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濾泡內部:甲狀腺激素如何被合成

跟隨碘從血流進入濾泡,看它被掛到甲狀腺球蛋白上,再看 T4 和 T3 出現。逐步走過工廠車間。

濾泡:一個小小的儲存罐

放大甲狀腺,你會發現它由成千上萬個空心球體構成,稱為甲狀腺濾泡。每個濾泡是一圈濾泡細胞,包圍著中央一池濃稠、富含蛋白質的液體,稱為膠質。這很特別:大多數腺體一造出激素就立刻送出,而甲狀腺卻把數週的儲備囤積在這些儲存罐裡。

膠質主要是一種巨大的蛋白質——甲狀腺球蛋白。可以把它想成一串長長的珠鏈,其中某些珠子(酪胺酸胺基酸)就是碘將要附著的位點。甲狀腺激素就是在這個支架被合成並儲存的,直到需要時——這是一種巧妙的設計,能緩衝你日常碘攝入的波動。

第一步:捕獲碘

血液中的碘很稀少,所以濾泡細胞要逆勢把它泵入。細胞朝向血液一側的一個蛋白泵主動把碘離子拖進來,使其濃度比血液中高出數十倍。這就是碘捕獲,是激素合成的第一個關鍵步驟。

第二步:過氧化物酶完成化學反應

一旦碘離子到達膠質邊緣,一種酶幾乎包辦了整個過程:甲狀腺過氧化物酶(TPO)。它依次完成三項工作——活化碘離子,把它附著到甲狀腺球蛋白上的酪胺酸珠子上,然後把成對的碘化珠子偶聯在一起。

  1. 有機化:TPO 把碘掛到酪胺酸珠子上,形成 MIT(一個碘)和 DIT(兩個碘)。
  2. 偶聯 DIT + DIT(兩個+兩個碘)→ T4,帶有四個碘原子。
  3. 偶聯 DIT + MIT(兩個+一個碘)→ T3,帶有三個碘原子。
  4. 合成好的激素停留在膠質中的甲狀腺球蛋白上,直到有訊號要求釋放。

第三步:釋放入血

當身體需要激素時,濾泡細胞把膠質小滴吸回細胞內,用酶把甲狀腺球蛋白珠鏈切開,釋放出 T4 和 T3 進入血液。注意比例:腺體釋放的 T4 大約是 T3 的十五倍。T4 實際上是一種長效的前體激素儲備形式——身體在組織中把它轉化為更強效的 T3,這正是指南3的主題。

IODINE'S JOURNEY THROUGH THE FOLLICLE

  blood  ──[trap]──▶  cell  ──▶  colloid
  (iodide)            pump        |
                                  | thyroid peroxidase (TPO):
                                  |   1. iodine onto tyrosine  -> MIT, DIT
                                  |   2. DIT + DIT  -> T4  (4 iodines)
                                  |   3. DIT + MIT  -> T3  (3 iodines)
                                  v
                          stored on thyroglobulin
                                  |
                       [signal to release]
                                  v
               cell chops thyroglobulin -> T4 + T3 into blood
                          (~15 parts T4 : 1 part T3)
從鹽罐到血流:一張圖看完整條裝配線。