Thyroxin

Thyroxin ist ein Derivat der Aminosäure Tyrosin. Es hat die Summenformel C₁₅H₁₁I₄NO₄. Die molare Masse beträgt 776,87 g/mol. Thyroxin ist eine chirale Verbindung. Die natürlich vorkommende und medizinisch relevante Form ist das L-Enantiomer.

Thyroxin gehört zur Klasse der Iodothyronine und ist überwiegend ein Prohormon, das seine Hauptaktivität (wenn auch nicht die ausschließliche Wirkung) über seine Stoffwechselprodukte Trijodthyronin (T3) und 3,5-Dijodthyronin (3,5-T2) entfaltet. An Integrinrezeptoren wirkt es jedoch direkt, d.h. ohne Umwandlung in T3.

Die periphere Umwandlung von T4 (3,3',5,5'-T4) in das wirksamere Schilddrüsenhormon T3 (3,5,3'-T3) erfolgt durch die Abspaltung eines Iodatoms (Deiodierung) an Position 5 des äußeren Ringsystems von T4. Durch die Deiodierung an Position 5 des inneren Ringsystems entsteht reverses T3 (rT3; 3,3',5'-T3), das als T3-Inhibitor wirkt. Beide Reaktionen werden durch Deiodinasen katalysiert. T3 und rT3 entstehen dabei etwa zu gleichen Teilen.^[1] Darüber hinaus bilden sich aus T4 noch weitere Metabolite, meist durch Glucuronidierung und Sulfatierung.^[1]

Eine verminderte Umwandlung von T4 zu T3 bezeichnet man als Konversionsstörung bzw. Hypodeiodierung. Sie führt zu einem Low-T3-Syndrom.

In geringem Maße werden T3 und rT3 auch direkt von der Schilddrüse sezerniert, etwa im Verhältnis etwa 10:1.^[2]

Die Regulation der Biosynthese und Sekretion der Schilddrüsenhormone erfolgt durch das hypothalamisch-hypophysäre System (Thyreotropin-Releasing-Hormon, TRH) des Hypothalamus und das Thyroidea-stimulierende Hormon (TSH) der Hypophyse. T3 und T4 steuern im Organismus Entwicklungs- und Wachstumsprozesse, die Zelldifferenzierung und die meisten anabolen und katabolen Stoffwechselwege sowie eine Reihe von Prozessen des Struktur- und Funktionsstoffwechsels. Sie sind selbst starke Inhibitoren der Synthese und der Sekretion von TRH und TSH (Feedback-Inhibition).

Thyroxin wird im Blutplasma zu 99,9 % an Plasmaproteine gebunden, mit höchster Affinität an das Thyroxin-bindende Globulin (TBG), aber auch an Albumin und Transthyretin. Das Hormon hat eine Plasmahalbwertszeit von ca. einer Woche.

Die labormedizinische Bestimmung des T4-Spiegels erfolgt meist durch Enzymimmunoassay (ELISA) oder Radioimmunoassay (RIA). Für diagnostische Zwecke ist, von wenigen Ausnahmen abgesehen, die Bestimmung des freien Thyroxins (fT4) sinnvoller als die des Gesamthormons, da der Spiegel des letzteren nicht nur durch die Aktivität der Schilddrüse, sondern auch durch die Plasmaproteine bestimmt wird.

Die Interpretation erfolgt in Zusammenschau mit den Werten für fT3 und TSH.

Thyroxin wird als Levothyroxin therapeutisch unter anderem bei Struma und Hypothyreose eingesetzt.

siehe Hauptartikel: Levothyroxin

• Köhrle J et al. Schilddrüsenhormone. In: Heinrich PC et al. (Hrsg.) Löffler/Petrides Biochemie und Pathobiochemie. 10. Aufl., Berlin : Springer 2022
• Gärtner R (Hrsg.) Schilddrüsenerkrankungen. Stuttgart : Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft 2004 - Inhaltsverzeichnis