Собственно образование гормонов щитовидной железы начинается с йодизации – включения йода в аминокислоту тирозин. При включении одного атома йода образуется монойодтирозин, а при включении двух атомов йода – дийодтирозин. Моно– и дийодтирозин еще не обладают свойствами гормонов. Следующим этапом является слияние, конденсация двух молекул дийодтирозина, или моно– и дийодтирозина, и образование тиронинов. Тиронины являются гормонами щитовидной железы. При слиянии двух молекул дийодтирозина образуется тетрайодтиронин (тироксин, Т_>4); при конденсации ди– и монойодтирозина – гормон трийодтиронин (Т_>3).

Под влиянием специфических ферментов одновременно происходит процесс дейодирования, заключающийся в отщеплении от моно– и дийодтирозина молекулярного йода. Последний вновь поступает во внутренний кругооборот и в конечном счете используется в биосинтезе тироксина и трийодтиронина.

Коллоид фолликулов содержит специфический белок – тиреоглобулин. Тиреоглобулин выполняет функцию акцепторной молекулы, на которой синтезируются и запасаются тиреоидные гормоны. Биосинтез йодсодержащих гормонов совершается внутри молекулы тиреоглобулина. Треоглобулин представляет собой гликопротеид с молекулярной массой около 600 000 дальтон, размеры которого настолько велики, что это препятствует попаданию его в кровь из интактной щитовидной железы. Лишь при ее патологии, сопровождающейся утратой целостности клеток, тиреоглобулин может попасть в общий кровоток.

Следовательно, тиреоидные гормоны образуются не как свободные единицы, а как часть молекулы тиреоглобулина. В дальнейшем происходит протеолитическое расщепление тиреоглобулина, освобождение тироксина и трийодтиронина и поступление их в кровяное русло. При этом выделяется свободный йод, который может вновь использоваться для образования гормонов щитовидной железы.

В нормальных условиях щитовидная железа содержит 200 мкг/г тироксина (Т_>4) и 15 мкг/г трийодтиронина (Т_>3).

Ежедневная секреция щитовидной железой Т_>4 составляет 80–90 мкг, что во много раз больше, чем секреция Т_>3 (9 мкг).

Концентрация Т_>4 в сыворотке крови (при использовании метода радиоиммунного анализа) составляет в норме 100 (65-160) нмоль/л, Т_>з – 1,8 (1,17-2,5) нмоль/л.

Содержание свободного Т_>4 составляет 9-28 пмоль/л (0,7–2,2 нг/дл), свободного Т_>3 – 3,8–7,7 пмоль/л (2,5–5,0 пг/мл).

Избыток тиреоидных гормонов накапливается в тиреоглобулине коллоида щитовидной железы и используется в зависимости от потребностей организма. В норме щитовидная железа обладает запасом гормонов на 2-10 недель, что резко отличается от количества гормонов, имеющихся в других эндокринных органах.

Биосинтез тиреоидных гормонов осуществляется под контролем центральной нервной системы, гипоталамуса и гипофиза. Уровень продукции тироксина и трийодтиронина регулируется тиреотропным гормоном передней доли гипофиза (ТТГ). Он оказывает влияние на основной процесс биосинтеза гормонов – конденсацию, то есть слияние ди– и монойодтирозинов в тиронины (тироксин и трийодтиронин). Под воздействием ТТГ фермент протеаза расщепляет тиреоглобулин, и тиреоидные гормоны выделяются из щитовидной железы в кровь. Тиреотропный гормон гипофиза усиливает кровоснабжение и рост щитовидной железы.

Высвобождение ТТГ регулируется уровнем свободных тиреоидных гормонов по принципу обратной связи: при повышении концентрации Т_>3 иТ_>4 в крови выброс ТТГ уменьшается, а при снижении – увеличивается. При этом нормальный уровень ТТГ в крови составляет 0,3–4,0 мЕ/л.

Деятельность щитовидной железы и аденогипофиза находится под контролем высшего регулятора нейроэндокринной системы – гипоталамуса. В последнем содержится тиролиберин (тиретропин-рилизинг-гормон, ТРГ), стимулирующий тиреотропную функцию передней доли гипофиза.