Iodid wird wird nach oraler Aufnahme fast vollständig aus dem Darm resorbiert und gelangt über einen sekundär-aktiven Natrium-Iodid-Symport in die Follikelepithelzellen der Schilddrüse (Iodination). Die Iodid-Peroxidase, die Wasserstoffperoxid als Cosubstrat braucht, oxidiert das Iodid zu elementarem Iod, das dann in die Tyrosinreste des Tyreoglobulins eingebaut wird. Diese Iodierung, die auch als Iodisation bezeichnet wird, erfolgt besonders an Position 3 und z. T. auch an Position 5 des aromatischen Ringes der Tyrosinreste im Thyreoglobulin. Durch oxidative Kondensation werden zwei iodierte Tyrosinreste gekoppelt und es entsteht je nach Anzahl der enthaltenen Iodatome an das Thyreoglobulin gebundenes Liothyronin (Triiodthyronin; T3) oder Levothyroxin (Tetraiodthyronin; T4). Das so veränderte Thyreoglobulin wird im Kolloid der Schilddrüsenfollikel gespeichert und bildet einen Vorrat, der für einige Tage reicht.
Durch TSH-Einwirkung (TSH = thyreotropes Hormon) gelangt Thyreoglobulin aus dem Kolloid in die Schilddrüsenzellen, wo durch hydrolytische Spaltung T3 und T4 frei und ins Blut sezerniert werden. Dabei ist die freigesetzte Menge von T4 ungefähr 10 mal höher als die von T3. Ca. 80 % des T3, der biologisch aktiveren Form mit der kürzeren Halbwertszeit, werden peripher aus T4, dem nur schwach wirksamen Prohormon, gebildet. Die Freisetzung von TSH aus der Hypophyse wird durch TRH (Thyreotropin-Releasing-Hormon) aus dem Hypothalamus gesteuert und die zirkulierenden Schilddrüsenhormone haben wiederum eine hemmende Wirkung auf die TSH- und TRH-Freisetzung, womit sich der Regelkreis schließt.
Die physiologischen Wirkungen der Schilddrüsenhormone werden durch Bindung an intrazelluläre Rezeptoren, genauer gesagt ligandengesteuerte Transkriptionsfaktoren, bewirkt, was zu einer veränderten Syntheserate verschiedener Proteine führt. Dabei hat T3 gegenüber T4 die 10-fache Affinität zu diesen Rezeptoren.
Bei verschiedenen Erkrankungen kann es zu einer Störung der Schilddrüsenhormonproduktion kommen, in deren Folge die physiologischen Wirkungen nicht mehr ausreichend oder in zu hohem Maße erfolgen.
Schilddrüsenhormone haben folgende Wirkungen:
- Steigerung des Stoffwechsels und damit Erhöhung von Sauerstoffverbrauch, Grundumsatz und Wärmeproduktion
- Verminderte Glucosetoleranz und Insulinresistenz
- Stimulation des Lipidmetabolismus
- Steigerung der Osteoblasten- und Osteoklastenaktivität
- Aufrechterhaltung der normalen Entwicklung und Funktion des ZNS
- Erhöhte Kontraktilität der Herzmuskelfasern und damit Erhöhung der Herzfrequenz und des Schlagvolumens durch vermehrte Bildung von β-Adrenozeptoren
- Leichtere Erregbarkeit des Reizleitungssystems des Herzens (Ursache für die Neigung zu Extrasystolen und Vorhofflimmern bei Hyperthyreose)
Bei Kindern kann ein Schilddrüsenhormonmangel zu gravierenden Entwicklungsstörungen, dem sogenannten Kretinismus führen. Es kommt dabei durch eine Verlangsamung des Stoffwechsels zu Entwicklungsverzögerungen des Zentralnervensystems, Missbildungen des Skeletts (Minderwuchs), Schwerhörigkeit und anderem. Dieser Prozess hat seinen Ursprung meist schon in der Schwangerschaft. Sog. Kretins sind körperlich und geistig schwerbehindert.
Um bei einer gestörten Schilddrüsenfunktion ausreichende Plasmaspiegel der Schilddrüsenhormone zu erreichen, werden Schilddrüsenhormone substituiert. Da Deutschland in den meisten Teilen ein Iodmangelgebiet ist, wird in einigen Fällen zusätzlich Iodid gebeben, um die körpereigenen Bildung der Schilddrüsenhormone zu fördern. Es gibt die fixe Kombination aus Levothyroxin und Kaliumiodid, mit der gleich beide Stoffe substituiert werden.
In den meisten Fällen wird das physiologisch weniger aktive Prohormon Levothyroxin (T4) gegeben, das eine Halbwertszeit von ca. 7 Tagen hat. Damit ist eine einmal tägliche Applikation völlig ausreichend. Diese sollte eine halbe Stunde vor dem Frühstück erfolgen, da die Resorption durch Nahrung gehemmt wird. Da Liothyronin (T3) aus T4 durch Metabolisierung entsteht, kann auf diese Weise ein gleichmäßiger T3-Plasmaspiegel ohne Spitzen erzielt werden. Um mit T3 ähnlich gleichmäßige Spiegel zu erreichen, wäre eine 5-6 x tägliche Anwendung nötig. Bei der Anwendung von Kombinationspräparaten aus T4 und T3 entstehen Liothyronin-Spitzen, die bei hohen applizierten Dosen zu vermehrten Nebenwirkungen führen können.
