Die Schilddrüsenhormonsynthese (Thyroxin/T4 und Trijodthyronin/T3) ist ein komplexer, mehrstufiger Prozess, der eine präzise Koordination von Substraten, Enzymen, Transportern und regulatorischen Signalen erfordert.
Wesentliche Komponenten
1. Iodid (I⁻)
- Nahrungsaufnahme (jodiertes Salz, Meeresfrüchte, Milchprodukte). RDA: 150 µg/Tag Erwachsene; 220–290 µg Schwangerschaft/Stillzeit.
- Im GI-Trakt absorbiert → Plasmainodid-Pool.
2. Natrium-Iodid-Symporter (NIS)
- Basolaterales Membranprotein auf Thyozyten.
- Aktiver Transport: 2 Na⁺ + I⁻ in die Zelle (angetrieben durch Na⁺/K⁺-ATPase-Gradient).
- Konzentriert Iodid 20–50× Plasmawerte.
- Auch in Speicheldrüsen, Magenschleimhaut, stillender Brust, Plazenta.
- Gehemmt durch Thiocyanat, Perchlorat, Pertechnetat.
3. Thyroglobulin (Tg)
- Großes (660 kDa) dimeres Glykoprotein, synthetisiert in Thyozyten.
- In den follikulären Lumen (Kolloid) abgegeben – Speicherform.
- Tyrosin-Reste auf Tg dienen als Jodierungsstellen.
4. Thyreoperoxidase (TPO)
- Apikales Membran-Häm-Enzym.
- Katalysiert zwei Reaktionen mit H₂O₂ (von DUOX2):
- Jodierung: I⁻ + Tyrosin auf Tg → MIT (Monoiodthyrosin) + DIT (Diiodthyrosin).
- Kupplung: DIT + DIT → T4; MIT + DIT → T3 (innerhalb des Tg-Moleküls).
5. Thyreotropin (TSH)
- Hypophysäres Glykoprotein-Hormon (α + β Untereinheiten).
- Bindet TSHR (GPCR) auf basolaterale Membran → cAMP/PKA & PLC/IP3/DAG-Pfade.
- Stimuliert: NIS-Expression, Tg-Synthese, TPO-Aktivität, H₂O₂-Generierung, Endozytose des Kolloids, Hormonsekretion, Thyozytenwachstum.
- Reguliert durch TRH (Hypothalamus) und negatives Feedback durch T4/T3.
6. Deiodinasen (D1, D2, D3)
- Selenoproteine, die Schilddrüsenhormone peripher aktivieren/inaktivieren.
- D1 (Leber, Niere, Schilddrüse): T4 → T3 (Aktivierung); rT3 → T2 (Clearance).
- D2 (Gehirn, Hypophyse, braunes Fett, Muskel): T4 → T3 (lokale Aktivierung); kritisch für zerebrales T3.
- D3 (Plazenta, ZNS, Haut): T4 → rT3 (Inaktivierung); T3 → T2; schützt Gewebe vor überschüssigem T3.
7. Energie- und Ernährungsstatus
- ATP für NIS, Tg-Synthese, H₂O₂-Generierung.
- Adequates Selen (für Deiodinasen, GPx), Eisen (für TPO-Häm), Zink, Vitamin A.
- Goitrogene (Thiocyanate in Maniok, Kreuzblütlern; Flavonoide) können Schritte beeinträchtigen, wenn Jod marginal ist.
Zusammenfassender Weg
I⁻ (Nahrung) → NIS → Thyozyt → Apikale TPO/H₂O₂ → Tg-Jodierung/Kupplung → Kolloidspeicher → TSH-stimulierte Endozytose → Lysosomale Proteolyse → T4/T3-Sekretion → Blutkreislauf → Gewebedeiodierung → Kernrezeptorwirkung.
Störung an irgendeiner Stufe verursacht Hypothyreose (oder Struma bei TSH-getriebener Hyperplasie).
