Надольник Л.И., Ковшик Л.П., Климович П.Н., Чумаченко С.С

Медико-биологические основы жизнедеятельности
УДК 612.1
БИОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МЕТАБОЛИЗМА ЙОДА
В ОРГАНИЗМЕ: ПРОБЛЕМЫ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЙОДА
И КОРРЕКЦИИ ЙОДНОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ
Надольник Л.И., Ковшик Л.П., Климович П.Н., Чумаченко С.С.
Институт биоорганической химии НАН Беларуси, г. Гродно
По данным ВОЗ болезни, обусловленные нехваткой йода, - самые распространенные заболевания неинфекционной природы на планете. В системе
метаболизма йода в организме ключевую роль играет щитовидная железа, однако не менее важна система стабилизации тиреоидного гомеостаза. Здесь необходимо отметить семейство дейодиназ, а также формы использования тиреоидных гормонов различными тканями (схема 1).
Хорошо известно, что тироксин (3, 5, 3', 5'-тетрайодтиронин) (Т4), - основной гормон, продуцируемый ЩЖ, - не проявляет биологической активно207
Медико-биологические основы жизнедеятельности
сти; его можно рассматривать как прогормон или плазменное депо тиреоидных гормонов, - что, по-видимому, имеет важную физиологическую роль. Основную функцию в активации Т4 играет семейство селеноцистеинсодержащих
оксидоредуктаз, йодтиронин-дейодиназ. Идентифицированы 3 типа этих ферментов, активность которых во многом определяет реализацию гормонального
эффекта тиреоидных гормонов. Локализация дейодиназ и их активность являются тканеспецифичными. 5'-дейодиназа I-го типа (Д!) локализована в печени,
почках, ЩЖ, легких, глазах. 5'-дейодиназа II-го типа (ДП) определяется, восновном, в головном мозге, гипофизе, миокарде, скелетных мышцах, бурой
жировой ткани; 5-дейодиназа III-го типа (ДШ) - в печени, коже, мозге, плаценте. Д1 и Д11 катализируют образование Т3 из Т4, ДШ дейодирует внутреннее тирозильное кольцо в положении 3 и 5, инактивируя Т 3 и Т4, и играет важную роль в регуляции биодоступности тиреоидных гормонов в течение эмбрионального развития.
Нарушение йодной обеспеченности значительно изменяет метаболизм
различных тканей, поскольку показано, что в зависимости от типа дейодиназы
основным гормоном, используемым тканью, может быть либо Т4, либо Т3. Избыток йодида снижает активность дейодиназы I типа в периферических тканях, что изменяет тканевую доступность тиреоидных гормонов. Содержание
линии мышей Balb/c на высокойодной диете не только значительно снижает
активность печеночной дейодиназы I типа, но и концентрацию селена, - микроэлемента, необходимого для проявления активности данного фермента.
Важнейшими регуляторами активности дейодиназ являются глюкокортикоидные гормоны, которые наиболее значительно влияют на активность Д11 в мозге. Даже мягкий кратковременный стресс индуцирует повышение активности
/ w
»-»
»-»
тт
5
-йодтирониновой дейодиназы II типа в мозге, что сопровождается повышением концентрации Т3 более чем на 300%. В клетках опухоли гипофизя At-20
была идентифицирована Д11, активность которой и экспрессия мРНК стимулировались глюкокортикоидами и КРГ. Снижение уровня тиреоидных гормонов
в крови и уровня мРНК ТРГ при голодании сопровождается повышением активности Д11 и мРНК Д11. Исследование механизмов активации Д11 во время
голодания позволило установить, что снижение уровня лептина играет пермиссивную роль при активации глюкокортикоид-индуцированной регуляции
Д11. У взрослых крыс глюкокортикоиды индуцируют снижение в печени активности Д1. В исследованиях, выполненных на культуре гепатоцитов, показан
противоположный эффект: глюкокортикоиды повышают активность Д1 и экспрессию мРНК Д1. В NRK 52Е-клетках шчек дексаметазон повышает активность и экспрессию мРНК Д1. Семейство дейодиназ играет ключевую роль
в стабилизации тиреоидного и йодного статуса организма, об этом свидетельствуют данные представленные на схеме 1.
Однако поступление йода в организм может быть нарушено при воздействии различных факторов среды обитания. Сюда можно отнести нарушение
обеспеченности организма другими важнейшими микронутриентами (витами208
Медико-биологические основы жизнедеятельности
ны, микроэлементы: цинк, железо, бром, селен, кобальт, медь), лекарственные
препараты: сульфаниламиды, антибиотики (бензилпенициллин, эритромицин,
стрептомицин и др.), производные тиомочевины, перхлораты, соли лития, высоко йодированные ксенобиотики, а также стресс.
Тз
Ткани, зависимые
от Тз
Нормальный уровень
Тз при ДЙ
О
О
Поглощение Т 3
из крови
ЗЕ=
Ткани, зависимые
от Т 4
\
Синтез Т 3 из Т 4
СЕРДЦЕ
Повышение
активности
Д 2 при ДЙ
V
МОЗГ,
БУРАЯ
ЖИРОВАЯ
ТКАНЬ
/
Схема 1 - Формы использования тиреоидных гормонов различными тканями
Нами проведено обследование йодной обеспеченности жителей Гродненской области и установлено, что к группам риска можно отнести подростков,
более чем у 50% которых обнаружен дефицит йода средней и легкой степени,
а также женщин в ранний послеродовый период (рис. 1). В остальных возрастных группах дефицита йода не обнаружено. Представляет значительный интерес исследование механизмов развития йодного дефицита именно у этой
возрастной группы. Связано ли это с нарушением потребления йодсодержащих продуктов или с недостаточностью других нутриентов, стрессом? Приведенные данные свидетельствуют об актуальности разработки простых и доступных методов тестирования индивидуальной йодной обеспеченности организма.
Экскреция йода
с мочой, мкг/л
330,64
400
300-
340,59
Рисунок 1 - Йодная обеспеченность жителей Гродненской области в зависимости
от возраста
224,44
200-
140,72
122,02
77,24
1000 новорож
денные
36,545
дети
1-5 л е т
дети
6 - 1 0 лет
подростки
11-14 лет
взрослые
18-60 лет
роженицы
3-5 д н е й
берег
(предродовые)
209
Медико-биологические основы жизнедеятельности
BIOCHEMICAL ASPECTS OF A METABOLISM OF IODINE IN AN ORGANISM: PROBLEMS
OF CONSUMPTION AND CORRECTION OF IODINE SECURITY
Nadolnik L.I., Kovshik L.P., Klimovich P.N., Chumachenko S.S.
Problems of a metabolism of iodine in an organism, and also systems of stabilisation of an
iodine homeostasis are discussed. The urgency of working out of effective methods of preventive
maintenance and correction of diseases connected with deficiency of iodine is underlined.
210