學習重點 甲狀腺激素以L-酪胺酸(L-tyrosine)為前驅物;NIS 負責攝碘,甲狀腺過氧化酶(TPO)負責氧化、碘化與偶聯。 T3、T4 具有二苯醚骨架,兩個苯環以氧相連;T4 的四個碘取代位置全部為 I。 甲狀腺直接分泌的激素以T4 最多;血中 T3 主要來自周邊組織將 T4 脫碘。 高濃度碘化物可抑制激素釋放與碘有機化;ClO₄⁻、SCN⁻ 等則可競爭性抑制 NIS 攝碘。 核種半衰期要分清:¹³¹I 約 8 天、¹²⁵I 約 60 天、⁹⁹ᵐTc 約 6 小時。 核心觀念 一、甲狀腺激素的合成與釋放 攝碘:濾泡細胞基底外側膜的鈉碘同向運送蛋白(NIS),利用 Na⁺ 濃度梯度將血中 I⁻ 運入細胞,屬次級主動運輸。 氧化與有機化:TPO 利用 H₂O₂ 參與碘離子的氧化,並使碘接到甲狀腺球蛋白的酪胺酸殘基上。接上一個碘形成 MIT,接上兩個碘形成 DIT。 偶聯:TPO 催化碘化酪胺酸殘基的氧化偶聯,形成連接兩個苯環的醚鍵(–O–)。DIT 與 DIT 偶聯生成 T4;MIT 與 DIT 依適當方向偶聯生成 T3。 儲存及釋放:T3、T4 仍連在甲狀腺球蛋白上,儲存於濾泡膠質;經胞飲與溶酶體蛋白水解後,才釋出游離的激素。未偶聯的 MIT、DIT 主要在腺體內脫碘回收,並非血中主要甲狀腺激素。 合成前驅物是 L-tyrosine,建構 O-linkage 的酵素是 TPO。Tyrosine hydroxylase 參與兒茶酚胺合成;cyclooxygenase、lipoxygenase 參與花生四烯酸代謝,均不是此處偶聯反應的酵素。 二、結構、分泌量與 T3 的來源 甲狀腺激素是具脂溶性的胺基酸衍生物,不是肽類激素。其共同骨架包含兩個苯環,中間以O連接,形成二苯醚;連接原子不是 NH、S 或 C=O。雖然合成與儲存時附著於甲狀腺球蛋白,釋出的 T3、T4 本身並不含肽鍵。 物質結構與生理重點 MIT、DIT分別為單碘與二碘酪胺酸,是合成中間產物,尚未形成完整二苯醚激素骨架。 T4:L-thyroxine含四個碘,位置為 3、5、3′、5′;通式四個碘取代位置均為 I。是甲狀腺分泌量最多的激素。 T3:triiodothyronine含三個碘,位置為 3、5、3′;生物活性較 T4 強,血中主要來源是 T4 的周邊脫碘。 rT3:reverse T3碘位置為 3、3′、5′,為 T4 內環脫碘產物,生物活性極低。 T4 在周邊組織經外環 5′-脫碘可形成 T3。因此,「腺體分泌最多」與「活性較強」不可混為一談:前者是 T4,後者是 T3。激素在血中大多與運送蛋白結合,主要透過核受體調控基因表現。 三、碘化物的抗甲狀腺作用 藥理劑量的碘化物,如碘化鉀溶液,可迅速抑制 T3、T4 釋放,涉及抑制甲狀腺球蛋白的蛋白水解。高濃度碘也會暫時抑制碘有機化與激素合成,稱為Wolff–Chaikoff 效應。兩種作用應分別記憶,不宜將此效應直接等同於抑制釋放。 甲狀腺切除術前:可降低腺體血流及血管豐富程度,協助手術準備。 甲狀腺風暴:可作為治療的一部分;通常先給 thionamide 抑制合成,再給碘化物,避免新增碘成為合成原料。 作用具暫時性:腺體可逐漸出現脫逸,因此不適合單獨作為長期控制藥物。 與放射碘的關係:非放射性碘會降低放射碘的攝取及治療效果,不會加強 ¹³¹I 對甲狀腺的破壞。 四、NIS 的競爭性抑制 過氯酸根 ClO₄⁻、硫氰酸根 SCN⁻、硝酸根 NO₃⁻等陰離子可與 I⁻ 競爭 NIS,降低甲狀腺攝碘。過鎝酸根 TcO₄⁻ 也可經 NIS 攝取,與碘離子競爭運輸。 判斷時應辨認完整化學式及電荷,不能只看含有氯、硫或氧,也不能認為所有單價陰離子都能阻斷 NIS。攝碘屬於運輸步驟,與 TPO 催化的有機化、偶聯是不同環節。 五、放射性藥物比較 核種或製劑半衰期與衰變製備及用途 ¹³¹I約 8 天;經 β⁻ 衰變,並伴隨 γ 射線放出。β 射線提供組織破壞作用,用於甲狀腺機能亢進及可攝碘的分化型甲狀腺癌;γ 射線可供造影。 ¹²⁵I約 60 天;經電子捕獲衰變為 ¹²⁵Te,伴隨低能量 γ 射線及特性 X 射線。可用於放射免疫分析及近接治療粒子。 ⁹⁹ᵐTcO₄⁻約 6 小時;⁹⁹ᵐTc 經異構轉移至 ⁹⁹Tc,放出 γ 射線。由 ⁹⁹Mo/⁹⁹ᵐTc 發生器取得,為甲狀腺診斷造影製劑;主要經尿液排除。 ⁹⁹ᵐTc 過鎝酸鹽會被甲狀腺攝取,但不會像碘一樣被有機化並接入甲狀腺球蛋白,因此主要反映攝取功能。其去向不能描述為「主要經肝臟代謝」。 常考陷阱 「甲狀腺素由 tryptophan、histidine 或 phenylglycine 合成」:應辨認前驅物為 L-tyrosine。 「O-linkage 由 tyrosine hydroxylase 建構」:名稱雖含 tyrosine,仍應選 TPO;TPO 同時參與氧化、碘化及偶聯。 「MIT 是血中主要甲狀腺素」:MIT 是中間產物;腺體分泌最多及血中含量較高的是 T4。 「T3 主要由腺體直接分泌」:血中 T3 主要由周邊 T4 脫碘而來。 「碘化物常在甲狀腺切除術後使用,且不適用於風暴」:此處應掌握術前準備與甲狀腺風暴的用途。 「碘化物能加強放射碘治療」:非放射性碘會干擾放射碘攝取,效果反而降低。 「¹³¹I 半衰期為 60 天」:60 天屬於 ¹²⁵I;¹³¹I 約 8 天。¹³¹I 與 ¹²⁵I 均可產生 γ 射線,不能據此認為衰變方式相同。 「⁹⁹ᵐTcO₄⁻ 主要經肝臟代謝」:應記住由鉬發生器取得、半衰期約 6 小時、用於診斷及主要經尿液排除。 記憶口訣 「NIS 攝碘,TPO 氧、碘、偶」:運輸與酵素反應分開記。 「四碘量多,三碘力強;三碘多由四碘來」。 「碘用術前與風暴,抑制釋放要記牢」。 「碘一三一八天,碘一二五六十天,鎝九九米六小時」。 「鎝從鉬來,主要隨尿走」。