalvolta follikkelin sisään. Kilpirauhasperoksidaasi hapettaa jodi-ionit jodiksi. Follikkelisolut erittävät tyreoglobuliinia follikkelin sisään. Tyreoglobuliinissa on 132 tyrosiinitähdettä ja noin 40-kertainen määrä muita aminohappoja. Tyreoglobuliinin tyrosiinitähteisiin liitetään jodia, jolloin muodostuu monojodityrosiinia (yksi jodiatomi) ja dijodityrosiinia (kaksi jodiatomia). Jodinoituneet tyrosiinitähteet konjugoituvat, jolloin muodostuu trijodityroniinia (kolme jodiatomia) ja tyroksiinia (neljä jodiatomia). Tässä vaiheessa hormonit ovat vielä kiinni tyreoglobuliinissa. Kilpirauhasen epiteelisolut ottavat koko tyreoglobuliinimolekyylin sisäänsä ja hajottavat sen. Tällöin tyroksiini ja trijodityroniini vapautuvat. Yhdestä tyroglobuliinimolekyylistä saadaan 1–3 tyroksiinimolekyyliä, kun taas trijodityroniini on huomattavasti harvemmassa. Samalla vapautuvan mono- ja dijodityrosiinin solu hajottaa ja käyttää uuden tyreoglobuliinin muodostamiseen. Tyroksiini ja trijodityroniini eritetään verenkiertoon.

Verenkierrossa tyroksiinista yli 99,98 % ja trijodityroniinista noin 99,5 % sitoutuu kantajaproteiineihin. Vain vapaa (kantajaproteiineihin sitoutumaton) osuus on biologisesti aktiivista.

Vaikutukset Kilpirauhashormonit siirtyvät verenkierrosta kohdesoluihin diffuusion tai kuljettajaproteiinien avulla. Solun sisällä II tyypin jodotyroniini-dejodinaasi (D2) muuntaa tyroksiinia trijodityroniiniksi. Tämän seurauksena tyroksiinin ja trijodityroniinin pitoisuudet solujen sisällä ovat kutakuinkin samat, vaikka verenkierrossa tyroksiinia onkin enemmän.

Tyroksiini ja trijodityroniini kiinnittyvät tumassa sijaitsevaan kilpirauhashormonireseptoriin. Koska trijodityroniinin affiniteetti reseptoriin sitoutumiselle on noin 10-kertainen tyroksiiniin verrattuna, noin 90 % kilpirauhashormonien vaikutuksesta välittyy lopulta trijodityroniinin kautta.

Kilpirauhashormonireseptirin aktivoituminen lisää useiden geenien luentaa, minkä seurauksena elimistön perusaineenvaihdunnan taso (engl. basal metabolic rate) nousee. Vaikutukset ovat sekä anabolisia että katabolisia.

Maksan glukoneogeneesi lisääntyy, mutta veren glukoosipitoisuus pysyy ennallaan, mikäli haima tuottaa insuliinia normaalisti. Lihasten proteolyysi vapauttaa aminohappoja ja rasvakudoksen lipolyysi glyserolia sekä vapaita rasvahappoja glukoneogeneesin raaka-aineiksi. Toisaalta myös proteiinisynteesi ja lipogeneesi lisääntyvät samanaikaisesti. Na-K-vaihtaja ATPaasin toiminta lisääntyy, mikä ei kuitenkaan johda merkittäviin muutoksiin näiden suolojen plasmapitoisuuksissa mutta lisää energiankulutusta. Herkkyys adrenergisille hormoneille lisääntyy, mikä johtuu ainakin osittain β-adrenergisten reseptorien lisääntyneestä ilmentymisestä sydämessä, luustolihaksissa ja rasvakudoksessa. Normaali kasvu ja kehitys edellyttävät kilpirauhashormonien toimintaa.

Säätely Aivolisäkkeen etulohkon erittämä tyreotropiini (TSH) lisää kilpirauhashormonien tuotantoa ja eritystä usealla mekanismilla. Toisaalta verenkierron vapaa tyroksiini ja trijodityroniini vähentävät tyreoliberiinin (TRH) eritystä hypotalamuksessa ja tyreotropiinin eritystä aivolisäkkeen etulohkosta. Tällaista tasapainoa ylläpitävää järjestelmää kutsutaan negatiiviseksi palautesäätelyksi.

Käyttö lääkkeenä

Levotyroksiini (synteettinen tyroksiini) on kilpirauhasen vajaatoiminnan ensisijainen lääke. Se annostellaan yleensä suun kautta aamuisin vähintään 30 minuuttia ennen ruokailua. Lääkkeen imeytymistä voivat heikentää muun muassa mahahapon eritystä vähentävät lääkkeet, rauta, kalsium ja mahalaukun ohitusleikkaus.

Liotyroniinia (synteettinen trijodityroniini) voidaan käyttää kilpirauhasen vajaatoiminnassa yhdistelmähoitona yhdessä levotyroksiinin kanssa valikoiduissa tapauksissa, mikäli häiritseviä oireita on asianmukaisesta levotyroksiinihoidosta huolimatta eikä muuta selittävää syytä löydy. Yhdistelmähoitoa ei kuitenkaan tutkimuksissa ole todettu levotyroksiinihoitoa paremmaksi. Lyhyen puoliintumisajan vuoksi liotyroniini annostellaan usein 2-3 kertaa vuorokaudessa. Hoitoa pelkällä liotyroniinilla ilman levotyroksiinia ei suositella lainkaan.

Kilpirauhashormonit muilla eläimillä Sammakkoeläimillä kilpirauhashormoni säätelee metamorfoosia. Jos nuijapäältä poistetaan kilpirauhanen, se ei kehity aikuiseksi yksilöksi.

Lähteet

Viitteet

* Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit Luokka:Endokrinologia Luokka:Fysiologia