Kilpirauhashormoni
Kilpirauhashormonit ovat kilpirauhasen erittämiä aminohappojohdannaisia, joilla on laajat hormonaaliset vaikutukset elimistössä.
Tyroniini rakentuu kahdesta keskenään esteröityneestä bentseenirenkaasta, joista toisen "para"-asemassa on alaniinisivuketju, toisen "para"-asemassa hydroksyyliryhmä.
Kilpirauhashormoneissa tyroniinin bentseenirenkaisiin on liittynyt jodiatomeja. Kilpirauhasen erittämät kilpirauhashormonit ovat 3,5,3’,5’-tetrajodityroniini eli tyroksiini, joka sisältää neljä jodiatomia ja josta siksi käytetään lyhennettä T; sekä 3,5,3’-trijodityroniini, jossa on kolme jodiatomia ja josta käytetään lyhennettä T.
Trijodityroniini on paljon potentimpaa eli vaikuttaa voimakkaammin kuin tyroksiini. Tyroksiinista muokataan elimistössä trijodityroniinia.
Kilpirauhasessa syntyy myös 3,3’,5’-trijodityroniinia (rT, käänteinen trijodityroniini), jolla ei ole kilpirauhashormonin aktiivisuutta.
Kilpirauhashormonien synteesi tapahtuu suureksi osaksi kilpirauhasen follikkelissa, siis solunulkoisessa tilassa. Kilpirauhasen follikulaarisoluissa syntyy proteiinisynteesissä tyroglobuliini-proteiinia, joka siirtyy follikkeliin. Tyroglobuliinissa on 132 tyrosiinitähdettä ja noin 40-kertainen määrä muita aminohappoja.
Tyroideaperoksidaasi-entsyymin (follikulaarisolun follikkelinpuoleisella solukalvolla) ajatellaan katalysoivan seuraavia reaktioita:
Kypsä tyroglobuliini varastoituu follikkeliin. Follikkelissa on varastossa tyroglobuliinia kolloidina.
Kun kilpirauhashormonia eritetään, ensin tyroglobuliinia otetaan follikkelista follikulaarisoluun endosytoosilla. Endosytoosirakkulaan fuusioituu lysosomi, jonka entsyymit pilkkovat tyroglobuliinia, niin että vapautuu peptidifragmentteja sekä aminohappotähteitä kuten MIT:a, DIT:a ja tyroksiinia. Yhdestä tyroglobuliinimolekyylistä saadaan 1–3 tyroksiinimolekyyliä, trijodityroniini on huomattavasti harvemmassa.
Saadun MIT:n ja DIT:n jodi kierrätetään uuteen tyroglobuliiniin liitettäväksi. Kilpirauhashormonit taas poistuvat follikulaarisolusta verenkiertoon. Kilpirauhashormoneja erittyy follikulaarisoluista suunnilleen suhteessa 1 trijodityroniini : 20 tyroksiinia. (Toisen lähteen mukaan suunnilleen suhteessa 1:10.)
Tyrotropiini lisää kilpirauhashormonien synteesiä ja eritystä. Ilman tyrotropiinia kilpirauhashormonien eritys kilpirauhasesta on aivan riittämätöntä elimistön tarpeisiin nähden.
Yli 99,8 % kilpirauhashormoneista kiertää verenkierrossa sitoutuneena plasmaproteiineihin. Vapaan fraktion, yleensä siis 0,2 %, pitoisuus on se millä on merkitystä hormonien vaikutuksen voimakkuuden kannalta. Joissain tilanteissa plasmaproteiinien määrät ja näin ollen myös kilpirauhashormonien kokonaismäärät veressä voivat muuttua mutta vapaiden hormonien pitoisuudet pysyä normaaleina.
Eri kudoksissa monodejodinaasi-entsyymit poistavat tyroksiinista (T) jodiatomeja, niin että syntyy trijodityroniinia (T). Noin 80 % veren T:sta on syntynyt tällä tavoin kudoksissa. Kudoksissa syntyy saman entsyymin katalysoimana myös inaktiivisia metaboliitteja, rT:a, kaksi jodiatomia sisältävää dijodityroniinia (T), yhden jodiatomin monojodityroniinia (T) ja joditonta tyroniinia (T).
Kilpirauhashormonireseptori (THR) on kohdesolun sisällä. Kilpirauhashormonit pääsevät kohdesoluunsa kantajaproteiinin avulla tai diffundoitumalla solukalvon läpi. Trijodityroniinin (T) affiniteetti THR:iin on suurempi kuin tyroksiinin (T).
Kun hormonimolekyyli kiinnittyy THR:iin, THR muodostaa dimeerin retinoidi-X-reseptorin (RXR) kanssa, ja dimeeri vaikuttaa tumassa eri geenien luentaan lisäävästi tai vähentävästi.
Kilpirauhashormonilla on laaja kirjo vaikutuksia elimistössä. Se kiihdyttää perusaineenvaihduntaa. Se lisää energiaravintoaineiden aineenvaihduntaa, sekä anaboliaa että kataboliaa, ja lisää natrium-kalium-pumppujen määrää lihaksessa, maksassa ja munuaisessa.
Kilpirauhashormoni on välttämätöntä hermoston normaalille kehitykselle. Kilpirauhashormonin puute kriittiseen aikaan kehityskaudella johtaa kretinismiin. Kilpirauhashormonia tarvitaan myös luiden kehitykseen ja pituuskasvuun.
Sammakkoeläimillä kilpirauhashormoni säätelee metamorfoosia. Jos nuijapäältä poistetaan kilpirauhanen, se ei kehity nuijapäävaiheesta aikuiseksi yksilöksi.