De schildklier bestaat uit een groot aantal follikels. Elke follikel is omgeven door een enkele laag cellen. Deze cellen zij gevuld met een eiwitachtig materiaal wat colloïd wordt genoemd. Het hoofdbestanddeel van colloïd is het grote glycoprotëine thyroglobuline. Deze stof bevat de schildklierhormonen in molecuulverbinding. In dit artikel worden de stappen beschreven die nodig zijn voor de synthese en secretie van schildklierhormonen in het bloed.
Opslaan van Jood in de schildklier
Jood of jodium is essentieel om schildklierhormonen te maken. Jood uit het voedsel wordt omgezet in Jodide en geabsorbeerd vanuit de darm. Het grootste deel van het circulerende Jodide wordt uitgescheiden door de nieren. Het overige Jodide wordt door de schildklier opgenomen en geconcentreerd. Om dit te kunnen, moeten de follikelcellen van de schildklier actief Jodide over het basale membraan de schildklier in transporteren. Een normale schildklier concentreert Jodide met een factor 30 in vergelijking met de concentratie van Jodide in het bloed. Anionen zoals thiocynate en perchloride verlagen het Jodidetransport middels competitieve inhibitie. Deze stoffen verlagen Jodidetransport en de synthese van schildklierhormonen en kunnen dus gebruikt worden in de behandeling van hyperthyreoidie.
Oxidatie van Jodide
Wanneer Jodide in de schildklier zit, wordt het snel geoxideerd door thyroideperoxidase. Dit gebeurt op het apicale membraan van de follikelcellen.
Synthese van thyroglobuline
Dit glycoprotëine wordt gesynthetiseerd door follikelcellen en uitgescheiden in het colloïd middels exocytose van secretiegranules die ook thyroideperoxidase bevat. Elk thyroglobulinemolecuul bevatten ongeveer 20 tyrosylgroepen die gebonden kunnen worden aan Jodide.
Binding aan Jodide
Wanneer Jodide geoxideerd wordt, wordt het vervolgens snel op de derde plaats van de tyrosinemolecuul van thyroglobuline gebonden. Deze verbinding heet mono-joodtyrosine (MIT). MIT wordt gejodeerd op de vijfde plaats. Deze verbinding heet dijoodtyrosine (DIT). Vervolgens worden twee DIT moleculen verbonden tot thyroxine (T4) of 1 MIT en 1 DIT worden tot trijood (T3) gebonden. Deze reacties worden gekatalyseerd door thyroideperoxidase en geremd door antithyroide medicatie. Ongeveer tweederde van alle gejodeerde stoffen aan thyroglobuline zijn MIT en DIT. De rest zijn de actieve hormonen T3 en T4. Thyroglobuline wordt als colloïd opgeslagen in het lumen van de follikel, totdat de schildklier gestimuleerd wordt om schildklierhormonen uit te scheiden.
Proteolyse, dejodering en secretie
De uitscheiding van T3 en T4 in het bloed vereist proteolyse van thyroglobuline. Op het apicale oppervlak van de follikelcellen wordt colloïd middels endocytose uit het lumen van de follikels opgenomen. Colloïdblaasjes migreren van het apicale richting basale membraan en fuseren met de lysozymen. Lysozymale proteasen maken T3 en T4 vrij. T3 en T4 verlaten de cel. Vrij MIT en DIT worden ontdaan van Jodide. Het Jodide wordt in de klier weer gebruikt voor hormoonsynthese. Meer dan 90% van de schildklierhormonen is T4. De rest is T3.
Transport en metabolisme van schildklierhormonen
Schildklierhormonen zijn sterk gebonden aan plasmaproteïnen. T4 en T3 zijn sterk gebonden aan plasmaproteïnen, met name de thyroxinegebonden globuline (TBG). T4 en T3 zijn echter ook aan albumine en thyroxinegebonden prealbumine gebonden. Ongeveer 99,9% van T4 is gebonden aan de plasmaproteïnen. Minder dan 0,1% komt voor als vrij hormoon. Ongeveer 1% van T3 komt voor als vrij hormoon. Alleen het vrije hormoon kan door de weefsels worden opgenomen. De halfwaardetijd van T4 en T3 is resp. 7 dagen en 1 dag.
Veranderingen in de TBG-concentratie beïnvloeden niet de vrije schildklierhormoonconcentratie. Stijging en daling van de TBG-concentratie beïnvloeden wel de totale hoeveelheid T3 en T4, maar hebben geen invloed op de vrije hormoonconcentratie. Dit komt omdat de negatieve feedback van de vrije schildklierhormonen ervoor zorgt dat de hypofyse TSH uitscheidt. TSH stimuleert de schildklier tot het extra aanmaken van schildklierhormonen.
Het meeste T4 wordt omgezet in T3. Hoewel T4 het meest voorkomende schildklierhormoon is, worden grote hoeveelheden van dit hormoon in de perifere weefsels gedejodeerd op de vijfde positie van het hormoon.
Bronnen:
JE. Hall, 2006, Pocket Companion to Textbook of Medical Physiology, Elsevier Inc
GA Thibodeau, Patton KT 2007, Anatomy & Physiology, Mosby/Elsevier
EN Marieb, Hoehn K 2007, Human Anatomy & Physiology, Pearson/Benjamin Cummings